[发明专利]一种新型甲烷氧化菌培养测试系统

说明书

本发明涉及一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其特征在于：包括注入装置、培养装置、取样装置和控制装置；本发明中通过在测试室外通过抽真空泵先将测试室内以及整个注入装置抽成真空，再利用高压注液计量泵和液体增压泵将甲烷氧化菌培养液注入到测试室中通过旋转机构对测试室内的甲烷氧化培养液进行搅拌，通过水夹套和水浴循环系统进行水浴加热，通过在保压系统中进行取样测试，整个过程通过控制系统来实现；补液罐可自动进行补液无需打开测试室补液，测试室的体积可自动标定；本发明中采用模块化设计，各单元可集合使用；结构紧凑简单易操作，取样测试快捷方便。

技术领域

本发明涉及菌类培养测试领域，尤其涉及一种新型甲烷氧化菌培养测试系统。

背景技术

甲烷氧化菌是一种特殊的微生物,它以甲烷为唯一的碳源和能源 , 甲烷氧化菌在自然界碳循环和工业生物技术中具有重要的应用价值。利用甲烷生产单细胞蛋白始于70 年代，1970 年英国壳牌公司在英国建立了一个规模为年产 300 吨的天然气蛋白试验装置， 1974 年，壳牌公司宣布在英国建立一个规模更大的试验装置，并筹备在荷兰阿姆斯特丹筹 备一个规模为年产 10 万吨装置的发展计划。但在 1976 年，壳牌公司决定停止该发展计划并无限推迟，当时的原因归结为 ：大豆和玉米的价格很低。1999 年挪威国家石油公司与英国 Nycomed Amer-sham公司联合投资建设了世界上第一套用天然气生产甲烷氧化菌单细胞蛋白的工业装置。这套装置具有年产 1 万吨生物蛋白的能力。生产出的单细胞蛋白含 70% 蛋白质、12% 碳水化合物、10% 脂肪和 8% 矿物质，目前在挪威已有农业合作社作为饲料出售。

但是由于甲烷在水溶液中的溶解度低 , 甲烷氧化菌利用甲烷的效率低 , 导致甲烷氧化菌生长速率慢 , 所得细胞浓度低 , 因此其成为甲烷氧化菌工业应用的瓶颈，强化气液传质是建立甲烷氧化菌高密度快速培养的关键之一，传统的解决办法是增加气速和搅拌速率,但是增加气速和搅拌速率,一方面导致大量泡沫产生,降低反应器利用效率,另一方面会消耗大量动力,增加成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实时可以取样测量甲烷氧化培养菌的培育情况的新型甲烷氧化菌培养测试系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其创新点在于：包括注入装置、培养装置、取样装置和控制装置；

所述注入装置包括液体注入机构和气体注入机构；所述液体注入机构与气体注入机构分别通过管道连接在培养装置上；所述液体注入机构包括高压注液计量泵、活塞储液容器和补液罐；所述高压注液计量泵通过第一阀门与活塞储液容器的输入端串联，所述高压注液计量泵的输出端依次串联有第二阀门和进液阀，所述进液阀的输出端与培养装置相连；所述补液罐通过第三阀门并联在第二阀门与活塞储液容器之间；

所述气体注入机构包括活塞储气容器单元、液体增压泵和进气阀；所述活塞储气容器单元具有若干个互相并联形成活塞储气容器组且活塞储气容器单元的两端均设置有控制阀，所述液体增压泵的输出端与活塞储气容器组的输入端串联，所述进气阀的一端串联在活塞储气容器组的输出端上，进气阀的另一端串联在培养装置上；

所述培养装置包括抽真空机构、测试室、水夹套和旋转机构；所述抽真空机构包括真空泵和抽空阀；所述真空泵的与抽空阀的一端串联，抽空阀的另一端连接在测试室上；所述水夹套设置在测试室的外壁上，水夹套与一水浴循环系统相连；所述旋转机构设置在测试室的旁侧且延伸至测试室内并在测试室进行搅拌；

所述取样装置通过取样阀连接在测试室上，所述取样装置包括活塞式取样器、集液罐和平衡泵；所述活塞式取样器的一端与取样阀的一端相连，所述活塞式取样器的另一端串联在平衡泵上；所述集液罐并联在取样阀的输出端与活塞式取样器之间；

所述控制装置包括伺服控制系统和PID控制系统；所述伺服控制系统一端和PID控制系统一端串联，所述伺服控制系统的另一端连接在测试室上，PID控制系统的另一端连接在平衡泵上。