CN1780904A - 固态发酵罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在固体基质上培养微生物的固态发酵罐，尤其是大容量的。本发明的应用领域是微生物工业。根据本发明的固态发酵罐包括一个或多个不透气和防水发酵罐平台，它们彼此一个在另一个顶部排列，它们以空气或水都不能从侧面流出的方式与容器壁连接，发酵罐平台上有用于待培养微生物的培养基质，其中通过发酵罐底部上升和引入发酵罐平台(4)的冷却喷枪实现发酵原料的冷却，和密封件(6)安装在发酵罐平台(4)之间，密封件被其上的平台(4)质量靠着发酵罐内壁而压缩。

Description

固态发酵罐
技术领域
本发明涉及在固体基质上培养微生物的固态发酵罐，尤其是大容量的。本发明的应用领域是微生物工业。
背景技术
WO 99/57239已经显示了一种固态发酵罐，包括空气和水可渗透且彼此上下排列的至少两个发酵罐平台，它们以空气或水都不能从侧面流出的方式与容器壁连接，发酵罐平台上有待培养微生物的培养基质和安装在每个平台下的冷却装置。
在使用时，这个发酵罐表现出很多缺点。
1.每一单独发酵平台使用冷却螺旋形式的冷却系统，其在平台下运行，每一平台不得不装备冷却剂流程和冷却剂从外面通过发酵罐壁排出，导致发酵原料被用来冷却的冷却剂污染的高风险。这种高风险污染特别归因于每个冷却螺旋必须与发酵罐外面的冷却剂供给口和排出口在2个连接管(对于冷却剂的供给和排出)的帮助下连接的事实。这些连接管上可以发生泄露。所述泄漏发生的风险随发酵罐平台数量增加而增加。由于冷却系统的连接片从外面伸入发酵罐(每个发酵罐平台一个供给和一个排出)，结果发酵罐平台下面的插入困难。在插入中，它们必须保持某一角度或提供一个凹处，为了降低通过连接管并进入发酵罐的下半部分。
2.WO 99/57239描述的固态发酵罐的更多问题是发酵罐平台位于“环形或其它形状的装置”上(权利要求4)。这些“环形或其它形状的装置”装备有热稳定的垫圈。这是为防止水或空气流动通过发酵罐平台。然而，这些“环形或其它形状的装置”具有它们之下平台的插入困难的影响。
发明内容
因此，本发明基于通过建设性的改变而消除WO 99/57239中要求保护的固态发酵罐的所述缺点和能够采用大容量的任务。
按照如下所述的本发明来解决这个任务。本发明领域的基本特征
-发酵原料的新型冷却和
-发酵罐平台与发酵罐壁的新型密封。
附图说明
图1是固态发酵罐的原理图；
图2是发酵塔层；
图3是带有逆流和顺流的冷却喷枪。
参考标记列表
图1
1发酵罐壁
2发酵罐盖子
3冷却喷枪
4发酵罐平台
5培养微生物的基质
6发酵罐平台之间的密封件
6a分离的密封件
7盖子密封件
8盖子螺旋接头
9汽入口
10无菌水过滤器
11进水口
12排出管
13无菌空气过滤器
14进气口
15冷却剂回流口
16冷却剂供给口
17接种开口
18无菌排气过滤器
19排气
20安全阀
图2
a)正视图
b)俯视图
1发酵罐平台壁
2密封件
3冷却喷枪的开口
4平台底部，包括打眼薄板
图3
1内管
2外管
3供给口
4回流口
具体实施方式
1.发酵原料的冷却
从发酵罐底部垂直上升的冷却喷枪(图1/3)确保发酵罐原料的冷却。冷却喷枪的距离基于培养的微生物所产生的热量。冷却喷枪以彼此三角排列安装(图2)，结果每个冷却喷枪显示出与最近的冷却喷枪的距离相同。冷却喷枪包括一个具有较小直径的内管，它用于冷却剂的回流，和一个具有较大直径的管，其中第一个管安装在其中心，它用于冷却剂的供给(图3)。在横截面上，冷却喷枪显示为一个环。该管顶端装备有圆锥形状的制动器。优选，内管末端在外管制动器前面开口1-2cm。冷却喷枪具有优选1-3cm的外径。优选两个管彼此之间直径的比率应该被设计为供给的冷却剂流速等于回流的冷却剂流速的方式。
如图1所示，用2个穿入发酵罐的管将冷却喷枪连接在最低发酵罐平台的下面，一个用于冷却剂的供给，另一个用于冷却剂的回流。这样，设计作为压力容器的发酵罐外壁为了冷却发酵原料仅仅需要在2个位置突破。
发酵罐平台底部装备有洞。该洞具有比冷却喷枪外径长约1mm的直径。它们可以装备有盖子，向上方开口，即向培养基质方向。当发酵罐平台从上面插入发酵罐时，这些盖子被冷却喷枪开启并因此开放相同路径。由于顶部的圆锥形状，冷却喷枪可以毫不困难地在发酵罐平台插入发酵罐处穿透培养物基质。由于冷却喷枪占据的容量，发酵罐平台仅仅可以在插入发酵罐之前充满培养物基质，甚至于插入发酵罐后在发酵罐平台有足够空间。
然而，发酵罐平台的填充也可以在正被讨论的平台已经插入发酵罐之后以该平台正好在发酵罐开口下方和冷却喷枪穿过发酵罐底部直至培养基质的预定高度的方式进行。在这类填充中，无需盖子堵塞发酵罐平台的洞。该平台向上直到预定高度并插入发酵罐直到它们接触到下面的发酵罐底部。
在特例中，所述发酵罐可以仅带一个充满培养基质的平台来运行。这特别可能如此，如果颗粒状培养基质显示很稳定的结构，那么培养基质不存在杀菌或发酵过程中被压缩或以有损于培养过程的不同方式改变它的特征的风险。
2.发酵罐平台与发酵罐壁的密封
对于需氧微生物的发酵或培养，必需向其上微生物生长的培养基质连续供给氧气。
因此，按照WO 99/57239要求保护的发明引导空气通过培养基质。然而，仅在发酵罐平台朝发酵罐壁密封时才可能如此。否则，由于阻力较低，空气将流动通过该平台，并将不足以给培养基质供给氧气。发酵罐平台朝发酵罐壁的密封另外为发酵罐接种所需。按照WO 99/57239要求保护的发明进行接种，发酵罐通过无菌水与上面的发酵罐平台顶部相联系。然后散布于水中的接种物通过盖子中的洞插入。随后通过发酵罐释放的水再次通过底部排放完成所有发酵罐平台的均匀接种。这样，有均匀水流通过所有发酵罐平台并同时沾染接种物。然而，仅在水不从侧面流动通过发酵罐平台时才可能如此。
本发明中，通过在发酵罐平台之间安装的和被位于其上的平台质量一起压缩的密封件(图1/6和图1/6a)而达到不透气和防水密封。密封件包括弹性的、耐热材料(如硅树脂)。当密封件被一起推起时，它扩展到侧面并靠着发酵罐内壁被压缩。然后这确保必要的不透气和防水锁定。为了防止密封件被过于强烈一起压缩，上面的发酵罐平台位于其下的发酵罐平台之上。例如通过垫片(图1/6a)可以实现此，该垫片使一起压缩的密封件在所有平台之间产生相等的空间。密封件可以安装在较低平台的顶缘或较高平台底部的下缘，如在凹  的帮助下。
仅仅主要用于容纳湿润培养基的最低发酵罐平台位于环形物之上，该环形物牢固安装在发酵罐壁上(图1)并且密封件位于其上。

Claims (11)

1.固态发酵罐，包括空气和水可渗透、彼此上下排列的一个或多个发酵罐平台，它们以空气或水都不能从侧面流出的方式与容器壁连接，发酵罐平台上有用于待培养微生物的培养基质，
其中
-通过发酵罐底部垂直上升和引入发酵罐平台(4)的冷却喷枪(3)实现发酵原料的冷却和
-密封件(6)安装在发酵罐平台之间，密封件被其上的平台(4)的质量靠着发酵罐内壁而压缩。
2.根据权利要求1的固态发酵罐，其中冷却喷枪(3)以彼此三角排列安置且每个冷却喷枪显示出与最近的冷却喷枪的距离相同。
3.根据权利要求1-2任意一项的固态发酵罐，其中冷却喷枪(3)包括一个具有较小直径的内管，它用于冷却剂的回流，和一个具有较大直径的管，其中第一个管安装在其中心，且该管用于冷却剂的供给。
4.根据权利要求1-3任意一项的固态发酵罐，其中外管项端装备有圆锥形的制动器，和内管末端在外管制动器前面开口1-2cm。
5.根据权利要求1-4任意一项的固态发酵罐，其中冷却喷枪显示1-3cm的外径。
6.根据权利要求1-5任意一项的固态发酵罐，其中所述两个管彼此之间直径的比率被设计为供给的冷却剂流速等于回流的冷却剂流速的方式。
7.根据权利要求1的固态发酵罐，其中密封件包括被其上的平台(4)的质量靠着发酵罐内壁而压缩的弹性、耐热材料。
8.根据权利要求1和7任意一项的固态发酵罐，其中密封件包括硅树脂。
9.根据权利要求1和7-8任意一项的固态发酵罐，其中平台(4)之间设置有垫片(6a)。
10.根据权利要求1和7-9任意一项的固态发酵罐，其中密封件安装在较低平台(4)的上缘或较高平台(4)底部下缘，如在凹槽的帮助下。
11.根据权利要求1和7-10任意一项的固态发酵罐，其中主要用于容纳湿润培养基的底部发酵罐平台(4)位于环形物之上，该环形物牢固安装在发酵罐壁上，密封件位于环形物之上。
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