CN207581810U - 一种膜分离式连续发酵反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种膜分离式连续发酵反应装置，包括发酵罐体、发酵罐盖、搅拌轴、搅拌电机、补料口阀门、放料口阀门以及固液分离膜。该装置可使发酵罐体内的发酵液实现固液分离，由于所述分离膜只能通过发酵产物，而不能通过菌体细胞，因此将新鲜培养液连续流加到本装置的具有菌体的间隔中，微生物的代谢产物通过固液分离膜连续不断地从另一放料口流出，从而实现连续生产，且可以大大降低由于分批发酵带来的染菌风险。与此同时，还可显著解除发酵产物对菌体的抑制作用，提高发酵产量。
Description
技术领域
本实用新型属发酵设备领域，具体涉及一种膜分离式连续发酵反应装置。
背景技术
微生物发酵是指利用微生物在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。
发酵罐是微生物发酵领域的主要装置之一，也是发酵设备工艺中的主体设备。微生物发酵过程培养一般是在具有一定径高比的圆柱形发酵罐内完成，最常见的发酵方法是采用单罐深层分批发酵法。
然而，现有的发酵罐存在以下问题：每一个分批发酵过程都需要经历接种、生长繁殖、菌体衰老进而结束发酵，最终从发酵液中提取出产物。该过程无法实现连续生产，每批结束后又要再次经历接种、菌体生长阶段，既增加了染菌的风险，又降低了发酵的生产效率。并且同时在一些发酵过程中，当发酵液中的代谢产物积累到一定程度时就会抑制它的继续积累，从而影响发酵产量。
实用新型内容
鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种膜分离式连续发酵反应装置，以提升发酵工艺的可控性和生产效率。
具体地，本实用新型采用以下技术方案来实现上述目的。
一种膜分离式连续发酵反应装置，其包括发酵罐体、发酵罐盖、搅拌轴、搅拌电机、补料口阀门、放料口阀门以及固液分离膜。
其中所述发酵罐盖与发酵罐体连接，并且所述发酵罐盖可覆盖与其毗邻的发酵罐体的开口，以使所述开口呈密闭状态。
所述搅拌轴位于发酵罐体内，可与发酵罐盖或搅拌电机连接。
所述补料口阀门包括若干个，例如可以存在一个或多个，任选地位于发酵罐体1的侧壁上部。
所述固液分离膜可以任选地位于发酵罐体的底部或下部。
根据本实用新型，所述固液分离膜为一种具有微孔的膜，膜面积为发酵罐体的1/5-1倍，优选为陶瓷膜，标准孔径分布为0.1-0.5um，材质为三氧化二铝，耐受pH范围为0-14，使用温度为0-150℃。
根据本实用新型，所述膜分离式连续发酵反应装置可将发酵罐体内的发酵液实现固液分离，即只能通过发酵产物，而不能通过菌体细胞。
本实用新型的发酵装置具有如下有利效果：
1、本实用新型的膜分离式连续发酵反应装置可将发酵罐体内的发酵液实现固液分离，由于所述膜只能通过发酵产物，而不能通过菌体细胞，因此可将新鲜培养液连续流加到发酵装置的具有菌体的间隔中，微生物的代谢产物即可通过固液分离膜连续不断地从另一放料口流出，从而实现连续生产，且可以大大降低由于分批发酵带来的染菌风险。
2、在一些发酵过程中，当发酵液中代谢产物积累到一定程度时就会抑制菌体代谢活动，从而影响发酵产物的进一步积累，而采用本实用新型的膜分离式连续发酵反应装置可使代谢产物不断透析出去，在发酵液中保持较低的浓度，因而可以显著解除发酵产物对菌体的抑制作用，从而提高发酵产量。
附图说明
此处所说明的附图仅用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：
图1为本实用新型的膜分离式连续发酵反应装置示意图；各标号分别表示1-发酵罐体，2-发酵罐盖，3-搅拌轴，4-搅拌电机，5-补料口阀门，6-放料口阀门，7-固液分离膜。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的实施例及附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1本实用新型的发酵装置
如图1所示，为本实用新型的膜分离式连续发酵反应装置，其高径比为2.2:1，体积为100L。
所述膜分离式连续发酵反应装置包括：发酵罐体1、发酵罐盖2、搅拌轴3、搅拌电机4、补料口阀门5、放料口阀门6、固液分离膜7。
所述发酵罐盖2与发酵罐体1连接，并且所述发酵罐盖2可覆盖与其毗邻的发酵罐体1的开口，以使所述开口呈密闭状态。
所述搅拌轴3位于发酵罐体1内，与发酵罐盖2及搅拌电机4连接。
所述补料口阀门5为一个，位于发酵罐体1的侧壁上部。
所述固液分离膜7位于发酵罐体1的底部。
根据本实用新型，所述固液分离膜7为陶瓷膜，膜面积为罐体1的1/3倍，标准孔径分布为0.1-0.3um，材质为三氧化二铝，耐受pH范围为3-10，使用温度为10-80℃，可耐压差1MPa。
实施例2实施例1发酵装置的应用
根据实施例1的膜分离式连续发酵反应装置，当发酵罐体1内的发酵产物积累到一定浓度时，打开补料口阀门5，向发酵罐中以一定速度连续不断地补加加新鲜液体培养基，同时，打开放料口阀门6，以同样的速度连续不断地将经过固液分离膜7过滤的发酵液排出，使发酵罐中的微生物菌体始终留在发酵罐内，而发酵产物则不断地透析除去。
连续生产过程中，由于补料和放料的速度基本一致，因此，发酵罐体1内的发酵液体积基本维持不变，pH值、温度、营养成分的浓度、溶解氧等也都保持一定。因此，微生物菌体的生长和代谢活动始终保持旺盛的稳定状态，可以维持在恒定生长速度下进行连续生长和发酵，这样就大大提高了发酵的生产效率和设备利用率。
上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应当理解，在本实用新型内容的基础上进行的调整或变型，均落入本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种膜分离式连续发酵反应装置，其特征在于，所述装置包括发酵罐体、发酵罐盖、搅拌轴、搅拌电机、补料口阀门、放料口阀门以及固液分离膜；其中
所述发酵罐盖与发酵罐体连接，并且所述发酵罐盖覆盖与其毗邻的发酵罐体的开口，以使所述开口呈密闭状态；
所述搅拌轴位于发酵罐体内，与发酵罐盖或搅拌电机连接；
所述补料口阀门包括若干个，位于发酵罐体的侧壁上部；
所述固液分离膜位于发酵罐体的底部或下部。
2.根据权利要求1所述的膜分离式连续发酵反应装置，其特征在于，所述固液分离膜为一种具有微孔的膜，膜面积为发酵罐体的1/5-1倍。
3.根据权利要求2所述的膜分离式连续发酵反应装置，其特征在于，所述固液分离膜为陶瓷膜，标准孔径分布为0.1-0.5μm，材质为三氧化二铝，耐受pH范围为0-14，使用温度为0-150℃。
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| CN111662859A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-15 | 徐张 | 一种废弃物净化用微生物菌剂的生产方法 |
| CN112940916A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-06-11 | 贝姿(广州)数码科技有限公司 | 一种基于肿瘤筛选生物膜的分离机 |
| CN114134036A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-04 | 徐州生物工程职业技术学院 | 小分子肽类药物生产设备及工艺 |
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