CN213951150U - 一种新型好氧发酵罐补料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型好氧发酵罐补料装置，包括发酵罐、空气管路和补料管路，空气管路包括空气管道和第一进气隔膜阀及第二进气隔膜阀，空气管道上装有空气除菌过滤器，第二进气隔膜阀和空气除菌过滤器上装有第一排污阀；补料管路包括补料管道和第一补料隔膜阀及第二补料隔膜阀，补料管道上装有液体除菌过滤器，第二补料隔膜阀和液体除菌过滤器上装有第二排污阀，空气管道和补料管道上均连接有蒸汽管路。本实用新型将补料管路连接在空气管路上，物料经无菌过滤后随空气管路分散后进入发酵罐底部，同时随空气上升，在发酵罐搅拌的作用下，气液混合更均匀，迅速溶解进入发酵液中，有效地保证了补料量品种生产的产量和质量。

Description

一种新型好氧发酵罐补料装置

技术领域

本实用新型涉及一种好氧发酵罐，特别涉及一种新型好氧发酵罐补料装置。

背景技术

微生物在进行发酵培养的过程中，需要给微生物提供稳定的温度、pH等，同时还需要补充各种营养物质。目前，补料工艺已是工业发酵领域中研究最多、应用最广的技术之一，一般是在发酵进行至大量生成产物的阶段, 因合成产物和维持细胞活动的需要, 有选择地补充营养物质。合适的补料工艺能够有效地控制微生物的中间代谢, 使之向着有利于产物积累的方向发展。

现有的补料方式大体分为两种形式，即液面上补料和液面下补料。液面上补料就是在将补料口设计在发酵液面以上，在进行补料时，物料从上自由落体落入发酵液中，通过发酵的搅拌，把物料分散到发酵液中。液面下补料，是将补料口设计在发酵液面以下，在补料时物料直接进入发酵液中，通过发酵的搅拌，把物料分散到发酵液中。

液面上补料的局限在于，物料从上部进入发酵罐，由于好氧发酵需要一直通入无菌空气，液面上方会有上升的气流，补入的物料可能会被气流带出去，尤其是容易挥发的物料，比如甲醇、氨水等。这样就会造成补入的物料量不足，不能准确的进行计量，同时相关物料进入发酵罐的尾气系统，造成尾气处理困难，污染环境。物料从液体表面经发酵搅拌溶解到整个发酵液中，需要较长的时间，造成补料不能及时的响应，从而控制不稳定。

液面下补料的局限在于，物料直接进入发酵罐液面以下，在发酵罐灭菌时，需要单独加蒸汽管路对补料管路进行灭菌，增大了灭菌难度和染菌的风险；同时在补料过程中，可能由于压力的波动，会使发酵液返到补料管路中，造成补料管路的污染，增大染菌的风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便的新型好氧发酵罐补料装置，能使发酵过程补加的物料快速的溶解到整个发酵液中，同时不会造成物料进入发酵罐尾气系统，造成污染与浪费，减少发酵灭菌蒸汽接入点，降低染菌风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种新型好氧发酵罐补料装置，其特点是，包括发酵罐和给发酵罐通入无菌空气的空气管路，空气管路上连接有补料管路，发酵罐内装有搅拌装置，

所述空气管路包括空气管道和沿进气方向装在空气管道上的第一进气隔膜阀及第二进气隔膜阀，第一进气隔膜阀与第二进气隔膜阀之间的空气管道上装有空气除菌过滤器，第二进气隔膜阀和空气除菌过滤器上装有第一排污阀；

所述补料管路包括补料管道和沿进料方向装在补料管道上的第一补料隔膜阀及第二补料隔膜阀，第一补料隔膜阀与第二补料隔膜阀之间的补料管道上装有液体除菌过滤器，第二补料隔膜阀和液体除菌过滤器上装有第二排污阀；

发酵罐与第二进气隔膜阀之间的空气管道上、空气除菌过滤器与第一进气隔膜阀之间的空气管道上、液体除菌过滤器与第一补料隔膜阀之间的补料管道上均连接有蒸汽管路。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述空气管道的出气口延伸至发酵罐底部。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述蒸汽管路包括蒸汽管道和装在蒸汽管道上的蒸汽隔膜阀。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，第二进气隔膜阀处的第一排污阀设有两个，一个用于对空气除菌过滤器的灭菌处理，另一个用于对发酵罐和空气管路进行灭菌处理。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，第二补料隔膜阀处的第二排污阀设有两个，一个用于对液体除菌过滤器的灭菌处理，另一个用于对发酵罐和补料管路进行灭菌处理。

与现有技术相比，本实用新型具备以下优点：

本实用新型通过将补料管路连接在空气管路上，使得物料经无菌过滤后随空气管路分散后进入发酵罐底部，同时进入发酵液底部随空气上升，在发酵罐搅拌的作用下，气液混合更均匀，迅速溶解进入发酵液中，为微生物及时提供营养，同时，物料在发酵液中的浓度达到均一，避免了营养物质局部浓度过高造成对微生物的毒害作用、过低造成的营养缺乏，有效地保证了需临界值控制补料量的品种的生产的产量和质量。

附图说明

图1为本实用新型所述装置的结构图。

图中：1-发酵罐，2、8、15-蒸汽隔膜阀、3-第二进气隔膜阀，4、5、7-第一排污阀，6-空气除菌过滤器，9-第一进气隔膜阀，10-第二补料隔膜阀，11、12、14-第二排污阀，16-第一补料隔膜阀，17-搅拌装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1，一种新型好氧发酵罐补料装置，包括发酵罐1和给发酵罐1通入无菌空气的空气管路，空气管路上连接有补料管路，发酵罐1内装有搅拌装置17，

所述空气管路包括空气管道和沿进气方向装在空气管道上的第一进气隔膜阀9及第二进气隔膜阀3，所述空气管道的出气口延伸至发酵罐底部，第一进气隔膜阀9与第二进气隔膜阀3之间的空气管道上装有空气除菌过滤器6，第二进气隔膜阀3上装有第一排污阀4、5，第一排污阀5用于对空气除菌过滤器的灭菌处理，第一排污阀4用于对发酵罐和空气管路进行灭菌处理，空气除菌过滤器6上装有第一排污阀7；

所述补料管路包括补料管道和沿进料方向装在补料管道上的第一补料隔膜阀16及第二补料隔膜阀10，第一补料隔膜阀16与第二补料隔膜阀10之间的补料管道上装有液体除菌过滤器13，第二补料隔膜阀10上装有第二排污阀11、12，第二排污阀12用于对液体除菌过滤器的灭菌处理，第二排污阀11用于对发酵罐和补料管路进行灭菌处理，液体除菌过滤器13上装有第二排污阀14；

发酵罐1与第二进气隔膜阀3之间的空气管道上、空气除菌过滤器6与第一进气隔膜阀9之间的空气管道上、液体除菌过滤器13与第一补料隔膜阀16之间的补料管道上均连接有蒸汽管路，所述蒸汽管路包括蒸汽管道和装在蒸汽管道上的蒸汽隔膜阀2、8、15。

工作原理为，在补料前先对发酵罐、空气除菌过滤器、液体除菌过滤器进行灭菌处理，保证整个系统处于无菌状态。先对空气除菌过滤器6进行灭菌处理，关闭第二进气隔膜阀3和第一进气隔膜阀9，打开第一排污隔膜阀5、第一排污隔膜阀7及蒸汽隔膜阀8，使得蒸汽从空气除菌过滤器6通过，从排污隔膜阀5、排污隔膜阀7排出，同时维持空气除菌过滤器6的压力在0.11Mpa，整个过程持续30min，对空气除菌过滤器6进行灭菌，结束后关闭第一排污隔膜阀5、第一排污隔膜阀7、蒸汽隔膜阀8，打开进气隔膜阀9，使得压缩空气通过空气除菌过滤器6，保压至进气隔膜阀3。

再对液体除菌过滤器13进行灭菌处理，关闭第一补料隔膜阀10、第一补料隔膜阀16，打开第二排污隔膜阀12、第二排污隔膜阀14、蒸汽隔膜阀15，使得蒸汽从液体除菌过滤器13通过，从排污隔膜阀12、排污隔膜阀14排出，同时维持液体除菌过滤器13的压力在0.11Mpa，整个过程持续30min，对液体除菌过滤器13进行灭菌，结束后关闭第二排污隔膜阀12、第二排污隔膜阀14、蒸汽隔膜阀15，打开第一补料隔膜阀16，使得物料通过液体除菌过滤器13，保压第一补料隔膜阀10。

在发酵罐进行灭菌时，对进行发酵罐的空气管路进行灭菌，打开第一排污隔膜阀4、第二排污隔膜阀11、蒸汽隔膜阀2，使得蒸汽从第一排污隔膜阀4、第二排污隔膜阀11排出，蒸汽沿管路进入发酵罐1中，同时维持发酵罐1压力在0.11Mpa，温度121℃，整个过程持续30min，对发酵罐1及管路进行灭菌，结束后关闭第一排污隔膜阀4、第二排污隔膜阀11、蒸汽隔膜阀2，打开第二进气隔膜阀3，使用空气除菌过滤器6过滤后的无菌空气对发酵罐1进行保压，维持一个稳定的通入无菌空气的状态。

当需要进行补料操作时，打开第二补料隔膜阀10，使物料通过液体除菌过滤器13过滤后，进入空气管路，在无菌空气的带动下，进入发酵罐1中，在发酵罐搅拌17的作用与气流的带动下，物料迅速分散到发酵液中，达到补料的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型好氧发酵罐补料装置，其特征在于：包括发酵罐和给发酵罐通入无菌空气的空气管路，空气管路上连接有补料管路，

所述空气管路包括空气管道和沿进气方向装在空气管道上的第一进气隔膜阀及第二进气隔膜阀，第一进气隔膜阀与第二进气隔膜阀之间的空气管道上装有空气除菌过滤器，第二进气隔膜阀和空气除菌过滤器上装有第一排污阀；

所述补料管路包括补料管道和沿进料方向装在补料管道上的第一补料隔膜阀及第二补料隔膜阀，第一补料隔膜阀与第二补料隔膜阀之间的补料管道上装有液体除菌过滤器，第二补料隔膜阀和液体除菌过滤器上装有第二排污阀；

发酵罐与第二进气隔膜阀之间的空气管道上、空气除菌过滤器与第一进气隔膜阀之间的空气管道上、液体除菌过滤器与第一补料隔膜阀之间的补料管道上均连接有蒸汽管路。

2.根据权利要求1所述的一种新型好氧发酵罐补料装置，其特征在于，所述空气管道的出气口延伸至发酵罐底部。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型好氧发酵罐补料装置，其特征在于，所述蒸汽管路包括蒸汽管道和装在蒸汽管道上的蒸汽隔膜阀。

4.根据权利要求1所述的一种新型好氧发酵罐补料装置，其特征在于，第二进气隔膜阀处的第一排污阀设有两个。

5.根据权利要求1所述的一种新型好氧发酵罐补料装置，其特征在于，第二补料隔膜阀处的第二排污阀设有两个。

6.根据权利要求1所述的一种新型好氧发酵罐补料装置，其特征在于，在所述发酵罐内装有搅拌装置。

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