本發(fā)明屬于生物發(fā)酵設備技術領域，具體涉及一種實驗室組合式淺盤固態(tài)發(fā)酵裝置。

背景技術：

固態(tài)發(fā)酵是微生物在沒有或基本沒有游離水的固態(tài)基質(zhì)上的發(fā)酵方式，固態(tài)基質(zhì)中氣、液、固三相并存，即多孔性的固態(tài)基質(zhì)中含有水和水不溶性物質(zhì)。固體發(fā)酵在我國有幾千年的悠久歷史，用于功能食品，生物醫(yī)藥，生物肥料，酶制劑等眾多產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)。具有生產(chǎn)效率高，投資少，發(fā)酵產(chǎn)品酶系豐富，對環(huán)境無污染等優(yōu)點。固體發(fā)酵一般由不溶于水的基質(zhì)，不含或含有少量的自由水。

迄今為止，已有許多類型的固態(tài)發(fā)酵反應器問世。以基質(zhì)的運動情況則可以分為兩類：①靜態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器，包括淺盤式和塔柱式反應器；②動態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器，包括機械攪拌的簡、栓式和轉鼓式反應器等。真正用于實驗室研究規(guī)模的很少有定型產(chǎn)品。

淺盤式反應器，淺盤式生物反應器(Tray Bioreactor)淺盤式反應器，屬于靜態(tài)反應器，操作相對簡單，使用靈活，可增加淺盤數(shù)目。淺盤室內(nèi)的溫度和濕度容易控制。但這種反應器由于存在對流空氣，散熱效果較差，對淺盤物料的厚度有所限制，但對于實驗室水平開展研究較為合適。

理想的實驗室規(guī)模固態(tài)發(fā)酵生物反應器有以下特征：(1)用于建造的材料必須堅固，整體可高溫濕熱滅菌（121℃），輕便易于移動和組合堆疊，對發(fā)酵過程的微生物無毒。（2）全程可視化，發(fā)酵過程溫度、濕度、pH等操作參數(shù)隨時可監(jiān)控，發(fā)酵條件易于控制和調(diào)整。（3）防止發(fā)酵過程污染物的進入，同時控制發(fā)酵過程產(chǎn)生的有機體釋放到環(huán)境。因為大多數(shù)的固態(tài)發(fā)酵過程含有真菌孢子，可能是致病的，會對周圍的人和環(huán)境產(chǎn)生潛在危害。（4）能耗少，操作簡便，以求節(jié)約成本和人力。

傳統(tǒng)實驗室規(guī)模固態(tài)發(fā)酵均采用開放式淺盤發(fā)酵或搖瓶固態(tài)發(fā)酵。開放式淺盤發(fā)酵發(fā)酵物料暴露在開放環(huán)境中，極易造成大氣中的真菌污染，且無法再同一培養(yǎng)箱中發(fā)酵不同菌種和物料；發(fā)酵過程補水困難且含水量不均一，發(fā)酵過程難以控制。搖瓶固態(tài)發(fā)酵空氣流動性差，發(fā)酵過程無法監(jiān)控溫度，pH，濕度等參數(shù)，補水過程繁瑣。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種實驗室組合式淺盤固態(tài)發(fā)酵裝置，解決現(xiàn)有技術中的固態(tài)發(fā)酵裝置在驗室發(fā)酵條件下易染雜菌，無法進行高通量發(fā)酵研究的缺點。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術方案為：

實驗室組合式淺盤固態(tài)發(fā)酵裝置，放置于室外或鼓風式微生物培養(yǎng)箱或電加熱式微生物培養(yǎng)箱中，該裝置包括一個帶頂蓋的透明盒體，所述盒體的左側和右側上部均開設多個水平等高的空氣交換孔，在盒體的空氣交換孔處覆蓋設置無菌過濾芯；盒體的左側或者右側的下部開設一個收集軟管穿孔，收集軟管穿孔內(nèi)穿設收集軟管，盒體通過收集軟管外接可拆卸的收集瓶；在盒體的前側或者后側中部開設一個噴霧軟管穿孔，噴霧軟管穿孔內(nèi)穿設噴霧軟管，噴霧軟管一端接霧化噴頭，霧化噴頭固定設置在頂蓋下表面，噴霧軟管另一端接補水裝置；在盒體的前側或者后側上部開設多個預留孔，不同的預留孔內(nèi)分別設置溫度探頭、濕度探頭或PH探頭。

所述的盒體為長方體形狀、圓柱體形狀或橢圓柱體形狀。

所述的霧化噴頭為單噴霧化噴頭，平排多噴霧化噴頭或分散式霧化噴頭。

所述的補水裝置為針式注射器或電動水泵。

所述的空氣交換孔為多邊形、橢圓或圓形，空氣交換孔內(nèi)塞設無菌過濾芯。

所述的收集瓶為密封塑料瓶或密封玻璃瓶。

所述盒體的尺寸為430mm×300 mm×160 mm。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明是專門為在實驗室內(nèi)研究固態(tài)發(fā)酵所設計的專用裝置；裝置整體為半封閉式，在空氣交換孔加裝無菌過濾芯，保證發(fā)酵全程無菌；透明盒體內(nèi)可通過噴霧頭直接接種純培養(yǎng)微生物或補加無菌水，實現(xiàn)同一噴頭兩種作用，也簡化了裝置結構；裝置下部設廢液瓶，使物料發(fā)酵的成品和廢液均封閉回收，不污染外界環(huán)境；

2.本發(fā)明除固定設置的溫度濕度計外，預留有加裝其他探頭的安裝孔，可以在發(fā)酵過程中監(jiān)測更多的過程數(shù)據(jù)，為實驗室研究提供方便；

3.本發(fā)明透明盒體的一種典型尺寸為430mm×300 mm×160 mm，多個透明盒體可以堆疊在實驗室的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，無需獨立水電；每一個透明盒體都能單獨發(fā)酵一種物料，在同樣的發(fā)酵條件下，可以同時發(fā)酵不同的物料，節(jié)省了研究的時間和人力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；

圖中，1-頂蓋，2-盒體，3-空氣交換孔，4-無菌過濾芯，5-收集軟管，6-收集瓶，7-噴霧軟管，8-霧化噴頭，9-補水裝置，10-預留孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步的說明，參照圖1所示的實驗室組合式淺盤固態(tài)發(fā)酵裝置，放置于鼓風式微生物培養(yǎng)箱或電加熱式微生物培養(yǎng)箱中，該裝置包括一個帶頂蓋1的透明盒體2，所述盒體2的左側和右側上部均開設五個水平等高的空氣交換孔3，在盒體2的空氣交換孔3處覆蓋設置無菌過濾芯4；盒體的左側或者右側的下部開設一個收集軟管穿孔，收集軟管穿孔內(nèi)穿設收集軟管5，盒體2通過收集軟管5外接可拆卸的收集瓶6；在盒體2的前側或者后側中部開設一個噴霧軟管穿孔，噴霧軟管穿孔內(nèi)穿設噴霧軟管7，噴霧軟管7一端接霧化噴頭8，霧化噴頭8固定設置在頂蓋1下表面，噴霧軟管7另一端接補水裝置9；在盒體2的前側或者后側上部開設多個預留孔10，不同的預留孔內(nèi)分別設置溫度探頭、濕度探頭或PH探頭。

所述的盒體2為長方體形狀、圓柱體形狀或橢圓柱體形狀。

所述的霧化噴頭8為單噴霧化噴頭，平排多噴霧化噴頭或分散式霧化噴頭。

所述的補水裝置9為針式注射器或電動水泵。

所述的空氣交換孔3為多邊形、橢圓或圓形，空氣交換孔3內(nèi)塞設無菌過濾芯4。

所述的收集瓶6為密封塑料瓶或密封玻璃瓶。

所述盒體2的尺寸為430mm×300 mm×160 mm。

下面介紹本發(fā)明的工作過程：

打開頂蓋1，在透明盒體2底部的淺盤中添加需要發(fā)酵的底物與待研究菌種，將發(fā)酵物添加至3~5cm厚，關閉并密封頂蓋1；

將透明盒體2移至大氣環(huán)境或培養(yǎng)箱中，大氣或培養(yǎng)箱的鼓風裝置帶動無菌氣流通過透明盒體左右兩側的多個空氣交換孔3進入盒體，實現(xiàn)透明盒體2內(nèi)部空間的空氣交換；霧化噴頭8通過針式注射器或電動水泵向透明盒體內(nèi)注入無菌水，保持發(fā)酵體系內(nèi)部濕度，以滿足菌體生長對氧、溫度、濕度的需求；通過盒體2預留孔10中的溫度、pH或濕度探頭可以直觀實時監(jiān)控固態(tài)發(fā)酵各項關鍵參數(shù)，實現(xiàn)發(fā)酵全程可控；

本發(fā)明的盒體2可以堆疊放置，進而進行多種固態(tài)發(fā)酵底物和發(fā)酵菌種同時在同一培養(yǎng)箱或培養(yǎng)環(huán)境中的共同發(fā)酵，提高了固態(tài)發(fā)酵研究效率，節(jié)省了人力與時間。

經(jīng)過實驗，采用本發(fā)明的固態(tài)發(fā)酵裝置可以十分出色的完成中藥藥渣固態(tài)發(fā)酵、紅曲的固體發(fā)酵和冬蟲夏草菌飼料添加劑生產(chǎn)任務。

本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權利要求所涵蓋。