发酵装置及发酵系统的制作方法

本实用新型涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种发酵装置及发酵系统。

背景技术：

植物病害是影响农业可持续发展的自然灾害之一，以往通常使用化学杀菌剂控制植物病害，但化学杀菌剂的大面积使用易带来环境污染、生态失衡、药物残留和食品安全等问题，而植物病害生物防治无污染、不杀伤天敌、不会产生抗药性、有利于人畜安全及环境保护，符合发展有机农业的要求。

植物病害生物防治是指利用有益微生物和微生物代谢产物对农作物病害进行有效防治的技术与方法，目前应用在生产上较多的有芽孢杆菌、木霉菌和链霉菌等。

为了获得大量的微生物及其代谢产物，人们通过在发酵装置内接种微生物菌种，菌种在发酵装置内大量增殖，得到目标产物；通过发酵罐上的接种口向发酵罐内接种微生物菌种时，需要对接种口进行火焰灭菌处理，操作难度大，且灭菌效果差，导致发酵罐内发生染菌发酵失败。

即，现有的发酵罐接种过程使用火焰灭菌操作难度大，且灭菌效果差，容易造成染菌而导致发酵罐内发酵失败。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种发酵装置及发酵系统，以解决现有技术中存在的发酵罐接种过程容易造成染菌，而导致发酵罐内发酵失败的技术问题。

本实用新型提供的发酵装置，包括发酵罐和接种装置，所述发酵罐上设有接种接头，所述接种接头与所述发酵罐之间设有第一阀门；

所述接种装置包括连通管，所述连通管上设有第二阀门，所述连通管的一端可拆卸式固接有封堵盖，另一端连通有快装接头，所述快装接头与所述接种接头匹配快装连通，所述第一阀门与所述第二阀门之间的管路上设有进气口和出气口。

进一步的，所述进气口连通有进气管，所述进气管上设有进气阀门，所述出气口连通有出气管，所述出气管上设有出气阀门。

进一步的，所述封堵盖上固接有把手。

进一步的，所述连通管上固接有托盘。

进一步的，所述连通管上连通有扩容部件，所述扩容部件内形成扩容腔。

进一步的，所述连通管与所述封堵盖连接的一端设有外螺纹，所述封堵盖上设有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹啮合配合。

本实用新型的另一个目的在于提供一种发酵系统，包括上述发酵装置，所述发酵装置的发酵罐内设有搅拌装置，所述搅拌装置用于对所述发酵罐内的发酵液进行搅拌，该发酵系统具有上述发酵装置的所有技术效果。

进一步的，所述发酵罐内设有温度调节器，所述温度调节器设于所述发酵罐的底部。

进一步的，所述发酵罐内设有pH检测器，所述pH检测器设于所述发酵罐的底部。

进一步的，还包括供氧装置，所述供氧装置通过连接管与发酵罐连通，且所述连接管通过连通孔插入所述发酵罐的罐底位置。

本实用新型发酵装置及发酵系统的有益效果为：

本实用新型提供的发酵装置及发酵系统，其中，发酵装置包括用于盛装发酵液供微生物在其内进行发酵的发酵罐和用于将菌种接种到其上的接种装置，接种装置包括用于传送接种在其上菌种的连通管，连通管的一端用于接种，且该端可拆卸式封堵有封堵盖，另一端设有能够与发酵罐的接种接头快速连接的快装接头，发酵罐与接种接头之间设有用于控制接种接头与发酵罐内部连通状态的第一阀门，接种装置的连通管上设有用于控制快装接头与接种一端连通状态的第二阀门，且快装接头与接种接头快装连通后，第一阀门与第二阀门之间的管路上设有用于供灭菌的高温蒸汽进出该管路的进气口和出气口；其中，发酵系统包括上述用于进行发酵的发酵装置和设于发酵罐内对发酵罐内的发酵液混合物进行搅拌，提高菌种与发酵液的混合均匀度、温度均匀度的搅拌装置。

初始时，发酵罐内处于无菌状态，第一阀门处于关闭状态；接种装置也灭菌完成(具体的，可以在高压灭菌锅内或通过别的途径进行灭菌处理)，第二阀门处于关闭状态，在无菌操作台上向接种装置连通管的接种端接种，随后将封堵盖封堵在连通管的接种端上；将连通管上的快装接头快速与发酵罐的接种接头快装连接在一起，其中，第一阀门和第二阀门均处于关闭状态，随后可以通过第一阀门与第二阀门之间管路上的进气口向该管路内部通入高温蒸汽，管内的空气和高温蒸汽经出气口排出，完成管路内部的灭菌处理，灭菌完成后将管路上的出气口和进气口封堵上；随后打开第一阀门和第二阀门，向发酵罐内通气加压，发酵罐内和接种装置的连通管内气压增大，然后关闭第二阀门，对发酵罐进行泄压处理，当发酵罐内的气压略高于外界气压时停止泄压，打开第二阀门，接种装置内部的气压大于发酵罐内的气压，菌种在两者的压差作用下，经连通管和接种接头流入发酵罐内，与发酵罐内的发酵液接触；接种完成后，关闭第一阀门，发酵罐内处于密封状态，菌种在发酵液内进行发酵增殖，得到大量的微生物及其代谢产物。最后将接种装置的快装接头从接种接头上拆卸即可。

接种装置的设置，无需对接种接头进行火焰灭菌处理，在接种装置上接种即可完成对发酵罐内的接种操作，操作便捷，且向接种装置内接种的过程处于无菌环境，大大降低染菌几率；此外，第一阀门和第二阀门之间的管路上设有能够对管路内部进行灭菌的进气口和出气口，从而减少该管路内的杂菌对接种过程造成的染菌，进一步提高接种装置与发酵罐之间连通的无菌程度，从而提高发酵罐的发酵成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的发酵装置中各部件的第一连接结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的发酵装置中各部件的第二连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的发酵系统中发酵罐的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的发酵装置中接种装置的结构示意图。

图标：1－发酵罐；11－接种接头；12－第一阀门；2－接种装置；21－连通管；211－第二阀门；22－封堵盖；23－快装接头；3－把手；4－托盘；5－扩容部件；6－搅拌装置；7－温度调节器；8－pH检测器；91－进气口；92－出气口；93－进气管；94－出气管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种发酵装置，如图1、图2和图4所示，包括发酵罐1和接种装置2，发酵罐1上设有接种接头11，接种接头11与发酵罐1之间设有第一阀门12；接种装置2包括连通管21，连通管21上设有第二阀门211，连通管21的一端可拆卸式固接有封堵盖22，另一端连通有快装接头23，快装接头23与接种接头11匹配快装连通，第一阀门12与第二阀门211之间的管路上设有进气口91和出气口92。

本实施例还提供一种发酵系统，如图3所示，包括上述发酵装置，发酵装置的发酵罐1内设有搅拌装置6，搅拌装置6用于对发酵罐1内的发酵液进行搅拌。

本实施例提供的发酵装置及发酵系统，其中，发酵装置包括用于盛装发酵液供微生物在其内进行发酵的发酵罐1和用于将菌种接种到其上的接种装置2，接种装置2包括用于传送接种在其上菌种的连通管21，连通管21的一端用于接种，且该端可拆卸式封堵有封堵盖22，另一端设有能够与发酵罐1的接种接头11快速连接的快装接头23，发酵罐1与接种接头11之间设有用于控制接种接头11与发酵罐1内部连通状态的第一阀门12，接种装置2的连通管21上设有用于控制快装接头23与接种一端连通状态的第二阀门211，且快装接头23与接种接头11快装连通后，第一阀门12与第二阀门211之间的管路上设有用于供灭菌的高温蒸汽进出该管路的进气口91和出气口92；其中，发酵系统包括上述用于进行发酵的发酵装置和设于发酵罐1内对发酵罐1内的发酵液混合物进行搅拌，提高菌种与发酵液的混合均匀度、温度均匀度的搅拌装置6。

初始时，发酵罐1内处于无菌状态，第一阀门12处于关闭状态；接种装置2也灭菌完成(具体的，可以在高压灭菌锅内或通过别的途径进行灭菌处理)，第二阀门211处于关闭状态，在无菌操作台上向接种装置2连通管21的接种端接种，随后将封堵盖22封堵在连通管21的接种端上；将连通管21上的快装接头23快速与发酵罐1的接种接头11快装连接在一起，其中，第一阀门12和第二阀门211均处于关闭状态，通过第一阀门12与第二阀门211之间管路上的进气口91向该管路内部通入高温蒸汽，管内的空气和高温蒸汽经出气口92排出，完成管路内部的灭菌处理，灭菌完成后将管路上的出气口92和进气口91封堵上；随后打开第一阀门12和第二阀门211，向发酵罐1内通气加压，发酵罐1内和接种装置2的连通管21内气压增大，然后关闭第二阀门211，对发酵罐1进行泄压处理，当发酵罐1内的气压略高于外界气压时停止泄压，打开第二阀门211，接种装置2内部的气压大于发酵罐1内的气压，菌种在两者的压差作用下，经连通管21和接种接头11流入发酵罐1内，与发酵罐1内的发酵液接触；接种完成后，关闭第一阀门12，发酵罐1内处于密封状态，菌种在发酵液内进行发酵增殖，得到大量的微生物及其代谢产物。最后将接种装置2的快装接头23从接种接头11上拆卸即可。

接种装置2的设置，无需对接种接头11进行火焰灭菌处理，在接种装置2上接种即可完成对发酵罐1内的接种操作，操作便捷，且向接种装置2内接种的过程处于无菌环境，大大降低染菌几率；此外，第一阀门12和第二阀门211之间的管路上设有能够对管路内部进行灭菌的进气口91和出气口92，从而减少该管路内的杂菌对接种过程造成的染菌，进一步提高接种装置2与发酵罐1之间连通的无菌程度，从而提高发酵罐1的发酵成功率。

具体的，快装接头23可以包括卡扣和卡爪，将卡扣套设于连通管21的连接端内，卡爪匹配插接于卡扣内，需要连接时，只需将发酵罐1上的接种接头11插入卡爪内即可，为了提高连接密封性，可以在卡爪与卡扣之间套设有密封圈，具体的，卡爪尺寸可以选用二分或三分。

本实施例中，如图1－图4所示，进气口91可以连通有进气管93，进气管93上设有进气阀门，出气口92连通有出气管94，出气管94上设有出气阀门。接种装置2的快装接头23与发酵罐1的接种接头11快装连接后，可以打开进气阀门和出气阀门，经进气管93向管路中通入高温蒸汽，高温蒸汽和管路中原有的空气经出气管94排出，对管路内部的灭菌完成后，关闭进气阀门和出气阀门，管路内部处于封闭状态；随后打开第一阀门12和第二阀门211接种装置2中的菌种在压差作用下进入发酵罐1内完成接种，从而减少菌种进入发酵罐1的过程中管路与外部连通，杂菌经进气口91和出气口92进入管路内部对其中的菌种造成染菌，而导致发酵罐1内发酵失败情况的发生，进一步提高接种过程的洁净度。

具体的，进气口91和出气口92可以设置在第一阀门12与接种接头11之间，也可以设置在第二阀门211与快装接头23之间的管路上，具体设定位置不受限制，只要在第一阀门12与第二阀门211之间的管路上即可。

本实施例中，如图1和图4所示，可以在封堵盖22上固接有把手3。设置把手3后，需要安装或拆卸封堵盖22时，操作人员可以手持把手3对封堵盖22进行相应操作，从而提高封堵盖22的操作便捷性，以提高接种后封堵盖22对连通管21接种端的封堵速度，减少外部因素对菌种的污染，相应提高接种装置2及发酵装置的实用性。

本实施例中，如图1和图3所示，还可以在连通管21上固接有托盘4。进行接种操作时，托盘4上可以防止接种需要使用的操作工具，便于操作人员对工具的取放，提高接种装置2的使用便捷性。

本实施例中，如图1和图4所示，连通管21上连通有扩容部件5，扩容部件5内形成扩容腔。扩容部件5能够增大连通管21的容积，确保向连通管21内接种时菌种在连通管21内流动的通畅性，减少菌种在连通管21内造成堵塞，而无法进入发酵罐1内情况的发生，确保发酵装置的接种过程的正常进行。

本实施例中，可以在连通管21与封堵盖22连接的一端设有外螺纹，封堵盖22上设有内螺纹，内螺纹与外螺纹啮合配合。这里是封堵盖22与连通管21的接种端可拆卸式固接的一种具体形式，封堵盖22与连通管21的接种端螺纹连接，需要安装或拆卸封堵盖22时，只需向相应方向旋转封堵盖22即可，安装、拆卸均较为便捷；此外，螺纹连接时，连通管21与封堵盖22的接触面积为外螺纹的外表面，接触面积大、密封性高，从而确保封堵盖22对连通管21的封堵密封性。

本实施例中，如图3所示，可以在发酵罐1内设有温度调节器7，温度调节器7设于发酵罐1的底部。温度调节器7用于对发酵罐1内混合发酵液的温度进行调控，在温度调节器7中设定所需温度，温度调节器7一面对发酵罐1中的混合发酵液进行温度检测，一面根据检测结果对发酵液进行温度调节，从而实现对发酵液的温度控制，确保微生物的温度环境，促进微生物发酵过程的正常进行；温度调节器7设置在发酵罐1的底部，可以确保温度调节器7的正常工作不受发酵罐1内发酵液深度的影响，从而减少由于发酵液液位低于温度传感器而致使温度传感器无法起到其作用情况的发生。

具体的，温度调节器7可以包括温度传感器、加热器和微处理器，温度传感器对发酵罐1内的发酵液进行温度检测，当发酵液温度低于设定值时，温度传感器将电信号传递给微处理器，微处理器根据接受到的电信号开启加热器，加热器对发酵液进行加热，直至温度传感器检测到发酵液的温度达到设定温度时，将电信号传递给微处理器，微处理器控制关闭加热器，依次循环，实现对发酵罐1内发酵液的温度控制，智能化控制，反应灵敏、控制精度高且能够大大减小工作人员的劳动量。

本实施例中，如图3所示，还可以在发酵罐1内设有pH检测器8，pH检测器8设于发酵罐1的底部微生物发酵过程对发酵环境的酸碱度要求较高，pH检测器8实时对发酵罐1内发酵液的pH值进行检测，操作人员根据pH检测器8检测到的数据，可以向发酵液中添加适当的调节物质对发酵液酸碱度进行调节，确保微生物发酵环境的酸碱度，从而确保微生物的正常发酵进行；pH检测器8位于发酵罐1的底部，与温度调节器7设置于发酵罐1的底部类似，可以确保pH检测器8的正常工作不受发酵罐1内发酵液深度的影响，从而减少由于发酵液液位低于pH检测器8而致使pH检测器8无法起到其作用情况的发生。

本实施例中，发酵系统还可以包括供氧装置，供氧装置通过连接管与发酵罐1连通，且连接管通过连通孔插入发酵罐1的罐底位置。微生物包括好氧菌和厌氧菌，操作人员可以根据具体所需微生物的种类，控制供氧装置对发酵罐1内进行通气供氧；供氧装置与发酵罐1连通的连接管插入发酵罐1的罐底位置，供氧装置供氧时氧气从发酵罐1的底部进入发酵罐1，氧气在发酵液浮力作用下不断向上浮动，直至到达发酵罐1内部的上方位置，氧气在发酵液中上浮过程能够与发酵液充分接触，促进微生物对氧气的吸收，确保其发酵的进行。

本实施例中，可以在发酵罐1的底部设有排液孔，排液孔上可拆卸式固设有盖体。当发酵罐1需要盛装发酵液时，将盖体配合安装在排液孔上，对排液孔进行封堵；需要将发酵罐1内发酵完成的发酵液排出时，可以打开盖体，发酵液经排液孔流出。具体的，如微生物的发酵过程完成后得到大量微生物或其代谢产物时，打开盖体，发酵液从排液孔排出，操作人员使用容器在排液孔处接收发酵液，完成对发酵液的收集。其中，排液孔位于发酵罐1的底部，可以确保发酵罐1内的发酵液能够完全排出发酵罐1，较少发酵液在发酵罐1内的残留，降低物料损耗，也减少物料对发酵罐1的污染。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。