CN117229881A - 用于丝状真菌的生物反应器及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及菌株育种装置，公开了一种用于丝状真菌的生物反应器及其应用。所述生物反应器包括反应器壳体（1）、设置在所述反应器壳体（1）内的搅拌结构（2）以及驱动所述搅拌结构（2）转动的驱动结构，所述反应器壳体（1）包括反应器主体（11）和反应器封闭体（12），所述反应器主体（11）的一端呈开口状、另一端与所述反应器封闭体（12）连接，所述反应器主体（11）为花瓣形棱柱结构，所述反应器封闭体（12）的口径沿轴向从上往下逐渐减小。该生物反应器能够使得丝状真菌在低剪切而又足够的混合水平下生长，生长状态良好，菌体能够呈现良好的球形，且具有较好的生物量，用于解决现有生物反应器对丝状真菌的菌体损伤大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及菌株育种装置，具体涉及一种用于丝状真菌的生物反应器及其应用。
背景技术
目前生物工业应用主要是通过生物工艺来实现，而主要的生物工艺就是大规模的生物反应器，即发酵罐。现有生物反应器对不同类型和需求的菌种的适用性不高，当使用现有的生物反应器进行丝状真菌的发酵生产时，由于反应器在具有过高的混合能力的同时，剪切力也是巨大的，会对丝状真菌在发酵过程中呈现的“球形”菌体造成损坏，这不利于在发酵过程中需要低剪切力的丝状真菌的生长。
现有的反应器对于剪切的调控过于单一，利用转速等参数对于发酵过程中的剪切调控是低效率的，而且一味的去调低转速可能会使得菌体达不到充分的混合条件，不能够让菌种在培养时获得充足的营养物质而导致其生长缓慢、生长状态差。
因此，亟需提供一种适用于丝状真菌发酵培养的生物反应器。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的生物反应器在用于对剪切敏感的丝状真菌进行发酵生产时容易对菌体损伤大的问题，提供一种用于丝状真菌的生物反应器及其应用，该生物反应器能够使得丝状真菌在低剪切、足够的混合水平下发酵生长，生长状态良好，菌体能够呈现良好的球形，且能够获得较佳的生物量。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于丝状真菌的生物反应器，所述生物反应器包括反应器壳体、设置在所述反应器壳体内的搅拌结构以及驱动所述搅拌结构转动的驱动结构，所述反应器壳体包括反应器主体和反应器封闭体，所述反应器主体的一端呈开口状、另一端与所述反应器封闭体连接，所述反应器主体为花瓣形棱柱结构，所述花瓣形棱柱结构的横截面形状为多边花瓣形，能够降低生物反应器剪切力的同时提高混合水平；所述反应器封闭体的口径沿轴向从上往下逐渐减小。
优选地，所述花瓣形棱柱结构的横截面形状为六边花瓣形。
进一步优选地，所述六边花瓣形的每条边的圆心角均为20-40°。
优选地，所述搅拌结构包括至少一组桨叶组件和搅拌轴，每组所述桨叶组件包括与所述搅拌轴连接的桨叶连接轴以及位于每个桨叶连接轴端部的球形桨叶。
进一步优选地，所述生物反应器在混合过程中的剪切力为0.2-0.6Pa，混合参数为180-240W/m3。
更进一步优选地，所述球形桨叶的直径与所述桨叶连接轴的长度之比为0.5-1:1。
优选地，在每组所述桨叶组件中，所述桨叶连接轴设置为2-5个，且所述桨叶连接轴绕所述搅拌轴的外周均匀分布。
优选地，所述桨叶组件设置为2-4组，且所述桨叶组件沿着所述搅拌轴的长度方向均匀分布。
优选地，所述生物反应器还包括进气结构，所述进气结构设置在所述反应器封闭体的内侧壁上。
本发明第二方面提供上述第一方面所述的生物反应器在丝状真菌发酵过程中的应用。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
本发明提供的用于丝状真菌的生物反应器，反应器主体为花瓣形棱柱结构，反应器封闭体呈锥形结构，将该生物反应器用于丝状真菌的发酵培养时，花瓣形棱柱结构的反应器主体能够减少菌种发酵时的剪切力，同时满足了菌种生长所需的混合水平，使得菌种得以良好的生长，提高发酵效率，并能够呈现良好的球形，便于菌体后续的提取分离操作。
本发明提供的用于丝状真菌的生物反应器，通过将反应器主体设置成横截面形状为六边花瓣形的棱柱结构，进一步减小了生物反应器对菌种的剪切力，使得菌种可以在低剪切的环境下生长；通过球形桨叶的设置，大大减少了桨叶对菌种的损伤，使得菌种得以良好的生长，进一步提高菌种的发酵效率。而且，该生物反应器还具有便于调节剪切、能源消耗小的特点。
有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明中用于丝状真菌的生物反应器的结构示意图；
图2是图1所示的生物反应器的俯视图；
图3是图1所示的生物反应器的剖面图；
图4是生物反应器5的结构示意图；
图5为生物反应器5中搅拌机构的结构示意图；
图6是实施例1中得到的菌体照片；
图7是对比例2中得到的菌体照片。
附图标记说明
1：反应器壳体；11：反应器主体；12：反应器封闭体；2：搅拌结构；21：桨叶组件；211：桨叶连接轴；212：球形桨叶；22：搅拌轴；3：进气结构。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是抵接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明第一方面提供一种用于丝状真菌的生物反应器，生物反应器包括反应器壳体1、设置在反应器壳体1内的搅拌结构2以及驱动搅拌结构2转动的驱动结构，反应器壳体1包括反应器主体11和反应器封闭体12，反应器主体11的一端呈开口状、另一端与反应器封闭体12连接，反应器主体11为花瓣形棱柱结构，花瓣形棱柱结构的横截面形状为多边花瓣形，能够降低生物反应器剪切力的同时提高混合水平；反应器封闭体12的口径沿轴向从上往下逐渐减小。
本发明中，反应器壳体1包括反应器主体11和反应器封闭体12，其中，反应器主体11的一端呈开口状、另一端与反应器封闭体12连接，是指反应器主体11是棱柱结构且内部为空腔；反应器主体11为花瓣形棱柱结构，花瓣形棱柱结构是指横截面形状为多边花瓣形的柱状，且其外壁与内壁的横截面形状相同；反应器封闭体12的口径沿轴向从上往下逐渐减小，具体是指反应器封闭体12的横截面面积从其与反应器主体11连接处沿着反应器封闭体12的轴向逐渐减小，另外，反应器封闭体12的横截面形状可以与花瓣形棱柱结构的横截面形状相同，也可以不同；搅拌结构2竖直设置在反应器壳体1内，可以设置其顶端伸出反应器壳体1的顶部与驱动结构连接，也可以设置其底端伸出反应器壳体1的底部与驱动结构连接；驱动结构可以为驱动电机；反应器壳体1的侧壁内可以根据该生物反应器的使用需求设置加热结构，从而对反应器壳体1内的介质进行加热；反应器壳体1上还可以根据实际需求设置进气口、出气口、进料口和出料口，一般进气口位于反应器壳体1的侧壁上，出料口一般位于反应器壳体1的底部。
通过本发明上述基本技术方案的生物反应器，参见图1至图3，使用时，将含有丝状真菌的培养液装入该生物反应器中，控制生物反应器的液位处于合适的位置，通过驱动机构驱动搅拌结构2转动，进而带动液体的流动，使得菌体在搅拌的条件下进行发酵培养。该生物反应器将反应器主体11设置为花瓣形棱柱结构，使得该生物反应器具有较低的剪切力和较好的混合性能，能够应用于对剪切力敏感的微生物的发酵过程，提高发酵效率。
根据本发明，花瓣形棱柱结构的横截面形状可以设置为多边花瓣形，降低菌种发酵过程中的剪切力，同时提高了菌种与培养液的混合水平，具体地，花瓣形棱柱结构的横截面形状可以为四边花瓣形、六边花瓣形、八边花瓣形或十边花瓣形。为了进一步在降低生物反应器剪切力的同时提高混合水平，优选情况下，花瓣形棱柱结构的横截面形状为六边花瓣形。
根据本发明，六边花瓣形的每条边均为圆弧，圆弧的弧度可以相同，也可以不相同。作为六边花瓣形的一种优选实施方式，参见图2，六边花瓣形的每条边的圆心角（α）均为20-40°，具体可以为20°、30°、40°，或者前述两个值之间的任意值。
根据本发明，搅拌结构2可以采用常规结构的搅拌结构，作为搅拌结构2的一种优选实施方式，参见图1和图3，搅拌结构2包括至少一组桨叶组件21和搅拌轴22，每组桨叶组件21包括与搅拌轴22连接的桨叶连接轴211以及位于每个桨叶连接轴211端部的球形桨叶212。搅拌轴22的一端可以伸出反应器主体11的顶端与驱动结构连接、另一端沿反应器主体11的轴向延伸至反应器主体11的底部区域或反应器封闭体12的底部区域。在驱动结构的驱动下，搅拌轴22带动与其连接的桨叶组件21转动，使得生物反应器内的菌种与培养液能够分布均匀以提高其混合水平。此外，通过球形桨叶212的设置，使得球形桨叶212在转动的过程中，减少其对菌种的损伤，使得菌种可以良好地生长，提高菌种的生物量，进而提高菌种的发酵效率。
根据本发明，该生物反应器具有较好的混合水平，同时剪切力低，适用于对剪切敏感的丝状真菌的发酵过程。作为生物反应器发酵培养的一种优选实施方式，生物反应器在混合过程中的剪切力（τ）为0.2-0.6Pa，具体可以为0.2Pa、0.4Pa、0.6Pa，或者前述两个值之间的任意值；混合参数为180-240W/m3，具体可以为180W/m3、200W/m3、220W/m3、240W/m3，或者前述两个值之间的任意值。
本发明中，采用计算流体力学技术（CFD）的方法对生物反应器进行设计以及模拟实验，模拟出了在发酵运用过程中的反应器内部流场情况。采用多重参考系法（MFR）将流场区域划分为两个区域计算，在计算过程中，桨叶组件21所在区域为旋转坐标系，桨叶组件21以外采用静止坐标系。MFR法是每个桨叶组件21的圆柱形区域从整个流场区域人为划分出来作为运动区域，而剩下的部分作为静止区域，两个区域通过耦合界面进行数据交换，实现运动区域和静止区域的联动。
本发明中，剪切力（τ，单位：Pa）的计算公式如式（I）所示：
式（I）；
其中，μ为流体的运动黏度，单位：Pa·s。
式（I）中，ε为湍动能扩散速率，单位：m2/s3，其计算公式如式（II）所示；
式（II）；
其中，是动力粘度，单位：m2/s；S为速度梯度张量，单位：s-1；ω为旋转率张量，单位：s-1。
本发明中，本发明中，生物反应器的混合参数也可以基于流体运动所消耗的能量，使用体积平均功率输入（P/V，单位：W/m3）作为混合参数来表示生物反应器内部的混合状态，混合参数的公式如式（III）所示；
式（III）；
其中，P为生物反应器的输入功率，单位：W；V为生物反应器中液体的体积，单位：m3；v为生物反应器中液体的粘度，单位：Pa·s；μ为流体的运动黏度，单位：Pa·s；是粘性耗散函数，单位：W。
式（III）中，的计算公式如式（IV）所示；
式（IV）；
其中，x、y、z分别为直角坐标系中三个方向的坐标，u、v、w则分别为三个方向上的速度分量。
本发明中，生物反应器还具有较好的传气参数，一般使用气含率KLa来表示整个生物反应器中的气体传递速率，代表了在通气状态下的单位体积的反应液中所含空气的体积百分比，KLa为KL和a的值的求积，KL的计算公式如式（V）所示，a的计算公式如式（VI）所示；
式（V）；
式（VI）；
其中，DL为氧气在水中的扩散系数；ε为湍动能扩散速率，单位：m2/s3；ρ是水的密度，单位：kg/m3；K是水的黏度，单位：Pa·s；n为多相流中流体相的数量，当使用两相流时，n=2；Φ是局部气含率；db为平均气泡直径，单位：m。
本发明中，桨叶连接轴211的长度可以根据反应器壳体1的内腔大小进行设计，能够使得桨叶组件21在反应器壳体1内正常转动。作为桨叶连接轴211长度的一种优选实施方式，参见图3，设定六边花瓣形的相邻两条边的连接处至搅拌轴22的距离为M，桨叶连接轴211的长度与M之比为0.3-0.6:1，具体可以为0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1，或者前述两个值之间的任意值，进一步减小了桨叶组件21对菌种的损伤。
根据本发明，球形桨叶212的直径以及桨叶连接轴211的长度可以根据反应器壳体1的大小和具体发酵的微生物进行设计。为了进一步在提高生物反应器混合水平的同时降低其剪切力，优选情况下，球形桨叶212的直径与桨叶连接轴211的长度之比为0.5-1:1，具体可以为0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1，或者前述两个值之间的任意值。
根据本发明，每组桨叶组件21中桨叶连接轴211的数量可以根据反应器壳体1的大小和具体发酵的微生物进行设计。作为桨叶组件21的一种优选实施方式，在每组桨叶组件21中，桨叶连接轴211设置为2-5个，且桨叶连接轴211绕搅拌轴22的外周均匀分布，从而使得菌种和培养液较为均匀地分散至反应器壳体1内。需要注意的是，每个桨叶连接轴211可以与搅拌轴22垂直连接，也可以倾斜连接。
作为桨叶组件21的一种具体实施方式，在每组桨叶组件21中，桨叶连接轴211设置有3个且均与搅拌轴22垂直连接，即桨叶组件21为三叶球形桨。
根据本发明，桨叶组件21的数量可以根据反应器壳体1的大小进行设计，桨叶组件21可以设置为1组，也可以设置为多组。优选情况下，桨叶组件21设置为2-4组，且桨叶组件21沿着搅拌轴22的长度方向均匀分布，以提高生物反应器的混合水平，同时减小剪切力，提高菌种的生物量。
作为桨叶组件21的一种具体实施方式，桨叶组件21设置为3组，且3组桨叶组件21沿着搅拌轴22的长度方向均匀分布。
作为本发明中生物反应器的另一种优选实施方式，生物反应器还包括进气结构3，进气结构3设置在反应器封闭体12的内侧壁上。通过进气结构3向生物反应器内供氧，能够更好地控制培养液中的含氧量，进而能够促进发酵反应的进行，提高丝状真菌的发酵效率和生物量。
本发明中，进气结构3的具体结构可以根据反应器封闭体12的结构设计，可以设置为环状且沿着反应器封闭体12的周向设置。
根据本发明一种特别优选的实施方式，如图1至图3所示，提供一种用于丝状真菌的生物反应器，生物反应器包括反应器壳体1、设置在反应器壳体1内的搅拌结构2、驱动搅拌结构2转动的驱动结构和进气结构3，反应器壳体1包括反应器主体11和反应器封闭体12，反应器主体11的一端呈开口状、另一端与反应器封闭体12连接，反应器主体11为花瓣形棱柱结构，花瓣形棱柱结构是横截面形状为六边花瓣形的棱柱结构，六边花瓣形的每条边的圆心角均为20-40°，反应器封闭体12的口径沿轴向从上往下逐渐减小，搅拌结构2包括2-4组桨叶组件21和搅拌轴22，每组桨叶组件21包括2-5个与搅拌轴22连接的桨叶连接轴211以及位于每个桨叶连接轴211端部的球形桨叶212，桨叶连接轴211的长度与M之比为0.3-0.6:1，球形桨叶212的直径与桨叶连接轴211的长度之比为0.5-1:1，在每组桨叶组件21中，桨叶连接轴211绕搅拌轴22的外周均匀分布，桨叶组件21沿着搅拌轴22的长度方向均匀分布，进气结构3设置在反应器封闭体12的内侧壁上，进气结构3为环状；生物反应器在混合过程中的剪切力为0.2-0.6Pa，混合参数为180-240W/m3。
上述特别优选的实施方式中，生物反应装置能够满足丝状真菌对低剪切的需求，同时具有较高的混合水平，菌体可以呈现良好的球形，生长状态良好，生物量的反馈表现佳。
本发明第二方面提供上述第一方面所述的生物反应器在丝状真菌发酵过程中的应用。
本发明中，丝状真菌可以为虫草真菌、黑牛肝菌、赤霉等。
具体地，以丝状虫草真菌（羽束梗孢，产自新疆）为例，将菌种按照1-10体积%接种至种子培养基中，在温度为25-30℃、pH为6.5-7.5的条件下进行传代培养得到种子培养液，传代培养的传代次数为两代，每代传代培养的时间为24h；将种子培养液按照1-10体积%接种至发酵培养基中，并将带有种子培养液的发酵培养基置于上述第一方面所述的生物反应器中，在温度为25-30℃、pH为6.5-7.5、转速为300-500rpm的条件下发酵培养300-336h。
种子培养基和发酵培养基可以是试验人员根据实际情况确定，优选地，种子培养基包括：15-25g/L葡萄糖、5-15g/L蛋白胨、1-3g/L磷酸二氢钾、0.4-0.6g/L硫酸镁，115℃高压灭菌30min；发酵培养基包括：35-45g/L葡萄糖、15-25g/L蛋白胨、1-3g/L磷酸二氢钾、0.4-0.6g/L硫酸镁，115℃高压灭菌30min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明的原料没有特殊限制，均为市售品。
生物反应器1
包括反应器壳体1、设置在反应器壳体1内的搅拌结构2、驱动搅拌结构2转动的驱动结构和进气结构3，反应器壳体1包括反应器主体11和反应器封闭体12，反应器主体11的一端呈开口状、另一端与反应器封闭体12连接，反应器主体11为花瓣形棱柱结构，花瓣形棱柱结构是横截面形状为六边花瓣形的棱柱结构，六边花瓣形的每条边的圆心角均为40°，反应器封闭体12的口径沿轴向自上而下逐渐减小，搅拌结构2包括3组桨叶组件21和搅拌轴22，每组桨叶组件21包括3个与搅拌轴22垂直连接的桨叶连接轴211以及位于每个桨叶连接轴211端部的球形桨叶212，桨叶连接轴211的长度与M之比为0.5:1，球形桨叶212的直径与桨叶连接轴211的长度之比为0.6:1，在每组桨叶组件21中，桨叶连接轴211绕搅拌轴22的外周均匀分布，桨叶组件21沿着搅拌轴22的长度方向均匀分布，进气结构3设置在所述反应器封闭体12的内侧壁上，进气结构3为环状。
生物反应器2
与生物反应器1不同的是，花瓣形棱柱结构是横截面形状为四边花瓣形的棱柱结构，四边花瓣形的每条边的圆心角均为40°。
生物反应器3
与生物反应器1不同的是，球形桨叶212的直径与桨叶连接轴211的长度之比为0.1:1。
生物反应器4
与生物反应器1不同的是，花瓣形棱柱结构是横截面形状为正六边形的棱柱结构。
生物反应器5
选自迪必尔生物工程（上海）有限公司，型号为5L不锈钢发酵罐，生物反应器5的结构示意图如图4所示，生物反应器5中搅拌机构的结构示意图如图5所示。
实施例1
（1）将羽束梗孢按照5体积%接种至种子培养基中并放入摇瓶，在温度为28℃、pH为7的条件下进行传代培养得到种子培养液，传代培养的传代次数为两代，每代传代培养的时间为24h；
种子培养基包括：20g/L葡萄糖、10g/L蛋白胨、2g/L磷酸二氢钾，0.5g/L硫酸镁；
（2）将种子培养液按照8体积%接种至发酵培养基中，并将带有种子培养液的发酵培养基置于生物反应器1中在温度为28℃、pH为7、转速为400rpm的条件下发酵培养300h；
发酵培养基包括：40g/L葡萄糖、20g/L蛋白胨、2g/L磷酸二氢钾，0.5g/L硫酸镁。
实施例1得到的菌体照片如图6所示。
实施例2
按照实施例1的方法进行羽束梗孢的发酵，不同的是，采用的反应器为生物反应器2。
实施例3
按照实施例1的方法进行羽束梗孢的发酵，不同的是，采用的反应器为生物反应器3。
对比例1
按照实施例1的方法进行羽束梗孢的发酵，不同的是，采用的反应器为生物反应器4。
对比例2
按照实施例1的方法进行羽束梗孢的发酵，不同的是，采用的反应器为生物反应器5。
对比例2得到的菌体照片如图7所示。
试验方法及结果
采用计算流体力学技术（CFD）的方法对实施例1-实施例3和对比例1-对比例2中羽束梗孢发酵过程中的生物反应器内部流场情况进行模拟，并计算平均气含率、混合参数、剪切参数、耗散率。
具体过程包括：采用多重参考系法（MFR）将流场区域划分为两个区域计算，在计算过程中，桨叶组件21所在区域为旋转坐标系，桨叶组件21以外采用静止坐标系。MFR法是每个桨叶组件21的圆柱形区域从整个流场区域人为划分出来作为运动区域，而剩下的部分作为静止区域，两个区域通过耦合界面进行数据交换，实现运动区域和静止区域的联动；
（1）在生物反应器中，沿着搅拌轴22的长度方向，将桨叶组件21在搅拌过程中形成的圆柱形区域自上而下分别划分为上浆区、中桨区和下桨区，对上浆区、中桨区和下桨区的湍动能扩散速率（ε，单位：m2/s3）进行计算，湍动能扩散速率的计算公式如式（II）所示：
式（II）；
其中，是动力粘度，单位：m2/s；S为速度梯度张量，单位：s-1；ω为旋转率张量，单位：s-1。
剪切力（τ，单位：Pa）的计算公式如式（I）所示：
式（I）；
其中，μ为流体的运动黏度，单位：Pa·s；ε为湍动能扩散速率，单位：m2/s3。
（2）生物反应器的混合参数也可以基于流体运动所消耗的能量，使用体积平均功率输入（P/V，单位：W/m3）作为混合参数来表示生物反应器内部的混合状态，混合参数的公式如式（III）所示；
式（III）；
其中，P为生物反应器的输入功率，单位：W；V为生物反应器中液体的体积，单位：m3；v为生物反应器中液体的粘度，单位：Pa·s；μ为流体的运动黏度，单位：Pa·s；是粘性耗散函数，单位：W。
式（III）中，的计算公式如式（IV）所示；
式（IV）；
其中，x、y、z分别为直角坐标系中三个方向的坐标，u、v、w则分别为三个方向上的速度分量。
（3）平均气含率使用气含率KLa来表示整个生物反应器中的气体传递速率，KL的计算公式如式（V）所示，a的计算公式如式（VI）所示；
式（V）；
式（VI）；
其中，DL为氧气在水中的扩散系数；ε为湍动能扩散速率，单位：m2/s3，ρ是水的密度，单位：kg/m3；K是水的黏度，单位：Pa·s；n为多相流中流体相的数量，当使用两相流时，n=2；Φ是局部气含率；db为平均气泡直径，单位：m。
实施例1-实施例3和对比例1-对比例2中羽束梗孢发酵过程中的生物反应器内部的平均气含率、混合参数、剪切力、湍动能耗散速率的结果见表1。
表1
由表1的结果可知，相较于对比例1和对比例2，实施例1-实施例3提供的生物反应器用于丝状真菌的发酵生产时，能够在低剪切的同时增加其混合水平，使得菌种得以良好的生长，具有较好的菌种形态，且生物量高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述生物反应器包括反应器壳体（1）、设置在所述反应器壳体（1）内的搅拌结构（2）以及驱动所述搅拌结构（2）转动的驱动结构，所述反应器壳体（1）包括反应器主体（11）和反应器封闭体（12），所述反应器主体（11）的一端呈开口状、另一端与所述反应器封闭体（12）连接，所述反应器主体（11）为花瓣形棱柱结构，所述花瓣形棱柱结构的横截面形状为多边花瓣形，能够降低生物反应器剪切力的同时提高混合水平；所述反应器封闭体（12）的口径沿轴向从上往下逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述花瓣形棱柱结构的横截面形状为六边花瓣形。
3.根据权利要求2所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述六边花瓣形的每条边的圆心角均为20-40°。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述搅拌结构（2）包括至少一组桨叶组件（21）和搅拌轴（22），每组所述桨叶组件（21）包括与所述搅拌轴（22）连接的桨叶连接轴（211）以及位于每个桨叶连接轴（211）端部的球形桨叶（212）。
5.根据权利要求4所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述生物反应器在混合过程中的剪切力为0.2-0.6Pa，混合参数为180-240W/m3。
6.根据权利要求4所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述球形桨叶（212）的直径与所述桨叶连接轴（211）的长度之比为0.5-1:1。
7.根据权利要求4所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，在每组所述桨叶组件（21）中，所述桨叶连接轴（211）设置为2-5个，且所述桨叶连接轴（211）绕所述搅拌轴（22）的外周均匀分布。
8.根据权利要求4所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述桨叶组件（21）设置为2-4组，且所述桨叶组件（21）沿着所述搅拌轴（22）的长度方向均匀分布。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于丝状真菌的生物反应器，其特征在于，所述生物反应器还包括进气结构（3），所述进气结构（3）设置在所述反应器封闭体（12）的内侧壁上。
10.权利要求1至9中任意一项所述的生物反应器在丝状真菌发酵过程中的应用。
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