CN206843475U - 一种连续发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续发酵装置，该装置包括罐体、设置在罐体顶部的营养液加料口、设置在罐体底部的产物出料口以及设置在罐体一侧的回流灭菌机构，该回流灭菌机构上设有菌种加料口，罐体内的发酵液经回流灭菌机构灭菌后，再由菌种加料口重新补入新鲜菌种。与现有技术相比，本实用新型通过回流灭菌机构对罐体内的发酵液进行灭菌，并及时补入新鲜菌种，减小了杂菌污染及菌种变异对发酵过程的不利影响，保证了发酵过程的连续进行及长期稳定生产，扩大了连续发酵工艺在工业上的应用范围，调节灵敏，灵活性好，成本低。

Description

一种连续发酵装置

技术领域

本实用新型属于生物发酵技术领域，涉及一种连续发酵装置。

背景技术

生物发酵是指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、直接代谢产物或次级代谢产物的过程。在实际生产中，生物发酵工艺主要分为分批发酵及连续发酵。其中，在分批发酵过程中，微生物处于连续变化的环境中，由于基质的不断消耗，有害代谢产物不断积累，环境条件不断变化，使微生物不能长久处于旺盛的发酵期，导致产物量较少；在连续发酵过程中，微生物细胞所处的环境条件能够保持不变，使微生物细胞的生长速度、产物的代谢均处于恒定状态，可以达到稳定、高速培养微生物细胞或产生大量代谢产物的目的。

然而，在连续发酵过程中，随着发酵过程的长期运行，杂菌污染的机会较多，且菌种易因变异而发生退化，因此连续发酵在工业上用于大量生产微生物代谢产物的实例较少，限制了连续发酵工艺的进一步发展及应用。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够减少杂菌污染的连续发酵装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种连续发酵装置，该装置包括罐体、设置在罐体顶部的营养液加料口、设置在罐体底部的产物出料口以及设置在罐体一侧的回流灭菌机构，该回流灭菌机构上设有菌种加料口，所述的罐体内的发酵液经回流灭菌机构灭菌后，再由菌种加料口重新补入新鲜菌种。营养液加料口用于向罐体内补充营养液。罐体内的发酵液一部分由产物出料口排出，实现连续出料，另一部分经回流灭菌机构灭菌后重新进入罐体内。回流灭菌机构能够持续对罐体内发酵液中的杂菌进行灭菌，减少杂菌污染对发酵过程的不利影响，同时还会杀死菌种，因此在灭菌后补入新鲜菌种，以维持发酵液中的菌种含量稳定。将菌种加料口设置在回流灭菌机构上，能够使灭菌之后的发酵液在回到罐体之前便已调节好菌种的含量，保证罐体内发酵过程的稳定性。

作为优选的技术方案，所述的营养液加料口处设有营养液流量控制阀，以调节连续发酵过程中的营养液加料流量。

所述的回流灭菌机构包括设置在罐体一侧的回流管以及设置在回流管上的灭菌室，所述的回流管的两端分别设有回流管回料口及回流管补料口，并通过回流管回料口及回流管补料口与罐体的内部相连通，所述的菌种加料口设置在回流管上，并位于回流管补料口与灭菌室之间。罐体内的发酵液经回流管进入灭菌室，并在灭菌室内进行灭菌，之后由菌种加料口补入新鲜菌种，与灭菌后的发酵液混合后，一起回到罐体内。

所述的灭菌室内设有与回流管相连通的盘管以及与盘管相适配的灭菌器。盘管能够增加回流的发酵液在灭菌室内的停留时间，保证充分灭菌。

所述的灭菌器为加热器或紫外线发生器。加热器能够对盘管内的发酵液进行高温灭菌。紫外线发生器能够对盘管内的发酵液进行紫外线灭菌。

所述的菌种加料口处设有与回流管相连通的菌种加料管，该菌种加料管上设有菌种分流阀，该菌种分流阀与罐体之间设有菌种分流管。当不需要对罐体内的发酵液进行回流灭菌时，通过菌种分流阀调节菌种加料管内菌种的流向，使菌种全部经菌种分流管流入罐体，同时调节营养液加料量及产物出料量，保证连续发酵。通过调节菌种分流阀，能够改变菌种加料口处及菌种分流管内新鲜菌种的比例。

所述的回流管上设有回流管流量控制阀，该回流管流量控制阀位于回流管回料口与灭菌室之间。根据灭菌需求，通过回流管流量控制阀调节罐体内发酵液的回流量。

所述的罐体的侧面设有进气管，顶部设有出气管。通过进气管及出气管实现罐体内的气路畅通，为连续发酵过程提供所需的无菌空气或无菌惰性气体。

所述的进气管上设有制冷机。由于发酵过程会产生大量热能，为了及时将产生的热能排出，保证发酵环境的稳定，通过制冷机对进气的温度进行控制，以对罐体内的发酵液进行冷却散热。

所述的罐体内设有与制冷机电连接的温度传感器。通过温度传感器实时监测罐体内的发酵液温度，并反馈至制冷机，实现温度的反馈调节。

该装置还包括设置在罐体内的搅拌器以及与搅拌器传动连接的驱动电机。驱动电机带动搅拌器转动，促进罐体内的发酵液充分混合。

本实用新型在实际应用时，分别通过营养液加料口、菌种分流管向罐体内加入营养液、新鲜菌种，并通过进气管为发酵液提供适合温度的无菌气体，产物由产物出料口连续排出；当需要对发酵液进行灭菌时，通过回流管流量控制阀调节发酵液的回流量，并通过菌种分流阀使一部分新鲜菌种与回流管内灭菌后的发酵液混合后一起回到罐体内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1)通过回流灭菌机构对罐体内的发酵液进行灭菌，并及时补入新鲜菌种，减小了杂菌污染及菌种变异对发酵过程的不利影响，保证了发酵过程的连续进行及长期稳定生产，扩大了连续发酵工艺在工业上的应用范围；

2)通过菌种分流阀调节新鲜菌种的加料方式，能够同时适用于正常连续发酵过程及带回流灭菌的连续发酵过程，灵活性好；

3)直接利用无菌空气对发酵液的温度进行调节，省去了冷却机构，降低了装置成本，并能够通过温度传感器与制冷机的相互配合实现温度的反馈调节，简化了操作，且调节更加灵敏。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中标记说明：

1—罐体、2—营养液加料口、3—产物出料口、4—菌种加料口、5—回流管、51—回流管回料口、52—回流管补料口、6—灭菌室、7—盘管、8—菌种加料管、9—菌种分流阀、10—菌种分流管、11—进气管、12—出气管、13—制冷机、14—温度传感器、15—搅拌器、16—驱动电机、17—回流管流量控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1所示的一种连续发酵装置，该装置包括罐体1、设置在罐体1顶部的营养液加料口2、设置在罐体1底部的产物出料口3以及设置在罐体1一侧的回流灭菌机构，该回流灭菌机构上设有菌种加料口4，罐体1内的发酵液经回流灭菌机构灭菌后，再由菌种加料口4重新补入新鲜菌种。

其中，回流灭菌机构包括设置在罐体1一侧的回流管5以及设置在回流管5上的灭菌室6，回流管5的两端分别设有回流管回料口51及回流管补料口52，并通过回流管回料口51及回流管补料口52与罐体1的内部相连通，菌种加料口4设置在回流管5上，并位于回流管补料口52与灭菌室6之间。

灭菌室6内设有与回流管5相连通的盘管7以及与盘管7相适配的灭菌器，灭菌器为加热器。菌种加料口4处设有与回流管5相连通的菌种加料管8，该菌种加料管8上设有菌种分流阀9，该菌种分流阀9与罐体1之间设有菌种分流管10。回流管5上设有回流管流量控制阀17，该回流管流量控制阀17位于回流管回料口51与灭菌室6之间。

罐体1的侧面设有进气管11，顶部设有出气管12。进气管11上设有制冷机13。罐体1内设有与制冷机13电连接的温度传感器14。

装置还包括设置在罐体1内的搅拌器15以及与搅拌器15传动连接的驱动电机16。

装置在实际应用时，分别通过营养液加料口2、菌种分流管10向罐体1内加入营养液、新鲜菌种，并通过进气管11为发酵液提供适合温度的无菌气体，产物由产物出料口3连续排出；当需要对发酵液进行灭菌时，通过回流管流量控制阀17调节发酵液的回流量，并通过菌种分流阀9使一部分新鲜菌种与回流管5内灭菌后的发酵液混合后一起回到罐体1内。

实施例2：

本实施例中，灭菌器为紫外线发生器，其余同实施例1。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连续发酵装置，其特征在于，该装置包括罐体(1)、设置在罐体(1)顶部的营养液加料口(2)、设置在罐体(1)底部的产物出料口(3)以及设置在罐体(1)一侧的回流灭菌机构，该回流灭菌机构上设有菌种加料口(4)，所述的罐体(1)内的发酵液经回流灭菌机构灭菌后，再由菌种加料口(4)重新补入新鲜菌种。

2.根据权利要求1所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的回流灭菌机构包括设置在罐体(1)一侧的回流管(5)以及设置在回流管(5)上的灭菌室(6)，所述的回流管(5)的两端分别设有回流管回料口(51)及回流管补料口(52)，并通过回流管回料口(51)及回流管补料口(52)与罐体(1)的内部相连通，所述的菌种加料口(4)设置在回流管(5)上，并位于回流管补料口(52)与灭菌室(6)之间。

3.根据权利要求2所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的灭菌室(6)内设有与回流管(5)相连通的盘管(7)以及与盘管(7)相适配的灭菌器。

4.根据权利要求3所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的灭菌器为加热器或紫外线发生器。

5.根据权利要求2所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的菌种加料口(4)处设有与回流管(5)相连通的菌种加料管(8)，该菌种加料管(8)上设有菌种分流阀(9)，该菌种分流阀(9)与罐体(1)之间设有菌种分流管(10)。

6.根据权利要求2所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的回流管(5)上设有回流管流量控制阀(17)，该回流管流量控制阀(17)位于回流管回料口(51)与灭菌室(6)之间。

7.根据权利要求1所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的罐体(1)的侧面设有进气管(11)，顶部设有出气管(12)。

8.根据权利要求7所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的进气管(11)上设有制冷机(13)。

9.根据权利要求8所述的一种连续发酵装置，其特征在于，所述的罐体(1)内设有与制冷机(13)电连接的温度传感器(14)。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种连续发酵装置，其特征在于，该装置还包括设置在罐体(1)内的搅拌器(15)以及与搅拌器(15)传动连接的驱动电机(16)。