一种提高L-色氨酸发酵供氧能力的系统

本实用新型属于生物发酵处理设备领域，具体涉及一种提高l-色氨酸发酵供氧能力的系统。

背景技术：

l-色氨酸是人体和动物生命活动中八种必需氨基酸之一，对人和动物的生长发育、新陈代谢起重要作用，广泛应用于医药、食品和饲料等方面。目前利用微生物发酵技术是大规模生产l-色氨酸的首选技术。

微生物发酵技术是利用对微生物进行代谢控制，以获得我们所需要的产品。微生物发酵生产具有原料来源广泛、生产条件温和、生产控制简单方便、生产安全性高、环境污染相对较小、能够生产出用化学合成方法无法生产的生物活性物质和药品等优点，因此，其应用范围越来越广。发酵工程的应用主要在医药工业、食品工业、化学工业、能源工业、环境科学等领域。

在发酵过程中，溶氧水平是利用大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的关键参数。供氧水平不足时，会抑制性代谢副产物乙酸的积累，导致色氨酸合成降低，影响色氨酸发酵。由于在大肠杆菌发酵生产l-色氨酸过程中，特别是发酵中后期，对氧的需求量很大，现有设备一般不能满足其对氧的需求。因此，设计一种提高供氧能力的装置，满足l-色氨酸发酵中对氧的需求，对l-色氨酸发酵是非常重要的。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种提高l-色氨酸发酵供氧能力的系统，该系统能够满足大肠杆菌发酵生产l-色氨酸中对氧的需求。

本实用新型提供一种提高l-色氨酸发酵供氧能力的系统，包括发酵单元及与其连接的空气压缩单元、制氧单元，其中

所述发酵单元包括发酵罐和换热器，所述发酵罐内置有溶氧电极，发酵罐管壁设置有换热器，所述换热器为盘绕式换热管路，所述发酵罐连通有供氧管路，所述供氧管路包括并联设置的空气输送管路、氧气输送管路；

所述空气压缩单元包括通过空气输送管路相连接的空气压缩机、开关阀ⅰ、空气流量计和流量调节阀ⅰ；

所述制氧单元包括通过氧气输送管路相连接的制氧机、开关阀ⅱ、氧气流量计和流量调节阀ⅱ。

进一步的，所述发酵罐内安装有搅拌桨。

进一步的，所述发酵罐内安装有液位计和泄压阀。

进一步的，所述换热管路上端连通有进水管，下端连通有出水管。

进一步的，所述出水管连接有储水箱。

本实用新型的技术方案与现有技术方案相比，有益效果如下：

本实用新型为一种提高l-色氨酸发酵供氧能力的系统，该系统通过调节开关阀ⅰ、流量调节阀ⅰ控制供给大肠杆菌发酵生产l-色氨酸所需空气流量，在发酵中后期，通过调节开关阀ⅱ、流量调节阀ⅱ控制大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的供氧量，以满足l-色氨酸发酵中对氧的需求。

本实用新型并联设置有空气输送管路、氧气输送管路，可以根据大肠杆菌发酵生产l-色氨酸不同阶段调控所需的不同供氧量，设置有调控装置便于试验反应供氧量参数的调节，操作简便，发酵效果好，满足大肠杆菌发酵生产l-色氨酸中对氧的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本实用新型的一种提高l-色氨酸发酵供氧能力的系统结构图；

图中：1-发酵罐、2-换热器、3-进水管、4-出水管、5-储水箱、6-供氧管路、601-空气输送管路、602-氧气输送管路、7-搅拌桨、8-液位计、9-泄压阀、10-空气压缩机、11-开关阀ⅰ、12-空气流量计、13-流量调节阀ⅰ、14-制氧机、15-开关阀ⅱ、16-氧气流量计、17-流量调节阀ⅱ。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实施例提供一种提高l-色氨酸发酵供氧能力的系统，包括发酵单元及与其连接的空气压缩单元、制氧单元，其中

发酵单元包括发酵罐1和换热器2，发酵罐1内置有溶氧电极，发酵罐1管壁设置有换热器2，换热器2为盘绕式换热管路，换热管路上端连通有进水管3，下端连通有出水管4，出水管连接有储水箱5，发酵罐1连通有供氧管路6，供氧管路6包括并联设置的空气输送管路601、氧气输送管路602，发酵罐1内安装有搅拌桨7、液位计8和泄压阀9；

空气压缩单元包括通过空气输送管路601相连接的空气压缩机10、开关阀ⅰ11、空气流量计12和流量调节阀ⅰ13；

制氧单元包括通过氧气输送管路602相连接的制氧机14、开关阀ⅱ15、氧气流量计16和流量调节阀ⅱ17。

开启空气压缩机10，打开开关阀ⅰ11，根据溶氧电极检测信号与色氨酸合成所需溶氧水平，打开流量调节阀ⅰ13，根据空气流量计12调节空气流量，调节搅拌转速和罐压，将溶氧值控制在大肠杆菌发酵生产l-色氨酸所需范围。

当通气量、搅拌转速及罐压达到最大时，溶氧仍不能满足l-色氨酸发酵时，开启制氧机14，打开开关阀ⅱ15，根据l-色氨酸发酵对氧的需求，调节流量调节阀ⅱ17，根据氧气流量计控制氧气进入发酵罐1的流量，以满足其发酵过程中对氧的需求。

本系统通过调节开关阀ⅰ11、流量调节阀ⅰ13控制供给大肠杆菌发酵生产l-色氨酸所需空气流量，在发酵中后期，通过调节开关阀ⅱ15、流量调节阀ⅱ17控制大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的供氧量，达到及时进行反应过程检测与调节控制的目的。

本系统并联设置有空气输送管路601、氧气输送管路602，可以根据大肠杆菌发酵生产l-色氨酸不同阶段调控所需的不同供氧量，设置有调控装置便于试验反应供氧量参数的调节，操作简便，供氧量充足，发酵效果好，满足大肠杆菌发酵生产l-色氨酸中对氧的需求

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。