[发明专利]气升式生物反应器

说明书

技术领域

本发明所述的技术方案属于微生物学领域，具体的讲，是属于微生物学装置领域，依据国际专利分类法，属于C12M3/00植物细胞培养装置。 

背景技术

生物反应器是为细菌、真菌、植物细胞和动物细胞等提供无菌的、温度适宜的、营养良好的、供氧充分的、生长环境的装置。现有的抗菌素生产是用机械搅拌式反应器，或气升式、自吸式、喷射式、鼓泡式生物反应器。但这些机械搅拌反应器，能耗大、结构复杂。而气升式反应器、鼓泡式反应器的混合性能和传热性能较好，气液比大时气液传质性能优良，无运动部件，制作维修较方便，容易放大到数千甚至数万立方米，这是搅拌式反应器无法达到的。但他们对于蕈菌菌丝体的培养还存在不足，不能很好地满足蕈菌细胞液体培养需要，本发明对此做出妥善的解决。 

蕈菌是一类大型丝状真菌微生物，其子实体通常称为蘑菇，包括食用菇、药用菇、毒菇。蕈菌细胞及其代谢产物的生产具有明显的社会效益和可观的经济效益。近年来国内外对药用大型丝状真菌细胞及其产物进行的药理与临床研究结果表明了工业规模开发这类药用蕈菌 的必要性。如冬虫夏草，人工培养子实体未过关，必须采用蕈菌液体深层培养工艺，才能得到具有实用价值的大量菌丝体产品，以解决缺少资源的困境，让人类有宝贵的药物治病，保持健康。本发明就是蕈菌细胞液体培养工艺中的生物反应器，包括种液培养反应器与液体发酵反应器。对蕈菌来说，它的多细胞菌丝较其他微生物菌丝更为纤长。机械搅拌会对纤长的菌丝产生机械损伤，使菌丝断裂死亡，影响次生代谢产物的生成速度；同时机械搅拌还产生流体旋涡气穴、高速气泡同样也会使纤细的菌丝破损死亡而影响生长。这些研究结果表明本发明可以很好地用于蕈菌细胞液体培养。 

现有的技术，如我国专利号为：99121894.9，中请日为：1999年10月22日，发明名称为：《一种新的用于微生物液体培养的生物反应器》，它为解决丝状真菌在传统机械搅拌反应器中液体培养时菌丝易破损、菌团结壁而不利于生长的难题，针对丝状真菌的生长特点设计了与现有气升反应器不同的、具有低回流区以及涉及升降循环比等其他特定参数的气升反应器，包括种液菌丝培养反应器与液体发酵反应器。其不足之处：由于发酵过程不能添加物料，因此，发酵装置不能人为控制。 

发明内容

本发明的目的是提出一种具有多层塔形导流环和可卸衡压式流加器，适合蕈菌细胞液体培养的气升式生物反应器。 

本发明的目的是这样实现的：一种气升式生物反应器，包括：罐 盖、夹套、罐体、出料管和空气分布管。罐体的外部装有夹套，罐体的下部装有塔形导流环，导流环由上导流环、中导流环和下导流环三个环组成，其直径分别为D1、D2、D3，罐体的侧壁下方设有出料管，底部设有空气分布管，加料连接口和衡压连接口装在罐体的上方。罐体内设有上细下粗的多层环间隔件，其层间高度为k，其直径之比为D1∶D2∶D3＝0.85∶0.90∶1.00；由上而下三个导流环的高度分别为h1、h2、h3，其高度之比为h1∶h2∶h3＝1∶2∶3；上层导流环直径D1和反应器罐体直径D之比为D1∶D＝0.65∶1.00；层间的高度之比h1∶h2∶h3∶k＝1∶2∶3∶0.1。加料连接口和衡压连接口上接有流加器，流加器由筒体、玻璃视镜、衡压管、加料管和筒体封头组成，筒体上装有玻璃视镜，其上部装有衡压管，下部装有加料管，上部为筒体封头，它由可翻转压盖、筒体顶盖法兰盘、顶盖螺栓扣、顶盖翻转轴和顶盖胶塞组成。使用流加器时，将它放在生物反应器的顶部，将衡压管连到生物反应器的衡压连接口，再将加料管与生物反应器的加料连接口连接。 

本生物反应器有如下特点： 

1.根据蕈菌细胞生长的特点，反应器内设置1～3层的塔形导流环，给菌丝体施加柔和的拉伸力，并供给充足的氧气；有利于细胞菌丝絮团的生长； 

2.多层导流环间的大空隙间隔结构，使发酵过程可以采用培养基的补料工艺并充分搅拌均匀； 

3.可卸式的、衡压的流加器，可以保证流加操作过程通畅和无菌，可以更好地操控发酵过程； 

4.针对种液和发酵的不同工艺要求，设计有不同结构的发酵反应器，可使这种气升式生物反应器适用于多种蕈菌菌丝体液体培养或液体发酵的不同工艺过程。 

附图说明

图1气升式生物反应器结构示意图。 

图2可卸式衡压流加器结构示意图。