[实用新型]模拟肠道环境的小型发酵装置

说明书

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1-500ml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、CO₂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。

附图说明