[发明专利]维生素B12发酵过程优化与放大的方法与装置

权利要求书

1.一种对使用生物反应器装置的发酵过程进行优化放大的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(a)测定所述生物反应器装置的所述发酵过程中的生理代谢参数、生理代谢参数相关特性或其组合；

其中所述生理代谢参数选自：供氧量、溶氧、摄氧率、pH、二氧化碳释放率、呼吸商、活细胞量或细胞形态、测定的代谢产物或基质消耗、或其组合；

(b)将步骤(a)测定的所述生理代谢参数、生理代谢参数相关特性与预定值的生理代谢参数、生理代谢参数相关特性或其组合进行比较；选出与所述预定值最为接近的生物反应器装置；确定优化的放大生物反应器装置；

其中所述生理代谢参数如步骤(a)所述。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物反应器装置选自维生素B₁₂发酵装置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生物反应器装置是容量为20L--2000m³的发酵罐。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，该方法通过检测生物反应器的多个工艺控制参数以获得所述发酵过程中的生理代谢参数、生理代谢参数相关特性或其组合，

其中所述多个工艺控制参数为搅拌转速，通气流量，罐压，消泡，pH，溶解氧浓度，发酵液真实体积及重量，补料量包括基质、前体、油、酸碱物，尾气CO₂和O₂。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，测定的所述生理代谢参数、生理代谢参数相关特性与预定值的差异不高于10～15％之间。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中所述的预定值是小罐发酵条件下的生理代谢参数、生理代谢参数相关特性或其组合；

其中，所述生物反应器装置相对于小罐体积的放大倍数不低于20～2000倍之间。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)的比较过程中，还包括如下步骤：

(i)将步骤(a)测定的所述生理代谢参数、生理代谢参数相关特性与预定值的生理代谢参数、生理代谢参数相关特性或其组合进行比较；

(ii)调节所述生物反应器装置的生理代谢特征参数特征、生理代谢参数相关特性或其组合，使得所述生物反应器装置的生理代谢特征参数特征相对于所述预定值的差异不高于10～15％之间，选定与所述预定值最为接近的生物反应器装置；

(iii)确定优化的放大生物反应器装置。

8.一种可进行过程优化和数据放大的自控生物反应器装置，所述自控生物反应器装置包括带有搅拌器(104)的生物反应器罐体(100)，以及对所述生物反应器的工艺控制参数进行检测及控制的仪器仪表，其特征在于，所述罐体(100)上设置：

-传感装置单元(101)，所述传感装置单元(101)包括设置在所述罐体(100)上的溶解氧传感器(3)、活细胞量传感器(10)；

-与所述传感装置单元(101)连接的生理代谢特征参数计算装置(20)，所述生理代谢特征参数计算装置(20)将所述传感装置单元(101)获得的工艺控制参数转化为作为数据放大基础的生理代谢特征参数。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述罐体(100)的体积容量在20L--2000m³之间。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的传感单元(101)还包括温度传感器(1)，pH传感器(2)，全罐秤量传感器(4)，尾气CO₂接口(5)，尾气O₂接口(6)，测速传感器(7)，压力传感器(8)，消泡传感器(9)或其组合。