CN113462558B - 兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺，包括发酵罐和检测控制***，发酵罐内部设有相互连通的第一发酵腔和第二发酵腔，第一发酵腔和第二发酵腔内均设置有搅拌机构和消泡机构，第一发酵腔连接有补料机构，发酵罐内设置有计时机构，第一发酵腔和第二发酵腔均连接有取样机构和真空泵，发酵罐内部设有加热腔，检测控制***包括控制器和控制面板，第一发酵腔和第二发酵腔内均安装有温度传感器和pH检测仪，第一发酵腔和第二发酵腔还分别连接有一溶氧量检测仪，本发明极大的降低了菌种培养液被杂菌感染的机率和发酵所耗费的能源，同时实现了不停机取样的功能，降低了大量菌种和中药材被浪费的风险。

Description

兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺

技术领域

本发明涉及微生态制剂技术领域，尤其是涉及一种兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺。

背景技术

中药以及益生菌复合微生态制剂以其独特的作用和无毒、无残留、无抗药性等优点，作为替代抗生素的饲料添加剂，改变了我国养殖业中普遍以抗生素作为饲料添加剂的状况，克服了饲用抗生素带来的耐药性，以及畜产品中抗生素残留威胁人类健康和安全等严重问题。

纳豆芽孢杆菌和丁酸梭菌都是一种重要的微生态制剂，纳豆芽孢杆菌能在肠道中定植，有效的发挥整肠的作用，同时也具有增强免疫和抗癌等效果，丁酸梭菌进入肠道后能够促进有益菌生长，抑制有害菌的繁殖，具有促进肠道有益菌群的增殖和发育，纠正肠道菌群紊乱，减少肠毒素的发生。

现有的微生态制剂用发酵培养装置主要存在以下问题：第一是需要使用两个发酵罐才能完成整个发酵过程，使得菌种培养液的输送距离比较远，菌种培养液在输送过程中非常容易出现被杂菌感染的情况，而且两个发酵罐都需要耗费较多的能源才能发酵，因而完成整个发酵过程需要耗费大量的能源；第二是在发酵过程中，操作者不能对发酵罐内的发酵液进行采样检测，只能等到发酵完成后对发酵液进行采样检测，若是发酵过程中出现误差也不能进行补救，容易造成益生菌和中药材的大量浪费；第三是不能根据搅拌的速度来控制补料的时间间隔，而且非常容易出现补料与发酵液混合不均匀的问题，影响菌种的发酵培养效果。

因此，需要一种能够解决上述问题的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺。

发明内容

本发明提出一种兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺，极大的降低了菌种培养液被杂菌感染的机率和发酵所耗费的能源，同时实现了不停机取样的功能，降低了大量菌种和中药材被浪费的风险。

本发明的其中一种技术方案是这样实现的：

兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，包括发酵罐和检测控制***；

所述发酵罐内部设有相互连通的第一发酵腔和第二发酵腔，所述第一发酵腔和第二发酵腔内均设置有搅拌机构和消泡机构，所述第一发酵腔连接有用于补料的补料机构，所述发酵罐内设置有用于对补料间隔时间进行计时的计时机构，所述第一发酵腔和第二发酵腔分别连接有一取样机构和一真空泵，所述发酵罐内部设有用于调节发酵温度的加热腔，所述加热腔包围设置于所述第一发酵腔和第二发酵腔的外侧；

所述检测控制***包括电连接在一起的控制器和控制面板，所述第一发酵腔和第二发酵腔内均安装有温度传感器和pH检测仪，所述第一发酵腔和第二发酵腔还分别连接有一溶氧量检测仪，所述温度传感器、pH检测仪和溶氧量检测仪均与所述控制器电连接。

作为一种优选的技术方案，所述第一发酵腔和第二发酵腔均连通有一第一进料管，所述第一发酵腔通过连通管与所述第二发酵腔相连通，所述连通管上安装有隔膜泵，所述连通管的两端分别安装有一单向阀，所述第二发酵腔的底部安装有排液管，所述排液管上安装有排液阀，所述隔膜泵、单向阀和排液阀均与所述控制器电连接。

作为一种优选的技术方案，每一所述搅拌机构均包括一根沿所述发酵罐轴向延伸设置的搅拌轴，两根所述搅拌轴分别转动安装于所述第一发酵腔和第二发酵腔内，两根所述搅拌轴共同传动连接有一减速电机，所述减速电机与所述控制器电连接，每一所述搅拌轴的侧壁上均间隔设置有若干个搅拌叶片，每一所述搅拌轴的两端均分别固定有一安装环，位于同一所述搅拌轴上的两所述安装环之间设置有一对转动轴，每一所述转动轴均与所述搅拌轴相平行，每一所述转动轴的两端均分别与对应所述安装环旋转连接在一起，每一所述转动轴的侧壁上均螺旋安装有一螺旋叶片，每一对所述转动轴上的所述螺旋叶片的输送方向均相反。

作为一种优选的技术方案，每一所述消泡机构均包括若干根安装板，每一所述安装板均安装于对应所述搅拌轴的上端，每一所述安装板均沿所述搅拌轴轴向的垂直方向延伸设置，每一所述安装板上的底部均固定有若干根用于对气泡进行破碎的破碎齿，所述第一发酵腔和第二发酵腔分别连通有一用于通入消泡剂的第二进料管。

作为一种优选的技术方案，所述补料机构包括安装于所述发酵罐上的补料管，所述补料管的出料端安装有旋转接头，所述旋转接头与位于所述第一发酵腔的搅拌轴的上端安装在一起，所述搅拌轴内部设有与所述补料管相连通的补料腔，所述搅拌轴的侧壁上安装有若干个与所述补料腔相连通的喷料头，所述补料管上安装有一补料阀，所述补料阀与所述控制器电连接。

作为一种优选的技术方案，所述发酵罐内部设有一空腔，所述空腔设置于所述第一发酵腔和第二发酵腔的上方，所述空腔内部转动安装有一驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述减速电机的电机轴传动连接在一起，每一所述搅拌轴的上端均伸入所述空腔内，每一所述搅拌轴伸入所述空腔的一端均固定安装有一从动齿轮，每一所述从动齿轮均与所述驱动齿轮相啮合。

作为一种优选的技术方案，所述计时机构包括一安装于所述空腔内的计数器，所述计数器设置于所述第一发酵腔的正上方，所述计数器的底部安装有一计数拨片，对应所述从动齿轮的端面上安装有一计数杆，所述计数杆与所述计数拨片相适配，所述计数器与所述控制器电连接。

作为一种优选的技术方案，每一所述取样机构均包括一取样管，两所述取样管的进液端分别与所述第一发酵腔和第二发酵腔相连通，每一所述取样管的出液端均伸出所述发酵罐，每一所述取样管伸出所述发酵罐的一端均间隔安装有第一连通阀和第二连通阀。

本发明的另一种技术方案是这样实现的：

兽用中药微生态制剂的制备工艺，包括以下步骤：

S1、选用黄芪、党参、牛蒡子、白术、当归、川穹6味中药，分别使用不同的粉碎机来对六味中药进行粉碎，粉碎后的六味中药材再分别使用80目筛进行筛选，得到上述六味中药的中药材粉末；

S2、按照重量份原料计算，采用黄芪10份、党参10份、牛蒡子5份、白术3份、当归3份、川穹3份的比例，将上述六味中药的中药材粉末通入到药材混合罐内进行混合，制成复方制剂；

S3、采用煎煮法对上述复方制剂进行处理，制成中药提取液，将中药提取液通入提取液储存罐内，在4℃环境下保存备用；

S4、将丁酸梭菌和纳豆芽孢杆菌的菌液分别接种于各自的液体培养基中后，将上述两种益生菌的菌液分别通入两个上述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备的第一发酵腔内，进行发酵培养，在发酵过程中不断通过补料管来进行补料，得到纳豆芽孢杆菌活菌数不低于5×10⁹cfu/ml、丁酸梭菌活菌数不低于1×10⁹cfu/ml的两种菌种培养液；

S5、位于兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备中第一发酵腔内的菌种培养液，通过连通管通入到对应第二发酵腔内，同时按照菌种培养液40L、中药提取液100ml的比例，分别向两个第二发酵腔内通入适量的中药提取液，利用真空泵对第二发酵腔抽真空后，使菌种培养液和中药提取液在第二发酵腔内进行厌氧发酵，得到上述两种益生菌的发酵液；

S6、两种益生菌的发酵液分别通过对应第二发酵腔底部的排液管排出兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，并按照纳豆芽孢杆菌与丁酸梭菌1:5的比例，将两种益生菌的发酵液通入到发酵液混合罐内进行混合搅拌，得到发酵混合物；

S7、将上述发酵混合物通入喷雾干燥塔内进行干燥，制成中药微生态制剂。

作为一种优选的技术方案，步骤S3中利用煎煮法处理复方制剂的步骤为：

S301、按照1g复方制剂、10ml水的比例，将复方制剂和水倒入蒸煮锅内，将复方制剂浸泡0.5h；

S302、使用蒸煮锅将水烧开，再文火煎煮0.5h，然后对其进行过滤得到滤渣和滤液；

S303、使用蒸煮锅对滤渣进行二次煎煮和过滤，得到新的滤液；

S304、将步骤S302和S303中得到的滤液通入提取液混合罐内进行混合和浓缩，得到浓度为1g/ml的中药提取液，并将其通入到提取液储存罐内。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

由于兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备包括发酵罐，发酵罐内设置有第一发酵腔、第二发酵腔和加热腔，在本发明中，在第一发酵腔内进行对纳豆芽孢杆菌液和丁酸梭菌液的发酵培养，分别得到两益生菌的菌种培养液，菌种培养液通过连通管通入到第二发酵腔内，与中药提取液混合后进行厌氧发酵，在同一发酵罐的第一发酵腔和第二发酵腔即可完成整个发酵过程，缩短了菌种培养液的输送距离，也极大的降低了在输送过程中菌种培养液被杂菌污染的风险和机率；将第一发酵腔内的菌种培养液通入到第二发酵腔内后，可以向第一发酵腔内通入下一批菌液进行发酵培养，而且两次菌液和菌种培养液的发酵温度范围大致相同，可以利用加热腔同时对第一发酵腔和第二发酵腔进行加热，不仅提高了中药微生态制剂的制备效率，还极大的降低了发酵所耗费的能源。

由于第一发酵腔和第二发酵腔内均设置有搅拌机构，在本发明中，减速电机通过驱动齿轮和从动齿轮的动力传递，带动两搅拌轴进行旋转，搅拌轴带动搅拌叶片和转动轴绕着搅拌轴进行旋转，来对第一发酵腔内的菌种培养液和第二发酵腔内的发酵液进行搅拌，搅拌叶片对菌种培养液和发酵液进行搅拌混合，转动轴在绕着搅拌轴旋转的过程中，会在菌种培养液和发酵液的阻碍作用下进行转动，对菌种培养液和发酵液进行竖直方向上的搅拌混合，实现了对第一发酵腔内菌种培养液和第二发酵腔内发酵液的充分搅拌混合。

由于第一发酵腔和第二发酵腔内均设置有消泡机构，在发酵过程中，第一发酵腔内的菌种培养液和第二发酵腔内的发酵液均会出现起泡现象，一方面通过第二进料管向第一发酵腔和第二发酵腔内通入消泡剂，来降低发酵过程中的起泡量，另一方面搅拌轴在旋转过程中，会带动安装板和破碎齿绕着搅拌轴进行旋转，破碎齿在旋转过程中能够对泡沫进行破碎，从而避免了菌种培养液和发酵液从发酵罐内逃出而染菌的情况发生。

由于第一发酵腔连接有补料机构，在本发明中，通过补料机构间歇向第一发酵腔内流加补料，补料包括碳源（葡萄糖/甘油）和基础培养基中相对缺乏的限制性氨基酸（酪氨酸、蛋氨酸、亮氨酸的混合物），显著提高了第一发酵腔内活菌的数量。

由于第一发酵腔和第二发酵腔均连接有一取样机构，在本发明中，以对第一发酵腔内的菌种培养液进行取样为例，操作者先打开取样管上的第一连通阀，第一发酵腔内的菌种培养液进入到取样管内，关闭第一连通阀后，取样管内的样液停留在第一连通阀和第二连通阀之间的管段内，然后操作者可以将取样容器接在取样管的出液端，打开第二连通阀使取样管内的样液流入到取样容器内，完成对第一发酵腔内菌种培养液的取样，实现了对菌种培养液和发酵液的不停机取样，操作者能够随时掌握第一发酵腔和第二发酵腔内的发酵情况，使得操作者能够在第一发酵腔和第二发酵腔内的发酵出现误差时，进行及时调整和补救，解决了发酵出现误差造成大量菌种和中药材被浪费的问题，降低了大量菌种和中药材被浪费的风险。

由于发酵罐内设置有用于对补料间隔时间进行计时的计时机构，在本发明中，操作者可以根据搅拌转速来设定计数器的循环数值，从动齿轮每转动一圈，从动齿轮上的计数杆就会与计数拨片发生一次接触，计数器计数加一，直至计数器的计数达到循环数值，计数器向控制器发送补料信号，控制器控制补料阀开启，补料管内的补料通过搅拌轴和喷料头均匀喷洒到第一发酵腔内，对菌种培养液进行补料，使得补料均匀的与菌种培养液进行混合，与此同时，计数器计数归零并重新开始计时，实现了补料的间歇流加，从而有效改善了第一发酵腔内菌种培养液的发酵培养效果。

由于检测控制***包括控制器、控制面板、温度传感器、pH检测仪和溶氧量检测仪，在本发明中，操作者可以通过控制面板控制搅拌机构、补料机构、计时机构、消泡机构的启停以及菌种培养液的转移等操作，操作者按下控制面板上的启动按钮后，会向控制器发送开始指令，两真空泵同时对第一发酵腔和第二发酵腔内部进行负压抽气，使第一发酵腔和第二发酵腔内部达到发酵所需的真空度；pH检测仪对第一发酵腔和第二发酵腔内的pH值进行检测，并通过自动流加氨水来对第一发酵腔和第二发酵腔内的pH值进行调整；溶氧量检测仪对第一发酵腔和第二发酵腔内液体的溶氧量进行检测，保证整个发酵过程中的氧气所需；温度传感器对第一发酵腔和第二发酵腔内的温度进行实时监测。

当监测到第一发酵腔和第二发酵腔内的温度高于预定的最高发酵温度时，温度传感器向控制器发送降温信号，通过降低通入加热腔内的气体的温度，来使第一发酵腔和第二发酵腔内的温度下降到预定的发酵温度范围内，反之，当监测到第一发酵腔和第二发酵腔内的温度低于预定的最低发酵温度时，温度传感器向控制器发送升温信号，通过升高通入加热腔内的气体的温度，来使第一发酵腔和第二发酵腔内的温度升高到预定的发酵温度范围内。

由于第一发酵腔通过连通管与第二发酵腔相连通，连通管上安装有隔膜泵和两单向阀，在本发明中，将第一发酵腔内菌种培养液通入第二发酵腔内时，操作者通过控制面板向控制器发送菌种培养液转移信号，控制器控制两单向阀开启，隔膜泵启动，隔膜泵将第一发酵腔内菌种培养液全部泵入第二发酵腔内，加快了菌种培养液转移的速度，靠近第一发酵腔的单向阀使菌种培养液只能从第一发酵腔流入连通管，靠近第二发酵腔的单向阀使菌种培养液只能从连通管流入第二发酵腔，避免了菌种培养液的回流。

由于兽用中药微生态制剂的制备工艺采用煎煮法对中药进行提取，在本发明中，对中药材粉末制成的复方制剂进行了两次煎煮、过滤，实现了对中药材中有效成分的完全提取，避免了中药材的浪费。

由于兽用中药微生态制剂的制备工艺采用喷雾干燥塔对发酵液进行干燥，在本发明中，需要加入辅料做保护剂来减少干燥时高温对菌体的伤害，从而保证了中药微生态制剂的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一中检测控制***的连接示意图；

图3为图1中A处的结构放大图；

图4为本发明实施例二的制备流程图。

其中：1、发酵罐；2、第一发酵腔；3、第二发酵腔；4、真空泵；5、加热腔；6、连通管；7、控制器；8、控制面板；9、温度传感器；10、pH检测仪；11、溶氧量检测仪；12、第一进料管；13、隔膜泵；14、单向阀；15、排液管；16、排液阀；17、搅拌轴；18、减速电机；19、搅拌叶片；20、安装环；21、转动轴；22、螺旋叶片；23、安装板；24、破碎齿；25、第二进料管；26、补料管；27、旋转接头；28、补料腔；29、喷料头；30、补料阀；31、空腔；32、驱动齿轮；33、从动齿轮；34、计数器；35、计数拨片；36、计数杆；37、取样管；38、第一连通阀；39、第二连通阀；40、黄芪粉碎机；41、药材混合罐；42、提取液储存罐；43、发酵液混合罐；44、喷雾干燥塔；45、蒸煮锅；46、提取液混合罐；47、党参粉碎机；48、牛蒡子粉碎机；49、白术粉碎机；50、当归粉碎机；51、川穹粉碎机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-图3共同所示，兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，包括发酵罐1和检测控制***。

发酵罐1内部设有相互连通的第一发酵腔2和第二发酵腔3，第一发酵腔2和第二发酵腔3内均设置有搅拌机构和消泡机构，第一发酵腔2连接有用于对第一发酵腔2进行补料的补料机构，发酵罐1内设置有用于对补料间隔时间进行计时的计时机构，第一发酵腔2和第二发酵腔3均连接有一取样机构和一真空泵4，发酵罐1内部设有用于调节发酵温度的加热腔5，加热腔5包围设置于第一发酵腔2和第二发酵腔3的外侧，在本实施例中，通过向加热腔5内通入高温气体来对第一发酵腔2和第二发酵腔3进行加热。

在本发明中，益生菌的菌液在第一发酵腔2内进行发酵培养得到菌种培养液，菌种培养液通过连通管6通入到第二发酵腔3内，与中药提取液混合后进行厌氧发酵，在同一发酵罐1的第一发酵腔2和第二发酵腔3内完成了整个发酵过程，有效降低了在输送过程中菌种培养液被杂菌感染的风险，而且第一发酵腔2和第二发酵腔3可以同时进行发酵工作，并利用加热腔5同时对第一发酵腔2和第二发酵腔3进行加热，不仅提高了中药微生态制剂的制备效率，还极大的降低了发酵所耗费的能源。

检测控制***包括电连接在一起的控制器7和控制面板8，第一发酵腔2和第二发酵腔3内均安装有温度传感器9和pH检测仪10，第一发酵腔2和第二发酵腔3还分别连接有一溶氧量检测仪11，温度传感器9、pH检测仪10和溶氧量检测仪11均与控制器7电连接，在本实施例中，控制器7采用CY7C1354C-250AXC型号的单片机，温度传感器9采用TR-02129型号的温度传感器，pH检测仪10采用SIN-PH160型号的pH检测仪，溶氧量检测仪11采用杭州美控的MIK-DY2900型号的荧光法溶解氧仪。

在本发明中，以第一发酵腔2为例，真空泵4用于对第一发酵腔2内部进行负压抽气，使第一发酵腔2内部达到发酵所需的真空度；pH检测仪10用于对第一发酵腔2内菌种培养液的pH值进行检测，通过自动流加氨水来对菌种培养液的pH值进行调整，使菌种培养液的pH值处于预定的pH值范围内；溶氧量检测仪11用于对第一发酵腔2内菌种培养液的溶氧量进行检测，保证菌种培养液内溶解氧气的含量足够满足整个发酵过程的需要；温度传感器9用于对第一发酵腔2内的温度进行实时监测，使第一发酵腔2内的温度始终保持在预定的发酵温度范围内。

第一发酵腔2和第二发酵腔3均连通有一第一进料管12，第一发酵腔2通过连通管6与第二发酵腔3相连通，连通管6上安装有隔膜泵13，连通管6的两端分别安装有一单向阀14，第二发酵腔3的底部安装有排液管15，排液管15上安装有排液阀16，隔膜泵13、单向阀14和排液阀16均与控制器7电连接，在本发明中，隔膜泵13可以将第一发酵腔2内菌种培养液全部泵入第二发酵腔3内，靠近第一发酵腔2的单向阀14使菌种培养液只能从第一发酵腔2流入连通管6，靠近第二发酵腔3的单向阀14使菌种培养液只能从连通管6流入第二发酵腔3，避免了菌种培养液的回流。

其中，每一搅拌机构均包括一根沿发酵罐1轴向延伸设置的搅拌轴17，两根搅拌轴17分别转动安装于第一发酵腔2和第二发酵腔3内，两根搅拌轴17共同传动连接有一减速电机18，减速电机18与控制器7电连接，每一搅拌轴17的侧壁上均间隔设置有若干个搅拌叶片19，每一搅拌轴17的两端均分别固定有一安装环20，位于同一搅拌轴17上的两安装环20之间设置有一对转动轴21，每一转动轴21均与搅拌轴17相平行，每一转动轴21的两端均分别与对应安装环20旋转连接在一起，每一转动轴21的侧壁上均螺旋安装有一螺旋叶片22，每一对转动轴21上的螺旋叶片22的输送方向均相反，在本发明中，搅拌叶片19对菌种培养液和发酵液进行水平方向上的搅拌和混合，螺旋叶片22对将菌种培养液和发酵液进行竖直方向上的搅拌混合，实现了对第一发酵腔2内菌种培养液、第二发酵腔3内发酵液的充分搅拌混合。

每一消泡机构均包括若干根安装板23，每一安装板23均安装于对应搅拌轴17的上端，每一安装板23均沿搅拌轴17轴向的垂直方向延伸设置，每一安装板23上的底部均固定有若干根用于对气泡进行破碎的破碎齿24，第一发酵腔2和第二发酵腔3分别连通有一用于通入消泡剂的第二进料管25，在本发明中，通过第二进料管25向第一发酵腔2和第二发酵腔3内通入消泡剂，来降低发酵过程中的起泡量，同时搅拌轴17上的破碎齿24对泡沫进行破碎，避免了菌种培养液和发酵液从发酵罐1内逃出而染菌的情况发生，在本实施例中，消泡剂可以采用有机硅。

而且，补料机构包括安装于发酵罐1上的补料管26，补料管26的出料端安装有旋转接头27，旋转接头27与位于第一发酵腔2的搅拌轴17的上端安装在一起，搅拌轴17内部设有与补料管26相连通的补料腔28，搅拌轴17的侧壁上安装有若干个与补料腔28相连通的喷料头29，补料管26上安装有一补料阀30，补料阀30与控制器7电连接，在本发明中，通过补料管26间歇向第一发酵腔2内流加补料，补料包括碳源（葡萄糖/甘油）和基础培养基中相对缺乏的限制性氨基酸（酪氨酸、蛋氨酸、亮氨酸的混合物），从而显著提高了第一发酵腔2内活菌的数量。

发酵罐1内部设有一空腔31，空腔31设置于第一发酵腔2和第二发酵腔3的上方，空腔31内部转动安装有一驱动齿轮32，驱动齿轮32与减速电机18的电机轴传动连接在一起，每一搅拌轴17的上端均伸入空腔31内，每一搅拌轴17伸入空腔31内的一端均固定安装有一从动齿轮33，每一从动齿轮33均与驱动齿轮32相啮合。

计时机构包括一安装于空腔31内的计数器34，计数器34设置于第一发酵腔2的正上方，计数器34的底部安装有一计数拨片35，对应从动齿轮33的端面上安装有一计数杆36，计数杆36与计数拨片35相适配，计数器34与控制器7电连接，在本发明中，从动齿轮33每转动一圈，从动齿轮33上的计数杆36就会与计数拨片35发生一次接触，计数器34计数加一，直至计数器34的计数达到循环数值，计数器34向控制器7发送信号，控制器7控制补料阀30开启对第一发酵腔2进行补料，与此同时，计数器34计数归零并重新开始计时，计数器34根据搅拌转速来控制补料的间隔时间，实现了补料的间歇流加，有效改善了第一发酵腔2内菌种培养液的发酵培养效果。

此外，每一取样机构均包括一取样管37，两取样管37的进液端分别与第一发酵腔2和第二发酵腔3相连通，每一取样管37的出液端均伸出发酵罐1，每一取样管37伸出发酵罐1的一端均间隔安装有第一连通阀38和第二连通阀39，在本发明中，实现了对第一发酵腔2内菌种培养液和第二发酵腔3内发酵液的不停机取样，操作者能够随时掌握第一发酵腔2和第二发酵腔3内的发酵情况，使得操作者能够在第一发酵腔2和第二发酵腔3内的发酵出现误差时，进行及时调整和补救，解决了发酵出现误差造成大量菌种和中药材被浪费的问题，降低了大量菌种和中药材被浪费的风险。

实施例二

如图1和图4共同所示，兽用中药微生态制剂的制备工艺，包括以下步骤：

S1、选用黄芪、党参、牛蒡子、白术、当归、川穹6味中药，分别使用黄芪粉碎机40、党参粉碎机47、牛蒡子粉碎机48、白术粉碎机49、当归粉碎机50、川穹粉碎机51来对六味中药进行粉碎，粉碎后的六味中药分别使用80目筛进行筛选，得到上述六味中药的中药材粉末。

S2、按照重量份原料计算，采用黄芪10份、党参10份、牛蒡子5份、白术3份、当归3份、川穹3份的比例，将上述六味中药的中药材粉末通入到同一药材混合罐41内进行混合，制成复方制剂。

S3、采用煎煮法对上述复方制剂进行处理，制成中药提取液，将中药提取液通入提取液储存罐42内，在4℃环境下保存备用。

S4、将丁酸梭菌和纳豆芽孢杆菌的菌液分别接种于各自的液体培养基中后，将上述两种益生菌的菌液分别通入到两个上述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备的发酵罐1的第一发酵腔2内，即向其中一个发酵罐1中的第一发酵腔2内通入丁酸梭菌液，在该第一发酵腔2内进行丁酸梭菌液的发酵培养，向另一发酵罐1中的第一发酵腔2内通入纳豆芽孢杆菌液，在该第一发酵腔2内进行纳豆芽孢杆菌液的发酵培养，在两种益生菌进行发酵培养过程中，不断通过补料管26对两第一发酵腔2内进行补料，得到纳豆芽孢杆菌活菌数不低于5×10⁹cfu/ml、丁酸梭菌活菌数不低于1×10⁹cfu/ml的两种菌种培养液，在本实施例中，菌液的接种量为2%，菌液的发酵条件为：发酵温度30-37℃、pH值为6.0-7.5、搅拌转速100-300r/min、发酵时间36-72h。

S5、将位于兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备的第一发酵腔2内的菌种培养液，分别通过连通管6通入到对应的第二发酵腔3内，即将用于发酵培养丁酸梭菌的发酵罐1中第一发酵腔2内的丁酸梭菌的菌种培养液，通过连通管6通入该发酵罐1中的第二发酵腔3内，将用于发酵培养纳豆芽孢杆菌的发酵罐1中第一发酵腔2内的纳豆芽孢杆菌的菌种培养液，通过连通管6通入该发酵罐1中的第二发酵腔3内，并且按照菌种培养液40L、中药提取液100ml的比例，分别向两个发酵罐1中的第二发酵腔3内通入适量的中药提取液，利用真空泵4对第二发酵腔3抽真空后，使菌种培养液和中药提取液在第二发酵腔3内进行厌氧发酵，得到上述两种益生菌的发酵液，在本实施例中，菌种培养液的发酵条件为：发酵温度30-37℃、pH值为6.0-7.5、搅拌转速100-300r/min、真空度0.03-0.08Mpa、发酵时间48-72h。

S6、两种益生菌的发酵液分别通过排液管15排出对应的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，即将丁酸梭菌的发酵液通过排液管15排出对应发酵罐1的第二发酵腔3，将纳豆芽孢杆菌的发酵液通过排液管15排出对应发酵罐1的第二发酵腔3，并按照纳豆芽孢杆菌与丁酸梭菌1:5的比例，将两种益生菌的发酵液通入到发酵液混合罐43内进行混合搅拌，得到发酵混合物。

S7、将上述发酵混合物通入喷雾干燥塔44内进行干燥，制成中药微生态制剂，在本发明中，为了减少干燥时高温对菌体的伤害、保证中药微生态制剂的质量，需要在干燥时加入辅料做保护剂，辅料可以采用低糖、甘油或者低糖和甘油的混合物。

其中，步骤S3中利用煎煮法处理复方制剂的步骤为：

S301、按照1g复方制剂、10ml水的比例，将复方制剂和水倒入蒸煮锅45内，将复方制剂浸泡0.5h；

S302、使用蒸煮锅45将水烧开，再文火煎煮0.5h，然后对其进行过滤得到滤渣和滤液；

S303、使用蒸煮锅45对滤渣进行二次煎煮和过滤，得到新的滤液；

S304、将步骤S302和S303中得到的滤液通入提取液混合罐46内进行混合和浓缩，得到浓度为1g/ml的中药提取液，并将其通入到提取液储存罐42内。

在本发明中，采用纳豆芽孢杆菌和丁酸梭菌两种益生菌制备微生态制剂，采用黄芪、党参、牛蒡子、白术、当归、川穹6味中药为发酵基质，上述6味中药经过合理配比制成的复合制剂，能够有效提高益生菌的发酵增殖效果，同时纳豆芽孢杆菌和丁酸梭菌可以在很大程度上增强中药在动物体内发挥的药效；同时纳豆芽孢杆菌和丁酸梭菌之间具有良好的协同作用，二者经过科学复配之后，纳豆芽孢杆菌在动物肠道内消耗氧气，有利于丁酸梭菌的生长，丁酸梭菌可以产生丁酸在肠道内发挥作用。

综上，本发明提出的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备及制备工艺，极大的降低了菌种培养液被杂菌感染的机率和发酵所耗费的能源，同时实现了不停机取样的功能，降低了大量菌种和中药材被浪费的风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，其特征在于，包括发酵罐和检测控制***；

所述发酵罐内部设有相互连通的第一发酵腔和第二发酵腔，所述第一发酵腔和第二发酵腔内均设置有搅拌机构和消泡机构，所述第一发酵腔连接有用于补料的补料机构，所述发酵罐内设置有用于对补料间隔时间进行计时的计时机构，所述第一发酵腔和第二发酵腔分别连接有一取样机构和一真空泵，所述发酵罐内部设有用于调节发酵温度的加热腔，所述加热腔包围设置于所述第一发酵腔和第二发酵腔的外侧；

所述检测控制***包括电连接在一起的控制器和控制面板，所述第一发酵腔和第二发酵腔内均安装有温度传感器和pH检测仪，所述第一发酵腔和第二发酵腔还分别连接有一溶氧量检测仪，所述温度传感器、pH检测仪和溶氧量检测仪均与所述控制器电连接；

每一所述搅拌机构均包括一根沿所述发酵罐轴向延伸设置的搅拌轴，两根所述搅拌轴分别转动安装于所述第一发酵腔和第二发酵腔内，两根所述搅拌轴共同传动连接有一减速电机，所述减速电机与所述控制器电连接，每一所述搅拌轴的侧壁上均间隔设置有若干个搅拌叶片，每一所述搅拌轴的两端均分别固定有一安装环，位于同一所述搅拌轴上的两所述安装环之间设置有一对转动轴，每一所述转动轴均与所述搅拌轴相平行，每一所述转动轴的两端均分别与对应所述安装环旋转连接在一起，每一所述转动轴的侧壁上均螺旋安装有一螺旋叶片，每一对所述转动轴上的所述螺旋叶片的输送方向均相反；

所述补料机构包括安装于所述发酵罐上的补料管，所述补料管的出料端安装有旋转接头，所述旋转接头与位于所述第一发酵腔的搅拌轴的上端安装在一起，所述搅拌轴内部设有与所述补料管相连通的补料腔，所述搅拌轴的侧壁上安装有若干个与所述补料腔相连通的喷料头，所述补料管上安装有一补料阀，所述补料阀与所述控制器电连接；

所述计时机构包括一安装于空腔内的计数器，所述计数器设置于所述第一发酵腔的正上方，所述计数器的底部安装有一计数拨片，对应从动齿轮的端面上安装有一计数杆，所述计数杆与所述计数拨片相适配，所述计数器与所述控制器电连接；

将丁酸梭菌和纳豆芽孢杆菌的菌液分别接种于各自的液体培养基中后，将上述两种益生菌的菌液分别通入两个第一发酵腔内，进行发酵培养，在发酵过程中不断通过补料管来进行补料，分别得到纳豆芽孢杆菌活菌数不低于5×10⁹cfu/ml的纳豆芽孢杆菌的菌种培养液、丁酸梭菌活菌数不低于1×10⁹cfu/ml的丁酸梭菌的菌种培养液；位于兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备中第一发酵腔内的菌种培养液，通过连通管通入到对应第二发酵腔内，同时按照菌种培养液40L、中药提取液100ml的比例，分别向两个第二发酵腔内通入适量的中药提取液，利用真空泵对第二发酵腔抽真空后，使菌种培养液和中药提取液在第二发酵腔内进行厌氧发酵，得到上述两种益生菌的发酵液；

两种益生菌的发酵液分别通过对应第二发酵腔底部的排液管排出兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，并按照纳豆芽孢杆菌与丁酸梭菌1:5的比例，将两种益生菌的发酵液通入到发酵液混合罐内进行混合搅拌，得到发酵混合物；

将上述发酵混合物通入喷雾干燥塔内进行干燥，制成中药微生态制剂。

2.根据权利要求1所述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，其特征在于，所述第一发酵腔和第二发酵腔均连通有一第一进料管，所述第一发酵腔通过连通管与所述第二发酵腔相连通，所述连通管上安装有隔膜泵，所述连通管的两端分别安装有一单向阀，所述第二发酵腔的底部安装有排液管，所述排液管上安装有排液阀，所述隔膜泵、单向阀和排液阀均与所述控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，其特征在于，每一所述消泡机构均包括若干根安装板，每一所述安装板均安装于对应所述搅拌轴的上端，每一所述安装板均沿所述搅拌轴轴向的垂直方向延伸设置，每一所述安装板上的底部均固定有若干根用于对气泡进行破碎的破碎齿，所述第一发酵腔和第二发酵腔分别连通有一用于通入消泡剂的第二进料管。

4.根据权利要求1所述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，其特征在于，所述发酵罐内部设有一空腔，所述空腔设置于所述第一发酵腔和第二发酵腔的上方，所述空腔内部转动安装有一驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述减速电机的电机轴传动连接在一起，每一所述搅拌轴的上端均伸入所述空腔内，每一所述搅拌轴伸入所述空腔的一端均固定安装有一从动齿轮，每一所述从动齿轮均与所述驱动齿轮相啮合。

5.根据权利要求1所述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，其特征在于，每一所述取样机构均包括一取样管，两所述取样管的进液端分别与所述第一发酵腔和第二发酵腔相连通，每一所述取样管的出液端均伸出所述发酵罐，每一所述取样管伸出所述发酵罐的一端均间隔安装有第一连通阀和第二连通阀。

6.兽用中药微生态制剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选用黄芪、党参、牛蒡子、白术、当归、川穹6味中药，分别使用不同的粉碎机来对六味中药进行粉碎，粉碎后的六味中药材再分别使用80目筛进行筛选，得到上述六味中药的中药材粉末；

S2、按照重量份原料计算，采用黄芪10份、党参10份、牛蒡子5份、白术3份、当归3份、川穹3份的比例，将上述六味中药的中药材粉末通入到药材混合罐内进行混合，制成复方制剂；

S3、采用煎煮法对上述复方制剂进行处理，制成中药提取液，将中药提取液通入提取液储存罐内，在4℃环境下保存备用；

S4、将丁酸梭菌和纳豆芽孢杆菌的菌液分别接种于各自的液体培养基中后，将上述两种益生菌的菌液分别通入两个如权利要求1所述的兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备的第一发酵腔内，进行发酵培养，在发酵过程中不断通过补料管来进行补料，分别得到纳豆芽孢杆菌活菌数不低于5×10⁹cfu/ml的纳豆芽孢杆菌的菌种培养液、丁酸梭菌活菌数不低于1×10⁹cfu/ml的丁酸梭菌的菌种培养液；

S5、位于兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备中第一发酵腔内的菌种培养液，通过连通管通入到对应第二发酵腔内，同时按照菌种培养液40L、中药提取液100ml的比例，分别向两个第二发酵腔内通入适量的中药提取液，利用真空泵对第二发酵腔抽真空后，使菌种培养液和中药提取液在第二发酵腔内进行厌氧发酵，得到上述两种益生菌的发酵液；

S6、两种益生菌的发酵液分别通过对应第二发酵腔底部的排液管排出兽用中药微生态制剂高密度发酵培养设备，并按照纳豆芽孢杆菌与丁酸梭菌1:5的比例，将两种益生菌的发酵液通入到发酵液混合罐内进行混合搅拌，得到发酵混合物；

S7、将上述发酵混合物通入喷雾干燥塔内进行干燥，制成中药微生态制剂。

7.根据权利要求6所述的兽用中药微生态制剂的制备工艺，其特征在于，步骤S3中利用煎煮法处理复方制剂的步骤为：

S301、按照1g复方制剂、10ml水的比例，将复方制剂和水倒入蒸煮锅内，将复方制剂浸泡0.5h；

S302、使用蒸煮锅将水烧开，再文火煎煮0.5h，然后对其进行过滤得到滤渣和滤液；

S303、使用蒸煮锅对滤渣进行二次煎煮和过滤，得到新的滤液；

S304、将步骤S302和S303中得到的滤液通入提取液混合罐内进行混合和浓缩，得到浓度为1g/ml的中药提取液，并将其通入到提取液储存罐内。

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