一种用于细胞循环发酵的系统的制作方法

本实用新型属于微生物加工生产技术领域，尤其是一种用于细胞循环发酵的系统。

背景技术：

随着生物过程工程研究发展，细胞循环发酵技术得到逐步应用。当发酵产物与细胞生物量呈正相关时，提高细胞生物量可显著提高发酵的产品产量。在细胞循环策略实施中，一般将微生物对数生长后期的细胞经浓缩后重新回到生物反应器。目前，细胞循环发酵所用设备昂贵、成本高，限制了细胞循环发酵的应用。因此设计一种可用于细胞循环发酵的简易系统是十分必要的。

此外，对于现有的细胞循环发酵的系统，一方面在每次循环时候都需要所有的发酵液进行离心，费时费力；另一方面经过离心后的轻液都直接丢弃，而里面有一部分固体有效组分也随之丢弃，在多次循环发酵、多次离心过程中会造成资源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，制备了一种适用于细胞循环发酵的系统，同时该系统在发酵罐上增加了第二出料口，将发酵后的重的组分直接输送至补料瓶，有效减轻了第一离心机的工作量，且节省时间；发酵液离心后的清液进入缓存罐进行筛选，实现有效组分的回收，提高了资源利用率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样来实现的：一种用于细胞循环发酵的系统，包括发酵罐、第一离心机、补料瓶，发酵罐下端有至少一个第一出料口和第二出料口；第一出料口、第一离心机、补料瓶、发酵罐的进口通过第一管道依次首尾连接；第二出料口与补料瓶通过第二管道连通；第一离心机与补料瓶之间通过第三管道依次连接有缓存罐、第二离心机，缓存罐上连接有粒度检测装置。

本实用新型的进一步改进，补料瓶上有营养液进口。在细胞循环发酵过程中定时增加营养液，弥补发酵时的营养液消耗，保证发酵过程中营养需求。

本实用新型的进一步改进，发酵罐与第一离心机之间，补料瓶与发酵罐之间的第一管道的回路和第二管道上分别有输送泵。采用本技术方案，实现发酵液的输送，输送泵可采用蠕动泵，实现精准控制。

本实用新型的进一步改进，发酵罐与第一离心机之间的第一管道上有电磁阀，发酵罐与补料瓶之间的第二管道上有电磁阀。对于发酵罐内发酵后需要离心的液体，首先开启第二管道上的电磁阀将重的组份先直接输送至补料瓶，然后关闭该电磁阀，开启第一管道上的电磁阀，将轻的组份输送至第一离心机；采用电磁阀时候可以配套时间继电器，控制两个管道的电磁阀的开启顺序及时间。此外，此处亦可以采用手动的阀门。

本实用新型的进一步改进，发酵罐与补料瓶之间的第一管道的回路上有电磁阀和流量计。通过流量计及电磁阀的配合，控制发酵罐内的发酵液体积。

本实用新型的进一步改进，发酵罐下端为向下凸的圆弧状，第二出料口有一个，且位于发酵罐下端最底部；第一出料口有四个，且第一出料口均匀分布在第二出料口四周。采用本技术方案，便于快速的将发酵罐内的重组分和轻组分进行输送。

本实用新型的进一步改进，第一离心机有两台，且并联设置；经过两台第一离心机后的轻液进入粒度检测装置，经过两台第一离心机后的重液进入补料瓶。采用本技术方案，可以实现发酵液的快速离心，提高工作效率，同时可以将一台作为备用，保证循环发酵工序的连贯性。

本实用新型的进一步改进，第二管道为透明管道。采用本技术方案，可以随时观察第二管道内对发酵罐内重组分的输送情况。

本实用新型的有益效果为：（1）该系统通过发酵罐、离心机、补料瓶的连接实现了细胞循环发酵，经济实用。

（2）该系统在发酵罐上增加了第二出料口，将发酵后的重组分直接输送至补料瓶，有效减轻了第一离心机的工作量，可快速完成所有发酵液的离心，节省时间。

（3）离心后发酵液的清液进入缓存罐进行分析筛选，含有有效组分少的直接排出，含有大量有效组分的再次离心提取，实现有效组分的回收，提高了资源利用率。

附图说明

图1 为本实用新型连接示意图（细实线为第一管道，虚线为第二管道，粗实线为第三管道）。

图2为本实用新型发酵罐结构示意图。

图3本实用新型发酵罐底部的仰视图。

图4本实用新型实施例3结构示意图。

图中：1、发酵罐，2、第一离心机，3、粒度检测装置，4、第二离心机，5、补料瓶，6、电磁阀，7、流量计，8、第一出料口，9、第二出料口，10、第一管道，11、第二管道，12、第三管道，13、缓存罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述，但是并不以此限制本实用新型。

实施例1

如附图1所示，一种用于细胞循环发酵的系统，包括发酵罐1、第一离心机2、补料瓶5，发酵罐1下端有至少一个第一出料口8和第二出料口9；第一出料口8、第一离心机2、补料瓶5、发酵罐1的进口通过第一管道10依次首尾连接；第二出料口9与补料瓶5通过第二管道11连通。

第一离心机2与补料瓶5之间通过第三管道12依次连接有缓存罐13、第二离心机4，缓存罐13上连接有粒度检测装置3。

实施例2

在实施例1的基础上，补料瓶5上连接有营养液进口。

发酵罐1与第一离心机2之间，补料瓶5与发酵罐1之间的第一管道10的回路和第二管道11上分别有输送泵。

发酵罐1与第一离心机2之间的第一管道10上有电磁阀6，发酵罐1与补料瓶之间的5第二管道11上有电磁阀6。

发酵罐1与补料瓶5之间的第一管道10的回路上有电磁阀6和流量计7。

如附图2-3所示，发酵罐1下端为向下凸的圆弧状，第二出料口9有一个，且位于发酵罐1下端最底部；第一出料口8有四个，且第一出料口8均匀分布在第二出料口9四周。

第二管道11为透明管道。

具体的应用过程：

（1）微生物种子液在无菌条件下接种至装有一定培养基的发酵罐中1，按照一定培养条件进行发酵培养。

（2）按照细胞循环策略要求，将培养一定周期的发酵培养液在无菌条件下，从发酵罐出料口输送至已灭菌的离心机/补料瓶中:发酵液静置一段时间后，首先开启第二管道11上的电磁阀6将重的组份先直接输送至补料瓶5，然后关闭该电磁阀6，开启第一管道10上的电磁阀，将轻的组份输送至第一离心机2。

（3）按照细胞循环策略要求，离心机设置一定离心转速和时间进行培养液的离心。

（4）发酵液离心后的重液直接进入补料瓶5，轻液进入缓存罐13，粒度检测装置3可采用Winner7000系列通用型在线粒度分析仪粒度检测装置根据溶液的粒子量，检测后粒子量较少的轻液直接排出，粒子量较多的轻液进入第二离心机4进行二次离心，二次离心后的重的组分也输送进入补料瓶5。

（5）利用输送泵将补料瓶5内浓缩的有效组分加至发酵罐1中，完成一次细胞循环发酵。

（6）重复上述1-5操作。

实施例3

与实施例2的不同在于，如附图4所示，第一离心机2有两台，且并联设置；经过两台第一离心机2后的轻液进入粒度检测装置3，经过两台第一离心机2后的重液进入补料瓶5，提高了工作效率和连贯性。