专利名称：一种搅拌式与气升式联用生物反应器及其在鼠李糖胶制备中的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于发酵工程和过程工程技术领域，涉及一种通过搅拌式与气升式联用生物反应器及其在鼠李糖胶制备中的应用。
背景技术：
鼠李糖胶(Rhamsan Gum)是由鞘氨醇单胞菌产生的一种胞外多糖,是结冷胶类多糖的一种，又称S-194。结冷胶类多糖具有相同的四糖重复单元主链结构:D_葡萄糖、D-葡糖醛酸、D-葡萄糖和L-鼠李糖，只是侧链或其它结构有些细微的区别。鼠李糖胶结构如(I)所示。鼠李糖胶以其独特的物理学和流变学特性以及使用安全性，可作为悬浮剂、稳定剂、增稠剂、乳化剂、成膜剂等广泛用于食品、石油、水泥、涂料等行业。
权利要求
1.一种搅拌式与气升式联用生物反应器，其特征在于，该装置由搅拌式反应器部分与气升式反应器部分组成，两部分通过恒流泵(2-3)相连接进行物料交换； 搅拌式反应器部分，由搅拌式反应器(11)、PH自动控制装置和补料装置、第一通气装置及搅拌装置(10)组成；搅拌装置(10)置于搅拌式反应器(11)内；PH自动控制装置和补料装置位于搅拌式反应器(11)外并分别通过恒流泵(2-1) (2-2)与其连接；第一通气装置向搅拌式反应器(11)内通气； 气升式反应器部分，由气升式反应器(12)、恒温水浴(13)及第二通气装置组成；恒温水浴(13)与气升式反应器(12)的夹套连通以控制气升式反应器(12)内部温度；第二通气装置向气升式反应器(12)内通气。
2.根据权利要求1所述的搅拌式与气升式联用生物反应器，其特征在于，所述的pH自动控制装置，由PH检测器(5)、pH探头(7)、恒流泵(2-1)、碱液瓶(1-1)、空气过滤器(1-1)及相互连接管路所构成，PH探头(7)接于搅拌式反应器(11)上与反应器中的发酵液相接触，当反应器内pH低于所控pH时，碱液瓶(4-1)通过恒流泵(2-1)向反应器中补入碱液，空气过滤器(1-1)置于碱液瓶(4-1)密封口处。
3.根据权利要求1所述的搅拌式与气升式联用生物反应器，其特征在于，所述的补料装置，由恒流泵(2-2)、补料瓶(4-2)、空气过滤器(1-2)及相互连接的管路所构成，当需要进行补料操作时，补料瓶(4-2 )通过恒流泵(2-2 )将培养基补入搅拌式反应器(11)中，空气过滤器(1-2)置于补料瓶(4-2)密封口处。
4.根据权利要求1所述的搅拌式与气升式联用生物反应器，其特征在于，所述的第一通气装置，由空气流量计(3-1)、空气过滤器(1-3)、通气进管(9)及相互连接的管路所构成，通入进搅拌式反应器(11)中的空气，经空气流量计(3-1)调节流量，并经空气过滤器(1-3)进行过滤后通过通气进管(9 )进入搅拌式反应器(11)中。
5.根据权利要求1所述的搅拌式与气升式联用生物反应器，其特征在于，所述的第二通气装置由空气流量计(3-2)、空气过滤器(1-4)及相互连接的管路所构成，通入进气升式反应器(12 )中的空气，经空气流量计(3-2 )调节流量，并经空气过滤器(1-4 )进行过滤后由气升式反应器(12)的底部通入气升式反应器(12)中。
6.权利要求1所述的搅拌式与气升式联用生物反应器在鼠李糖胶发酵制备中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将鼠李糖胶生产菌鞘氨醇单胞菌Sphingomonas sp.RH-1接入装有灭菌发酵培养基的搅拌式反应器(11)后，开启恒流泵(2-3)实现搅拌式反应器(11)和气升式反应器(12)中的物质交换，开启恒温水浴(13)实现气升式反应器(12)中的物料温度恒定且与搅拌式反应器(11)中物料温度相同，培养24^100h,通过搅拌式与气升式连用生物反应器充分满足鼠李糖胶生产菌Sphingomonassp.RH-1生产鼠李糖胶过程中对溶氧的需求。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，鼠李糖胶单批次发酵结束后，将搅拌式反应器(11)中的鼠李糖胶发酵液全部移除，仅保留气升反应器(12)中的发酵液，将新鲜灭菌后的发酵培养基补入搅拌式反应器(11)中，通过恒流泵(2-3)继续实现下一批次的鼠李糖胶的发酵生产，如此循环操作，即可实现鼠李糖胶的多批次发酵生产。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，搅拌式反应器(11)中鞘氨醇单胞菌发酵反应温度为25 38℃，反应pH为6.0 8.5，通气量为0.4 1.8vvm,搅拌转速为300 1000"min ;气升式反应器(11)中鞘氨醇单胞菌发酵反应温度为25 38°C，反应pH为6.0~8.5，通气量为0.4 1.8vvm。
全文摘要
本发明公开一种搅拌式与气升式联用生物反应器，该装置由搅拌式反应器部分与气升式反应器部分组成，两部分通过恒流泵相连接进行物料交换。搅拌式反应器部分，由搅拌式反应器、pH自动控制装置和补料装置、第一通气装置及搅拌装置组成；气升式反应器部分，由气升式反应器、恒温水浴及第二通气装置组成。本发明还公开了上述搅拌式与气升式联用生物反应器在鼠李糖胶发酵制备中的应用。利用本发明的装置及工艺，鼠李糖胶生产强度高、产物浓度高，有利于实现工业化，是一种高效的生产方法。
文档编号C12R1/01GK103194382SQ20131011178
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者徐虹, 徐晓滢, 朱萍, 李莎, 梁金丰, 陈晓晔 申请人:南京工业大学