一种应用在瘤胃模拟研究中的恒温溢流装置

技术领域

本发明涉及反刍动物营养研究技术领域，特别涉及一种应用在 瘤胃模拟研究中的恒温溢流装置。

背景技术

随着我国反刍动物数量的不断增长，我国逐渐面临优质牧草资 源短缺问题。为了缓解优质牧草资源短缺的问题，需要对反刍动物 的瘤胃进行研究，以寻求适合于反刍动物的优质牧草替代品。

目前，国际上主要使用体外连续培养系统研究反刍动物的瘤胃。 现有的体外连续培养系统中，通常使用发酵罐模拟瘤胃对发酵底物 进行发酵，并使用普通容器承装发酵底物发酵后溢出的溢流液。为 了防止进入容器内的溢流液继续发酵，需要使接收溢流液的容器保 持在恒定低温状态。

现有的容器无法使溢流液保持在恒定低温状态，使得容器内的 溢流液继续发酵，从而无法提炼到接近瘤胃模拟发酵罐的发酵后产 出品。

发明内容

本发明提供了一种应用在瘤胃模拟研究中的恒温溢流装置，能 够接收瘤胃模拟发酵罐排出的溢流液并保持在恒定低温状态，从而 避免溢流液继续发酵，得到接近瘤胃模拟发酵罐发酵后的产出品。

第一方面，本发明实施例提供了一种应用在瘤胃模拟研究中的 恒温溢流装置，所述溢流装置包括溢流液接收管和溢流罐；

所述溢流液接收管伸入所述溢流罐内部，用于接收来自发酵罐 的溢流液；

所述溢流罐的罐壁为双层结构，分为内壁和外壁；

所述溢流罐包括设置于所述溢流罐外壁的冷却液入口和冷却液 出口；

通过所述冷却液入口和所述冷却液出口能够向所述双层结构中 注入冷却液，并保持所述冷却液流通。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的 实施方式，其中，所述溢流装置还包括与所述溢流罐密封配合的密 封塞；

所述溢流液接收管与所述密封塞密封配合，穿过所述密封塞进 入所述溢流罐内部。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第 一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述溢流装置包括液位开 关，所述液位开关穿过所述密封塞进入所述溢流罐内部。

结合第一方面第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第 一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述溢流罐的底部设置有 溢流液出口；

所述溢流液出口贯穿所述溢流罐的内壁和外壁；

所述溢流液出口通过导管与夹管阀连接，所述导管从所述夹管 阀中延伸而出。

结合第一方面第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第 一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述导管为硅胶软管。

结合第一方面第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第 一方面的第五种可能的实施方式，其中，当所述溢流罐内的溢流液 的液位上升到预设位置时，所述液位开关导通，触发所述夹管阀开 启，所述溢流罐内部的溢流液通过所述导管流出。

结合第一方面第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第 一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述溢流罐的罐壁设置有 液相采样口；

所述液相采样口贯穿所述溢流罐的内壁和外壁，用于采集所述 溢流罐内的溢流液。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的 实施方式，其中，所述溢流装置还包括设置于所述溢流灌外侧的冷 却液发生器，所述冷却液发生器向所述冷却液入口输送冷却液，并 回收来自所述冷却液入口的冷却液。

结合第一方面第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第 一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述冷却液发生器包括相 互连通的低温水泵和恒温水浴槽，所述低温水泵与所述冷却液入口 连通，所述恒温水浴槽与所述冷却液出口连通。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的 实施方式，其中，所述双层结构由透明玻璃焊接而成。

本发明实施例中，通过溢流液接收管能够接收来自发酵罐的溢 流液。溢流罐的罐壁为双层结构，通过设置于溢流罐外壁的冷却液 入口能够向上述双层结构中注入冷却液，通过设置于溢流罐外壁的 冷却液出口能够排出上述冷却液，使得双层结构中的冷却液保持持 续流通状态，从而使溢流罐一直受冷却液的降温作用而保持恒定低 温状态。因此通过本发明实施例中的恒温溢流装置，能够接收瘤胃 模拟发酵罐排出的溢流液并保持在恒定低温状态，从而避免溢流液 继续发酵，从而得到接近瘤胃模拟发酵罐发酵后的产出品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了 本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他相关的附图。

图1示出本发明实施例所提供的溢流装置的一种结构示意图；

图2示出本发明实施例所提供的溢流装置的另一种结构示意 图。

附图标记：

溢流液接收管1，溢流罐2，内壁21，外壁22，冷却液入口3， 冷却液出口4，密封塞5，液位开关6，溢流液出口7，导管8，夹 管阀9，液相采样口10，低温水泵11，恒温水浴槽12。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施 例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说 明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合 本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例 的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图 中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发 明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施 例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

为便于理解本发明的使用场景，这里进行简要介绍。在对瘤胃 发酵进行研究时，通常使用发酵罐模拟瘤胃进行发酵。发酵罐内存 放的物质有：发酵底物和接种的瘤胃液。在进行瘤胃研究时，还能 够在发酵罐中添加其他有关瘤胃发酵的物质，这点本领域技术人员 能够了解，这里不再一一细举。

发酵罐内的内容物发酵后，会产生液相发酵食糜和固相发酵食 糜，又可以叫做液相发酵产物和固相发酵产物，或者液相食糜、固 相食糜。其中的液相发酵物质是一种发酵产生的液体，在研究过程 中会被其他容器接收。本领域技术人员能够清楚的知道瘤胃发酵后 的常见产物及其常用名称，这里不再一一举例。

由于液相发酵食糜是以溢出发酵罐的形式被其他容器接收的， 因此被接收的液相发酵食糜又可以叫做溢流液。本领域技术人员能 够理解溢流液的含义及其来源。

基于以上介绍内容，本领域技术人员应当能够理解本申请中的 相关术语，如“内容物”、“液相发酵食糜”等。

针对现有的溢流罐无法保持在恒定低温的状态，使得溢流罐内 的溢流液继续发酵，从而无法提炼到接近瘤胃模拟发酵罐发酵后的 产出品的问题，本发明提供了一种应用在瘤胃模拟研究中的恒温溢 流装置，能够接收瘤胃模拟发酵罐排出的溢流液并保持在恒定低温 状态，从而避免溢流液继续发酵，得到接近瘤胃模拟发酵罐发酵后 的产出品。下面结合图1进行描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种应用在瘤胃模拟研究中 的恒温溢流装置，该溢流装置包括溢流液接收管1和溢流罐2；

溢流液接收管1伸入溢流罐2内部，用于接收来自发酵罐的溢 流液；

溢流罐2的罐壁为双层结构，分为内壁21和外壁22；

溢流罐2包括设置于溢流罐外壁22的冷却液入口3和冷却液出 口4；

通过冷却液入口3和冷却液出口4能够向上述双层结构中注入 冷却液，并保持冷却液流通。

可见，本发明实施例中，通过溢流液接收管1能够接收来自发 酵罐的溢流液。溢流罐2的罐壁为双层结构，通过设置于溢流罐外 壁22的冷却液入口3能够向上述双层结构中注入冷却液，通过设置 于溢流罐外壁22的冷却液出口4能够排出上述冷却液，使得双层结 构中的冷却液保持持续流通状态，从而使溢流罐2一直受冷却液的 降温作用而保持恒定低温状态。因此通过本发明实施例中的恒温溢 流装置，能够接收瘤胃模拟发酵罐排出的溢流液并保持在恒定低温 状态，从而避免溢流液继续发酵，得到接近瘤胃模拟发酵罐发酵后 的产出品。

本实施例中，为了使进入溢流罐2内的溢流液迅速停止发酵， 优选冷却液的温度为4摄氏度，优选冷却液为4摄氏度的冷水。

如图1所示，冷却液入口3设置于溢流罐2的底部，冷却液出 口4设置于溢流罐2的顶部。

冷却液入口3和冷却液入口4的开口大小与冷却液的流速有关， 具体开口大小可以结合实际需要决定。

如图1所示，本发明实施例中的溢流装置还包括与溢流罐2密 封配合的密封塞5，密封塞5可以为橡胶塞。图1中，溢流液接收 管1与密封塞5密封配合，从而保持溢流罐2内部环境的密封性。 溢流液接收管1穿过密封塞5进入溢流罐2内部，从而将来自发酵 罐的溢流液输送至溢流罐2内。

溢流液接收管1可以为硅胶软管。

如图1所示，本发明实施例中的溢流装置还包括液位开关6， 液位开关6穿过密封塞5进入溢流罐2的内部。

具体地，液位开关6的上半部分与密封塞5密封配合，从而保 证溢流罐2内的密闭性。

液位开关6用于检测溢流罐2内的液位，当液位达到预设的高 度时，液位开关6启动，触发后续操作。

如图1所示，本发明实施例中的溢流装置还包括溢流液出口7， 溢流液出口7设置于溢流罐2的底部，溢流液出口7贯穿溢流罐2 的内壁和外壁，用于排出溢流罐2内的溢流液。

溢流液出口7通过导管8与夹管阀9连接，导管8优选为硅胶 软管。

从图1能够看出，导管8从夹管阀9中延伸而出，通过导管8 能够排出溢流罐2内的液体。

图1中，液位开关6和夹管阀9的具体工作过程如下。

当溢流罐2内的溢流液的液位上升到预设位置时，液位开关6 导通，触发夹管阀9开启，从而使溢流罐2内部的溢流液通过导管 8流出。

本实施例中，溢流罐罐壁的双层结构优选采用透明玻璃焊接而 成，使得实验者能够从外界观察溢流罐2内的液体状态，方便记录 实验过程。

玻璃材质稳定，强度硬度满足使用需求，使用玻璃材料制作双 层结构，能够使得溢流罐耐用稳定。

溢流罐2的形状可以根据实际需要决定，优选溢流罐2为圆柱 形结构。

如图1所示，本实施例中的溢流装置还包括液相采样口10，液 相采样口10设置于溢流罐罐壁上，贯穿溢流罐2的内壁和外壁。液 相采样口10用于采集溢流罐2内的溢流液，以便进行后续分析。

为了进一步说明本发明实施例中的溢流装置，这里结合图2做 进一步说明。

本实施例中的溢流装置还包括设置于溢流罐2外侧的冷却液发 生器，该冷却液发生器与冷却液入口连通，该冷却液发生器能够向 冷却液入口3输送冷却液，还能够回收来自冷却液入口4的冷却液。

如图2所示，本实施例中的冷却液发生器包括低温水泵11和恒 温水浴槽12，该低温水泵11和恒温水浴槽12相互连通。

图2中，低温水泵11通过胶管与冷却液入口3连通，从而为冷 却液入口3输送冷却液。恒温水浴槽12通过胶管与冷却液出口4 连通，从而回收冷却液出口4排出的冷却液。

图2中，恒温水浴槽12回收冷却液出口4排出的冷却液后，能 够将其输送至低温水泵11，在低温水泵11的作用下将回收得到的 冷却液重新转变成低温冷却液，从而再次输送至冷却液入口3，形 成冷却液的循环使用。

低温水泵11与冷却液入口3的连接不限于胶管，可以根据实际 需要选择。

恒温水浴槽12优选为-10摄氏度至60摄氏度的低温恒温水浴 槽，其与冷却液入口4的连接不限于胶管，可以根据实际需要选择。

通过图2中的低温水泵和恒温水浴槽，能够源源不断的向溢流 罐2罐壁的双层结构中输送符合要求的冷却液，并回收排出的冷却 液，使得溢流罐2维持与冷却液温度相近的低温状态。

本实施例中，冷却液优选为4摄氏度的冷却水。

在瘤胃中，饲料的发酵温度为39摄氏度，因此产生的溢流液温 度也为39摄氏度，当39摄氏度的溢流液流入本实施例中的溢流罐 中时，能够在冷却液的作用下迅速降温至4摄氏度，从而使的溢流 液内的物质迅速停止发酵反应，以便实验人员收集到接近瘤胃模拟 发酵罐发酵后的产出品，便于后续研究使用。

综上可知，本发明实施例中，通过溢流液接收管1能够接收来 自发酵罐的溢流液。溢流罐2的罐壁为双层结构，通过设置于溢流 罐外壁22的冷却液入口3能够向上述双层结构中注入冷却液，通过 设置于溢流罐外壁22的冷却液出口4能够排出上述冷却液，使得双 层结构中的冷却液保持持续流通状态，从而使溢流罐2一直受冷却 液的降温作用而保持恒温状态。因此通过本发明实施例中的恒温溢 流装置，能够接收液相消化食糜并保持在恒定低温状态，从而得到 接近瘤胃模拟发酵罐发酵后的产出品。

为了更好地理解本实施例中的溢流装置的工作背景，下面对瘤 胃消化系统的研究做简要介绍。

我国是畜产品生产大国，我国牛、羊、奶的产值占到畜牧业总 产值的20.74％，反刍动物养殖在我国畜牧业占有重要地位。在反刍 动物养殖不断增长的情况下，我国却面临着优质牧草资源短缺问题， 特别是在南方地区，资源短缺现象更加严重。因而有必要寻求更多 的优质牧草替代品，众所周知，每一种新型资源在应用之前都必须 进行营养价值评定、毒性的评估，添加量的确定等。用动物实体测 试，容易损害动物身体，，故可先使用体外评测模拟方法，减少动物 伤害。

反刍动物瘤胃的消化，主要依靠栖居在瘤胃中的各种微生物和 原生动物对日粮中的各种成分的分解和发酵，研究证明，饲料中的 干物质约40％～80％在瘤胃中消化，其中80％为碳水化合物；约有 60％～80％的有机物，10％～100％的粗脂肪也在瘤胃中消化，而总 能量的23％～87％也在瘤胃中消化。尤其是饲料中的粗纤维，约 90％在瘤胃内发酵，仅约10％在大肠消化，半纤维素很少或未发现 在瘤胃后消化的。

瘤胃作为一个生物发酵罐，应当具备适宜于种群复杂、数量巨 大的瘤胃微生物在其中生长繁殖的条件，这些条件随着微生物的生 长繁殖会发生相应变化。但是，微生物的生存环境，包括营养物质、 温度、酸碱度等又要求相对稳定，因此，瘤胃内各种环境因素又必 须随时处于严密的调控之中。

目前，研究瘤胃的方法主要有三种，分别为体内法、半体内法 和体外法。

体内法是指在动物的左臁部瘤胃背囊处安装永久性瘤胃瘘管， 通过瘘管采集瘤胃内容物样品进行微生物学研究或饲料营养价值的 评定。体内法研究一直是测定饲料营养价值最常用的方法，但是它 存在试验周期长，环境条件不易控制等缺点，这使得该方法不适用 于大规模的饲料评定，只能作为一种参比方法。半体内法主要是指 尼龙袋法，该方法是直接将饲料样品装入尼龙袋中，通过瘤胃瘘管 悬置于瘤胃中测定饲料营养成分的消化情况。该法被广泛应用于评 价饲料在瘤胃中的降解程度，但该法需要带瘘管的反刍动物，其测 定结果受多种外界因素影响，导致测定结果变异较大。体外法是指 采集新鲜瘤胃食糜或瘤胃液，在模拟瘤胃条件的装置中进行微生物 培养，所以又称人工瘤胃法，相对于体内法、半体内法来说，体外 法具有操作简单、省时省力、环境条件容易控制、重复性好等特点， 并且，它可以在较短时间内测定大量的饲料样品。该法适合于实验 室的常规分析，这对于目趋复杂的现代反刍动物营养学研究来说显 得尤为重要。

目前，典型的体外法主要有批次培养法和连续培养法。

批次培养法是将微生物接种物和发酵底物一次性加入发酵容器 里，经一定时间培养后，在固定时间内结束培养，故又属于静态发 酵，该法由于不能实现底物和产物的分离，导致瘤胃发酵环境发生 改变，因此不适合于长期体外模拟发酵试验。批次培养法主要有两 阶段法、产气法和简单消化法等。然而，体外连续培养法实现了底 物(饲料)和缓冲液的连续进入和食糜(固相和液相)的连续排出，因而 更加接近活体内瘤胃发酵情况，相比于批次培养法来说具有更准确 的模拟瘤胃内环境的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围 并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围 之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。