CN102973961B - 规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法 - Google Patents
规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102973961B CN102973961B CN201210480338.2A CN201210480338A CN102973961B CN 102973961 B CN102973961 B CN 102973961B CN 201210480338 A CN201210480338 A CN 201210480338A CN 102973961 B CN102973961 B CN 102973961B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ozone
- bioreactor
- valve
- sterilizing
- photosynthetic bacteria
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 127
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims abstract description 118
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000012258 culturing Methods 0.000 title abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 229950000845 politef Drugs 0.000 claims 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 11
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229920005479 Lucite® Polymers 0.000 description 3
- 238000004500 asepsis Methods 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 3
- 230000003559 chemosterilizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000190834 Chromatiaceae Species 0.000 description 2
- 241000190950 Rhodopseudomonas palustris Species 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 2
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound N1CCCC2=CC(OC)=CC=C21 FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000002196 Pyroceram Substances 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，将光生物反应器和光合细菌培养基的灭菌过程彼此分离，光生物反应器采用臭氧灭菌，培养基采用传统的高压蒸汽的方式灭菌，将灭菌后的培养基移入灭菌后的光生物反应器中进行光合细菌的高纯度培养。采用臭氧对难以进行高温灭菌的非金属透光材料设计制造的光生物反应器进行灭菌，利用臭氧的强氧化性对光生物反应器内部、连接的所有管道和阀门进行彻底灭菌。该方法操作简单方便、节能环保且成本低廉，为光合细菌规模化高纯度培养奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及微生物学技术领域，具体涉及一种规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法。
背景技术
光合细菌作为一类重要的生物资源，在农业、畜牧业、水产养殖、环境修复和治理、医药保健以及能源等领域已有深入的研究，并且在菌种资源、生产设备、制剂和产品、以及应用等方面取得了重要进展。但针对生产实践和发展的要求，仍需要着力开发光合细菌菌种资源，规模化生产专一性好、效果稳定、高质量、高稳定性的产品和制剂。实现光合细菌制剂规模化生产离不开生产光合细菌的设备和装置，自1980年以来，随着光合微生物规模化应用的需求和发展，国内外对光生物反应器的研究和开发取得了很大进展，使生产规模有了很大提高，虽然“光”是光合细菌光生物反应器设计的核心问题，但无菌操作和彻底灭菌也是生产高纯度高活性微生物制剂成败的关键环节。若生产过程中达到严格无菌要求，一旦某个环节控制不严而发生杂菌污染，不仅使生产效率降低，也使液态菌剂不纯，产品在包装、储存和运输过程中杂菌繁殖，甚至导致产品变质，将严重影响产品质量。
光生物反应器及其与反应器连接的装置和连接管线能否彻底灭菌，是光合细菌纯培养的关键。黄遵锡等（CN 2575103Y）为代表的采用金属材料制备的反应器，光照采用耐高温玻璃窗光照设计，虽然反应器和培养基能够采用行业上公认的高温方式灭菌，达到高纯度培养，但其采用外置光源，光利用率低，由于受光源的限制，罐容积不能太大，否则反应器内部出现暗区，而且也没有解决光合细菌趋光贴壁影响光传递效率的问题。目前，绝大多数大型光生物反应器和内置光源管光生物反应器都采用非金属透光材料设计制造，其优点是光源利用率高，也可以直接利用太阳光，光利用率高，生产规模大。但采用传统的高温蒸汽灭菌很不安全，甚至损坏反应器。虽然这些透光材料化学性质稳定，具有很强的抗腐蚀性，可以使用常规的化学消毒剂消毒，但消毒留有死角，很难达到整个反应器彻底灭菌的要求，而且消毒剂有残留，污染环境。因而采用这类光生物反应器，灭菌不彻底，通常采用加大菌种接种量，培养优势菌群，因而很难达到高纯度培养的要求。如何解决灭菌的问题，是光生物反应器高效、高纯度纯培养光合细菌的关键。因此，建立一种适合于现有透光材料制造的光生物反应器、操作简便、节能的灭菌方法是非常必要的。
臭氧具有强烈的杀菌作用。早在1991年，我国卫生部颁布的“消毒技术规范”中，对臭氧的杀菌作用，使用范围及使用方法都有明确的规定。明确肯定了臭氧的杀菌作用，其杀菌原理是：臭氧在常温常压下很不稳定，很快分解成O2和活性氧原子，活性氧原子具有很强的氧化杀菌作用，多余的活性氧重新结合形成O2，因此，臭氧是一种无有害残留的绿色杀菌剂。臭氧又是一种光谱的杀菌剂，可杀灭细菌、霉菌、芽孢、病毒和真菌等。我国的“消毒技术规范”充分说明了臭氧灭菌的原理和特点，为制药厂选用臭氧灭菌工艺提供了依据，也极大地推动了臭氧发生器制造工业的发展。尽管我国在GMP认证过程中早已推荐了臭氧灭菌方法，但臭氧在药品生产中的应用是在近些年才热起来，比较成功地应用在容器的灭菌、洁净区域净化、车间等空间的消毒灭菌、物品表面的消毒灭菌、水的消毒灭菌以及非无菌液体制剂微生物控制中用于生产设备、工具、容器、贮罐和输液、输料管道对产品的污染等方面。除了在药品生产中的应用以外，由于臭氧具有广谱、高效、快速、安全的杀毒灭菌作用和特有的除臭和清洁空气的作用，目前在工业、农业、食品和饮料、医疗卫生、环境污染的治理、饮用水处理、污水处理、畜牧养殖、水产养殖等各个领域广泛应用，甚至应用于家庭。市场上也有发酵罐消毒臭氧发生器的供应，并初步应用于传统的金属制发酵罐的消毒和灭菌，而且绿色、环保、节能，可以说是发酵行业灭菌的一场革命。发酵罐上连接很多管道和阀门，如何使臭氧灭菌不留死角，彻底灭菌是臭氧灭菌需要解决的关键问题。规模化发酵，发酵罐很多且体积较大，要求使用的臭氧发生器规模大，臭氧浓度高。若像传统的蒸汽灭菌一样，灭菌过程中将阀门适当开启，使臭氧气体流动，有利于臭氧灭菌，但臭氧排出，厂房内臭氧浓度过高，即使厂房通风，长期作业对操作人员身体有害，如何解决这一问题，也是臭氧在发酵行业上应用的基础。再者，目前所使用的发酵罐材质多为金属材质，抗腐蚀、抗氧化能力强，尤其是不锈钢材质内胆抛光发酵罐，对培养光合细菌而言，光利用率低，臭氧在发酵罐上使用的方法和参数工艺尚不明确的情况下，是否能用于有机玻璃等非金属透光材料制作的光生物反应器系统的灭菌，是否对光生物反应系统有损坏作用，造成罐体、连接管线和阀门的腐蚀和渗漏。
有鉴于此，本发明人对非金属透光材料制作的光生物反应器系统的臭氧灭菌方法进行了研究和改进，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，针对非金属高透光材料制备的光生物反应器难以采用传统高温蒸汽灭菌技术的一种灭菌补充，实现了对非金属透光材料设计制造的光生物反应器的彻底灭菌，克服了化学消毒剂灭菌不彻底和消毒剂有害残留的问题，操作简单，节能环保。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，将光生物反应器和光合细菌培养基的灭菌过程彼此分离，光生物反应器采用臭氧灭菌，培养基采用传统的方式灭菌，将灭菌的培养基移入灭菌的光生物反应器中进行光合细菌的高纯度培养。采用臭氧对难以进行高温灭菌的非金属透光材料设计制造的光生物反应器内部进行灭菌，臭氧发生器安装在光生物反应器上，对光生物反应器内部、连接的所有管道和阀门内部进行彻底灭菌，用于光合细菌的高纯度培养。
进一步，对非金属透光材料制造的光生物反应器采用臭氧方法灭菌，要求反应器与臭氧接触的材质具有耐臭氧氧化的能力，包括罐体、内置光源及其套管、罐体组装的垫圈、热交换器、加热器及驱动循环泵；阀门内部包括密封胶垫；内置光源套管安装在罐体内部；热交换器、加热器及驱动循环泵安装在罐体外部。
进一步，非金属透光材料为耐臭氧氧化的材质，包括有机玻璃、玻璃和石英玻璃为主体设计制造的光生物反应器的罐体和内置光源管；要求反应器安装所需要的密封垫和圈为硅橡胶材质；要求连接管道为PVC或PPR管或不锈钢管和相应的连接管件；阀门为优质塑料和不锈钢材质；阀门内部胶垫一律更换为聚四氟乙烯材料的垫片；要求驱动循环泵为电磁泵；热交换器和加热器材质为石英、不锈钢或玻璃。
进一步，臭氧发生器与光生物反应器底部进气口通过管道和阀门连接，上排气口安装净化气体交换器和阀门，通过净化气体交换器的阀门与通向室外的管道连接，使臭氧气体排出室外；光生物反应器上的连接管道，通过阀门控制安装于臭氧发生器上，连接管道另一端连接到相应的气体交换器。保持臭氧灭菌过程中，反应器和管道内部臭氧气体的流动，使灭菌彻底。
进一步，多台臭氧发生器连接在一个小型金属储气罐罐上，通过储气罐的出口与光生物反应器连接；一个储气罐通过阀门控制和管道，可以与多组光生物反应器连接，由于臭氧发生器连续使用，产生臭氧的效率会下降，因此每台臭氧发生器可以独立工作，以便轮流使用。
进一步，1~3台臭氧发生器连接在一个小型金属储气罐进气口上，储气罐的出口与光生物反应器连接，通过连接管道可以连接到光生物反应器上。通过阀门控制和臭氧发生器电源的开关，控制两台或三台臭氧发生器可轮流使用。
进一步，采用光生物反应器直接通入臭氧和光生物反应器抽真空通入臭氧两种方式灭菌。
进一步，光生物反应器直接通入臭氧的方式灭菌的方法为：开启臭氧控制器阀门和光生物反应器排气阀门，将臭氧气体通入光生物反应器、连接管道和相应的气体交换装置内部，臭氧通气量达到反应器容积的4~8倍时，排气口臭氧浓度不低于15ppm，继续通气60min~80min。先关闭气体排出阀门，再关闭臭氧气体进入阀门，反应器内部的臭氧气体继续在反应器中保持40min~60min，即可达到彻底灭菌，灭菌后残余的臭氧气体通过气体交换器排出室外。在实际操作过程中，适当延长臭氧通气灭菌时间，延长臭氧在反应器中保持时间，对设备和光合细菌的培养未见异常影响。
进一步，光生物反应器抽真空通入臭氧灭菌的方法为：关闭相关阀门，开启真空泵和抽真空控制阀门，将光生物反应器内部抽真空，真空度达到0.05MPa~0.08MPa，关闭抽真空控制阀门和真空泵开关。开启臭氧发生器管道控制阀门，通入臭氧气体，臭氧通气量达到反应器容积的4~8倍，开启排气阀门，排气口臭氧浓度不低于15ppm，继续通入臭氧气体40min~60mim，关闭排气阀门和臭氧进气控制阀门，臭氧在光生物反应器中保持为20min~40min，即可达到彻底灭菌，灭菌后残余的臭氧气体通过气体交换器排出室外。在实际操作过程中，适当延长臭氧通气灭菌时间，延长臭氧在反应器中保持时间，对设备和光合细菌的培养未见异常影响。
本发明针对非金属高透光材料制备的光生物反应器难以采用传统高温蒸汽灭菌技术的一种灭菌方法，用于光生物反应器菌悬液排空后残留微生物菌体的灭菌，以及清洗后进入无菌培养基料前的灭菌。
本发明的基本思路是将光生物反应器和光合细菌培养基的灭菌过程彼此分离，光生物反应器采用臭氧灭菌，培养基采用传统的方式灭菌，将灭菌的培养基移入灭菌的光生物反应器中进行光合细菌的高纯度培养。本发明的灭菌方法，克服了现有常规化学消毒剂消毒，消毒剂只能消毒其达到的部位能，留有死角，很难达到整个反应器彻底灭菌的要求，而且有消毒剂残留，甚至导致二次污染的问题。该方法弥补了非金属高透光材料制备的光生物反应器难以采用传统高温蒸汽灭菌技术灭菌的难题，操作简单、节能环保、无有害残留。
具体实施方式
实施例1
直接臭氧灭菌方法
八联单控圆柱型光生物反应器，反应器罐体内径为0.40m，高为2.0m，8个反应器以串联的方式用管道连通，总容积约为2m3。罐体和内置光源套管材质为有机玻璃，上封头和下封头靠法兰与罐体连接，连接处密封垫材质为硅橡胶，主要连接管道为PVC管和相应的连接管件，阀门为优质塑料材质，阀门内部胶垫一律更换为聚四氟乙烯材料的垫片。驱动循环泵为MP-100RM-380电磁泵。热交换器为玻璃材质，加热管为石英材质。选用臭氧产量为100g/h，流量约为0.5~0.8m3/min的臭氧发生器灭菌。关闭或开启反应器其它相关阀门，开启臭氧控制器阀门和光生物反应器排气阀门，将臭氧气体通入光生物反应器、连接管道和相应的气体交换装置内部，臭氧通气量分别达到反应器容积的4和8倍时，排气口臭氧浓度均大于15ppm，排气口排出的臭氧浓度已达到灭菌要求。反应器中连续通入臭氧2小时，停止灭菌。无菌操作将无菌水移入反应器中，接种沼泽红假单胞菌菌种10L，开启循环泵10min，排空反应器。采用臭氧方法灭菌。灭菌结束后，将灭菌的无菌水泵入反应器内，开启循环泵，使液体在反应器中循环10分钟，无菌操作从反应器中取50ml液体，加入500ml蓝盖培养瓶中，加满沼泽红假单胞菌培养基，间隔1分钟取样，重复取样6次，于2000lux培养箱中30℃培养10天，观察培养液是否浑浊、变红。
实验一：反应器中继续通入臭氧时间分别为20min、40min、60min、80min，关闭排气阀和臭氧发生器控制阀，停止通入臭氧，反应器中的臭氧在反应器中保持40min，分别取样测定，臭氧通气60min~80min，检测瓶中均未见细菌生长。
实验二：反应器中继续通入臭氧通入时间分别为60min，关闭排气阀和臭氧发生器控制阀，停止通入臭氧，反应器内部的臭氧气体在反应器中保持0min、20min、40min、60min，分别取样测定，臭氧在反应器中保持20min~60min，检测瓶中均无菌生长。
依据实验结果，提高灭菌程度的把握，将通入臭氧时间定为60min~80min，臭氧在反应器中保持时间定为40min~60min。
实施例2
反应器抽真空，臭氧灭菌方法
利用实施例1的反应器和臭氧灭菌检测方法，与实施例1不同之处，在于将反应器抽真空后，再通入臭氧灭菌，真空度在0.05MPa~0.08MPa之间。
实验一：通入臭氧气体，臭氧通气量分别达到反应器容积的4和8倍时，打开排气口阀门，检测排气口臭氧浓度均大于15ppm，排气口排出的臭氧浓度已达到灭菌要求。
实验二：反应器中通入臭氧时间分别为20min、40min、60min、80min，关闭排气阀和臭氧发生器控制阀，停止通入臭氧，反应器中的臭氧在反应器中保持40min，分别取样测定，臭氧通气40min~80min，检测瓶中均无菌生长，达到灭菌要求。
实验三：反应器中通入臭氧时间为40min，关闭排气阀门和臭氧进气控制阀门，臭氧在光生物反应器中保持为20min、40min、60min。分别取样测定，臭氧在反应器中保持20min~60min，检测瓶中均无菌生长。
依据实验结果，提高灭菌程度的把握，将通入臭氧时间定为40min~60min，臭氧在反应器中保持20min~40min。
实施例3
光合细菌制剂的无菌检测
紫硫细菌283-1菌株为厌氧菌，在固体平板上培养，不生长，将菌悬液涂布在固体平板上，若有菌生长，即为杂菌。采用实施例1的光生物反应器和臭氧灭菌方法对反应器灭菌，在灭菌罐中高温灭菌紫硫细菌283-1菌株的培养基，冷却至约35℃，无菌操作移入反应器。接种，控制温度29℃~31℃，光照培养7天，常规管理，菌体在反应器中生长良好。取样进行纯度检测，将样品1ml涂布在5个肉汤琼脂培养基的平皿中，未见杂菌生长，臭氧灭菌效果良好，培养过程中反应器封闭程度良好，反应器内部未被空气污染。经过12个月的运行，未见反应器内部和相关附件的腐蚀和渗漏。
本发明的灭菌方法将臭氧杀菌应用于光生物反应器的灭菌，实现了对非金属透光材料制备的光生物反应器的彻底灭菌，奠定了光合细菌高纯度培养的基础，克服了现有常规化学消毒剂对反应器灭菌不彻底和消毒剂有害残留的问题，解决了非金属高透光材料制备的光生物反应器难以采用传统高温蒸汽灭菌技术灭菌的难题。与现有化学消毒剂消毒方法相比，操作简单可靠、无有害残留、绿色环保。与微生物发酵行业上，采用传统的高温蒸汽灭菌方法相比，操作更为简单方便、节能环保、成本低廉。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (6)
1.规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，光生物反应器采用非金属透光材料制造，其特征在于：在光生物反应器上安装臭氧发生器，利用臭氧对光生物反应器内部、连接的管道和阀门内部进行灭菌；
臭氧灭菌有两种方式，一种方式是臭氧直接通入光生物反应器中灭菌，另一种是先将光生物反应器抽真空，再通入臭氧灭菌；
臭氧直接通入光生物反应器中灭菌的具体方法：开启臭氧控制器阀门和光生物反应器排气阀门，将臭氧气体通入光生物反应器、连接管道和相应的气体交换装置内部，臭氧通气量达到反应器容积的4~8倍时，排气口臭氧浓度不低于15ppm，继续通气60min~80min，先关闭气体排出阀，再关闭臭氧气体进入阀，反应器内部的臭氧气体在反应器中保持40min~60min，灭菌后残余的臭氧气体通过气体交换器排出室外。
2.2如权利要求1所述的规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，其特征在于：光生物反应器，包括罐体、内置光源及其套管、罐体组装的垫圈、热交换器、加热器及驱动循环泵；阀门内部包括密封胶垫；内置光源及套管安装在罐体内部；热交换器、加热器及驱动循环泵安装在罐体外部。
3.如权利要求2所述的规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，其特征在于：罐体和内置光源管主体的材质采用玻璃；罐体组装的垫圈材质为硅橡胶；热交换器和加热器材质为石英、不锈钢或玻璃；驱动循环泵为电磁泵；连接管道的材质为PVC、PPR或不锈钢；阀门的材质为塑料或不锈钢；阀门内部的密封胶垫材质为聚四氟乙烯。
4.如权利要求1所述的规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，其特征在于：臭氧发生器与光生物反应器底部进气口通过管道和阀门连接，反应器罐体上排气口安装净化气体交换器和阀门，通过净化气体交换器的阀门与通向室外的管道连接；光生物反应器上的连接管道，通过阀门控制安装于臭氧发生器上，连接管道另一端连接到相应的气体交换器。
5.如权利要求4所述的规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，其特征在于：若干臭氧发生器连接在金属储气罐罐上，通过储气罐的出口与光生物反应器连接；储气罐通过阀门控制和管道，与至少一个光生物反应器连接；通过储气罐阀门控制和臭氧发生器电源的开关，控制一台以上的臭氧发生器轮流工作。
6.如权利要求1所述的规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法，其特征在于：反应器抽真空通入臭氧灭菌的具体方法：关闭相关阀门，开启真空泵和抽真空控制阀门，将光反应器内部抽真空，真空度达到0.05 MPa~0.08 MPa，关闭抽真空控制阀门和真空泵开关；开启臭氧发生器管道控制阀门，通入臭氧气体，臭氧通气量达到反应器容积的4~8倍，开启排气阀门，排气口臭氧浓度不低于15ppm，继续通入臭氧气体40min~60mim，关闭排气阀门和臭氧进气控制阀门，臭氧在光生物反应器中保持20min~40min，灭菌后残余的臭氧气体通过气体交换器排出室外。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210480338.2A CN102973961B (zh) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210480338.2A CN102973961B (zh) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102973961A CN102973961A (zh) | 2013-03-20 |
| CN102973961B true CN102973961B (zh) | 2014-10-22 |
Family
ID=47848489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210480338.2A Expired - Fee Related CN102973961B (zh) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102973961B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110720582A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-24 | 厦门中纺大化纤材料有限公司 | 一种真空循环臭氧的高效灭菌方法 |
| CN113368283A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-09-10 | 郑州圣华药物食品技术开发有限公司 | 用氙准分子臭氧对微生物培养箱消毒的方法及其装备 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100311057B1 (ko) * | 1998-04-06 | 2002-04-22 | 손재익 | 내부순환형광생물반응기및이를이용한광합성미생물의배양방법 |
| CN1407087A (zh) * | 2001-09-05 | 2003-04-02 | 王宏群 | 光合菌工业化生产工艺 |
| CA2690384A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Algaedyne Corporation | Bioreactor |
| CN101402915B (zh) * | 2008-08-05 | 2011-07-20 | 上海海洋大学 | 一种培养光合细菌的高效光生物反应器 |
| CN201473545U (zh) * | 2009-08-11 | 2010-05-19 | 王科 | Led光源光生物反应器 |
| US20110117638A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-19 | Biovantage Resources, Inc. | Photobioreactor |
| CN201605272U (zh) * | 2010-03-01 | 2010-10-13 | 湖南本质生物科技有限公司 | 光合细菌培养罐 |
| CN201695042U (zh) * | 2010-05-26 | 2011-01-05 | 张新怀 | 微生物反应器 |
| CN201915083U (zh) * | 2010-09-13 | 2011-08-03 | 江苏邦德生物科技发展有限公司 | 一种光合细菌的高效培养装置 |
-
2012
- 2012-11-22 CN CN201210480338.2A patent/CN102973961B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102973961A (zh) | 2013-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102994367B (zh) | 一种纯培养光合细菌的光生物反应系统及其灭菌方法 | |
| CN105368746A (zh) | 嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的制备方法 | |
| CN102154106B (zh) | Em菌简易培养方法 | |
| CN102973961B (zh) | 规模化培养光合细菌的光生物反应器的臭氧灭菌方法 | |
| CN102630493B (zh) | 利用常规饮用水制备食药用菌液体菌种的方法及设备 | |
| CN100395326C (zh) | 微生物培养系统及应用该系统进行微生物培养的方法 | |
| CN218951379U (zh) | 一种雨生红球藻室内增殖培养系统 | |
| KR101402124B1 (ko) | 가정용 유효 미생물 발효장치 | |
| CN208055333U (zh) | 一种乳酸菌复合菌剂的制备装置 | |
| CN214458038U (zh) | 一种微生物培养装置 | |
| CN209144154U (zh) | 一种种子罐无菌可控量型接种装置 | |
| CN201049944Y (zh) | 一种食用菌液体菌种发酵装置 | |
| CN2064773U (zh) | 多级液体菌种发酵罐 | |
| CN204104745U (zh) | 一种可调节温度的发酵罐 | |
| CN103125269A (zh) | 一种液体菌种深层培养简易发酵装置 | |
| CN206542883U (zh) | 一种火腿微生物固定化发酵反应器 | |
| CN202016902U (zh) | 一种工程菌加速繁殖装置 | |
| CN104830715B (zh) | 一种海洋光合细菌规模化生产方法 | |
| CN201722379U (zh) | 一种种子罐接种装置 | |
| CN213266484U (zh) | 一种蛭弧菌简易培养装置 | |
| CN106244434B (zh) | 一种适用于微生物肥料液体发酵的接种装置及制作和应用 | |
| CN204661695U (zh) | 一种检测发酵生产用无菌空气的取样装置 | |
| CN105441402B (zh) | 一种产过氧化氢酶的发酵工艺 | |
| CN205152208U (zh) | 一种细菌发酵培养的新型接种装置 | |
| CN202543098U (zh) | 发酵有机肥自行式灭菌冷却除臭接种装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141022 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |