一種全自動單胃動物仿生消化系統的制作方法

一種全自動單胃動物仿生消化系統的制作方法
【專利摘要】一種全自動單胃動物仿生消化系統。一種全自動單胃動物仿生消化儀，機殼的左上方設有消化反應室，恒溫空氣浴搖床裝置設于消化反應室內；自動加酶裝置固定安裝在機殼內，自動加酶裝置與仿生消化裝置通過輸液管相連；緩沖液循環裝置和清洗裝置設于機殼的下方，緩沖液循環裝置、清洗裝置分別通過輸液管與仿生消化裝置相連；控制電路設于機殼內，并通過導線與恒溫空氣浴搖床裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置相連，控制電路與安裝在機殼內的工控機連接，工控機與安裝在機殼右上方的顯示器連接；仿生消化裝置豎直安裝在恒溫空氣浴搖床上方。該全自動單胃動物仿生消化儀，結構簡單，使用方便，可避免仿生消化反應液泄露，模擬消化的準確性和重復性好，誤差小。
【專利說明】
一種全自動單胃動物仿生消化系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種動物仿生消化裝置，尤其是涉及一種模擬消化器豎直安放仿生消化室內的全自動單胃動物仿生消化系統。
【背景技術】
[0002]在現代養殖業中，客觀精確地評定飼料原料的養分生物學效價是確定動物營養需要量及優化飼料配方的主要決策依據。在我國飼料原料種類繁多、更新速度較快的情況下，如果用動物試驗法全部普測、預測飼料養分的生物學效價至少需要數十年，而結果卻僅能獲得很有限的靜態參數。因此，為了突破制約我國飼料養分生物學效價參數更新的技術瓶頸，設計出一種科學、準確、快速的飼料養分生物學效價測試工具是急需的，它可為現代養殖業提供技術支撐。
[0003]CN104034912A公開了一種全自動單胃動物仿生消化儀，包括機殼、恒溫空氣浴搖床裝置、仿生消化裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置、控制電路，所述機殼的左上方設有消化反應室；所述恒溫空氣浴搖床裝置和仿生消化裝置設于所述消化反應室內；所述自動加酶裝置固定安裝在所述機殼上，自動加酶裝置與所述仿生消化裝置通過輸液管相連;所述緩沖液循環裝置和清洗裝置設于所述機殼的下方，緩沖液循環裝置、清洗裝置分別通過輸液管與所述仿生消化裝置相連;所述控制電路設于機殼下方，并同過導線與所述恒溫空氣浴搖床裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置相連。該全自動單胃動物仿生消化儀的模擬消化器呈臥式(即橫向放置)在恒溫空氣浴搖床裝置中，模擬消化過程，容易因透析管內飼料原料在消化過程中產氣而導致仿生消化管端部的橡膠塞向外脫落、反應液泄露等問題，其次，在仿生消化過程中，待消化樣品容易沾粘在透析袋上而導致透析袋被堵塞，進而影響飼料樣品的消化效果。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，操作方便，可避免仿生消化反應液泄露，以及模擬消化器內的透析袋被纖維素酶降解等現象的全自動單胃動物仿生消化系統;在體外條件下，該系統可逼真模擬飼料在動物胃腸道內被消化、吸收的過程。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種全自動單胃動物仿生消化儀，包括機殼、恒溫空氣浴搖床、仿生消化裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置、控制電路，所述機殼的左上方設有消化反應室，所述恒溫空氣浴搖床裝置設于消化反應室內；所述自動加酶裝置固定安裝在機殼內，自動加酶裝置與仿生消化裝置通過輸液管相連;所述緩沖液循環裝置和清洗裝置設于機殼的下方，緩沖液循環裝置、清洗裝置分別通過輸液管與仿生消化裝置相連;所述控制電路設于機殼內，并通過導線與恒溫空氣浴搖床裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置相連，所述控制電路與安裝在機殼內的工控機連接，所述工控機與安裝在機殼右上方的顯示器連接;所述仿生消化裝置豎直安裝在恒溫空氣浴搖床上方，即仿生消化裝置的中心軸線與恒溫空氣浴搖床垂直。
[0006]進一步，所述仿生消化裝置包括固定支架、立式模擬消化器、玻璃管固定夾、攪拌棒、電機和傳動裝置;所述立式模擬消化器由數根串聯的透析模擬消化管和/或雙層玻璃模擬消化管組成;所述立式模擬消化器豎直夾持安裝在所述玻璃管固定夾內，所述攪拌棒安裝在立式模擬消化管內，其頂端與傳動裝置可拆卸連接;所述傳動裝置與安裝在固定支架頂端的電機電連接;所述玻璃管固定夾固定安裝在固定支架中部。
[0007]進一步，所述雙層玻璃模擬消化管由豎直玻璃管、套設在中空管體內的玻璃內管和加酶管組成，所述豎直玻璃管為一中空管體，所述中空管體上下端各設有一磨口，磨口內塞有密封塞；中空管體側壁下端和上端分別設有第二輸入管和第二輸出管;所述加酶管穿過中空管體側壁并延伸至玻璃內管內，玻璃內管將中空管體內部空間分隔成外容腔和內容腔。雙層玻璃模擬消化管上的第二輸入管為保溫用恒溫水輸入口，第二輸出管為保溫用恒溫水輸出口，相鄰的兩個雙層玻璃模擬消化管中，靠前的一個雙層玻璃模擬消化管的恒溫水輸入口與另一個雙層玻璃模擬消化管的恒溫水輸出口通過輸水軟管相連，所有的雙層玻璃模擬消化管由所述輸水軟管依次串聯;最靠前的雙層玻璃模擬消化管的恒溫水輸出口、最靠后的雙層玻璃模擬消化管的恒溫水輸入口分別通過輸水管與所述循環水裝置相連。所述豎直玻璃管上端加酶管為消化液輸入口或緩沖液輸入口 ；每一個所述雙層玻璃模擬消化管的消化液輸入口與所述自動加酶裝置通過軟管相連，緩沖液輸入口與緩沖液循環裝置連接。
[0008]進一步，所述傳動裝置包括連接軸套和調高傳動桿，所述連接軸套套設在電機輸出軸上，與電機做同步轉動;所述調高傳動桿的底端與攪拌棒連接，其頂端通過螺桿套接固定在連接軸套下方的滑槽內，使調高傳動桿能在連接軸套內上下移動;所述調高傳動桿上設有鎖緊螺母，用于調節調高傳動桿與攪拌棒之間的鎖緊程度。
[0009]進一步，所述調高傳動桿包括桿體和夾爪，所述桿體的一端與夾爪固定連接，靠近夾爪的桿體外壁上設有外螺紋，外螺紋與用于調節夾爪鎖緊程度的鎖緊螺母的內螺紋相匹配，遠離夾爪的一端至少開設有2個用于安裝螺桿的固定孔;所述桿體中部還設有凹槽。
[0010]進一步，所述固定支架由底板、下架板、背板、側板和支撐板組成，所述底板與下架板固定連接;所述下架板由一塊金屬板折彎成型，包括一水平固定板和兩塊豎立的立板，兩立板位于水平固定板下方，并與水平固定板的左右兩端一體連接;立板的下端均向上彎折成固定塊，固定孔上設有定位孔;水平固定板上開設有用于固定豎直玻璃管固定夾的第一通孔，所述背板、側板固定在下架板的后上方，所述背板和側板的頂部與支撐板固定連接，所述支撐板上還設有電機固定螺孔和電機軸穿孔。
[0011]進一步，所述背板、側板和支撐板上設有通氣孔，所述背板和/或支撐板上還設有管路穿孔。
[0012]進一步，所述底板上開設有U型卡槽和安裝孔。
[0013 ]進一步，所述玻璃管固定夾由第一夾板、第二夾板和鎖扣組成，所述第一夾板和第二夾板相互接觸的端面上設有數個用于放置豎直玻璃管的夾持凹槽，所述夾持凹槽內還設有形狀與夾持凹槽相適應的軟墊層。所述第一夾板上設有第二通孔，所述第一夾板和第二夾板側面的中部設有連接固定孔，所述鎖扣通過穿過連接固定孔的螺絲固定在第一夾板和第二夾板的側面，用于卡扣固定第一夾板和第二夾板。
[0014]進一步，所述透析模擬消化管包括豎直玻璃管和透析管，透析管放置在該豎直玻璃管內；所述豎直玻璃管為一中空管體，所述中空管體上下端各設有一磨口，其側面底部和上端分別設有第一輸入管和第一輸出管;透析管的兩端分別從該豎直玻璃管的兩個磨口處伸出而外翻，外翻露于磨口外側的透析管端部被橡皮條捆扎固定在磨口上，中空管體上下端捆扎透析管端部后的磨口分別塞有帶有至少一根輸液管的硅膠塞和實心硅膠塞，所述帶有至少一根輸液管的硅膠塞中部開設有放置傳動裝置的凹槽。透析模擬消化管上的第一輸入管為緩沖液輸入口，第一輸出管為緩沖液輸出口，相鄰的兩個透析模擬消化管中，靠前的一個透析模擬消化管的緩沖液輸入口與另一個透析模擬消化管的緩沖液輸出口通過輸液軟管相連，所有的透析模擬消化管由所述輸液軟管依次串聯;最靠前的透析模擬消化管的緩沖液輸出口、最靠后的透析模擬消化管的緩沖液輸入口分別通過輸液管與所述緩沖液循環裝置相連。所述輸液管的中部設有單向閥，輸液管的端部設有快速接頭，所述快速接頭為所述消化液輸入口 ；每一個所述透析模擬消化管的消化液輸入口與所述自動加酶裝置通過軟管相連。
[0015]進一步，所述傳動裝置包括磁芯、磁芯固定座和連接軸;所述磁芯固定座外側設有磁環罩;所述磁芯通過軸承與磁芯固定座連接;所述磁芯的底部與凹槽間隙配合連接;所述連接軸的上端套設在磁芯外側，其底端與攪拌棒的空心頂部卡接。
[0016]進一步，所述傳動裝置包括外磁環套、外磁環、隔離罩、內磁環和內磁環連接棒;所述外磁環套與電機的輸出軸、上封閉罩固定連接;所述外磁環套嵌設在外磁環內；所述內磁環和外磁環之間設有隔離罩;所述內磁環安裝在隔離罩內；所述內磁環連接棒的一端卡入內磁環內，其另一端穿插通過下封閉罩和硅膠塞，與攪拌棒的頂部連接。
[0017]進一步，所述消化反應室的中部設有一塊隔板，隔板中間設有風洞;所述隔板將所述消化反應室分成前半部分和后半部分，所述前半部分和后半部分通過所述風洞相連通；所述前半部分的左右兩側還分別設有擋板，擋板上設有多個風孔;位于前半部分的左側的擋板和機殼外壁所圍空間與所述后半部分相連通，位于前半部分的右側的擋板和機殼的中間板所圍空間與所述后半部分相連通;所述恒溫空氣浴搖床包括搖床、電風扇、電加熱器，所述搖床安裝在所述前半部分內，所述電風扇安裝在所述風洞處，所述電加熱器安裝在所述后半部分內；所述仿生消化裝置固定安裝在所述搖床的上方。
[0018]進一步，所述搖床包括搖床驅動電機、長軸、短軸、固定板、托盤固定板，搖床驅動電機、長軸和短軸安裝在固定板的不同位置上;長軸和短軸均穿過固定板，長軸的一端安裝有第一皮帶輪，另一端與托盤固定板連接，短軸的一端與托盤固定板連接;搖床驅動電機的固定端安裝在固定板上，旋轉端連接有第二皮帶輪;所述第一皮帶輪與第二皮帶輪通過皮帶連接在一起。
[0019]進一步，所述長軸和短軸均為偏心軸；所述長軸的數量為一個，短軸的數量為兩個;長軸與兩個短軸呈正三角形的形狀排列安裝在固定板上，即長軸軸心與兩個短軸軸心三點連線形成的三角形為正三角形;所述固定板在與長軸、短軸相對應處均設有用于安裝長軸和短軸的第一安裝孔，長軸和短軸通過螺釘穿過第一安裝孔安裝在固定板上;所述長軸、短軸上均安裝有軸承;所述固定板上設有用于安裝搖床驅動電機的第二安裝孔。
[0020]進一步，所述自動加酶裝置包括冷藏箱、蠕動栗、制冷機構，所述冷藏箱內設有一個換熱器、一個試管架及多個盛酶管，所述換熱器和試管架固定安裝在所述冷藏箱內；所述盛酶管安置在所述試管架上;所述換熱器與所述制冷機構通過冷媒管道相連;所述盛酶管的上端為敞開端，每一個盛酶管的下端與一根輸酶軟管相連;所述輸酶軟管穿過所述冷藏箱的箱壁通過所述蠕動栗與所述模擬消化器的消化液輸入口相連。
[0021]進一步，所述蠕動栗設有馬達、栗座、前端蓋、后端蓋、連接桿、輥子束、卡件;所述馬達固定安裝在所述栗座上，所述栗座的前端與所述后端蓋的后端固定連接，所述后端蓋的前端與所述前端蓋的后端通過所述連接桿固定連接;所述輥子束設有多根輥子，輥子束安裝在所述前端蓋和后端蓋之間，輥子束的后端與所述馬達相連，并由馬達帶動輥子束繞輥子束的中心軸轉動;所述卡件橫跨在所述輥子束的上方，卡件的下端與所述連接桿固定連接，卡件內設有通孔，所述輸酶軟管穿過所述通孔與所述模擬消化器的消化液輸入口連接。
[0022]本發明一種全自動單胃動物仿生消化系統的有益效果:
1)本發明單胃動物仿生消化系統及基于該系統模擬單胃動物消化的方法實現了在體外條件下模擬飼料在動物胃腸道內被消化、吸收的過程，整個模擬過程由電腦自動控制完成，可無人值守，排除了人為因素干擾，可靠性高，模擬逼真性高，模擬重演性好。本發明系統結構簡單，本發明方法操作方便，特別適用于豬、雞、鴨等單胃動物飼料養分生物學效價的快速測定。
2)通過向透析管內注入例如胃、十二指腸、空腸、回腸、大腸、小腸等不同消化道段的消化液以及相應改變通入豎直玻璃管內的緩沖液，或者，通過向玻璃內管注入例如胃、十二指腸、空腸、回腸、大腸、小腸等不同消化道段的消化液以及緩沖液，并在豎直玻璃管內通入恒溫的水，通過恒溫空氣浴搖床旋轉和電機帶動攪拌棒攪拌混合的共同作用下，本發明可實現在體外條件下模擬飼料在動物胃腸消化道各段內被消化和吸收的情況，例如實現對單胃動物胃、小腸及大腸消化、吸收過程的模擬。
3)本發明系統及方法不僅可以對單胃動物的胃、小腸及大腸的消化、吸收過程分別進行單獨模擬，還可以對單胃動物的胃、小腸及大腸的消化、吸收過程進行連續模擬，這種連續不間斷的模擬方式可避免發生食糜轉移中出現殘留問題。
4)本發明系統中的各立式模擬消化器的輸入管、輸出管之間依次串聯，這種串聯方式保證了所有模擬消化器內的化學條件相一致，從而降低了模擬誤差，提高了模擬精度。
5)由于本發明系統中的仿生消化裝置豎直安裝在恒溫空氣浴搖床上方，立式模擬消化器的上端不存在液體，只有豎直玻璃管或玻璃內管內殘留以及消化反應產生的氣體，由于氣體對硅膠塞的作用力較弱，且硅膠塞/密封塞存在向下作用的重力，故使用過程中，模擬消化產生的氣體難以將硅膠塞/密封塞從豎直玻璃管端部的磨口內脫落，能有效避免現有技術中橫放的玻璃管在模擬消化過程中因消化反應產氣而導致玻璃管兩端的橡膠塞脫落、反應液泄露的現象，提高了仿生消化的準確性和穩定性；
6)由于本發明系統中的透析管與豎直玻璃管的相接觸部位用橡皮條捆扎以及用翻口橡膠塞塞緊，因此，透析管和玻璃管分別構成的盛裝液體的容器是互相獨立的、分離的，緩沖液與產生的消化產物分別處于玻璃管、透析管這兩個不同的容器中，它們之間的物質交換必須通過透析管上的分子篩來進行，故而，本發明系統可以避免因透析管密封不嚴而發生緩沖液與消化產物間直接進行物質交換的現象，保證了模擬動物胃腸道的準確性與逼真性。并且，由于消化產物經由透析管上的分子篩流入玻璃管后無法返回透析管，透析管可繼續進行其他消化反應，因此，透析管與玻璃管兩個容器的這種獨立設計可有效降低消化產物對透析管內消化反應的抑制，準確區分出消化物質與未消化物質，有利于使模擬動物胃腸道的消化過程更加逼近于實際狀態。
7)在使用本發明系統時，各模擬消化器的輸入管、輸出管分別位于下方、上方，這樣的放置設計既有利于緩沖液的循環，又有利于消化結束后殘留在玻璃管中的緩沖液可以被徹底排凈。
8)在本發明中，通過控制緩沖液的溫度和流速，可間接精確控制模擬消化器的透析管內的溫度，從而使仿生消化過程的溫度變異幅度保持在0.4°C內，更接近動物體溫的變異范圍，模擬效果好。
【附圖說明】
[0023]圖1一為實施例1中一種全自動單胃動物仿生消化系統的立體結構示意；
圖2—為實施例1中一種全自動單胃動物仿生消化系統的后視圖；
圖3—為圖1中A處的放大示意圖；
圖4一為圖3中C-C截面的#1』視圖；
圖5—為圖3中雙層玻璃模擬透析管的剖視圖；
圖6—為圖3中調高傳動桿的立體結構示意圖；
圖7—為圖3中固定支架的立體結構示意圖；
圖8—為圖3中玻璃管試管夾的立體結構示意圖；
圖9 一為圖2中B處恒溫空氣浴搖床的放大示意圖；
圖10—為實施例2中仿生消化裝置的主視圖；
圖11一為圖10中D-D截面的#1』視圖；
圖12—為圖11中E處的放大不意圖；
圖13—為實施例3中仿生消化裝置的主視圖；
圖14一為圖13中F-F截面的#1』視圖；
圖15—為圖14中G處的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0025]實施例1
參照圖1?5，本實施例的一種全自動單胃動物仿生消化儀，包括機殼2、恒溫空氣浴搖床
6、仿生消化裝置4、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置、控制電路5，所述機殼2的左上方設有消化反應室3，所述恒溫空氣浴搖床6裝置設于消化反應室3內；所述自動加酶裝置固定安裝在機殼2內，自動加酶裝置與仿生消化裝置4通過輸液管58相連;所述緩沖液循環裝置和清洗裝置設于機殼2的下方，緩沖液循環裝置、清洗裝置分別通過輸液管58與仿生消化裝置4相連;所述控制電路5設于機殼2內，并通過導線與恒溫空氣浴搖床6裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置相連，所述控制電路5與安裝在機殼內的工控機連接，所述工控機與安裝在機殼2右上方的顯示器I連接;所述仿生消化裝置4豎直安裝在恒溫空氣浴搖床6上方，即仿生消化裝置4的中心軸線與恒溫空氣浴搖床6垂直。
[0026]參照圖3，所述仿生消化裝置4包括固定支架、立式模擬消化器、玻璃管固定夾7、攪拌棒11、電機15和傳動裝置;所述立式模擬消化器由2組、每組5根串聯的雙層玻璃模擬消化管組成;所述立式模擬消化器豎直夾持安裝在所述玻璃管固定夾7內，所述攪拌棒11安裝在立式模擬消化管內，其頂端與傳動裝置可拆卸連接;所述傳動裝置與安裝在固定支架頂端的電機15電連接;所述玻璃管固定夾7固定安裝在固定支架中部。
[0027]參照圖5，所述雙層玻璃模擬消化管由豎直玻璃管8、套設在中空管體內的玻璃內管26和加酶管9組成，所述豎直玻璃管8為一中空管體，所述中空管體上下端各設有一磨口，磨口內塞有密封塞21;中空管體側壁下端和上端分別設有第二輸入管27和第二輸出管10;所述加酶管9穿過中空管體側壁并延伸至玻璃內管26內，玻璃內管26將中空管體內部空間分隔成外容腔和內容腔。
[0028]參照圖6，所述傳動裝置包括連接軸套14和調高傳動桿13，所述連接軸套14套設在電機15輸出軸上，與電機15做同步轉動;所述調高傳動桿13的底端與攪拌棒11連接，其頂端通過螺桿22套接固定在連接軸套14下方的滑槽23內，使調高傳動桿13能在連接軸套14內上下移動;所述調高傳動桿13上設有鎖緊螺母12，用于調節調高傳動桿13與攪拌棒11之間的鎖緊程度。
[0029]所述調高傳動桿13包括桿體和夾爪25，所述桿體的一端與夾爪25固定連接，靠近夾爪25的桿體外壁上設有外螺紋28，外螺紋28與用于調節夾爪25鎖緊程度的鎖緊螺母12的內螺紋相匹配，遠離夾爪25的一端至少開設有2個用于安裝螺桿22的固定孔30;所述桿體中部還設有凹槽29。
[0030]參照圖7，所述固定支架由底板20、下架板19、背板18、側板17和支撐板16組成，所述底板20與下架板19固定連接;所述下架板19由一塊金屬板折彎成型，包括一水平固定板和兩塊豎立的立板，兩立板位于水平固定板下方，并與水平固定板的左右兩端一體連接;立板的下端均向上彎折成固定塊，固定孔30上設有定位孔37;水平固定板上開設有用于固定豎直玻璃管8固定夾7的第一通孔34，所述背板18、側板17固定在下架板19的后上方，所述背板18和側板17的頂部與支撐板16固定連接，所述支撐板16上還設有電機固定螺孔32和電機軸穿孔31。
[0031]所述背板18、側板17和支撐板16上設有通氣孔24，所述背板18和/或支撐板16上還設有管路穿孔33。
[0032]所述底板20上開設有U型卡槽36和安裝孔35。
[0033]參照圖8，所述玻璃管固定夾7由第一夾板38、第二夾板41和鎖扣42組成，所述第一夾板38和第二夾板41相互接觸的端面上設有數個用于放置豎直玻璃管8的夾持凹槽40，所述夾持凹槽40內還設有形狀與夾持凹槽40相適應的軟墊層。所述第一夾板38上設有第二通孔，所述第一夾板38和第二夾板41側面的中部設有連接固定孔43，所述鎖扣42通過穿過連接固定孔43的螺絲固定在第一夾板38和第二夾板41的側面，用于卡扣固定第一夾板38和第二夾板41。
[0034]所述消化反應室3的中部設有一塊隔板，隔板中間設有風洞;所述隔板將所述消化反應室3分成前半部分和后半部分，所述前半部分和后半部分通過所述風洞相連通;所述前半部分的左右兩側還分別設有擋板，擋板上設有多個風孔;位于前半部分的左側的擋板和機殼2外壁所圍空間與所述后半部分相連通，位于前半部分的右側的擋板和機殼2的中間板所圍空間與所述后半部分相連通;所述恒溫空氣浴搖床6包括搖床、電風扇、電加熱器，所述搖床安裝在所述前半部分內，所述電風扇安裝在所述風洞處，所述電加熱器安裝在所述后半部分內；所述仿生消化裝置4固定安裝在所述搖床的上方。
[0035]參照圖9，所述搖床包括搖床驅動電機51、長軸48、短軸46、固定板49、托盤固定板44，搖床驅動電機51、長軸48和短軸46安裝在固定板49的不同位置上;長軸48和短軸46均穿過固定板49，長軸48的一端安裝有第一皮帶輪(未標示)，另一端與托盤固定板44連接，短軸46的一端與托盤固定板44連接;搖床驅動電機51的固定端安裝在固定板49上，旋轉端連接有第二皮帶輪53;所述第一皮帶輪(未標示)與第二皮帶輪53通過皮帶52連接在一起。
[0036]所述長軸48和短軸46均為偏心軸;所述長軸48的數量為一個，短軸46的數量為兩個;長軸48與兩個短軸46呈正三角形的形狀排列安裝在固定板49上，即長軸48軸心與兩個短軸46軸心三點連線形成的三角形為正三角形;所述固定板49在與長軸48、短軸46相對應處均設有用于安裝長軸48和短軸46的第一安裝孔45，長軸48和短軸46通過螺釘47穿過第一安裝孔45安裝在固定板49上;所述長軸48、短軸46上均安裝有軸承54;固定板49上設有用于安裝搖床驅動電機51的第二安裝孔50。
[0037]所述自動加酶裝置包括冷藏箱、蠕動栗、制冷機構，所述冷藏箱內設有一個換熱器、一個試管架及多個盛酶管，所述換熱器和試管架固定安裝在所述冷藏箱內；所述盛酶管安置在所述試管架上;所述換熱器與所述制冷機構通過冷媒管道相連;所述盛酶管的上端為敞開端，每一個盛酶管的下端與一根輸酶軟管相連;所述輸酶軟管穿過所述冷藏箱的箱壁通過所述蠕動栗與所述模擬消化器的消化液輸入口相連。
[0038]所述蠕動栗設有馬達、栗座、前端蓋、后端蓋、連接桿、輥子束、卡件;所述馬達固定安裝在所述栗座上，所述栗座的前端與所述后端蓋的后端固定連接，所述后端蓋的前端與所述前端蓋的后端通過所述連接桿固定連接;所述輥子束設有多根輥子，輥子束安裝在所述前端蓋和后端蓋之間，輥子束的后端與所述馬達相連，并由馬達帶動輥子束繞輥子束的中心軸轉動;所述卡件橫跨在所述輥子束的上方，卡件的下端與所述連接桿固定連接，卡件內設有通孔，所述輸酶軟管穿過所述通孔與所述模擬消化器的消化液輸入口連接。
[0039]實施例2
參照圖1和圖2及圖10?12，本實施例的一種全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統，與實施例I所述的全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統相比，存在以下不同:
所述立式模擬消化器由2組、每組5根串聯的透析模擬消化管組成。
[0040]參照圖11，所述透析模擬消化管包括豎直玻璃管8和透析管60，透析管60放置在該豎直玻璃管8內；所述豎直玻璃管8為一中空管體，所述中空管體上下端各設有一磨口，其側面底部和上端分別設有第一輸入管56和第一輸出管57;透析管60的兩端分別從該豎直玻璃管8的兩個磨口處伸出而外翻，外翻露于磨口外側的透析管60端部被橡皮條捆扎固定在磨口上，中空管體上下端捆扎透析管60端部后的磨口分別塞有帶有至少一根輸液管58的硅膠塞59和實心娃膠塞55，所述帶有至少一根輸液管58的娃膠塞中部開設有放置傳動裝置的凹槽29。透析模擬消化管上的第一輸入管56為緩沖液輸入口，第一輸出管57為緩沖液輸出口，相鄰的兩個透析模擬消化管中，靠前的一個透析模擬消化管的緩沖液輸入口與另一個透析模擬消化管的緩沖液輸出口通過輸液軟管相連，所有的透析模擬消化管由所述輸液軟管依次串聯;最靠前的透析模擬消化管的緩沖液輸出口、最靠后的透析模擬消化管的緩沖液輸入口分別通過輸液管58與所述緩沖液循環裝置相連。所述輸液管58的中部設有單向閥，輸液管58的端部設有快速接頭，所述快速接頭為所述消化液輸入口。每一個所述透析模擬消化管的消化液輸入口與所述自動加酶裝置通過軟管相連。
[0041 ] 參照圖12，所述傳動裝置包括磁芯68、磁芯68固定座65和連接軸61 ；所述磁芯68固定座65外側設有磁環罩66;所述磁芯68通過軸承67與磁芯68固定座65連接;所述磁芯68的底部與凹槽29間隙配合連接;所述連接軸61的上端套設在磁芯68外側，其底端與攪拌棒11的空心頂部卡接。
[0042]所述傳動裝置與帶有輸液管的硅膠塞59的連接處設有第一密封圈62。
[0043]所述電機上套設有電機罩64，所述電機罩64的底部與電機固定座64連接，所述電機固定座64由上封閉罩64-1和下封閉罩64-2組成。
[0044]實施例3
參照圖1、圖2、圖13?15，本實施例的一種全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統，與實施例2所述的全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統相比，存在以下不同:
參照圖13?15，所述傳動裝置包括外磁環套71、外磁環72、隔離罩73、內磁環74和內磁環連接棒76;所述外磁環套71與電機15的輸出軸、上封閉罩64-1固定連接;所述外磁環套71嵌設在外磁環72內；所述內磁環74和外磁環72之間設有隔離罩73;所述內磁環74安裝在隔離罩73內；所述內磁環連接棒76的一端卡入內磁環74內，其另一端穿插通過下封閉罩64-2和娃膠塞，與攪拌棒11的頂部連接。
[0045]所述仿生消化裝置還包括與第一輸入管56連接的栗送蠕動栗69和與第一輸出管57連接的栗吸蠕動栗70。
[0046]所述上封閉罩64-1和下封閉罩64-2之間設有第二密封圈75，通過螺栓固定連接。
[0047]實施例4
本實施例的一種全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統，與實施例1所述的全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統相比，存在以下不同:
所述立式模擬消化器由5根串聯的透析模擬消化管和5根串聯的雙層玻璃模擬消化管組成。
[0048]透析模擬消化管同實施例2所述。
[0049]實施例2和3所述的一種全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統，其工作原理:通過恒溫空氣浴搖床6的震蕩和透析模擬消化管內攪拌棒11的攪拌作用，模擬單胃動物胃、小腸、大腸對飼料樣品的消化過程。
[0050]其使用方法:
與CN 101482460 A中記載的單胃動物仿生消化系統模擬單胃動物消化的方法相比，存在以下不同:
準備步驟中的1-3的具體操作為:開啟恒溫空氣浴搖床6，第一固定支架上的透析模擬消化管開始震蕩，同時，啟動透析模擬消化管上的電機15，透析模擬消化管內的攪拌棒11攪拌透析管60內的飼料樣品，加強后續仿生消化步驟中飼料樣品和消化液之間的混合和消化反應的充分性。
[0051 ]仿生消化時:將飼料樣品裝入透析管，胃模擬消化液通過輸液管注入透析管中。然后，具有一設定溫度的胃緩沖液，在與模擬消化管的輸入管、輸出管連接的栗送蠕動栗和栗吸蠕動栗的作用下，經由輸入管注入豎直玻璃管中，而后經由輸出管流出豎直玻璃管，且栗送蠕動栗的功率小于栗吸蠕動栗的功率，使模擬消化管的豎直玻璃管與透析管之間形成較低的負壓(如-0.0IMPa-0.04MPa)，且透析袋內反應液的液面不產生波動，使透析袋內的待消化的樣品不沾粘到透析管管壁上，降低模擬消化過程的誤差。就這樣，一定體積的胃緩沖液在一設定時間內如此循環往復地流入流出豎直玻璃管，與此同時，電機帶動磁力傳動裝置的磁芯相對磁芯固定座做切割磁力線運動，進而磁芯轉動，并通過連接軸帶動攪拌棒轉動，或者，電機帶動外磁環套和外磁環轉動，使外磁環在隔離罩內產生旋轉磁場，帶動內磁環轉動，卡入內磁環內的內磁環連接棒帶動攪拌棒轉動，進而實現對透析袋內的飼料樣品與胃模擬消化液的攪拌混合，攪拌棒的轉速多lOOr/min，確保胃模擬消化液與飼料樣品間在豎向玻璃管內實現密封攪拌，充分混合，完成胃階段食糜蠕動的模擬消化過程。在該設定時間中，處于攪拌狀態下的胃模擬消化液與飼料樣品在透析管內發生消化反應，產生的消化產物通過透析管的分子篩流出并與豎直玻璃管中的胃緩沖液進行物質交換，消化產物溶入胃緩沖液中而不能回到透析管內(即產生的消化產物被胃緩沖液帶走，以使得產生的消化產物不會影響透析管內隨后進行的其他反應)，透析管中只留下了未消化的產物，然后，將豎直玻璃管內的溶有消化產物的胃緩沖液全部排出，去離子水通過栗送蠕動栗經由輸入管注入豎直玻璃管中，而后經栗吸蠕動栗由輸出管流出豎直玻璃管，就這樣，一定體積的去離子水循環往復地流入流出豎直玻璃管數次，以將豎直玻璃管內殘留的胃緩沖液以及透析管內殘留的消化產物清洗干凈，從而完成了胃部的模擬消化過程。
[0052]實施例1所述的一種全自動單胃動物胃腸道仿生消化系統，其工作原理:通過恒溫空氣浴搖床6的震蕩和雙層玻璃模擬消化管內攪拌棒11的攪拌作用，模擬單胃動物胃、小腸、大腸對飼料樣品的消化過程。消化完后的消化液再轉換至透析模擬消化管內透析，模擬營養素的吸收過程。
[0053]其使用方法:與實例2和3所述的單胃動物仿生消化系統用于模擬單胃動物消化的方法相比，存在以下不同:
準備步驟中的1-3的具體操作為:開啟恒溫空氣浴搖床6，第一固定支架上的雙層玻璃模擬消化管開始震蕩，同時，啟動雙層玻璃模擬消化管上的電機15，雙層玻璃模擬消化管內的攪拌棒11攪拌玻璃內管26內的飼料樣品，加強后續仿生消化步驟中飼料樣品和消化液之間的混合和消化反應的充分性。
[0054]待反應結束后，消化液在栗吸蠕動栗70的作用下經下端的加酶管9或人工轉移到透析模擬消化管內過濾，使透析管60內的消化產物與透析管60外的胃/小腸緩沖液進行物質交換，消化產物溶入胃/小腸緩沖液中而不能回到透析管60內(即產生的消化產物被胃緩沖液帶走，以使得產生的消化產物不會影響透析管60內隨后進行的其他反應)，透析袋中只留下了未消化的產物，然后，將透析模擬消化管內的溶有消化產物的胃/小腸緩沖液全部排出，去尚子水通過栗送i需動栗69經由輸入官注入豎直玻璃官8中，而后經栗吸i需動栗70由輸出管流出豎直玻璃管8，就這樣，一定體積的去離子水循環往復地流入流出豎直玻璃管8數次，以將豎直玻璃管8內殘留的胃緩沖液以及透析管60內殘留的消化產物清洗干凈，從而完成了胃部/小腸的模擬消化過程。
【主權項】
1.一種全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，包括機殼、恒溫空氣浴搖床、仿生消化裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置、控制電路，所述機殼的左上方設有消化反應室，所述恒溫空氣浴搖床裝置設于消化反應室內；所述自動加酶裝置固定安裝在機殼內，自動加酶裝置與仿生消化裝置通過輸液管相連;所述緩沖液循環裝置和清洗裝置設于機殼的下方，緩沖液循環裝置、清洗裝置分別通過輸液管與仿生消化裝置相連;所述控制電路設于機殼內，并通過導線與恒溫空氣浴搖床裝置、自動加酶裝置、緩沖液循環裝置、清洗裝置相連，所述控制電路與安裝在機殼內的工控機連接，所述工控機與安裝在機殼右上方的顯示器連接;所述仿生消化裝置豎直安裝在恒溫空氣浴搖床上方。2.如權利要求1所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述仿生消化裝置包括固定支架、立式模擬消化器、玻璃管固定夾、攪拌棒、電機和傳動裝置;所述立式模擬消化器由數根串聯的透析模擬消化管和/或雙層玻璃模擬消化管組成;所述立式模擬消化器豎直夾持安裝在所述玻璃管固定夾內，所述攪拌棒安裝在立式模擬消化管內，其頂端與傳動裝置可拆卸連接;所述傳動裝置與安裝在固定支架頂端的電機電連接;所述玻璃管固定夾固定安裝在固定支架中部。3.如權利要求2所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述雙層玻璃模擬消化管由豎直玻璃管、套設在中空管體內的玻璃內管和加酶管組成，所述豎直玻璃管為一中空管體，所述中空管體上下端各設有一磨口，磨口內塞有密封塞；中空管體側壁下端和上端分別設有第二輸入管和第二輸出管;所述加酶管穿過中空管體側壁并延伸至玻璃內管內，玻璃內管將中空管體內部空間分隔成外容腔和內容腔。4.如權利要求3所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述傳動裝置包括連接軸套和調高傳動桿，所述連接軸套套設在電機輸出軸上，與電機做同步轉動;所述調高傳動桿的底端與攪拌棒連接，其頂端通過螺桿套接固定在連接軸套下方的滑槽內，使調高傳動桿能在連接軸套內上下移動;所述調高傳動桿上設有鎖緊螺母，用于調節調高傳動桿與攪拌棒之間的鎖緊程度。5.如權利要求4所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述調高傳動桿包括桿體和夾爪，所述桿體的一端與夾爪固定連接，靠近夾爪的桿體外壁上設有外螺紋，外螺紋與用于調節夾爪鎖緊程度的鎖緊螺母的內螺紋相匹配，遠離夾爪的一端至少開設有2個用于安裝螺桿的固定孔;所述桿體中部還設有凹槽。6.如權利要求2或3所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述固定支架由底板、下架板、背板、側板和支撐板組成，所述底板與下架板固定連接;所述下架板由一塊金屬板折彎成型，包括一水平固定板和兩塊豎立的立板，兩立板位于水平固定板下方，并與水平固定板的左右兩端一體連接;立板的下端均向上彎折成固定塊，固定孔上設有定位孔;水平固定板上開設有用于固定豎直玻璃管固定夾的第一通孔，所述背板、側板固定在下架板的后上方，所述背板和側板的頂部與支撐板固定連接，所述支撐板上還設有電機固定螺孔和電機軸穿孔;所述背板、側板和支撐板上設有通氣孔，所述背板和/或支撐板上還設有管路穿孔;所述底板上開設有U型卡槽和安裝孔。7.如權利要求2或3所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述玻璃管固定夾由第一夾板、第二夾板和鎖扣組成，所述第一夾板和第二夾板相互接觸的端面上設有數個用于放置豎直玻璃管的夾持凹槽，所述夾持凹槽內還設有形狀與夾持凹槽相適應的軟墊層； 所述第一夾板上設有第二通孔，所述第一夾板和第二夾板側面的中部設有連接固定孔，所述鎖扣通過穿過連接固定孔的螺絲固定在第一夾板和第二夾板的側面，用于卡扣固定第一夾板和第二夾板。8.如權利要求2所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述透析模擬消化管包括豎直玻璃管和透析管，透析管放置在該豎直玻璃管內；所述豎直玻璃管為一中空管體，所述中空管體上下端各設有一磨口，其側面底部和上端分別設有第一輸入管和第一輸出管;透析管的兩端分別從該豎直玻璃管的兩個磨口處伸出而外翻，外翻露于磨口外側的透析管端部被橡皮條捆扎固定在磨口上，中空管體上下端捆扎透析管端部后的磨口分別塞有帶有至少一根輸液管的娃膠塞和實心娃膠塞，所述帶有至少一根輸液管的娃膠塞中部開設有放置傳動裝置的凹槽。9.如權利要求8所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述傳動裝置包括磁芯、磁芯固定座和連接軸;所述磁芯固定座外側設有磁環罩;所述磁芯通過軸承與磁芯固定座連接;所述磁芯的底部與凹槽間隙配合連接;所述連接軸的上端套設在磁芯外側，其底端與攪拌棒的空心頂部卡接。10.如權利要求8所述全自動單胃動物仿生消化系統，其特征在于，所述傳動裝置包括外磁環套、外磁環、隔離罩、內磁環和內磁環連接棒;所述外磁環套與電機的輸出軸、上封閉罩固定連接;所述外磁環套嵌設在外磁環內；所述內磁環和外磁環之間設有隔離罩;所述內磁環安裝在隔離罩內；所述內磁環連接棒的一端卡入內磁環內，其另一端穿插通過下封閉罩和硅膠塞，與攪拌棒的頂部連接。
【文檔編號】G01N35/00GK105891428SQ201610426936
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】鄧耀輝, 陳開宇, 李敏, 彭建偉
【申請人】湖南中本智能科技發展有限公司