CN108251266A - 连续生物发酵d-乳酸的发酵装置 - Google Patents

连续生物发酵d-乳酸的发酵装置 Download PDF

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CN108251266A CN201611241641.1A CN201611241641A CN108251266A CN 108251266 A CN108251266 A CN 108251266A CN 201611241641 A CN201611241641 A CN 201611241641A CN 108251266 A CN108251266 A CN 108251266A
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闻建华
闻铭远
傅红
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Tianjin Lingshi Biotechnology Development Co Ltd
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate

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Abstract

本发明涉及一种连续生物发酵D‑乳酸的发酵装置，所述装置包括发酵罐、补料系统和出料系统，所述补料系统和出料系统分别均与发酵罐相连接设置，所述补料系统能够向发酵罐内补充新鲜无菌培养基；所述出料系统包括固液分离器、菌液收集瓶、菌体收集瓶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵和连接管道。本装置可实现D‑乳酸的连续发酵，操作简单，可以有效保证发酵质量，大幅提高了D‑乳酸的生产效率，而且不易造成污染，菌种可回收重复利用，节约了生产成本，给使用带来了便利。

Description

连续生物发酵D-乳酸的发酵装置
技术领域
本发明属于发酵设备技术领域，尤其是一种连续生物发酵D-乳酸的发酵装置。
背景技术
目前，在D-乳酸的发酵生产过程中，主要通过单批次罐发酵，发酵完成后，需将发酵液一次放罐，进行后续提取，放出发酵液后的发酵罐需重新清洗罐体，配置新鲜发酵培养基，进行高温灭菌以及调节发酵罐内发酵培养基的初始PH值，先前培养的二级种子罐中的D-乳酸菌种培养要到位，具备发酵接种。成熟种子液在接种到发酵罐过程中，操作过程复杂、菌种极易染菌，有造成发酵失败的可能。为尽可能降低这种人为反复操作易失败的可能，必须探究出一种新的发酵设备来减少这种单批次罐发酵存在的一系列弊端。因此，亟需一种新的发酵设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种连续生物发酵D-乳酸的发酵装置，该装置结构简单、设计科学合理，该装置可实现D-乳酸的连续发酵，操作简单，可以有效保证发酵质量，大幅提高了D-乳酸的生产效率，而且不易造成污染，菌种可回收重复利用，节约了生产成本，给使用带来了便利。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种连续生物发酵D-乳酸的发酵装置，所述装置包括发酵罐、补料系统和出料系统，所述补料系统和出料系统分别均与发酵罐相连接设置，所述补料系统能够向发酵罐内补充新鲜无菌培养基；
所述出料系统包括固液分离器、菌液收集瓶、菌体收集瓶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵和连接管道，所述固液分离器的顶部入口端通过连接管道与发酵罐内的上部紧密相连通设置，该连接管道上设置第一蠕动泵，所述固液分离器的底部出口端通过连接管道分别与发酵罐内的上部、菌体收集瓶的顶部入口端紧密相连通设置，固液分离器的底部出口端与发酵罐之间的连接管道上依次设置一球阀和第三蠕动泵，固液分离器的底部出口端与菌体收集瓶的顶部入口端的连接管道上依次设置一球阀和第四蠕动泵；
所述固液分离器内的中上部一侧通过连接管道与菌液收集瓶的顶部入口相连接设置，该连接管道上设置第二蠕动泵。
而且，所述补料系统包括补料瓶、补料插针、补料蠕动泵和补料接口，所述补料插针插设在补料瓶内，所述补料接口设置在发酵罐的罐口处并与发酵罐内部相连通设置，所述补料插针、补料蠕动泵和补料接口则通过硅胶管顺序连通。
而且，所述发酵罐内设置一搅拌器。
本发明取得的优点和积极效果是：
1、本装置包括发酵罐、补料系统和出料系统，所述补料系统和出料系统分别均与发酵罐相连接设置，补料系统能够向发酵罐内补充新鲜培养基，出料系统包括固液分离器、菌液收集瓶、菌体收集瓶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵和连接管道，该装置在连续发酵时，补料系统按需求数量连续向发酵罐内补充新鲜无菌培养基，然后进行发酵，发酵结束后，发酵罐中多出的发酵液通过第一蠕动泵泵入固液分离器中进行固液分离，固液分离器中的发酵液经固液分离后，不含菌丝体的发酵液通过第二蠕动泵将发酵液蠕送到菌液收集瓶中，固液分离器底部收集到的菌丝体通过第三蠕动泵连续回送至发酵罐中作为补充菌株，当发酵罐中菌种的生物量超出要求数量时，则超出的菌种部分则可以通过第四蠕动泵输送到菌体收集瓶中，如此循环操作即可，该装置可实现D-乳酸的连续发酵，操作简单，可以有效保证发酵质量，大幅提高了D-乳酸的生产效率，而且不易造成污染，菌种可回收重复利用，节约了生产成本，给使用带来了便利。
2、本装置的发酵罐内设置一搅拌器，该搅拌器的设置能够保证发酵罐内发酵液的充分混合，从而提高发酵效率。
附图说明
图1为本发明的结构连接示意图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中未详细描述的结构、连接关系及方法，均可以理解为本领域内的公知常识，例如专利公开号为CN203451520U中所公开的内容。
一种连续生物发酵D-乳酸的发酵装置，如图1所示，所述装置包括发酵罐11、补料系统和出料系统，所述补料系统和出料系统分别均与发酵罐相连接设置，所述补料系统能够向发酵罐内补充新鲜无菌培养基；
所述出料系统包括固液分离器3、菌液收集瓶1、菌体收集瓶17、第一蠕动泵5、第二蠕动泵2、第三蠕动泵13、第四蠕动泵16和连接管道4，所述固液分离器的顶部入口端通过连接管道与发酵罐内的上部紧密相连通设置，该连接管道上设置第一蠕动泵，所述固液分离器的底部出口端通过连接管道分别与发酵罐内的上部、菌体收集瓶的顶部入口端紧密相连通设置，固液分离器的底部出口端与发酵罐之间的连接管道上依次设置一球阀14和第三蠕动泵，固液分离器的底部出口端与菌体收集瓶的顶部入口端的连接管道上依次设置一球阀15和第四蠕动泵；
所述固液分离器内的中上部一侧通过连接管道与菌液收集瓶的顶部入口相连接设置，该连接管道上设置第二蠕动泵。
本装置包括发酵罐、补料系统和出料系统，所述补料系统和出料系统分别均与发酵罐相连接设置，补料系统能够向发酵罐内补充新鲜培养基，出料系统包括固液分离器、菌液收集瓶、菌体收集瓶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵和连接管道，该装置在连续发酵时，补料系统按需求数量连续向发酵罐内补充新鲜无菌培养基，然后进行发酵，发酵结束后，发酵罐中多出的发酵液通过第一蠕动泵泵入固液分离器中进行固液分离，固液分离器中的发酵液经固液分离后，不含菌丝体的发酵液通过第二蠕动泵将发酵液蠕送到菌液收集瓶中，固液分离器底部收集到的菌丝体通过第三蠕动泵连续回送至发酵罐中作为补充菌株，当发酵罐中菌种的生物量超出要求数量时，则超出的菌种部分则可以通过第四蠕动泵输送到菌体收集瓶中，如此循环操作即可，该装置可实现D-乳酸的连续发酵，操作简单，可以有效保证发酵质量，大幅提高了D-乳酸的生产效率，而且不易造成污染，菌种可回收重复利用，节约了生产成本，给使用带来了便利。
在本实施例中，所述补料系统包括补料瓶10、补料插针9、补料蠕动泵8和补料接口6，所述补料插针插设在补料瓶内，所述补料接口设置在发酵罐的罐口处并与发酵罐内部相连通设置，所述补料插针、补料蠕动泵和补料接口则通过硅胶管7顺序连通。
在本实施例中，所述发酵罐内设置一搅拌器12，该搅拌器的设置能够保证发酵罐内发酵液的充分混合，从而提高发酵效率。

Claims (3)

1.一种连续生物发酵D-乳酸的发酵装置，其特征在于：所述装置包括发酵罐、补料系统和出料系统，所述补料系统和出料系统分别均与发酵罐相连接设置，所述补料系统能够向发酵罐内补充新鲜无菌培养基；
所述出料系统包括固液分离器、菌液收集瓶、菌体收集瓶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵和连接管道，所述固液分离器的顶部入口端通过连接管道与发酵罐内的上部紧密相连通设置，该连接管道上设置第一蠕动泵，所述固液分离器的底部出口端通过连接管道分别与发酵罐内的上部、菌体收集瓶的顶部入口端紧密相连通设置，固液分离器的底部出口端与发酵罐之间的连接管道上依次设置一球阀和第三蠕动泵，固液分离器的底部出口端与菌体收集瓶的顶部入口端的连接管道上依次设置一球阀和第四蠕动泵；
所述固液分离器内的中上部一侧通过连接管道与菌液收集瓶的顶部入口相连接设置，该连接管道上设置第二蠕动泵。
2.根据权利要求1所述的连续生物发酵D-乳酸的发酵装置，其特征在于：所述补料系统包括补料瓶、补料插针、补料蠕动泵和补料接口，所述补料插针插设在补料瓶内，所述补料接口设置在发酵罐的罐口处并与发酵罐内部相连通设置，所述补料插针、补料蠕动泵和补料接口则通过硅胶管顺序连通。
3.根据权利要求1或2所述的连续生物发酵D-乳酸的发酵装置，其特征在于：所述发酵罐内设置一搅拌器。
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