CN104862223A - 一种微生物的自动化培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微生物的自动化培养装置，属于生物技术领域。它解决了现有技术中对微生物的培养自动化程度低等问题。本微生物的自动化培养装置，包括工作台和机架，工作台上设有培养皿，工作台与培养皿之间固定有滑轨一和滑轨二,滑轨一和滑轨二上分别设置有滑块一和滑块二，工作台上还设有振荡结构，振荡结构包括驱动电机、凸轮和连杆；机架上固定有升降气缸，升降气缸活塞杆固定有伺服电机，伺服电机输出轴固定有扇叶；培养皿开设有开口一，开口一处设有过滤膜，开口一处设有回流结构，工作台上设有离心结构。本发明能够模拟摇床对微生物进行自动化培养，同时还能够对培养液进行回收再利用。

Description

一种微生物的自动化培养装置

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种培养装置，特别是一种微生物的自动化培养装置。

背景技术

微生物包括：细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物，它个体微小难以用肉眼观察，与人类关系密切，广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。而对微生物进行培养是生物培养的中的一种，主要是为了获取有利于人类生产、生活的微生物。同时，由于对微生物在培养过程比较漫长，且容易受到培养液的温度、浓度的影响，整个过程会耗费过多的人力、物力资源。

由于存在上述的问题，经检索，如中国专利文献公开了微生物培养装置【专利号：ZL201420503437.2；授权公告号：CN204022836U】。这种微生物培养装置，包括微生物培养装置本体和底座，及设置在微生物培养装置本体上的支撑架，及设置在微生物培养装置本体上的微生物培养器皿，及设置在微生物培养装置本体上的控制器，及设置在微生物培养装置本体内的微生物存放箱，微生物培养装置本体内设有隔板，隔板上设有支撑座，微生物培养器皿安装在支撑座上，支撑架上设有驱动装置，驱动装置的输出端连接有联轴器，联轴器下部连接有转轴，转轴延伸至微生物培养器皿内，微生物培养器皿内设有温度传感器，支撑座内设有加热器。

但是这种微生物培养装置主要采用温控的方式对微生物进行培养，整个过程还是会耗费过多的人力、物力资源且自动化程度 低，对于本领域内的技术人员，还有待研发出一种能够自动化的对微生物进行培养，且又能更大限度的节约人力、物力资源的微生物培养装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种微生物的自动化培养装置，本微生物的自动化培养装置具有能够模拟摇床对微生物进行自动化培养，同时对培养液进行回收再利用的特点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种微生物的自动化培养装置，包括工作台和设置在工作台上的机架，其特征在于，所述的工作台上设有具有空腔的培养皿，所述培养皿的上部开设有开口，所述的工作台与培养皿之间还固定有滑轨一和滑轨二,所述的滑轨一和滑轨二上分别滑动设置有滑块一和滑块二，所述培养皿的底面固定在滑块一和滑块二上，所述的工作台上还设置有能够带动培养皿作往复运动的振荡结构，所述的振荡结构包括驱动电机、凸轮和连杆，所述的驱动电机水平固定在工作台上，且驱动电机的输出轴与所述滑轨一和滑轨二的长度方向相垂直，所述的凸轮固定在驱动电机的输出轴上，所述连杆的一端铰接在凸轮上，连杆的另一端铰接在所述培养皿上；所述的机架上竖直固定有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆朝向所述培养皿的开口，且升降气缸的活塞杆端部固定有伺服电机，所述伺服电机的输出轴竖直向下且固定有若干扇叶；所述培养皿的一侧壁上开设有开口一，所述的开口一处设置有过滤膜，且所述的开口一处设置有能够对培养液进行循环利用的回流结构，所述的工作台上开设有横截面呈圆形的凹槽，所述的凹槽内设有能够对培养皿中的微生物进行收集的离心结构。

本微生物的自动化培养装置的工作原理是这样的：1、伺服电机带动输出轴上的扇叶转动，通过机架上的升降气缸来调节扇叶的上下位置，从而能够将培养皿中的微生物和培养液搅拌均匀；2、由于驱动电机能够带动凸轮转动，通过凸轮与培养皿之间铰接的连杆，且培养皿固定在滑块一和滑块二上，从而使培养皿能够在滑轨一和滑轨二上做往复运动，实现模拟摇床式的振荡培养；3、通过培养皿开口一处的过滤膜和工作台上的回流结构，从而能够实现对培养液进行循环利用；4、由于工作台上设置有离心结构，从而能够对培养皿中的微生物离心加以浓缩，并进行收集。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的回流结构包括固定在上述机架上的调配皿和固定在上述工作台上的液泵一，所述的调配皿位于上述培养皿的上方，且所述的调配皿的一侧壁上开设有进液口和出液口，所述的液泵一与所述培养皿之间设有连接管一，所述的连接管一的一端与所述培养皿的开口一相连通，所述连接管一的另一端与所述液泵一的进液端相连通，所述的调配皿与所述液泵一之间设有连接管二，所述的连接管二的一端与所述液泵一的出液端相连通，所述连接管二的另一端与所述调配皿的进液口相连通，所述调配皿的出液口连接有回流管，所述回流管的另一端设置在所述培养皿的开口中。培养皿开口一处设有的过滤膜能够将培养液和微生物进行分离；同时，液泵一通过连接管一将培养皿内分离出微生物后的培养液抽取，由连接管二输送到调配皿内，从而对抽取的培养液进行重新调配，最后通过回流管将调配好的培养液回流到培养皿中重新利用。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的离心结构包括固定在凹槽内的转动电机和具有空腔的离心滚筒，所述的转动电机竖直固定在凹槽底壁上，所述的离心滚筒与所述凹槽相匹配，且所述离心滚筒固定在所述转动电机的输出轴上，所述离心滚筒的 外径小于所述凹槽的内径。转动电机带动离心滚筒转动，从而实现对含微生物的培养液进行离心加以浓缩，并对微生物进行收集。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的工作台上还固定有液泵二，所述的液泵二的进液端与上述离心滚筒之间通过连接管三相连通，所述的液泵二的出液端与上述培养皿之间通过连接管四相连通。液泵二通过连接管三将离心滚筒内进行离心试验后含微生物的培养液抽取，由连接管四输送到培养皿内，从而进行重新培养。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的培养皿的一侧壁上开设有开口二，所述的开口二上连接有出液管，所述的出液管的另一端与上述的离心滚筒相连通。将培养皿内的含微生物的培养液通过出液管输送到离心滚筒内进行离心加以浓缩。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的培养皿的一侧壁上固定有加热器，所述的培养皿内腔底壁上还设有温度传感器。通过培养皿内的温度传感器，从而能够实时观测到培养液的温度情况，再通过加热器使培养液保持微生物所需的适宜温度。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的连接管一、连接管三、回流管和出液管上均设置有电磁阀。通过电磁阀能够根据实际情况，自动控制培养液的流向。

在上述微生物的自动化培养装置中，所述的工作台上还设置有PLC可编程控制器，上述的驱动电机、升降气缸、伺服电机、加热器、温度传感器和电磁阀均通过线路与所述PLC可编程控制器相连。通过PLC可编程控制器能够实现整个微生物培养装置进行自动化操作。

与现有技术相比，本微生物的自动化培养装置具有以下优点：

1、本发明的驱动电机能够带动凸轮转动，通过凸轮与培养皿之间铰接的连杆，从而使培养皿能够在滑轨一和滑轨二上做往复 运动，实现模拟摇床式的振荡培养。

2、本发明的液泵一通过连接管一将分离出微生物的培养液抽取，由连接管二输送到调配皿内进行重新调配，最后通过回流管将调配好的培养液回流到培养皿中重新利用。

3、本发明的伺服电机带动扇叶转动，且机架上的升降气缸能调节扇叶的上下位置，从而能够将培养皿中的微生物和培养液搅拌均匀。

4、本发明的转动电机带动离心滚筒转动，从而实现对培养液中的微生物离心加以浓缩并进行收集。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的正视结构示意图；

图3是本发明的左视结构示意图；

图4是本发明的局部剖视结构示意图；

图5是本发明中培养皿的剖视结构示意图。

图中，1、工作台；2、机架；3、培养皿；4、滑轨一；5、滑轨二；6、滑块一；7、滑块二；8、驱动电机；9、凸轮；10、连杆；11、升降气缸；12、伺服电机；13、扇叶；14、过滤膜；15、调配皿；16、液泵一；17、连接管一；18、连接管二；19、回流管；20、转动电机；21、离心滚筒；22、液泵二；23、连接管三；24、连接管四；25、出液管；26、加热器；27、温度传感器；28、电磁阀。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，一种微生物的自动化培养装置，包括工作台1和设置在工作台1上的机架2，工作台1上设有具有空腔的培养皿3，且培养皿3的上部开设有开口。机架2上竖直固定有升降气缸11，升降气缸11的活塞杆朝向培养皿3的开口，且升降气缸11的活塞杆端部固定有伺服电机12，伺服电机12的输出轴竖直向下且固定有四片扇叶13。

如图4所示，具体来说，工作台1与培养皿3之间还固定有滑轨一4和滑轨二5,滑轨一4和滑轨二5上分别滑动设置有滑块一6和滑块二7，培养皿3的底面固定在滑块一6和滑块二7上。同时，工作台1上还设置有能够带动培养皿3作往复运动的振荡结构，振荡结构包括驱动电机8、凸轮9和连杆10，驱动电机8水平固定在工作台1上，且驱动电机8的输出轴与滑轨一4和滑轨二5的长度方向相垂直，凸轮9固定在驱动电机8的输出轴上，连杆10的一端铰接在凸轮9上，连杆10的另一端铰接在培养皿3上。驱动电机8能够带动凸轮9转动，通过凸轮9与培养皿3之间铰接的连杆10，从而使培养皿3能够在滑轨一4和滑轨二5上做往复运动，实现模拟摇床式的振荡培养。

如图5所示，培养皿3的一侧壁上开设有开口一，开口一处设置有过滤膜14，且开口一处设置有能够对培养液进行循环利用的回流结构。更具体的来说，回流结构包括固定在机架2上的调配皿15和固定在工作台1上的液泵一16，调配皿15位于培养皿3的上方，且调配皿15的一侧壁上开设有进液口和出液口。其中，液泵一16与培养皿3之间设有连接管一17，连接管一17的一端与培养皿3的开口一相连通，连接管一17的另一端与液泵一16的进液端相连通，调配皿15与液泵一16之间设有连接管二18，连接管二18的一端与液泵一16的出液端相连通，连接管二18的另一端与调配皿15的进液口相连通，调配皿15的出液口连接 有回流管19，回流管19的另一端设置在培养皿3的开口中。培养皿3开口一处设有的过滤膜14能够将培养液和微生物进行分离；同时，液泵一16通过连接管一17将培养皿3内分离出微生物后的培养液抽取，由连接管二18输送到调配皿15内，从而对抽取的培养液进行重新调配，最后通过回流管19将调配好的培养液回流到培养皿3中重新利用。

工作台1上开设有横截面呈圆形的凹槽，凹槽内设有能够对培养皿3中的微生物进行收集的离心结构。更具体的来说，培养皿3的一侧壁上开设有开口二，开口二上连接有出液管25，出液管25的另一端与离心滚筒21相连通。离心结构包括固定在凹槽内的转动电机20和具有空腔的离心滚筒21，转动电机20竖直固定在凹槽底壁上，离心滚筒21与凹槽相匹配，且离心滚筒21固定在转动电机20的输出轴上，离心滚筒21的外径小于凹槽的内径。将培养皿3内的含微生物的培养液通过出液管25输送到离心滚筒21内，转动电机20带动离心滚筒21转动，从而实现对含微生物的培养液进行离心加以浓缩，并对微生物进行收集。

其中，工作台1上还固定有液泵二22，液泵二22的进液端与离心滚筒21之间通过连接管三23相连通，液泵二22的出液端与培养皿3之间通过连接管四24相连通。液泵二22通过连接管三23将离心滚筒21内进行离心试验后含微生物的培养液抽取，由连接管四24输送到培养皿3内，从而进行重新培养。

此外，培养皿3的一侧壁上固定有加热器26，培养皿3内腔底壁上还设有温度传感器27。通过培养皿3内的温度传感器27，从而能够实时观测到培养液的温度情况，再通过加热器26使培养液保持微生物所需的适宜温度。且连接管一17、连接管三23、回流管19和出液管25上均设置有电磁阀28。通过电磁阀28能够根据实际情况，自动控制培养液的流向。同时，工作台1上还设 置有PLC可编程控制器，驱动电机8、升降气缸11、伺服电机12、加热器26、温度传感器27和电磁阀28均通过线路与PLC可编程控制器相连。通过PLC可编程控制器能够实现整个微生物培养装置进行自动化操作，从而更加高效、便捷。

综合上述，本微生物的自动化培养装置的工作原理是这样的：1、伺服电机12带动输出轴上的扇叶13转动，通过机架2上的升降气缸11来调节扇叶13的上下位置，从而能够将培养皿3中的微生物和培养液搅拌均匀；2、由于驱动电机8能够带动凸轮9转动，通过凸轮9与培养皿3之间铰接的连杆10，且培养皿3固定在滑块一6和滑块二7上，从而使培养皿3能够在滑轨一4和滑轨二5上做往复运动，实现模拟摇床式的振荡培养；3、过滤膜14能够将培养液和微生物进行分离，且液泵一16通过连接管一17将培养皿3内分离出微生物后的培养液抽取，由连接管二18输送到调配皿15内，从而对抽取的培养液进行重新调配，最后通过回流管19将调配好的培养液回流到培养皿3中重新利用；4、将培养皿3内的含微生物的培养液通过出液管25输送到离心滚筒21内，转动电机20带动离心滚筒21转动，从而实现对含微生物的培养液进行离心加以浓缩，并对微生物进行收集，同时，通过液泵二22通过连接管三23将离心滚筒21内进行离心试验后含微生物的培养液抽取，由连接管四24输送到培养皿3内，从而进行重新培养；5、通过PLC可编程控制器能够实现整个微生物培养装置进行自动化操作，从而更加高效、便捷。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、工作台；2、机架；3、培养皿；4、 滑轨一；5、滑轨二；6、滑块一；7、滑块二；8、驱动电机；9、凸轮；10、连杆；11、升降气缸；12、伺服电机；13、扇叶；14、过滤膜；15、调配皿；16、液泵一；17、连接管一；18、连接管二；19、回流管；20、转动电机；21、离心滚筒；22、液泵二；23、连接管三；24、连接管四；25、出液管；26、加热器；27、温度传感器；28、电磁阀等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种微生物的自动化培养装置，包括工作台和设置在工作台上的机架，其特征在于，所述的工作台上设有具有空腔的培养皿，所述培养皿的上部开设有开口，所述的工作台与培养皿之间还固定有滑轨一和滑轨二,所述的滑轨一和滑轨二上分别滑动设置有滑块一和滑块二，所述培养皿的底面固定在滑块一和滑块二上，所述的工作台上还设置有能够带动培养皿作往复运动的振荡结构，所述的振荡结构包括驱动电机、凸轮和连杆，所述的驱动电机水平固定在工作台上，且驱动电机的输出轴与所述滑轨一和滑轨二的长度方向相垂直，所述的凸轮固定在驱动电机的输出轴上，所述连杆的一端铰接在凸轮上，连杆的另一端铰接在所述培养皿上；所述的机架上竖直固定有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆朝向所述培养皿的开口，且升降气缸的活塞杆端部固定有伺服电机，所述伺服电机的输出轴竖直向下且固定有若干扇叶；所述培养皿的一侧壁上开设有开口一，所述的开口一处设置有过滤膜，且所述的开口一处设置有能够对培养液进行循环利用的回流结构，所述的工作台上开设有横截面呈圆形的凹槽，所述的凹槽内设有能够对培养皿中的微生物进行收集的离心结构。

2.根据权利要求1所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的回流结构包括固定在上述机架上的调配皿和固定在上述工作台上的液泵一，所述的调配皿位于上述培养皿的上方，且所述的调配皿的一侧壁上开设有进液口和出液口，所述的液泵一与所述培养皿之间设有连接管一，所述的连接管一的一端与所述培养皿的开口一相连通，所述连接管一的另一端与所述液泵一的进液端相连通，所述的调配皿与所述液泵一之间设有连接管二，所述的连接管二的一端与所述液泵一的出液端相连通，所述连接管二的另一端与所述调配皿的进液口相连通，所述调配皿的出液口连接有回流管，所述回流管的另一端设置在所述培养皿的开口中。

3.根据权利要求2所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的离心结构包括固定在凹槽内的转动电机和具有空腔的离心滚筒，所述的转动电机竖直固定在凹槽底壁上，所述的离心滚筒与所述凹槽相匹配，且所述离心滚筒固定在所述转动电机的输出轴上，所述离心滚筒的外径小于所述凹槽的内径。

4.根据权利要求3所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的工作台上还固定有液泵二，所述的液泵二的进液端与上述离心滚筒之间通过连接管三相连通，所述的液泵二的出液端与上述培养皿之间通过连接管四相连通。

5.根据权利要求4所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的培养皿的一侧壁上开设有开口二，所述的开口二上连接有出液管，所述的出液管的另一端与上述的离心滚筒相连通。

6.根据权利要求5所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的培养皿的一侧壁上固定有加热器，所述的培养皿内腔底壁上还设有温度传感器。

7.根据权利要求6所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的连接管一、连接管三、回流管和出液管上均设置有电磁阀。

8.根据权利要求7所述的微生物的自动化培养装置，其特征在于，所述的工作台上还设置有PLC可编程控制器，上述的驱动电机、升降气缸、伺服电机、加热器、温度传感器和电磁阀均通过线路与所述PLC可编程控制器相连。