一种间歇培养罐的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种间歇发酵罐，所述间歇培养罐包括罐体、用于调节罐内料液pH的氨气系统、空气系统、用于搅拌罐内料液的动力系统、补料系统、出料系统、用于接收发酵罐发酵中途的分料醪液的收料系统、用于冷却罐内料液的冷却系统和用于对所述间歇培养罐进行灭菌的蒸汽灭菌系统；其中，所述罐体分别与氨气系统、空气系统、动力系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统相连通，所述蒸汽灭菌系统分别与氨气系统、空气系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统连接。因此，该间歇培养罐可以有效提高转料速度、单罐产量及酶活力，又能够减少蒸汽、时间及人力等资源的浪费，提高产品品质、减少醪液与环境污染。
【专利说明】一种间歇培养耀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发酵领域，特别是一种发酵过程中使用的间歇培养罐。
【背景技术】
[0002]在发酵罐发酵运转过程中，由于发酵周期较长(150?180h)，中间需要不断补料来保证菌体生长所需各种的营养物质。故罐内的发酵液体积也随之不断增加,为维持正常的发酵培养体积、罐内溶氧水平以及冷却效果，就需要中途向外分料。
[0003]目前，通常采用卧罐接收发酵中途分出的发酵液，由于发酵罐在分料时的DE值高低不一，发酵液进入卧罐后，不能保证在无菌状态下继续发酵，所以发酵罐在向卧罐分料时容易感染杂菌，料液中的糖份等营养物质不能完全被菌丝所利用和消耗，如此就造成了很大的资源浪费。
[0004]而且，如果后工艺(提取)收料不及时，分料液在卧罐内的停留时间较长，或者遇高温炎热天气等，则会出现分料液感染其它杂菌而变质的问题，不但会使酶活受损还会使得压滤困难，产品质量得不到保证。
[0005]分料液从卧罐中压出后，卧罐必需清洗干净后再用蒸汽灭菌，而卧罐清洗又极不方便，如果卧罐一天使用三次就要清洗三次，灭菌三次，那么这在人力、时间和蒸汽等资源上就有很大的浪费。清洗过后的污水排放至下水道，对环境也造成一定污染。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种间歇培养罐，解决染菌、资源浪费、环境污染等问题。
[0007]基于上述目的，本实用新型提供的间歇培养罐包括罐体、用于调节罐内料液pH的氨气系统、空气系统、用于搅拌罐内料液的动力系统、补料系统、出料系统、用于接收发酵罐发酵中途的分料醪液的收料系统、用于冷却罐内料液的冷却系统和用于对所述间歇培养罐进行灭菌的蒸汽灭菌系统；
[0008]其中，所述罐体分别与氨气系统、空气系统、动力系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统相连通，所述蒸汽灭菌系统分别与氨气系统、空气系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统连接；
[0009]所述蒸汽灭菌系统包括蒸汽管道和设置于所述蒸汽管道上的蒸汽阀门；所述收料系统包括收料口、收料管道以及设置于所述收料管道上的收料阀门，所述收料管道的两端分别与收料口、罐体相连通，用于将接收到的分料醪液输入罐体，所述收料阀门用于控制分料醪液的流量；所述蒸汽管道与所述收料管道连接，且所述蒸汽管道设置于所述收料口和收料阀门之间，用于对收料系统进行蒸汽灭菌。
[0010]可选地，所述收料系统还包括与收料管道相连通的排汽管道以及设置于所述排汽管道上的排汽阀门，且所述排汽管道设置于所述收料口和收料阀门之间，用于排出收料系统中的汽体。[0011]较佳地，所述收料管道为钢丝软管。
[0012]可选地,所述氨气系统包括氨气管道、氨压表和设置于所述氨气管道上的氨气阀门，所述氨气管道用于向罐体输入氨气，所述氨气阀门用于调节氨气的流量。
[0013]可选地，所述空气系统包括空气输入管道，设置于所述空气输入管道上的空气过滤器和进气阀，空气输出管道，以及设置于所述空气输出管道上的空气流量计、排气阀和罐压表；所述空气管道用于向罐体输入和排出空气，所述空气过滤器用于去除空气中的杂质颗粒。
[0014]可选地，所述出料系统包括出料管道、出料阀门以及设置于所述出料管道上的排污管道，所述出料管道用于输出罐体内的料液，所述出料阀门用于调节料液的流量，所述排污管道用于输出清洗罐体后的污物。
[0015]可选地，所述冷却系统包括冷却水入口、冷却器和冷却水出口。
[0016]较佳地，所述冷却器为蛇管冷却器，且所述蛇管冷却器纵向设置于所述罐体内。
[0017]可选地，所述罐体上还设置有取样口和视镜，所述取样口用于取出罐内的少量料液进行检测，所述视镜用于观察罐内料液的发酵情况。
[0018]从上面所述可以看出，本实用新型提供的间歇培养罐可以让前期发酵产生的低酶活力的发酵液在所述间歇培养罐中继续培养，提高其酶活力；待发酵液的酶活力达到一定的水平时，再放入下道工序，这样可以节约下道工序的原材料投放量，降低生产成本，缩短提取生产周期；能够在无菌的环境下对中途分出的发酵液继续进行培养，使分料后醪液中的糖份(DE值)等营养物质再次利用，降低发酵生产原材料的消耗；所述间歇培养罐严格按发酵生产要求进行灭菌和继续发酵，可以减少醪液因中途分料带来的污染、防止杂菌污染发酵液，提高产品质量。因此，本实用新型提供的间歇培养罐可以有效提高转料速度、单罐产量及酶活力，又能够减少蒸汽、时间及人力等资源的浪费，提高产品品质、减少醪液与环境污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例的间歇培养罐的结构示意图；
[0020]图2为图1的A处局部放大图。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0022]本实用新型提供的间歇培养罐包括罐体、用于调节罐内料液pH的氨气系统、空气系统、用于搅拌罐内料液的动力系统、补料系统、出料系统、用于接收发酵罐发酵中途的分料醪液的收料系统、用于冷却罐内料液的冷却系统和用于对所述间歇培养罐进行灭菌的蒸汽灭菌系统。
[0023]其中，所述罐体分别与氨气系统、空气系统、动力系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统相连通，所述蒸汽灭菌系统分别与氨气系统、空气系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统连接。
[0024]所述蒸汽灭菌系统包括蒸汽管道和设置于所述蒸汽管道上的蒸汽阀门；所述收料系统包括收料口、收料管道以及设置于所述收料管道上的收料阀门，所述收料管道的两端分别与收料口、罐体相连通，用于将接收到的分料醪液输入罐体，所述收料阀门用于控制分料醪液的流量；所述蒸汽管道与所述收料管道连接，且所述蒸汽管道设置于所述收料口和收料阀门之间，用于对收料系统进行蒸汽灭菌。
[0025]参考图1，其为本实用新型实施例的间歇培养罐的结构示意图。
[0026]作为本实用新型的一个实施例，所述间歇培养罐包括罐体1、用于调节罐内料液PH的氨气系统2、空气系统3、用于搅拌罐内料液的动力系统4、补料系统5、出料系统6、用于接收发酵罐发酵中途的分料醪液的收料系统7、用于冷却罐内料液的冷却系统8和用于对所述间歇培养罐进行灭菌的蒸汽灭菌系统9。其中，所述罐体I分别与氨气系统2、空气系统3、动力系统4、补料系统5、出料系统6、收料系统7、冷却系统8相连通，所述蒸汽灭囷系统9分别与氨气系统2、空气系统3、补料系统5、出料系统6、收料系统7、冷却系统8连通。
[0027]所述蒸汽灭菌系统9包括蒸汽管道901和设置于所述蒸汽管道901上的蒸汽阀门902。所述蒸汽灭菌系统9通过蒸汽管道901与上述各系统(氨气系统2、空气系统3、补料系统5、出料系统6、收料系统7和冷却系统8)中的管道连通，在接收分料醪液前对所述间歇培养罐进行蒸汽灭菌。
[0028]参考图2，其为图1的A处局部放大图，即间歇培养罐的收料系统7的结构示意图。
[0029]从图中可以看出，所述收料系统7包括收料口 701、收料管道702以及设置于所述收料管道702上的收料阀门703，所述收料管道702的两端分别与收料口 701、罐体I相连通，用于将接收到的分料醪液输入罐体1，所述收料阀门703用于控制分料醪液的流量。
[0030]所述收料系统7还包括与收料管道702相连通的排汽管道704以及设置于所述排汽管道704上的排汽阀门705，且所述排汽管道704设置于所述收料口 701和收料阀门703之间，用于排出收料系统7中的汽体。
[0031]而且，所述蒸汽管道901与收料管道702连接，且所述蒸汽管道901设置于所述收料口 701和收料阀门703之间，用于对收料系统7进行蒸汽灭菌。所述蒸汽管道901上设置有蒸汽阀门902。
[0032]较佳地，所述收料管道702为钢丝软管。
[0033]所述氨气系统2包括氨气管道、氨压表202和设置于所述氨气管道上的氨气阀门201，所述氨气管道用于向罐体I输入氨气，所述氨气阀门201用于调节氨气的流量。
[0034]所述空气系统3包括空气输入管道，设置于所述空气输入管道上的空气过滤器301和进气阀302，空气输出管道，以及设置于所述空气输出管道上的空气流量计304、排气阀303和罐压表305。所述空气管道用于向罐体输入和排出空气,所述空气过滤器301用于去除空气中的杂质颗粒。
[0035]所述出料系统6包括出料管道601、出料阀门602以及设置于所述出料管道601上的排污管道603，所述出料管道601用于输出罐体I内的料液，所述出料阀门602用于调节料液的流量，所述排污管道603用于输出清洗罐体后的污物。
[0036]所述冷却系统8包括冷却水入口、冷却器和冷却水出口。可选地，所述冷却器为蛇管冷却器，且所述蛇管冷却器纵向设置于罐体7内。
[0037]优选地，所述罐体I上还设置有取样口 101和视镜102，所述取样口 101用于取出罐内的少量料液进行检测，所述视镜102用于观察罐内料液的发酵情况。
[0038]当发酵罐内培养物的体积达到发酵罐容积的2/3时，需要往本实用新型提供的间歇培养罐分料；发酵罐不停地补料，就需不停地往所述间歇培养罐分料，当所述间歇培养罐内分料醪液的体积达40?60%时，就可以开始正常培养。
[0039]使用本实用新型提供的间歇培养罐进行分料的具体步骤:
[0040]I)灭菌:用蒸汽灭菌系统9对所述间歇培养罐进行空罐灭菌，保证罐内压力约
0.11?0.13Mpa，温度约123?125°C，维持约30?50分钟；空罐灭菌后用无菌空气对收料罐进行保压，降温至33?35°C左右，等待接收发酵罐的分料醪液。
[0041]2)分料:当发酵罐中的料液需向外分料时，通过收料系统7将本实用新型提供的间歇培养罐与发酵罐连通，并用蒸汽灭菌系统9对收料系统7进行灭菌；灭菌完毕后，关闭蒸汽，通过收料管道703上的排汽管道704排掉收料管道702内的蒸汽，压力掉至约
0.0lMpa ;打开收料管道702上的收料阀门703，再打开发酵罐上的分料阀门，开始分料；当所述间歇培养罐内的分料醪液体积达到约40?60%后，关闭发酵罐上的分料阀门，用蒸汽将收料管道内分液醪液冲入所述间歇培养罐，再关闭所述收料阀门703，分料结束。
[0042]而后，按照分料醪液的具体工艺参数来取样、加氨、补料、培养。
[0043]由此可知，本实用新型提供的间歇培养罐可以让前期发酵产生的低酶活力的发酵液在所述间歇培养罐中继续培养，提高其酶活力；待发酵液的酶活力达到一定的水平时，再放入下道工序，这样可以节约下道工序的原材料投放量(因下工序是按体积来投放原材料的)，降低生产成本，缩短提取生产周期；能够在无菌的环境下对中途分出的发酵液继续进行培养，使分料后醪液中的糖份(DE值)等营养物质再次利用，降低发酵生产原材料的消耗；所述间歇培养罐严格按发酵生产要求进行灭菌和继续发酵，可以减少醪液因中途分料带来的污染、防止杂菌污染发酵液，提高产品质量。
[0044]因此，本实用新型提供的间歇培养罐可以有效提高转料速度、单罐产量及酶活力，又能够减少蒸汽、时间及人力等资源的浪费，提高产品品质、减少醪液与环境污染。
[0045]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种间歇培养罐，其特征在于，所述间歇培养罐包括罐体、用于调节罐内料液pH的氨气系统、空气系统、用于搅拌罐内料液的动力系统、补料系统、出料系统、用于接收发酵罐发酵中途的分料醪液的收料系统、用于冷却罐内料液的冷却系统和用于对所述间歇培养罐进行灭菌的蒸汽灭菌系统； 其中，所述罐体分别与氨气系统、空气系统、动力系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统相连通，所述蒸汽灭菌系统分别与氨气系统、空气系统、补料系统、出料系统、收料系统、冷却系统连接； 所述蒸汽灭菌系统包括蒸汽管道和设置于所述蒸汽管道上的蒸汽阀门；所述收料系统包括收料口、收料管道以及设置于所述收料管道上的收料阀门，所述收料管道的两端分别与收料口、罐体相连通，用于将接收到的分料醪液输入罐体；所述蒸汽管道与所述收料管道连接，且所述蒸汽管道设置于所述收料口和收料阀门之间，用于对收料系统进行蒸汽灭菌。
2.根据权利要求1所述的间歇培养罐，其特征在于，所述收料系统还包括与收料管道相连通的排汽管道以及设置于所述排汽管道上的排汽阀门，且所述排汽管道设置于所述收料口和收料阀门之间，用于排出收料系统中的汽体。
3.根据权利要求1或2所述的间歇培养罐，其特征在于，所述收料管道为钢丝软管。
4.根据权利要求1所述的间歇培养罐，其特征在于，所述氨气系统包括氨气管道、氨压表和设置于所述氨气管道上的氨气阀门，所述氨气管道用于向罐体输入氨气，所述氨气阀门用于调节氨气的流量。
5.根据权利要求1所述的间歇培养罐，其特征在于，所述空气系统包括空气输入管道，设置于所述空气输入管道上的空气过滤器和进气阀，空气输出管道，以及设置于所述空气输出管道上的空气流量计、排气阀和罐压表；所述空气管道用于向罐体输入和排出空气，所述空气过滤器用于去除空气中的杂质颗粒。
6.根据权利要求1所述的间歇培养罐，其特征在于，所述出料系统包括出料管道、出料阀门以及设置于所述出料管道上的排污管道，所述出料管道用于输出罐体内的料液，所述出料阀门用于调节料液的流量，所述排污管道用于输出清洗罐体后的污物。
7.根据权利要求1所述的间歇培养罐，其特征在于，所述冷却系统包括冷却水入口、冷却器和冷却水出口。
8.根据权利要求7所述的间歇培养罐，其特征在于，所述冷却器为蛇管冷却器，且所述蛇管冷却器纵向设置于所述罐体内。
9.根据权利要求1所述的间歇培养罐，其特征在于，所述罐体上还设置有取样口和视镜，所述取样口用于取出罐内的少量料液进行检测，所述视镜用于观察罐内料液的发酵情况。
【文档编号】C12M1/36GK203625373SQ201320853302
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】李洪兵, 胡永明, 刘文明, 周玉明, 胡波, 刘波 申请人:湖南鸿鹰生物科技有限公司