一種教學(xué)用簡易氣升式生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微生物學(xué)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多數(shù)高校在深層發(fā)酵實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，對于好氧微生物發(fā)酵，由于缺乏可通入無菌空氣或通氣速率可控的小型發(fā)酵罐，多以錐形瓶替代進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，而這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能讓學(xué)生深刻理解代謝控制發(fā)酵機(jī)制、熟悉發(fā)酵的一般生產(chǎn)流程和熟練掌握達(dá)到深層發(fā)酵工藝的目的，尤其是理解溶解氧在發(fā)酵過程中的重要性。因此，設(shè)計(jì)一種小體積的、成本低的、適合較多學(xué)生同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的、適用于需控制通氣速率的液體發(fā)酵的發(fā)酵罐，是目前需要解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種教學(xué)用簡易氣升式生物反應(yīng)器，該生物反應(yīng)器體積小、成本低、可控通氣速率和罐壓，易于安裝和拆卸，適合較多學(xué)生同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種教學(xué)用簡易氣升式生物反應(yīng)器，包括發(fā)酵罐，發(fā)酵罐的頂部設(shè)有罐蓋，還包括通氣裝置、排氣裝置和接種采樣裝置；
[0005]通氣裝置包括進(jìn)氣導(dǎo)管，通氣速率控制器、通氣濾膜和氣栗；進(jìn)氣導(dǎo)管的出氣口一端穿過罐蓋至發(fā)酵罐內(nèi)底部，進(jìn)氣導(dǎo)管的進(jìn)氣口一端位于發(fā)酵罐外側(cè)并依次設(shè)置有通氣濾膜、通氣速率控制器和氣栗，氣栗位于進(jìn)氣口處；
[0006]排氣裝置包括排氣導(dǎo)管、排氣濾膜和壓強(qiáng)控制器；排氣導(dǎo)管的一端穿過罐蓋至發(fā)酵罐內(nèi)頂部，排氣導(dǎo)管的另一端位于發(fā)酵罐外側(cè)并依次設(shè)置有排氣濾膜和壓強(qiáng)控制器；
[0007]接種采樣裝置包括接種采樣管和接種采樣管塞；罐蓋上設(shè)有接種采樣管，接種采樣管的一端位于發(fā)酵罐內(nèi)下部，另一端位于發(fā)酵罐外側(cè)，接種采樣管頂部管口處設(shè)有接種采樣管塞。
[0008]優(yōu)選的，進(jìn)氣導(dǎo)管的出氣口處設(shè)有氣泡石。
[0009]優(yōu)選的，接種采樣裝置還包括連接塞，接種采樣管通過連接塞與罐蓋相連。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，接種采樣管塞和連接塞的材質(zhì)為橡膠。
[0011]優(yōu)選的，通氣速率控制器和壓強(qiáng)控制器為輸液器流量調(diào)節(jié)器。
[0012]優(yōu)選的，發(fā)酵罐為圓柱體，發(fā)酵罐的材質(zhì)為無色透明塑料或無色玻璃。
[0013]優(yōu)選的，通氣濾膜和排氣濾膜的孔徑為0.22 μ m0
[0014]優(yōu)選的，接種采樣管的頂部為漏斗形圓桶。
[0015]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0016](I)本實(shí)用新型體積小、成本低、可控通氣速率和罐壓，易于安裝和拆卸，適合較多學(xué)生同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程；
[0017](2)通氣速率控制器和壓強(qiáng)控制器的設(shè)計(jì)使得本生物反應(yīng)器可控通氣速率和罐壓；發(fā)酵罐為無色透明塑料或無色玻璃材質(zhì)，適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，簡單實(shí)用，成本低廉；氣泡石的設(shè)計(jì)使空氣由氣泡石排出，產(chǎn)生大量氣泡；接種采樣管塞和連接塞的材質(zhì)為橡膠，利用連接塞彈性固定穿過的接種采樣管，接種采樣管塞可接入壓強(qiáng)測定管或無菌注射器；通過調(diào)節(jié)連接塞在接種采樣管上的位置，可調(diào)節(jié)接種采樣管末端在發(fā)酵液中的深度，從而可調(diào)節(jié)取樣深度，可適應(yīng)更多的實(shí)驗(yàn)需求。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型罐內(nèi)壓強(qiáng)測量及調(diào)節(jié)使用狀態(tài)示意圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型通氣量測定及調(diào)節(jié)使用狀態(tài)示意圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型接種采樣使用狀態(tài)示意圖；
[0023]圖中，1、發(fā)酵罐；2、連接塞；3、接種采樣管；4、接種采樣管塞；5、罐蓋；6、排氣濾膜；7、通氣濾膜；8、排氣導(dǎo)管；9、壓強(qiáng)控制器；10、通氣速率控制器；11、進(jìn)氣導(dǎo)管；12、進(jìn)氣口 ；13、氣栗；14、出氣口 ；15、氣泡石；16、壓強(qiáng)測定管；17、通氣量測定瓶；18、通氣量測定槽；19、無菌注射器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]—種教學(xué)用簡易氣升式生物反應(yīng)器，如圖1所示，包括發(fā)酵罐1，發(fā)酵罐I的頂部設(shè)有罐蓋5，還包括通氣裝置、排氣裝置和接種采樣裝置。發(fā)酵罐I為圓柱體，發(fā)酵罐I的材質(zhì)為無色透明塑料或無色玻璃。
[0026]通氣裝置包括進(jìn)氣導(dǎo)管11，通氣速率控制器10、通氣濾膜7和氣栗13 ;進(jìn)氣導(dǎo)管11的出氣口 14 一端穿過罐蓋5至發(fā)酵罐I內(nèi)底部，進(jìn)氣導(dǎo)管11的進(jìn)氣口 12—端位于發(fā)酵罐I外側(cè)并依次設(shè)置有通氣濾膜7、通氣速率控制器10和氣栗13，氣栗13位于進(jìn)氣口 12處。進(jìn)氣導(dǎo)管11的出氣口 14處設(shè)有氣泡石15。氣栗13栗入空氣，通過進(jìn)氣導(dǎo)管11，由速率控制器10控制空氣流通速率，經(jīng)過通氣濾膜7除菌后，沿著進(jìn)氣導(dǎo)管11進(jìn)入發(fā)酵罐I底部，由氣泡石15排出，產(chǎn)生大量氣泡。
[0027]排氣裝置包括排氣導(dǎo)管8、排氣濾膜6和壓強(qiáng)控制器9 ;排氣導(dǎo)管8的一端穿過罐蓋5至發(fā)酵罐I內(nèi)頂部，排氣導(dǎo)管8的另一端位于發(fā)酵罐I外側(cè)并依次設(shè)置有排氣濾膜6和壓強(qiáng)控制器9。通氣速率控制器10和壓強(qiáng)控制器9為輸液器流量調(diào)節(jié)器。通氣濾膜7和排氣濾膜6的孔徑為0.22 μ m0
[0028]接種采樣裝置包括接種采樣管3、接種采樣管塞4和連接塞2，接種采樣管3通過連接塞2與罐蓋5相連。接種采樣管3的一端位于發(fā)酵罐I內(nèi)下部，另一端位于發(fā)酵罐I外側(cè)，接種采樣管3頂部管口處設(shè)有接種采樣管塞4。接種采樣管塞3和連接塞2的材質(zhì)為橡膠。接種采樣管3的頂部為漏斗形圓桶。
[0029]本生物反應(yīng)器使用方法包括罐內(nèi)壓強(qiáng)、通氣量測量及調(diào)節(jié)方法，接種采樣裝置的使用方法。
[0030]罐內(nèi)壓強(qiáng)測量及調(diào)節(jié)方法，如圖2所示，在發(fā)酵罐I內(nèi)加入IL水，將本生物反應(yīng)器組裝完畢后，在接種采樣管3上接一壓強(qiáng)測定管16(壓強(qiáng)測定管16為尾部楔形的玻璃管或硬塑料管)，接通氣栗13電源，待壓強(qiáng)測定管16內(nèi)液面穩(wěn)定后，測量與發(fā)酵罐I內(nèi)液面差H，根據(jù)P=P gH求得本生物反應(yīng)器的內(nèi)部壓強(qiáng)。可通過調(diào)節(jié)壓強(qiáng)控制器9調(diào)節(jié)本生物反應(yīng)器的內(nèi)部壓強(qiáng)。
[0031]通氣量測定及調(diào)節(jié)方法，如圖3所示，在發(fā)酵罐I內(nèi)加入IL水，將生物反應(yīng)器組裝完畢后，將一通氣量測定瓶17 (通氣量測定瓶17為量筒或容量瓶)裝滿水后，倒置于盛有適量水的通氣量測定槽18 (通氣量測定槽18為水槽或燒杯)中。接通氣栗13電源，氣流穩(wěn)定后，將排氣導(dǎo)管8末端置于通氣量測定瓶17內(nèi)，并開始計(jì)時，測量出單位時間內(nèi)通氣體積或通入一定體積所用時間，計(jì)算出通氣速率?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)通氣速率控制器10調(diào)節(jié)本生物反應(yīng)器的通氣速率。
[0032]在發(fā)酵過程中接種及采樣的方法，如圖4所示，使用無菌注射器19通過接種采樣管3實(shí)現(xiàn)接種及取樣，顯著減少了傳統(tǒng)方式接種或取樣時