本發(fā)明涉及微生物培養(yǎng)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種微生物擴(kuò)培裝置及其擴(kuò)培方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)豬飼料主要依賴于谷物、豆粕、魚粉等成分，雖然能夠提供基本的營養(yǎng)需求，但在實(shí)際應(yīng)用中，常常面臨營養(yǎng)不均衡、消化吸收率低、飼料污染、藥物殘留等問題,這些問題不僅影響豬的生長和健康，還可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降和食品安全隱患。營養(yǎng)不均衡是現(xiàn)有豬飼料的主要問題之一,飼料中蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)含量的不均衡，導(dǎo)致豬只無法獲得全面的營養(yǎng)，進(jìn)而影響其生長速度和免疫力；其次，某些飼料成分如高纖維物質(zhì)和含有抗?fàn)I養(yǎng)因子的蛋白質(zhì)來源，難以被豬消化和吸收，造成營養(yǎng)浪費(fèi)和飼料利用率低下；此外，飼料在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，容易受到霉菌毒素、重金屬等污染，嚴(yán)重威脅豬的健康和產(chǎn)品的安全性。

2、為了提高生長速度，部分養(yǎng)殖戶在飼料中添加抗生素和生長促進(jìn)劑，雖然短期內(nèi)見效明顯，但長期使用會(huì)導(dǎo)致藥物殘留，影響豬肉的品質(zhì)和食品安全。同時(shí)，高質(zhì)量飼料的成本較高，使得一些小規(guī)模養(yǎng)殖戶難以承受，選擇低成本劣質(zhì)飼料又會(huì)進(jìn)一步惡化上述問題。

3、為了解決這些問題，近年來研究發(fā)現(xiàn)，在豬飼料中添加適當(dāng)?shù)木?，是一種有效提高豬健康水平和生長性能的創(chuàng)新方法，具有廣泛的應(yīng)用前景和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。菌液中的有益微生物能夠優(yōu)化豬的腸道微生物環(huán)境，增強(qiáng)其消化吸收功能，提高飼料利用率，并通過競爭性抑制病原菌，增強(qiáng)豬的免疫力，降低疾病發(fā)生率；此外，菌液還能分解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，釋放更多的營養(yǎng)物質(zhì)供豬利用。

4、若豬養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖過程中養(yǎng)豬的數(shù)量過大，則需要考慮在飼料中日常不斷添加利于豬生長和提高免疫的菌液，對(duì)豬養(yǎng)殖戶而言是一筆巨大的消費(fèi)。因此，可以考慮讓養(yǎng)殖戶將需要添加到豬飼料中的菌種進(jìn)行自主擴(kuò)培，以此成為豬養(yǎng)殖過程的一環(huán)。

5、現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于微生物擴(kuò)培裝置的專利，如公告號(hào)為cn?220413392?u的專利中公開了一種微生物擴(kuò)培裝置，包括分體設(shè)置的反應(yīng)機(jī)構(gòu)和供料機(jī)構(gòu)，在運(yùn)行過程中，抽水泵和補(bǔ)料泵根據(jù)檢測傳感器的反饋?zhàn)詣?dòng)為反應(yīng)容器補(bǔ)充反應(yīng)用水和營養(yǎng)液，從而實(shí)現(xiàn)微生物擴(kuò)增的連續(xù)、高效進(jìn)行可實(shí)現(xiàn)微生物擴(kuò)增的連續(xù)、高效進(jìn)行。然而，該裝置不能滿足對(duì)菌種擴(kuò)培的所需溫度進(jìn)行控制，以及沒有相應(yīng)的溫度監(jiān)控裝置對(duì)擴(kuò)培過程中菌液的溫度進(jìn)行監(jiān)控；此外，該裝置也沒有考慮到菌液擴(kuò)培后設(shè)備的清洗消毒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的沒有控制菌種擴(kuò)培的所需溫度、擴(kuò)培過程中缺少溫度監(jiān)控以及設(shè)備擴(kuò)培后的清洗消毒的缺陷，提供一種微生物擴(kuò)培裝置；

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用以上裝置完成的擴(kuò)培方法。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

4、一種微生物擴(kuò)培裝置包括柜體，所述柜體內(nèi)設(shè)有擴(kuò)培反應(yīng)機(jī)構(gòu)和供給機(jī)構(gòu)；

5、所述擴(kuò)培反應(yīng)機(jī)構(gòu)包括擴(kuò)培反應(yīng)筒和用以封蓋所述擴(kuò)培反應(yīng)筒的筒體蓋板；所述擴(kuò)培反應(yīng)筒與所述柜體固定連接；

6、所述擴(kuò)培反應(yīng)機(jī)構(gòu)還包括電動(dòng)裝置和攪拌組件；所述筒體蓋板與電動(dòng)裝置連接；所述電動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出端經(jīng)過所述筒體蓋板與攪拌組件連接；所述攪拌組件設(shè)于所述擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)部；

7、所述供給機(jī)構(gòu)與所述筒體蓋板連接，用以添加所述擴(kuò)培反應(yīng)筒進(jìn)行擴(kuò)培時(shí)所需的原料；所述供給機(jī)構(gòu)包括熱水供應(yīng)組件，所述熱水供應(yīng)組件與所述筒體蓋板連接；

8、所述微生物擴(kuò)培裝置還設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，用以監(jiān)控和調(diào)控所述擴(kuò)培反應(yīng)機(jī)構(gòu)和所述供給機(jī)構(gòu)；所述控制機(jī)構(gòu)分別與所述擴(kuò)培反應(yīng)機(jī)構(gòu)和所述供給機(jī)構(gòu)電性連接。

9、進(jìn)一步地，所述供給機(jī)構(gòu)還包括投料窗；所述筒體蓋板上設(shè)有與所述投料窗連接的投料口；

10、所述熱水供應(yīng)組件包括熱水器和用以輸送反應(yīng)所需用水的輸送管道；所述輸送管道的管體包裹有一層聚氨酯泡沫保溫套；輸送管道將來水經(jīng)過所述熱水器加熱后，再將加熱后的擴(kuò)培所需用水經(jīng)過輸送管道傳輸至所述擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)；

11、所述擴(kuò)培反應(yīng)筒所在柜層的斜下方一側(cè)設(shè)有所述加熱器置物柜，所述熱水器固定安裝在加熱器置物柜的柜體內(nèi)壁；

12、所述筒體蓋板還設(shè)有用以根據(jù)培養(yǎng)菌種的類型進(jìn)行內(nèi)部擴(kuò)培過程的壓力調(diào)節(jié)的負(fù)壓調(diào)節(jié)閥門；所述負(fù)壓調(diào)節(jié)閥門環(huán)繞所述筒體蓋板的面板圓周設(shè)置；

13、所述筒體蓋板設(shè)有密封條凹槽，所述密封條凹槽內(nèi)安設(shè)密封圈條，所述擴(kuò)培反應(yīng)筒通過所述筒體蓋板上的密封條凹槽與所述筒體蓋板密封連接。

14、進(jìn)一步地，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制器、指示燈和傳感器；

15、所述指示燈和所述傳感器與所述控制器電性連接；

16、所述傳感器包括設(shè)于擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)的溫度傳感器、ph傳感器、溶解氧傳感器和壓力傳感器，還包括設(shè)于所述微生物擴(kuò)培裝置柜體內(nèi)壁的濕度傳感器；

17、所述傳感器用以監(jiān)控判斷所述擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)部菌液擴(kuò)培過程中的溫度參數(shù)、ph參數(shù)、溶解氧參數(shù)和壓力參數(shù)的變化；所述濕度傳感器用以監(jiān)控判斷所述柜體內(nèi)氣體濕度變化情況。

18、進(jìn)一步地，所述擴(kuò)培反應(yīng)筒的底部設(shè)為錐形；所述擴(kuò)培反應(yīng)筒的筒體錐形過渡處卡接固定于所述柜體內(nèi)置的分層架上；

19、所述擴(kuò)培反應(yīng)筒的錐形底部設(shè)有菌液輸出口；所述反應(yīng)機(jī)構(gòu)還包括出液水龍頭，所述菌液輸出口通過與輸送管道連接至所述出液水龍頭；所述出液水龍頭出口下方放置用以裝載菌液的菌液桶；所述微生物擴(kuò)培裝置還設(shè)有用以放置菌液桶的菌液儲(chǔ)存柜；所述菌液儲(chǔ)存柜設(shè)于所述擴(kuò)培反應(yīng)筒所在柜層的斜下方另一側(cè)。

20、進(jìn)一步地，所述擴(kuò)培反應(yīng)筒的筒壁圓周上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的高壓沖洗噴頭和與所述高壓沖洗噴頭相連接的供水管道口，所述供水管道口與所述高壓沖洗噴頭的進(jìn)水口相連接；所述高壓沖洗噴頭旋轉(zhuǎn)頭處內(nèi)設(shè)有可控制旋轉(zhuǎn)角度的螺紋球，噴頭端部設(shè)有噴嘴；

21、所述熱水供應(yīng)組件通過供水管道口將熱水傳送至高壓沖洗噴頭；用以菌種擴(kuò)培結(jié)束后對(duì)所述擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)部進(jìn)行清洗；

22、所述筒體蓋板內(nèi)側(cè)面板上設(shè)有用以監(jiān)測筒體內(nèi)部攪拌和清洗狀況的防水?dāng)z像頭，所述防水?dāng)z像頭與所述控制器電性連接，

23、所述擴(kuò)培反應(yīng)筒還包括紫外滅菌燈帶；所述擴(kuò)培反應(yīng)筒的筒壁上圓周上均布設(shè)有內(nèi)陷凹槽，所述紫外滅菌燈帶內(nèi)嵌于所述內(nèi)陷凹槽中所述紫外滅菌燈帶與所述控制器電性連接，用于清除擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)部清洗后的殘余菌種。

24、進(jìn)一步地，所述微生物擴(kuò)培裝置的柜體內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有干燥風(fēng)機(jī)，用以對(duì)所述擴(kuò)培反應(yīng)筒在擴(kuò)培過程柜體內(nèi)部的氣體濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)；

25、所述分層架的底板上鋪設(shè)有一層石墨烯發(fā)熱膜；所述石墨烯發(fā)熱膜與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接，所述干燥風(fēng)機(jī)還用以加速所述柜體內(nèi)加熱后的氣流循環(huán)；

26、所述柜體內(nèi)壁還設(shè)有用以對(duì)所述擴(kuò)培反應(yīng)筒進(jìn)行恒溫處理的加熱裝置，所述加熱裝置與所述控制機(jī)構(gòu)電性連接；所述柜體內(nèi)壁還設(shè)有減少熱量耗散和減少裝置能耗的保溫棉。

27、進(jìn)一步地，所述供給機(jī)構(gòu)還包括加壓水泵，所述筒體蓋板上設(shè)有熱水輸送口，熱水經(jīng)由所述熱水器加熱后，加壓水泵將微生物擴(kuò)培所用反應(yīng)熱水經(jīng)過輸送管道從所述熱水輸送口輸送至所述擴(kuò)培反應(yīng)筒內(nèi)部。

28、進(jìn)一步地，所述熱水器設(shè)置2個(gè)，并采用串聯(lián)式二級(jí)加熱系統(tǒng)先將一部分的反應(yīng)用水經(jīng)過第一熱水器進(jìn)行加熱后，再將第一熱水器加熱的水經(jīng)過第二熱水器加熱到40℃-42℃。

29、進(jìn)一步地，所述熱水器內(nèi)設(shè)有水流量傳感器，用以監(jiān)控和測量加熱過程和注入所述擴(kuò)培反應(yīng)筒中的熱水流量。

30、本發(fā)明提供一種利用以上微生物擴(kuò)培裝置實(shí)現(xiàn)的微生物擴(kuò)培方法，包括以下步驟：

31、s1：工作人員先確認(rèn)擴(kuò)培裝置內(nèi)外部的清潔和無菌狀態(tài)，通過控制機(jī)構(gòu)和防水?dāng)z像頭檢查檢查處于正常工作狀態(tài)，確保設(shè)備正常工作；同時(shí)確認(rèn)物料投放比例；

32、s2：添加物料，將所需進(jìn)行擴(kuò)培的菌種和培養(yǎng)原料通過所述供給機(jī)構(gòu)投放到所述擴(kuò)培反應(yīng)筒中；

33、s3：所述控制機(jī)構(gòu)啟動(dòng)所述供給機(jī)構(gòu)工作，通過所述筒體蓋板將擴(kuò)培所需用水注入所述擴(kuò)培反應(yīng)筒中；

34、s4：所述控制機(jī)構(gòu)開啟所述電動(dòng)裝置和所述攪拌組件進(jìn)行工作；

35、s5：工作人員通過防水?dāng)z像頭和所述控制機(jī)構(gòu)在擴(kuò)培過程中進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)控?cái)U(kuò)培反應(yīng)筒中的溫度、ph、溶解氧、壓力、濕度的參數(shù)變化；

36、s6：所述微生物擴(kuò)培裝置結(jié)束擴(kuò)培后得到菌液，工作人員通過控制機(jī)構(gòu)對(duì)裝置進(jìn)行清洗消毒，高壓沖洗噴頭設(shè)備清洗后，通過出液水龍頭進(jìn)行清洗廢水的排出；最后采用紫外滅菌燈帶對(duì)擴(kuò)培反應(yīng)筒進(jìn)行整體的設(shè)備消毒。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：

38、1、本發(fā)明采用電動(dòng)裝置和攪拌組件的使用，加速菌液的均勻混合和反應(yīng)，提高擴(kuò)培效率；采用加壓水泵和串聯(lián)式二級(jí)加熱系統(tǒng)，為菌種的擴(kuò)培提供恒定適宜的擴(kuò)培環(huán)境，即使在冬天需要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)培，但反應(yīng)用水溫度較低時(shí)也能達(dá)到菌種高效擴(kuò)培適宜的溫度，整體上實(shí)現(xiàn)微生物的高效擴(kuò)培。

39、2、本發(fā)明通過控制機(jī)構(gòu)結(jié)合傳感器和控制器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控?cái)U(kuò)培過程中菌液擴(kuò)培的溫度、ph、溶解氧和壓力等關(guān)鍵參數(shù)，確保擴(kuò)培過程在最佳狀態(tài)下進(jìn)行，提升擴(kuò)培效果和效率，整個(gè)過程自動(dòng)化操作，減少人工干預(yù)，提高擴(kuò)培過程的智能化程度，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)培過程的精確監(jiān)控。

40、3、本發(fā)明通過采用高壓沖洗噴頭、紫外滅菌燈結(jié)合供給機(jī)構(gòu)和擴(kuò)培反應(yīng)機(jī)構(gòu)的整體設(shè)置，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)培過程和事后設(shè)備清洗的裝置一體化，整體上簡化了設(shè)備清洗過程，確保設(shè)備衛(wèi)生，減少污染風(fēng)險(xiǎn)。