技术领域
[0001] 本
发明属于细菌培养技术领域，具体的说是一种益生菌培养系统。
背景技术
[0002] 益生菌是通过定殖在人体内，改变宿主某一部位菌群组成的一类对宿主有益的活性
微生物。通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过调节肠道内菌群平衡，促进营养吸收保持肠道健康的作用，从而产生有利于宿主健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物；益生菌可合成消化酶，它们与动物体合成的消化酶一起，参与肠道中营养物质的消化，刺激动物体分泌消化酶，降低小肠隐窝深度，增加绒毛高度，增加小肠表面积，促进肠道营养物质的吸收。
[0003] 益生菌乳制品研发过程中，需要频繁用到恒温
培养箱对益生菌源进行分离培养及
发酵参数筛选；恒温培养中，要求恒温培养环境能够尽可能提供适宜益生菌源生长的最佳温湿度环境，而
现有技术中在进行益生菌分离培养时，仅能实现对培养箱内部的
温度控制，无法精确控制培养箱内部的湿度，在培养过程中，容易导致益生菌生长环境的湿度失衡，影响益生菌的培养速率。
发明内容
[0004] 为了弥补现有技术的不足，解决在进行益生菌分离培养时，仅能实现对培养箱内部的
温度控制，无法精确控制培养箱内部的湿度，在培养过程中，容易导致益生菌生长环境的湿度失衡，影响益生菌的培养速率的问题，本发明提出的一种益生菌培养系统。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种益生菌培养系统，包括灭菌模
块、温度分析模块、调控模块、控
制模块和培养箱；所述灭菌模块、温度分析模块、调控模块和
控制模块均在培养箱内运行，其中：
[0006] 灭菌模块，包括用于确定灭菌时间的定时单元和对培养箱内进行有效灭菌的清理单元；
[0007] 所述定时单元通过
定时器采集工作人员对于灭菌时间要求的信息，同时将时间要求转化为数据信息存储于定时器的存储芯片中；在培养益生菌时，需要先对培养箱进行灭菌作用，当工作人员需要控制灭菌时间时，通过定时器输入所需灭菌时间后，定时器再将采集到的时间要求信息存储于存储芯片中，并根据时间要求控制清理单元的
开关；
[0008] 所述清理单元与定时单元连接，清理单元用于接收定时单元发出的开关信息，并根据所接收的开关信息将紫外灭菌灯打开或关闭，从而实现对培养箱进行定时的灭菌清理作用；当定时器根据存储芯片内的数据控制清理单元的打开或关闭时，紫外灭菌灯对应的打开或关闭，从而实现对培养箱内的灭菌效果；
[0009] 控制模块，包括PLC
控制器；所述PLC控制器通过编程化的控制方式控制温度分析模块和调控模块的打开与关闭，PLC控制器先收集温度分析模块所发出的培养箱内的温度信息，分析培养箱内的温度高低，并将分析好的温度信息转
化成数据信息上传至
数据库内，从而便于工作人员后期对于培养箱内温度的收集，PLC控制器再将数据信息从数据库中调取至调控模块进行培养箱内的温度调控；通过PLC控制器能够实现通过培养箱内的湿度测量后进行对应的加湿或加
热处理，从而保证了培养箱内的湿度平衡要求，加快益生菌的培养速率。
[0010] 优选的，所述温度分析模块包括气体收集单元和气体检测单元，其中：
[0011] 所述气体收集单元通过五通道独立医用级隔膜气
泵对培养箱内的气体进行收集，同时将气体的温度信息传递至气体检测单元进行培养箱内的温度检测；通过气体收集单元能够将培养箱内气体的湿度信息有效传递至气体检测单元内进行温度检测；
[0012] 所述气体检测单元通过温度
传感器对气体收集单元所收集来的气体进行温度检测，并将温度检测结果转化成数据信息传输至PLC控制器内，再通过PLC控制器根据温度检测结果控制调控模块的打开和关闭；气体检测单元用于对收集到的气体温度信息进行检测，并将检测结果传递至PLC控制器来控制培养箱内的湿度，增强益生菌生长环境的湿度平衡。
[0013] 优选的，所述调控模块包括加湿单元和加热单元，其中：
[0014] 所述加湿单元用于对培养箱内空气湿度的增加，从而满足益生菌的培养需求，加湿单元包括雾化加湿装置，当雾化加湿装置收到PLC控制器发出的数据信息后，将数据信息转化为温度信息，并根据温度信息控制加湿速度和加湿时间，在加湿条件确定后开始对培养箱内进行加湿作用；当培养箱内湿度过低时，通过加湿单元能够迅速的对培养箱内部环境进行加湿，从而有效保证了培养箱内的湿度平衡；
[0015] 所述加热单元用于对培养箱内空气湿度的减小，从而满足益生菌的培养需求，加热单元包括
碳纤维加
热管，当
碳纤维加热管收到PLC控制器发出的数据信息后，将数据信息转化为温度信息，并根据温度信息控制加热速度和加热时间，在加热条件确定后开始对培养箱内进行加热作用；当培养箱内温度过高时，加热单元在受到PLC控制器发出的
信号后对培养箱内部进行加热处理，使得培养箱内的
水分迅速
蒸发，从而降低培养箱内的空气湿度，保持了培养箱内的湿度稳定。
[0016] 优选的，所述雾化加湿装置包括控制箱、动
力单元和雾化单元；所述动力单元包括一号底座、
电机、一号
转轴和
齿轮；所述电机安装在一号底座上；所述一号转轴与电机输出端固连；所述齿轮套装在一号转轴上；所述雾化单元包括二号底座、二号转轴和固定架；所述二号转轴固定在二号底座上；所述固定架转动连接二号转轴上，固定架外
侧壁上套装有软齿环，且软齿环与齿轮外
啮合，使得齿轮能够通过软齿环带动固定架转动，在软齿环和软齿环之间安装有环形水囊，环形水囊内装有无菌水，固定架内侧壁上安装有多个加湿管；所述加湿管与环形水囊连通，加湿管上设有多个
雾化器；通过控制箱、动力单元和雾化单元的配合增加培养箱内的湿度，从而满足益生菌的培养需求；使用时，当控制箱收到PLC控制器的信号，需要对培养箱进行加湿处理时，控制箱控制电机通电转动，从而使得一号转轴带动齿轮转动，由于齿轮和软齿环处于外啮合状态，使得固定架能够被软齿环带动转动，在固定架的转动过程中，在靠近软齿环和齿轮啮合部位的环形水囊受压，使得其内部的无菌水受压后流动至加湿管内，再通过雾化器喷出，实现了对培养箱内部环境的有效加湿，保证了培养箱内的湿度平衡，从而加快了益生菌的培养速度，提高工作效率。
[0017] 优选的，所述加湿管上开有滑槽，滑槽内转动连接有摆杆，使得摆杆能够在滑槽内摆动；所述雾化器转动连接在摆杆上，且处于同一平面的摆杆之间通过环形杆连接；通过摆杆、雾化器和环形杆之间的配合使得在固定架转动过程中，无菌水的喷洒方向和旋转方向相反，从而提高雾化加湿装置的加湿速率和加湿范围；使用时，当电机通电后通过齿轮带动固定架转动，在固定架的转动过程中，由于摆杆之间通过环形杆连接，使得处于同一平面的所有摆杆会在切向力的作用下在滑槽内发生摆动，从而带动雾化器发生转动，使得通过雾化器喷出的无菌水的喷洒方向与固定架的旋转方向相反，从而减小无菌水在喷洒过程中所受到的阻力，增大无菌水的喷洒范围，从而进一步提高培养箱内的加湿速率和加湿效果，增强雾化加湿装置的实用性。
[0018] 优选的，所述加湿管内开有波浪形空腔，且波浪形空腔内设有弹片，实现了既能够对无菌水的储存作用，又能够使得加湿管在旋转过程中具有弹性
变形空间；使用时，在固定架的转动过程中，在靠近软齿环和齿轮啮合部位的环形水囊受压，使得其内部的无菌水受压后流动至加湿管内，而加湿管内的波浪形空腔能够有效的对无菌水进行储存，进一步提高雾化加湿装置的使用时间，减小工作人员注水的
频率，并且在波浪形空腔内设有弹片后，使得波浪形空腔会随着弹片的振动而振动，从而对波浪形空腔内的无菌水进一步的产生
挤压，增大无菌水所受的压力，从而加快无菌水从雾化器中喷出的速率，进一步扩大无菌水分布的范围，从而加快对培养箱加湿的工作效率。
[0019] 优选的，所述齿轮和固定架的个数为多个，相邻固定架之间设有反应皿，且齿轮的
轮齿大小越靠近一号底座越大，从而使得每一个固定架的转动速度均不相同，从而实现了对反应皿的全
覆盖，加强雾化加湿装置的加湿速率和加湿范围；使用时，当电机通电转动后，通过一号转轴带动齿轮转动，由于齿轮和软齿环处于外啮合状态，使得固定架能够被软齿环带动转动，又由于齿轮的轮齿大小越靠近一号底座越大，使得越靠近一号底座的
齿轮转速越快，从而实现了对反应皿在竖直方向上的全覆盖，从而使得无菌水能够被充分喷洒至培养箱内，从而加快培养箱内的湿度调节，进一步提高雾化加湿装置的使用效果和实用性。
[0020] 本发明的有益效果如下：
[0021] 1.本发明所述的一种益生菌培养系统，通过控制箱、动力单元和雾化单元的配合增加培养箱内的湿度，从而满足益生菌的培养需求，保证了培养箱内的湿度平衡，提高益生菌的培养速度。
[0022] 2.本发明所述的一种益生菌培养系统，通过摆杆、雾化器和环形杆之间的配合使得在固定架转动过程中，无菌水的喷洒方向和旋转方向相反，从而提高雾化加湿装置的加湿速率和加湿范围。
附图说明
[0023] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0025] 图2是本发明采用的雾化加湿装置的立体图；
[0026] 图3是本发明采用的固定架的俯视图；
[0027] 图4是图2中A处局部放大图；
[0028] 图中：动力单元1、一号底座11、电机12、一号转轴13、齿轮14、雾化单元2、二号底座21、二号转轴22、固定架23、加湿管231、雾化器232、滑槽233、摆杆234、环形杆235、波浪形空腔236、弹片237、软齿环24、环形水囊25、反应皿26。
具体实施方式
[0029] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0030] 如图1至图4所示，本发明所述的一种益生菌培养系统，包括灭菌模块、温度分析模块、调控模块、控制模块和培养箱；所述灭菌模块、温度分析模块、调控模块和控制模块均在培养箱内运行，其中：
[0031] 灭菌模块，包括用于确定灭菌时间的定时单元和对培养箱内进行有效灭菌的清理单元；
[0032] 所述定时单元通过定时器采集工作人员对于灭菌时间要求的信息，同时将时间要求转化为数据信息存储于定时器的存储芯片中；在培养益生菌时，需要先对培养箱进行灭菌作用，当工作人员需要控制灭菌时间时，通过定时器输入所需灭菌时间后，定时器再将采集到的时间要求信息存储于存储芯片中，并根据时间要求控制清理单元的开关；
[0033] 所述清理单元与定时单元连接，清理单元用于接收定时单元发出的开关信息，并根据所接收的开关信息将紫外灭菌灯打开或关闭，从而实现对培养箱进行定时的灭菌清理作用；当定时器根据存储芯片内的数据控制清理单元的打开或关闭时，紫外灭菌灯对应的打开或关闭，从而实现对培养箱内的灭菌效果；
[0034] 控制模块，包括PLC控制器；所述PLC控制器通过编程化的控制方式控制温度分析模块和调控模块的打开与关闭，PLC控制器先收集温度分析模块所发出的培养箱内的温度信息，分析培养箱内的温度高低，并将分析好的温度信息转化成数据信息上传至数据库内，从而便于工作人员后期对于培养箱内温度的收集，PLC控制器再将数据信息从数据库中调取至调控模块进行培养箱内的温度调控；通过PLC控制器能够实现通过培养箱内的湿度测量后进行对应的加湿或加热处理，从而保证了培养箱内的湿度平衡要求，加快益生菌的培养速率。
[0035] 作为本发明的一种实施方式，所述温度分析模块包括气体收集单元和气体检测单元，其中：
[0036] 所述气体收集单元通过五通道独立医用级隔膜气泵对培养箱内的气体进行收集，同时将气体的温度信息传递至气体检测单元进行培养箱内的温度检测；通过气体收集单元能够将培养箱内气体的湿度信息有效传递至气体检测单元内进行温度检测；
[0037] 所述气体检测单元通过温度传感器对气体收集单元所收集来的气体进行温度检测，并将温度检测结果转化成数据信息传输至PLC控制器内，再通过PLC控制器根据温度检测结果控制调控模块的打开和关闭；气体检测单元用于对收集到的气体温度信息进行检测，并将检测结果传递至PLC控制器来控制培养箱内的湿度，增强益生菌生长环境的湿度平衡。
[0038] 作为本发明的一种实施方式，所述调控模块包括加湿单元和加热单元，其中：
[0039] 所述加湿单元用于对培养箱内空气湿度的增加，从而满足益生菌的培养需求，加湿单元包括雾化加湿装置，当雾化加湿装置收到PLC控制器发出的数据信息后，将数据信息转化为温度信息，并根据温度信息控制加湿速度和加湿时间，在加湿条件确定后开始对培养箱内进行加湿作用；当培养箱内湿度过低时，通过加湿单元能够迅速的对培养箱内部环境进行加湿，从而有效保证了培养箱内的湿度平衡；
[0040] 所述加热单元用于对培养箱内空气湿度的减小，从而满足益生菌的培养需求，加热单元包括碳纤维加热管，当碳纤维加热管收到PLC控制器发出的数据信息后，将数据信息转化为温度信息，并根据温度信息控制加热速度和加热时间，在加热条件确定后开始对培养箱内进行加热作用；当培养箱内温度过高时，加热单元在受到PLC控制器发出的信号后对培养箱内部进行加热处理，使得培养箱内的水分迅速蒸发，从而降低培养箱内的空气湿度，保持了培养箱内的湿度稳定。
[0041] 作为本发明的一种实施方式，所述雾化加湿装置包括控制箱、动力单元1和雾化单元2；所述动力单元1包括一号底座11、电机12、一号转轴13和齿轮14；所述电机12安装在一号底座11上；所述一号转轴13与电机12输出端固连；所述齿轮14套装在一号转轴13上；所述雾化单元2包括二号底座21、二号转轴22和固定架23；所述二号转轴22固定在二号底座21上；所述固定架23转动连接二号转轴22上，固定架23外侧壁上套装有软齿环24，且软齿环24与齿轮14外啮合，使得齿轮14能够通过软齿环24带动固定架23转动，在软齿环24和软齿环24之间安装有环形水囊25，环形水囊25内装有无菌水，固定架23内侧壁上安装有多个加湿管231；所述加湿管231与环形水囊25连通，加湿管231上设有多个雾化器232；通过控制箱、动力单元1和雾化单元2的配合增加培养箱内的湿度，从而满足益生菌的培养需求；使用时，当控制箱收到PLC控制器的信号，需要对培养箱进行加湿处理时，控制箱控制电机12通电转动，从而使得一号转轴13带动齿轮14转动，由于齿轮14和软齿环24处于外啮合状态，使得固定架23能够被软齿环24带动转动，在固定架23的转动过程中，在靠近软齿环24和齿轮14啮合部位的环形水囊25受压，使得其内部的无菌水受压后流动至加湿管231内，再通过雾化器
232喷出，实现了对培养箱内部环境的有效加湿，保证了培养箱内的湿度平衡，从而加快了益生菌的培养速度，提高工作效率。
[0042] 作为本发明的一种实施方式，所述加湿管231上开有滑槽233，滑槽233内转动连接有摆杆234，使得摆杆234能够在滑槽233内摆动；所述雾化器232转动连接在摆杆234上，且处于同一平面的摆杆234之间通过环形杆235连接；通过摆杆234、雾化器232和环形杆235之间的配合使得在固定架23转动过程中，无菌水的喷洒方向和旋转方向相反，从而提高雾化加湿装置的加湿速率和加湿范围；使用时，当电机12通电后通过齿轮14带动固定架23转动，在固定架23的转动过程中，由于摆杆234之间通过环形杆235连接，使得处于同一平面的所有摆杆234会在切向力的作用下在滑槽233内发生摆动，从而带动雾化器232发生转动，使得通过雾化器232喷出的无菌水的喷洒方向与固定架23的旋转方向相反，从而减小无菌水在喷洒过程中所受到的阻力，增大无菌水的喷洒范围，从而进一步提高培养箱内的加湿速率和加湿效果，增强雾化加湿装置的实用性。
[0043] 作为本发明的一种实施方式，所述加湿管231内开有波浪形空腔236，且波浪形空腔236内设有弹片237，实现了既能够对无菌水的储存作用，又能够使得加湿管231在旋转过程中具有弹性变形空间；使用时，在固定架23的转动过程中，在靠近软齿环24和齿轮14啮合部位的环形水囊25受压，使得其内部的无菌水受压后流动至加湿管231内，而加湿管231内的波浪形空腔236能够有效的对无菌水进行储存，进一步提高雾化加湿装置的使用时间，减小工作人员注水的频率，并且在波浪形空腔236内设有弹片237后，使得波浪形空腔236会随着弹片237的振动而振动，从而对波浪形空腔236内的无菌水进一步的产生挤压，增大无菌水所受的压力，从而加快无菌水从雾化器232中喷出的速率，进一步扩大无菌水分布的范围，从而加快对培养箱加湿的工作效率。
[0044] 作为本发明的一种实施方式，所述齿轮14和固定架23的个数为多个，相邻固定架23之间设有反应皿26，且齿轮14的轮齿大小越靠近一号底座11越大，从而使得每一个固定架23的转动速度均不相同，从而实现了对反应皿26的全覆盖，加强雾化加湿装置的加湿速率和加湿范围；使用时，当电机12通电转动后，通过一号转轴13带动齿轮14转动，由于齿轮
14和软齿环24处于外啮合状态，使得固定架23能够被软齿环24带动转动，又由于齿轮14的轮齿大小越靠近一号底座11越大，使得越靠近一号底座11的齿轮14转速越快，从而实现了对反应皿26在竖直方向上的全覆盖，从而使得无菌水能够被充分喷洒至培养箱内，从而加快培养箱内的湿度调节，进一步提高雾化加湿装置的使用效果和实用性。
[0045] 使用时，当控制箱收到PLC控制器的信号，需要对培养箱进行加湿处理时，控制箱控制电机12通电转动，从而使得一号转轴13带动齿轮14转动，由于齿轮14和软齿环24处于外啮合状态，使得固定架23能够被软齿环24带动转动，在固定架23的转动过程中，在靠近软齿环24和齿轮14啮合部位的环形水囊25受压，使得其内部的无菌水受压后流动至加湿管231内，再通过雾化器232喷出，实现了对培养箱内部环境的有效加湿，保证了培养箱内的湿度平衡，从而加快了益生菌的培养速度，提高工作效率；当电机12通电后通过齿轮14带动固定架23转动，在固定架23的转动过程中，由于摆杆234之间通过环形杆235连接，使得处于同一平面的所有摆杆234会在切向力的作用下在滑槽233内发生摆动，从而带动雾化器232发生转动，使得通过雾化器232喷出的无菌水的喷洒方向与固定架23的旋转方向相反，从而减小无菌水在喷洒过程中所受到的阻力，增大无菌水的喷洒范围，从而进一步提高培养箱内的加湿速率和加湿效果，增强雾化加湿装置的实用性；在固定架23的转动过程中，在靠近软齿环24和齿轮14啮合部位的环形水囊25受压，使得其内部的无菌水受压后流动至加湿管
231内，而加湿管231内的波浪形空腔236能够有效的对无菌水进行储存，进一步提高雾化加湿装置的使用时间，减小工作人员注水的频率，并且在波浪形空腔236内设有弹片237后，使得波浪形空腔236会随着弹片237的振动而振动，从而对波浪形空腔236内的无菌水进一步的产生挤压，增大无菌水所受的压力，从而加快无菌水从雾化器232中喷出的速率，进一步扩大无菌水分布的范围，从而加快对培养箱加湿的工作效率；当电机12通电转动后，通过一号转轴13带动齿轮14转动，由于齿轮14和软齿环24处于外啮合状态，使得固定架23能够被软齿环24带动转动，又由于齿轮14的轮齿大小越靠近一号底座11越大，使得越靠近一号底座11的齿轮14转速越快，从而实现了对反应皿26在竖直方向上的全覆盖，从而使得无菌水能够被充分喷洒至培养箱内，从而加快培养箱内的湿度调节，进一步提高雾化加湿装置的使用效果和实用性。
[0046] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述
实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
