CN202415549U - 一种实用固态发酵的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种实用固态发酵的设备；包括液体种子罐通过带有阀门的管道与带有下盖的固体培养基灭菌罐连通，固体培养基灭菌罐的壁上接有一根带有阀门的管道，在固体培养基灭菌罐的下端口通过一个100级超净操作平台与接种筒连通，接种筒的下端口安装在100级超净间上，该下端口的下方设置一机械滚筒筛的接种筒，接种筒的下口设置一培养浅盘，培养浅盘或蜂窝状培养器或传送带式培养器，它通过牵引装置与带有进气口的固态发酵反应器相通；从种子制备、培养基灭菌、无菌接种、无菌装料到无菌固态发酵反应器形成一整套固态发酵装置，以克服固态发酵过程中染菌问题，具有广泛的实用性。

Description

一种实用固态发酵的设备
技术领域
本实用新型涉及发酵设备领域，更具体的，是涉及一种固态发酵无菌操作的发酵设备技术领域。
背景技术
固态发酵是指培养基呈固态，虽然含水丰富，但没有或几乎没有自由流动水的状态下进行的一种或多种微生物发酵过程，底物基质是不溶于水的固体混合物料，其不仅可以提供微生物所需碳源、氮源、无机盐、水及其它营养物，还是微生物生长的场所；固态发酵最突出的优点为工艺过程简单、投资少、高产出，它的具体特点可归纳如下：一是发酵成本低，原料廉价，可以直接利用如纤维质原料可再生性资源工农业残渣等作为底物；二是模拟自然生长环境，使微生物保持与自然界相似的生长状态；三是无“废水、废渣、废气”等三废排放；四是产品后处理简单，易于储藏、运输等特点。几千年前，我国就利用此技术酿酒和制造各种调味品；至今它仍是生产传统食品和饮料的主要方式。固态发酵可以生产酶制剂、单细胞蛋白、有机酸、酒精和生物杀虫剂等；由于固态发酵具有发酵成本低，原料价格低廉，无“三废”排放，环境污染小，工艺过程简单等特点，目前，逐步得到世界各国的重视；虽然固态发酵具有最悠久的技术之一，但本世纪中叶，随着青霉素的发现，抗生素工业的逐渐兴起，带动了发酵工业的发展；第二次世界大战加剧了对青霉素大量生产的需要，这要求当时的发酵技术能够实现大规模工业化生产外，同时还必须做到纯种培养；而传统的固态发酵无法从根本上解决染菌浸染问题，所以在当时的历史条件下没有得到足够的重视与发展；深层液体发酵技术由于能够实现微生物纯种培养和规模化生产，符合历史发展的需求而得到系统的研究与使用，发展极为迅猛。但液体深层发酵也存在许多问题，例如：发酵成本高、与人畜争粮、环境污染等，这些弊端显然与现代发酵工业的发展不一致，成为限制其进一步发展的不利因素。
现代发酵工业对微生物纯种培养及大规模生产的严格要求，使液体深层发酵技术占据了统治地位；固态发酵工艺与设备因其易染菌，发酵条件难于控制，工业放大困难等原因，一直被认为是一种古老而落后的发酵方法；但固态发酵的诸多优点，如工艺流程简短，原料来源广泛、便宜，能耗低，无污染等，在生物反应器研制中，具有强大的吸引力与生命力；固态发酵问题的关键是解决固态发酵过程中的染菌问题，固态发酵的无菌操作涉及到从种子制备、培养基灭菌、无菌接种、无菌装料和无菌固态发酵反应器等一系列环节。
发明内容
针对现有固态发酵工艺与设备因其易染菌，发酵条件难于控制，工业放大困难的缺点以及技术现状，本实用新型提供一种实用固态发酵的设备，可以有效缩短固态发酵过程的延迟期和种子生产周期，避免发酵过程中感染菌，简易适用的发酵装置。
本实用新型提供一种实用固态发酵的设备，包括液体种子罐、固体培养基灭菌罐、固体培养基灭菌罐夹套、无菌接种筒、无菌接种筒内布筒、滚筒、滚筒筛接种筒、培养浅盘、蜂窝状培养器、传送带式培养器、100级超净间、100级超净操作平台、固态发酵反应器、管道和控制阀组成。
本实用新型中，该固体培养基灭菌罐是配置加热或冷却夹套的固体培养基灭菌罐夹套，可以自由旋转，并且罐的上下呈锥形；液体种子罐通过带有阀门的管道与固体培养基灭菌罐连通，固体培养基灭菌罐的壁上接有一根带有控制阀的管道，在固体培养基灭菌罐的下端口通过一个100级超净操作平台与无菌接种筒连通，无菌接种筒是垂直放置的压力容器，在内部设置无菌接种筒内布筒；无菌接种筒的下端口安装在100级超净间上，无菌接种筒的下端口的下方设置带机械滚筒筛的滚筒筛接种筒；滚筒筛接种筒的下口设置培养浅盘，培养浅盘的下面设置蜂窝状培养器，该蜂窝状培养器安置在100级超净间内的机械牵引装置上；在蜂窝状培养器下面设置传送带式培养器，100级超净间与带有进气口的固态发酵反应器相连通，蜂窝状培养器与传送带式培养器分别与机械牵引装置相连接。
使用本实用新型的有益效果：
1、本实用新型采用锥型固体培养基灭菌罐进行固体培养基灭菌和接种混合，解决了大规模固体培养基难以灭菌和大规模无菌接种的问题；采用100级超净间和100级超净平台解决了大规模固体培养物料传送和操作过程中的易染菌问题。
2、采用垂直放置的无菌接种筒和可以拆卸洗涤的无菌接种筒内布筒解决了大规模固体培养物料难以输送和粘壁问题；采用机械滚筒筛接种筒解决了大规模固体培养物料易结团和人工接种易染菌的问题。
3、采用机械牵引浅盘放置浅盘架或蜂窝状培养器的操作架或传送带式培养器，避免培养物与外部接触，从而解决了大规模固体培养物料人工操作易染菌的问题；采用密闭压力容器固态发酵反应器解决固态发酵过程中染菌问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1—液体种子罐；2—固体培养基灭菌罐；3—固体培养基灭菌罐夹套；4—无菌接种筒；5—无菌接种筒内布筒；6—滚筒筛；7—滚筒筛接种筒；8—培养浅盘；9—蜂窝状培养器；10—传送带式培养器；11—100级超净间；12—100级超净操作平台；13—固态发酵反应器；14、15—管道；16、17—控制阀。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型做进一步地详细描述。
如附图1所示，本实用新型提供一种实用固态发酵的设备，包括液体种子罐（1）、固体培养基灭菌罐（2）、固体培养基灭菌罐夹套（3）、无菌接种筒（4）、无菌接种筒内布筒（5）、滚筒（6）、滚筒筛接种筒（7）、培养浅盘（8）、蜂窝状培养器（9）、传送带式培养器（10）、100级超净间（11）、100级超净操作平台（12）、固态发酵反应器（13）、管道（14）和控制阀（15）组成。
本实用新型提供的实用固态发酵的设备中，液体种子罐（1）采用常见标准的液体深层标准发酵罐；无菌接种筒（4）和固态发酵反应器（13），固体培养基灭菌罐（2），该固体培养基灭菌罐是配置加热或冷却夹套的固体培养基灭菌罐夹套（3），可以自由旋转，并且罐的上下呈锥形；机械滚筒筛接种筒（7）、培养浅盘（8）、蜂窝状培养器（9）、传送带式培养器（10）、100级超净间（11）和100级超净操作平台（12）是按EMP标准加工制造；其中液体种子罐（1）通过带有阀门的管道（14）与固体培养基灭菌罐（2）连通，固体培养基灭菌罐（2）的壁上接有一根带有控制阀（16、17）的管道（15），在固体培养基灭菌罐（2）的下端口通过一个100级超净操作平台（12）与无菌接种筒（4）连通，无菌接种筒（4）是垂直放置的压力容器，为了防治物料粘无菌接种筒壁，在其内部防止可以拆卸洗涤的无菌接种筒内布筒（5），在无菌接种筒使用之前，120℃蒸汽灭菌30min；无菌接种筒（4）的下端口安装在100级超净间（11）上，该下端口的下方设置一带机械滚筒筛（6）的滚筒筛接种筒（7），所述的带有机械滚筒筛的滚筒筛接种筒（7）全部由不锈钢材料制造，并且滚筒筛（6），滚筒筛接种筒（7）的器壁便于拆卸清洗，没有死角；滚筒筛接种筒（7）的下口设置培养浅盘（8），培养浅盘（8）的下面设置蜂窝状培养器（9），该蜂窝状培养器（9）安置在100级超净间（11）内的机械牵引装置上：在蜂窝状培养器（9）下面设置传送带式培养器（10），100级超净间（11）与带有进气口的固态发酵反应器（13）相连通，蜂窝状培养器（9）与传送带式培养器（10）分别与机械牵引装置相连接。将培养浅盘（8）、蜂窝状培养器（9）或传送带式培养器（10）送入高压灭菌后的固态发酵反应器（13）中进行固态培养。
同时，本实用新型提供一种如何实施运行实用固态发酵的设备的方法，由液体种子罐(1)制备的种子液，通过无菌空气提高液体发酵罐的压力，将种子液输送到高压灭菌后的固体培养基灭菌罐(2)内；固体培养基灭菌罐(2)旋转多次，使液体种子液与固体培养基物料混合均匀；在100级超净操作平台(12)内，迅速将固体培养基灭菌罐(2)下盖和无菌接种筒(4)上盖打开，并用无菌接种筒内布筒(5)连接到固体培养基灭菌罐(2)下盖上，固体培养基灭菌罐（2）内混合均匀的物料垂直下落到无菌接种筒(4)内；在100级超净间(11)内，将无菌接种筒(4)下盖打开，通过滚筒筛接种筒(7)装料到培养浅盘(8)或蜂窝状培养器(9)或传送带式培养器(10)上，由机械牵引浅盘放置浅盘架到蒸汽灭菌后的密闭压力容器、浅盘固态发酵反应器内传送带式培养器进行固态发酵培养，整个工艺过程可通过控制阀（16、17）来控制。
如上所述，即可较好地实现本实用新型,上述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种实用固态发酵的设备，包括液体种子罐、固体培养基灭菌罐、固体培养基灭菌罐夹套、无菌接种筒、无菌接种筒内布筒、滚筒、滚筒筛接种筒、培养浅盘、蜂窝状培养器、传送带式培养器、100级超净间、100级超净操作平台、固态发酵反应器、管道和控制阀组成，其特征在于，所述固体培养基灭菌罐是配置加热或冷却夹套的固体培养基灭菌罐夹套，可以自由旋转，并且罐的上下呈锥形；液体种子罐通过带有阀门的管道与固体培养基灭菌罐连通，固体培养基灭菌罐的壁上接有一根带有控制阀的管道，在固体培养基灭菌罐的下端口通过一个100级超净操作平台与无菌接种筒连通，无菌接种筒是垂直放置的压力容器，在内部设置无菌接种筒内布筒；无菌接种筒的下端口安装在100级超净间上，无菌接种筒的下端口的下方设置带机械滚筒筛的滚筒筛接种筒；滚筒筛接种筒的下口设置培养浅盘，培养浅盘的下面设置蜂窝状培养器，该蜂窝状培养器安置在100级超净间内的机械牵引装置上；在蜂窝状培养器下面设置传送带式培养器，100级超净间与带有进气口的固态发酵反应器相连通，蜂窝状培养器与传送带式培养器分别与机械牵引装置相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111893030A (zh) * 2020-08-10 2020-11-06 常州惠农生物科技有限公司 一种固态发酵液体菌种接种装置
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