一种微生物发酵装置用定期取样装置

技术领域

本发明涉及的一种微生物发酵装置用定期取样装置，特别是涉及应用于取样检测技术领域的一种微生物发酵装置用的定期取样装置。

背景技术

微生物发酵即指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程，微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件，发酵工程的应用范围医药工业，食品工业，能源工业，化学工业，农业：改造植物基因，生物固氮，工程杀虫菌生物农药，微生物养料，环境保护等方面。

中国发明专利CN107063767A说明书公开了《一种取样装置及发酵罐无菌取样方法》，该装置包括高温高压气体发生器、分离膜管、支撑体和样品池，所述分离膜管固定在所述支撑体上，所述分离膜管的外壁周圈和外界直接接触，所述分离膜管的一端通过第一管路与所述高温高压气体发生器相连接，所述第一管路上设置有稳压稳流阀，所述分离膜管的另一端通过第二管路与所述样品池相连接，所述第二管路上设置有第一开关阀。本发明中采用设置高温高压气体发生器的方式，使得高温高压气体可以消除取样装置管路内残留的液滴，并防止管内壁生长微生物堵塞管路，避免了样品进入分离膜管内发生污染及堵塞的问题；同时在每次采样完成后，可以对分离膜管进行气体反向冲洗，避免了管路堵塞的问题。

上述申请中，在取样过程中借助了高温高压气体，虽然在取样装置的设计上考虑了高温高压气体对取样装置结构的影响，增加了取样装置的安全性， 但是随着取样装置的使用，其结构会累积疲劳，进而造成取样装置结构损坏甚至结构崩溃，诱发安全事故。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是现有取样装置在取样过程中借助了高温高压气体，随着取样装置的使用，其结构会累积疲劳，进而造成取样装置结构损坏甚至结构崩溃，诱发安全事故。

为解决上述问题，本发明提供了一种微生物发酵装置用定期取样装置，包括固定连接在微生物发酵罐下端的加料管，微生物发酵罐包括罐体，罐体内壁固定连接有弹性动力膜，罐体内放置有微生物及其培养基，且均位于弹性动力膜的下侧，罐体的下端固定连接有多个底座和取样管，取样管位于多个底座的中间，加料管包括固定管，固定管靠近罐体的一端依次贯穿取样管和罐体，固定管的另一端位于取样管内，固定管的外侧套设有与自身相匹配的活动管，活动管的下端开凿有多个出料口，取样管内螺纹连接有多个取样单元，活动管的下端插入位于最上侧的取样单元内；

取样单元包括存储部，存储部的外侧套设有固定环，固定环与取样管内壁螺纹连接，存储部与固定环之间固定连接有多个连接条，连接条上开凿有预制槽，且预制槽位于连接条靠近存储部的一侧，存储部内放置有磁性挡板，存储部的底板上固定连接有动力磁块，且磁性挡板与动力磁块相互排斥，取样管的下端螺纹连接有与自身相匹配的存储底座。

在上述微生物发酵装置用定期取样装置中，无需借助高温高压气体，取样装置的结构更加安全，不易诱发安全事故。

作为本申请的进一步改进，固定管的下端固定连接有限位翼边，且限位翼边的外壁与活动管的内壁相匹配，增加固定管与活动管之间连接的稳定性，使得活动管在运动的过程中不易发生晃动。

作为本申请的进一步改进的补充，固定管与活动管之间接触面均为光滑面，活动管选用高密度材料制成，使得活动管在失去位于上侧取样单元的约束后，可以自动下滑，并延伸至位于下侧的取样单元内。

作为本申请的更进一步改进，磁性挡板的侧壁上开凿有一对限位槽，存储部内壁之间固定连接有一对与限位槽相匹配的限位柱，可以对磁性挡板的移动进行限位，使得磁性挡板可以在动力磁块的作用下对存储部实现密封。

作为本申请的再一种改进，存储部的外侧套设有保护套，保护套内填充有多个填充单元，减小取样单元下落过程中，与下侧取样单元碰撞产生的冲击，使得取样单元不易损坏。

作为本申请的又一种改进，存储底座包括底座主体，底座主体内壁镶嵌有红外线传感器，可以利用红外线传感器对取样单元下落进行监控，并在控制终端的控制下记录下落时间，进而判断微生物的生长速率，对微生物的生长情况进行有效的监控，而控制终端的设置和工作为本领域技术人员的公知技术，本领域技术人员可以根据现有技术进行合理的设计和工作。

作为本申请的又一种改进的补充，底座主体内放置有多个缓冲单元，红外线传感器位于多个缓冲单元的上侧，在不影响红外线传感器工作的前提下，对下落的取样单元进行缓冲作用，减小取样单元损坏的可能。

综上，本方案中，随着罐体内存放的微生物持续发酵，会产生大量的发酵气体，会造成弹性动力膜加压上鼓，并将磁性挡板朝动力磁块移动，此时微生物及其培养基会流向存储部内，直至增加到多个连接条无法承受，连接条断裂，装满微生物及其培养基样品的存储部脱落，同时磁性挡板和动力磁块在磁力的作用下相互远离，磁性挡板重新密封存储部的开口，为存储部内的微生物及其培养基样品生成密封的空间，避免出现交叉污染，或药品外泄的现象，不易诱发安全事故，同时活动管会自动下滑并延伸入下侧的取样单元内，之后随着罐体内存放的微生物持续发酵，形成取样循环，相较于现有取样装置，本申请无需借助高温高压气体，结构更加安全，不易诱发安全事故。

附图说明

图1为本申请第一种实施方式的微生物发酵装置及其定期取样装置的主要结构的爆炸图；

图2为本申请第一种实施方式的微生物发酵装置及其定期取样装置的结构示意图；

图3为本申请第一种实施方式的微生物发酵装置及其定期取样装置的正面剖视图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为本申请第一种实施方式的微生物发酵装置及其定期取样装置的工作过程中的变化示意图；

图6为本申请第一种实施方式的加料管的结构示意图；

图7为本申请第一种实施方式的取样单元的结构示意图；

图8为本申请第一种实施方式的取样单元的正面剖视图；

图9为本申请第一种实施方式的磁性挡板的结构示意图；

图10为本申请第二种实施方式的取样单元的正面剖视图；

图11为本申请第二种实施方式的存储底座的结构示意图。

图中标号说明：

1微生物发酵罐、101罐体、102弹性动力膜、2密封加料盖、3底座、4加料管、401固定管、402限位翼边、403活动管、404出料口、5取样管、6存储底座、601底座主体、602红外线传感器、7取样单元、701存储部、702磁性挡板、703限位槽、704限位柱、705动力磁块、706固定环、707连接条、708预制槽、709保护套、710填充单元。

实施方式

下面结合附图对本申请的两种实施方式作详细说明。

第一种实施方式：

图1-4和图6-8示出一种微生物发酵装置用定期取样装置，包括固定连接在微生物发酵罐1下端的加料管4，微生物发酵罐1包括罐体101，罐体101内壁固定连接有弹性动力膜102，罐体101的上端螺纹连接有密封加料盖2，罐体101内放置有微生物及其培养基，且均位于弹性动力膜102的下侧，罐体101的下端固定连接有多个底座3和取样管5，取样管5位于多个底座3的中间，加料管4包括固定管401，固定管401靠近罐体101的一端依次贯穿取样管5和罐体101，固定管401的另一端位于取样管5内，固定管401的外侧套设有与自身相匹配的活动管403，活动管403的下端开凿有多个出料口404，取样管5内螺纹连接有多个取样单元7，活动管403的下端插入位于最上侧的取样单元7内；

取样单元7包括存储部701，存储部701的外侧套设有固定环706，固定环706与取样管5内壁螺纹连接，存储部701与固定环706之间固定连接有多个连接条707，连接条707上开凿有预制槽708，且预制槽708位于连接条707靠近存储部701的一侧，存储部701内放置有磁性挡板702，存储部701的底板上固定连接有动力磁块705，且磁性挡板702与动力磁块705相互排斥，取样管5的下端螺纹连接有与自身相匹配的存储底座6。

请参阅图5，随着罐体101内存放的微生物持续发酵，会产生大量的发酵气体，会造成弹性动力膜102加压上鼓，同时微生物及其培养基对取样单元7的压力也随之增加并将磁性挡板702朝动力磁块705移动，此时微生物及其培养基会在自身重力的作用下，流向存储部701内，而随着存储部701内微生物及其培养基的增加，其重量也会随之上升，直至增加到多个连接条707无法承受，连接条707沿预制槽708处断裂，装满微生物及其培养基样品的存储部701脱落，并穿过下侧的取样单元7，并下落到存储底座6内，同时磁性挡板702失去活动管403和微生物发酵罐1内压力的作用，磁性挡板702和动力磁块705在磁力的作用下相互远离，磁性挡板702重新密封存储部701的开口，为存储部701内的微生物及其培养基样品生成密封的空间，避免出现交叉污染，或药品外泄的现象，不易诱发安全事故，同时失去上侧取样单元7约束的活动管403会自动下滑并延伸入下侧的取样单元7内，由于活动管403的活动，增加微生物及其培养基样品的空间，弹性动力膜102也会随之恢复，再随着罐体101内存放的微生物持续发酵，形成取样循环，相较于现有取样装置，本申请无需借助高温高压气体，结构更加安全，不易诱发安全事故。

特别地，本申请的说明书附图中，为了展示方便，各个结构的尺寸并未严格按照比例进行绘制，本领域技术人员可以根据实际使用对各个结构的尺寸进行合理的设计，也可以对取样单元7的数量进行设计。

固定管401的下端固定连接有限位翼边402，且限位翼边402的外壁与活动管403的内壁相匹配，增加固定管401与活动管403之间连接的稳定性，使得活动管403在运动的过程中不易发生晃动，固定管401与活动管403之间接触面均为光滑面，活动管403选用高密度材料制成，且磁性挡板702与动力磁块705斥力大于活动管403的重力和微生物及其培养基样品重力之和，使得活动管403在失去位于上侧取样单元7的约束后，可以自动下滑，并延伸至位于下侧的取样单元7内。

请参阅图8-9，磁性挡板702的侧壁上开凿有一对限位槽703，存储部701内壁之间固定连接有一对与限位槽703相匹配的限位柱704，可以对磁性挡板702的移动进行限位，使得磁性挡板702可以在动力磁块705的作用下对存储部701实现密封。

第二种实施方式：

图10示出，存储部701的外侧套设有保护套709，保护套709内填充有多个填充单元710，减小取样单元7下落过程中，与下侧取样单元7碰撞产生的冲击，使得取样单元7不易损坏。

请参阅图5和图11，存储底座6包括底座主体601，底座主体601内壁镶嵌有红外线传感器602，可以利用红外线传感器602对取样单元7下落进行监控，并在控制终端的控制下记录下落时间，进而判断微生物的生长速率，对微生物的生长情况进行有效的监控，而控制终端的设置和工作为本领域技术人员的公知技术，本领域技术人员可以根据现有技术进行合理的设计和工作，底座主体601内放置有多个缓冲单元，红外线传感器602位于多个缓冲单元的上侧，在不影响红外线传感器602工作的前提下，对下落的取样单元7进行缓冲作用，减小取样单元7损坏的可能。

相较于第一种实施方法，本实施方法中，利用保护套709、填充单元710和缓冲单元对下坠的取样单元7进行有效地保护，使得取样单元7不易因碰撞而损坏，同时利用红外线传感器602对取样单元7下落进行监控，进而判断微生物的生长速率，对微生物的生长情况进行有效的监控。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。