专利名称：模拟肠道环境的小型发酵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微生物发酵领域，特别涉及微生物发酵装置。 技术背景现代发酵技术中已普遍使用发酵罐，尽管其优点突出但价格昂贵。当发酵体系为 l-500ml的发酵，特别是针对发酵产气研究时，现有的发酵罐均不适合。微生物发酵按产气与否，可分产气与不产气发酵，传统玻璃器皿进行发酵时若产 气或易挥发物质时，则会使发酵环境中的压强增加，破坏微生物原有生长环境；且不能收集 与计量所产气体。专利号为01243412. 4《发酵法测大肠菌群用集气管》中涉及了微生物发酵产气体 的收集问题，尽管在原玻璃器皿上加以了改进，但它主要存在以下几个不足(1)它只是集 气装置，无测量装置；(2)有体积刻度，但集气瓶空间被固定，产气量很大的微生物发酵后， 密封体系内的压强会增加，影响微生物生产；(3)不能实时监控pH、或温度或物质浓度等性 质的变化；(4)不能随时取样。
发明内容本实用新型的目的是提出一种新型的模拟肠道环境的小型发酵装置，以解决现有 技术中存在的问题，减少实验时的误差，方便实验操作。本实用新型是通过以下技术方案实现的。参见附图1、附图2。本实用新型所述的装置由发酵器皿[1]、活塞[4]、细管[10]、U型管[11]组成，活 塞[4]置于发酵器皿[1]中，发酵器皿[1]侧壁刻有刻度[2]，侧壁下端设有带开关的取样 口 [3]；活塞[4]上端有与其固定的活塞柄[5]，活塞柄设有螺纹，螺母[9]通过旋转来升降 活塞[4]，以调节发酵器皿[1]中发酵体系的容积；与器皿上端固定的支撑板[7]中设有若 干个孔[8]，活塞[4]设有若干活塞孔[6]，毛细管[10]从活塞[4]和支撑板孔[8]中引出， 并与U型管[11]连接，U型管[11]中加有有色液体[13]，若干个U型管[11]可通过软细 管[12]连接以便灵活增加装置集气体积。本实用新型所述的活塞[4]上的活塞孔[6]，可以安装搅拌器，也可以通过孔向 发酵皿中通氮气、氧气等环境气体，却安装环境气体入气口 ；也可以安装pH电极，温度传感 器，葡萄糖传感器，以及其他测量工具。本实用新型所述的搅拌器、pH电极，温度传感器、葡萄糖传感器，可以根据需要，通 过活塞孔[6]安装一个或两以上。本实用新型所述的发酵皿[1]的侧壁下端也可以设带开关的螺旋进样口，方便进 样，并可控制进样的流速大小及其进样量。本实用新型所述的发酵皿[1]其横截面可以为圆形、三角形、长方形、正方形等形 状。材质可以为玻璃，不锈钢或塑料等。本实用新型所述的有色液体[13]，为密度小、黏度系数小的有色液体，所产气体不溶或微溶于这些液体。当微生物在密封发酵装置中发酵产气时，打开与细管[10]相连的开关，气体会流 向U型管推动有色液体在管内移动，因而可以观察小段液体在U型管中移动情况，了解产气 量与产气速率，对于在产气量较大的微生物发酵，可以用多个U型管串联，因为U型管内液 体体积、密度、黏度系数均小，U型管不高因而重力可忽略，且U型管管壁光滑，液体在管内 移动时摩擦力也可忽略；或者U型管串联后平放。本实用新型也可以通过毛细管[10]，将收集到的发酵产生的气体输送至气体计量 装置中去。本实用新型有以下有益的效果(1)能准确收集与计量发酵所产生的气体；(2)活塞能上下移动并且能在任何位 置固定，活塞能控制发酵液面与活塞的空间，可以使得空间最小。可采用两种方式实现a) 活塞通过螺杆旋转向四周膨胀，导致与容器壁紧密接触，保证良好气密性，反之旋转，可以 上下移动；b)活塞与容器内壁紧密接触，通过螺杆旋转控制发酵液面与活塞的间隙；(3)能 通过活塞通入N2、C02等进行控制，保证厌氧环境发酵；(4)能方便收集发酵液体或发酵产生 的气体样品；(5)能准确计量发酵液体或发酵产生的气体样品的体积；(6)能通过活塞孔插 入各种电极或传感器实时监控测定参数，比如测定发酵液PH变化，测定发酵液温度变化， 通过葡萄糖电极测定溶液中葡萄糖；能通过活塞孔添加物质或进行搅拌。本实用新型广泛适用于实验室好氧、厌氧、产气、不产气等微型发酵，可以减少外 界对发酵的影响或误差，提高精确度；可以准确收集与计量发酵所产生的气体体积；能灵 活运用于产气量相差很大的微生物微型发酵；易操作、清洗；减少实验器材成本。
附图1是本实用新型的一种实施方式的示意图。1为发酵皿、2为发酵皿刻度、3为 带开关的取样口、4为活塞、5为活塞柄、6为活塞孔、7为支撑板、8为支撑板孔、9为螺母、10 为毛细管。附图2为本实用新型的收集计量气体的装置示意图。11为U型管、12为细孔管道、 13为有色液体。具体的实施方式本实用新型将通过以下实施例作进一步说明。实施例。装置与部件灭菌后相连，关闭取样口 3，相关培养基和菌液等放入发酵器皿1中， 通过旋转螺母9使得活塞柄5和活塞4升降移到合适位置。可以根据需要把PH计、温度计， 葡萄糖传感器等测量设备经活塞孔6浸入发酵液面以下进行实时监测变化，也可经活塞孔 6加入搅拌器进行搅拌(或者密封盖密封前加入磁力搅拌器的磁粒以便进行磁力搅拌)。毛 软管10 —端连接具有开关的活塞孔6，一端连接U型管11 (或者与能测定气体体积的装置 连接以便测定产生的气体体积)。若干个具有刻度的U型管11通过软管12串联，有色液体 13放入U型管11的一端，形成产气的收集与计量装置。需要取发酵液体的样品时，打开取 样口 3。根据实验或情况的需要，可选配微型泵、pH计、温度计、搅拌器等进行发酵监检测控制。厌氧发酵时可由活塞孔6通入N2或CO2即可。好氧发酵时可经活塞孔6通入O2或打开管10即可。避光培养则可以用配套的遮光或不透光材质包裹发酵皿1而实现避光培养。产气发酵时观察有色液体13在集气U型管11中移动情况，根据集气U型管11 上刻度记体积，可得出产气量及算出不同时间段产气速率。若遇到产气量大的微生物发酵 培养，则可根据情况串联集气U型管11，U型管头11与细孔软管12连接，即可由若干个U 型管头组成串联型计量气体装置。不产气发酵时关断开毛细管10。
权利要求一种模拟肠道环境的小型发酵装置，其特征是由发酵器皿[1]、活塞[4]、细管[10]、U型管[11]组成，活塞[4]置于发酵器皿[1]中，发酵器皿[1]侧壁刻有刻度[2]，侧壁下端设有带开关的取样口[3]；活塞[4]上端有与其固定的活塞柄[5]，活塞柄设有螺纹，与器皿上端固定的支撑板[7]中设有若干个孔[8]，活塞[4]设有若干活塞孔[6]，毛细管[10]从活塞[4]和支撑板孔[8]中引出，并与U型管[11]连接，U型管[11]中加有有色液体[13]，若干个U型管[11]可通过软细管[12]连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是通过活塞孔[6]安装搅拌器、pH电极、温度传 感器、葡萄糖传感器中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是通过活塞孔[6]安装环境气体入气口。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是发酵皿[1]横截面可以为圆形、三角形、长方 形或正方形。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征是发酵皿[1]的侧壁下端设带开关的螺旋进样
专利摘要模拟肠道环境的小型发酵装置，由发酵器皿、活塞、细管、U型管组成，活塞置于发酵器皿中，发酵器皿侧壁刻有刻度，侧壁下端设有带开关的取样口；活塞上端有与其固定的活塞柄，活塞柄设有螺纹，与器皿上端固定的支撑板中设有若干个孔，活塞设有若干活塞孔，毛细管从活塞和支撑板孔中引出，并与U型管连接，U型管中加有有色液体，若干个U型管可通过软细管连接；本实用新型广泛适用于实验室好氧、厌氧、产气、不产气等微型发酵，可以减少外界对发酵的影响或误差，提高精确度；可以准确收集与计量发酵所产生的气体体积；能灵活运用于产气量相差很大的微生物微型发酵；易操作、清洗；减少实验器材成本。
文档编号C12M1/34GK201634678SQ200920241569
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者印遇龙, 周笑犁, 彭彰智, 邓泽元, 阮征 申请人:南昌大学