CN206680461U - 一种青霉素生产用发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种青霉素生产用发酵装置，包括罐体、电机、进料口、出料口，所述罐体内设有搅拌装置，搅拌装置包括中空搅拌轴及中空搅拌框，所述中空搅拌轴与中空搅拌框均与进气装置相连，中空搅拌框内壁及中空搅拌轴上均设有中空搅拌叶，中空搅拌叶的端部设有喷头，喷头内设有透气不透水的隔膜，中空搅拌轴上部设有横杆，横杆上设有若干个锯齿，罐体上还设有消泡装置，消泡装置包括伸入罐体内部的抽吸管、抽吸管上设置的抽气泵及与抽吸管相连的泡沫处理装置。本实用新型能够使氧的传递面积增大，延长氧在发酵液中的停留时间，提高青霉素质量，在发酵罐上设置消泡装置，有利于代谢气的排出，保证菌体呼吸的顺畅，提高生产率。

Description

一种青霉素生产用发酵装置

技术领域

本实用新型属于药物生产装置领域，具体涉及一种青霉素生产用发酵装置。

背景技术

青霉素的发酵工艺主要有菌种选择、孢子制备、种子培养、发酵、产品分离结晶等几步。传统青霉素发酵工艺为二级补料分批发酵，青霉素孢子通过火焰接种至种子罐无菌培养基，在一定罐温、通气培养条件下发芽生长，经过一定周期后，青霉菌菌丝生长达到一定菌丝量，至对数生长末期移入发酵罐无菌培养基培养。在发酵罐中给予一定温度、空气等生长环境，为了实现高水平的发酵单位，需要补入碳源、氮源及合成青霉素的前体物质等。

青霉素发酵过程分为停滞期、菌丝生长期、菌丝生长到次级代谢的转化期、代谢稳定期。发酵过程受发酵温度、培养液酸碱度、氧气量、泡沫量等因素影响。通气搅拌要求将通入的足量空气打成细泡，均匀分散在培养液中，使青霉菌生长获得充足的氧气，因此通气和搅拌对培养影响也很大。青霉素发酵时产生泡沫，不利于青霉菌代谢时的气体交换而减低产量，同时泡沫溢出，产量受到损失。

发酵过程中产生过多持久的泡沫会给发酵带来很多不利，总结出来有以下几点：①减少发酵的有效容积，若不加控制，过多的泡沫通过排气管溢出，造成发酵液流失；②过多的泡沫可能从罐顶的轴封渗出罐外，这就增加了染菌的机会；③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上，而失去作用；④泡沫严重时，影响通气搅拌的正常进行，妨碍代谢气的排出，对菌体呼吸造成影响，甚至使菌体代谢异常，影响生产率。

实用新型内容

本实用新型提出了一种青霉素生产用发酵装置，解决了上述发酵过程中溶解氧不足且泡沫过多持久的问题。

实现本实用新型的技术方案是：一种青霉素生产用发酵装置，包括罐体、电机、进料口、出料口，所述罐体内设有搅拌装置，搅拌装置包括中空搅拌轴及中空搅拌框，所述中空搅拌轴与中空搅拌框均与进气装置相连，中空搅拌轴与罐体上方电机Ⅰ相连，中空搅拌框与罐体底部电机Ⅱ相连，中空搅拌框内壁及中空搅拌轴上均设有中空搅拌叶，中空搅拌叶的端部设有喷头，中空搅拌轴上设置的喷头的朝向与中空搅拌框内壁上设置的喷头的朝向相反，喷头内设有透气不透水的隔膜，中空搅拌轴上部设有横杆，横杆上设有若干个锯齿，罐体上还设有消泡装置，消泡装置包括伸入罐体内部的抽吸管、抽吸管上设置的抽气泵及与抽吸管相连的泡沫处理装置。

所述中空搅拌框由弧形搅拌杆和连接在弧形搅拌杆上的两个竖直搅拌杆组成，弧形搅拌杆和竖直搅拌杆均为中空结构。

所述泡沫处理装置包括与抽吸管相连的破碎罐、破碎罐内设置的第二搅拌桨及与第二搅拌桨相连的电机，破碎罐上设有与罐体相连的回流管。

所述泡沫处理装置包括与抽吸管相连的卧式冷凝器，卧式冷凝器与储存罐相连。

所述卧式冷凝器的进料口端高于出料口端。

中空搅拌轴与中空搅拌框转向相反。

本实用新型的技术方案是：在发酵罐内设置双重搅拌装置，两个搅拌装置的转向相反，搅拌的同时向溶液中通入无菌气体，搅拌器将无菌气体打碎成小气泡，使其均匀分布在发酵液的各个角落，增加气液接触的面积，减少菌丝因缺氧而导致结团现象，使氧的传递面积增大，延长氧在发酵液中的停留时间，提高青霉素质量。而在搅拌轴上设置气体喷射装置，可以达到上述效果。在发酵罐上设置消泡装置，将发酵过程中产生的多余泡沫通过抽吸的方式消除，有利于代谢气的排出，保证菌体呼吸的顺畅，提高生产率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种青霉素生产用发酵装置，包括罐体、电机、进料口、出料口，所述罐体内设有搅拌装置，搅拌装置包括中空搅拌轴5及中空搅拌框1，中空搅拌轴5与罐体上方电机Ⅰ相连，中空搅拌框1与罐体底部电机Ⅱ相连，中空搅拌框内壁及中空搅拌轴5上均设有中空搅拌叶2，中空搅拌叶2的端部设有喷头3，喷头内设有透气不透水的隔膜4，中空搅拌轴上部设有横杆6，横杆上设有若干个锯齿，罐体上还设有消泡装置，消泡装置包括伸入罐体内部的抽吸管8、抽吸管上设置的抽气泵及与抽吸管相连的泡沫处理装置。

所述中空搅拌框由弧形搅拌杆1-2和连接在弧形搅拌杆上的两个竖直搅拌杆1-1组成，弧形搅拌杆和竖直搅拌杆均为中空结构。

青霉素发酵过程中影响因素颇多，如pH、温度、搅拌速度、泡沫量、溶解氧量等，发酵罐内一般设有温度和pH检测装置，保证发酵过程中温度和pH满足条件。搅拌速度和泡沫量、溶解氧量有着直接关系，搅拌速度过快，有利于保证发酵液中溶解氧的量，使得通入的气体更好的与发酵液接触，满足菌丝成长过程中溶解氧的需求，但同时搅拌速度过快容易导致发酵液中产生大量的泡沫，影响菌丝的生长，因此搅拌速度不能过快；搅拌速度过慢则溶解氧达不到需求。

本实用新型在发酵罐内设置两级搅拌装置，分别为中空搅拌轴和中空搅拌框，中空搅拌轴和中空搅拌框分别与不同的控制系统相连，中空搅拌轴5与中空搅拌框转向相反（需要时可以相同），在降低转速的同时保证搅拌效率，为保证溶解氧更好的通入发酵液中，将搅拌装置均设置为中空结构，将发酵过程中需要的无菌气体通过搅拌装置通入发酵液中，在搅拌装置上设置气体喷头，所述中空搅拌轴5与中空搅拌框分别与进气装置相连，气体由喷头喷出，中空搅拌轴5上设置的喷头的朝向与中空搅拌框内壁上设置的喷头的朝向相反，气体以相反方向喷入发酵液中，在搅拌的同时气体与液体分子之间相互碰撞，将气体破碎为更小的气泡，更好的融入发酵液中。为防止搅拌过程中，液体通过喷头进入中空搅拌轴内，在喷头内设置透气不透水的隔膜4，隔膜由膨化聚四氟乙烯制成，膨化聚四氟乙烯平均每平方寸上有九十亿个细孔，它比水蒸气分子大七百倍，因而具有很好的透气性，它能够尽可能的将水气排出，可以防止液体通过，膨化聚四氟乙烯的每一个细孔都远远小于水分子的直径，因而可以做到完全防水。

搅拌速度降低的同时，尽管能够一定程度的控制泡沫的生成，但是不能完全避免，为防止泡沫过多溢出罐体，增加染菌机会。为了消除泡沫，中空搅拌轴上设置有横杆，横杆上设置若干个锯齿，搅拌的同时锯齿可以消除一部分泡沫，当泡沫量少时，仅利用该设置就可以解决泡沫问题。当泡沫量较多，为防止处理不及时导致溢出罐体，影响菌丝生长，在罐体上设置泡沫处理装置，泡沫处理装置包括与抽吸管相连的破碎罐10、破碎罐内设置的第二搅拌桨9及与第二搅拌桨相连的电机，破碎罐上设有与罐体相连的回流管11。抽吸管设置在罐体内部上方，可以根据泡沫量调整抽吸管高度，通过抽吸泵将泡沫抽出罐体，同时可以将发酵过程中产生的一部分气体抽出，抽出的泡沫进入破碎罐，利用第二搅拌桨将泡沫打碎消除，在通过回流管回流至罐体内部，节省原料，提高生产效率。

实施例2

其余设置不变，如图2所示，将实施例1中的泡沫处理装置进行替换。

本实施例中泡沫处理装置包括与抽吸管相连的卧式冷凝器12，卧式冷凝器12与储存罐相连。所述卧式冷凝器12的进料口端高于出料口端。

本实施例工作原理同实施例1，不同的是将泡沫抽出后，利用卧式冷凝器将泡沫收集起来，进入储存罐，储存后根据需要进行回收利用。

Claims (6)

1.一种青霉素生产用发酵装置，包括罐体、电机、进料口、出料口，其特征在于：所述罐体内设有搅拌装置，搅拌装置包括中空搅拌轴（5）及中空搅拌框（1），所述中空搅拌轴（5）与中空搅拌框（1）均与进气装置相连，中空搅拌轴（5）与罐体上方电机Ⅰ相连，中空搅拌框（1）与罐体底部电机Ⅱ相连，中空搅拌框内壁及中空搅拌轴（5）上均设有中空搅拌叶（2），中空搅拌叶（2）的端部设有喷头（3），中空搅拌轴（5）上设置的喷头的朝向与中空搅拌框内壁上设置的喷头的朝向相反，喷头（3）内设有透气不透水的隔膜（4），中空搅拌轴上部设有横杆（6），横杆上设有若干个锯齿，罐体上还设有消泡装置，消泡装置包括伸入罐体内部的抽吸管（8）、抽吸管上设置的抽气泵及与抽吸管相连的泡沫处理装置。

2.根据权利要求1所述的青霉素生产用发酵装置，其特征在于：所述中空搅拌框由弧形搅拌杆（1-2）和连接在弧形搅拌杆上的两个竖直搅拌杆（1-1）组成，弧形搅拌杆和竖直搅拌杆均为中空结构。

3.根据权利要求1所述的青霉素生产用发酵装置，其特征在于：所述泡沫处理装置包括与抽吸管相连的破碎罐（10）、破碎罐内设置的第二搅拌桨（9）及与第二搅拌桨相连的电机，破碎罐上设有与罐体相连的回流管（11）。

4.根据权利要求1所述的青霉素生产用发酵装置，其特征在于：所述泡沫处理装置包括与抽吸管相连的卧式冷凝器（12），卧式冷凝器（12）与储存罐相连。

5.根据权利要求4所述的青霉素生产用发酵装置，其特征在于：所述卧式冷凝器（12）的进料口端高于出料口端。

6.根据权利要求1所述的青霉素生产用发酵装置，其特征在于：中空搅拌轴（5）与中空搅拌框转向相反。