[发明专利]发酵联动装置及发酵联动的实现方法

权利要求书

1.一种发酵联动装置，其特征在于：包括发酵母罐、发酵子罐、监控系统和分析系统，所述发酵母罐通过管道与所述发酵子罐相连，所述发酵母罐和发酵子罐分别与所述监控系统相连接，所述分析系统对所述监控系统测得的数据进行集中分析。

2.根据权利要求1所述的发酵联动装置，其特征在于：所述发酵母罐为1至2个，所述发酵子罐为4至8个，所述发酵子罐通过管道并联连接到发酵母罐上。

3.根据权利要求2所述的发酵联动装置，其特征在于：所述发酵子罐的容积为0.25L至5L，所述发酵母罐的容积为50L至500L。

4.根据权利要求3所述的发酵联动装置，其特征在于：所述发酵母罐的总容积为发酵子罐的总容积的2.5至50倍。

5.根据权利要求2所述的发酵联动装置，其特征在于：所述发酵子罐的容积为5L至50L，所述发酵母罐的容量为500L至120000L。

6.根据权利要求5所述的发酵联动装置，其特征在于：所述发酵母罐的总容积为发酵子罐的总容积的2.5至480倍。

7.根据权利要求2所述的发酵联动装置，其特征在于：所述每个发酵子罐的几何形状、容积和有关配件都相同。

8.根据权利要求2所述的发酵联动装置，其特征在于：每个发酵子罐和发酵母罐均配有电机、搅拌器、传感单元、安装支架、工艺管道系统以及电气控制柜，所述电气控制柜通过其内的计算机芯片及电气元器件对所述发酵子罐和发酵母罐进行控制。

9.根据权利要求8所述的发酵联动装置，其特征在于：所述的传感单元包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、全罐称量传感器、尾气分析仪、测速传感器、压力传感器、消泡传感器和补料称重传感器。

10.权利要求9所述的发酵联动装置，其特征在于：所述的传感单元还包括细胞显微在线观察仪、活菌量传感器、氧化还原电位传感器、菌浓传感器及空气流量传感器中的一个或两个以上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的发酵联动装置，其特征在于：所述监控系统为三级计算机控制系统，其中第一级计算机控制系统对所述发酵母罐和发酵子罐形成的各参数的回路进行检测与控制；第二级计算机控制系统对所述发酵母罐和发酵子罐中的单个罐体的参数进行数据采集、设定值控制与控制回路整定；第三级计算机控制系统对前两级系统的参数进行参数综合分析并输出到终端。

12.利用如权利要求1至11中任一项发酵联动装置进行发酵联动的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：在所述发酵母罐中加入培养基、灭菌、接种和培养；

第二步：通过所述分析系统对监控系统从发酵母罐中获得的发酵过程多尺度参数进行相关分析；

第三步：根据分析系统的分析结果确定影响发酵过程的关键敏感参数；

第四步：将发酵母罐培养到预定阶段；

第五步：将发酵母罐中的培养液同体积输送到多个发酵子罐中；

第六步：根据发酵母罐确定的影响发酵过程的关键敏感参数，确定各子罐相应的控制参数，通过监控系统调节并控制各发酵子罐，并对各发酵子罐进行多参数采集；

第七步：通过分析系统对发酵子罐中采集到的多参数进行相关分析，指导发酵母罐生产试验。

13.根据权利要求12所述的发酵联动的实现方法，其特征在于：所述第五步之前包括对各发酵子罐及发酵母罐与发酵子罐的连接管道进行灭菌的步骤。

14.根据权利要求12所述的发酵联动的实现方法，其特征在于：所述第二步中的发酵过程多尺度参数包括直接参数和间接参数；

其中所述的直接参数包括直接在线检测参数和离线手工检测参数；

所述的直接在线检测参数为温度、搅拌转速、通气流量、罐压、消泡、pH、溶解氧浓度、发酵液重量、补料量、尾气氧浓度及尾气二氧化碳浓度；

所述的离线手工检测参数为菌量、残糖浓度、比生长速率及NH2-N含量；

所述的间接参数为耗氧率、二氧化碳释放率、呼吸商及体积氧传递速率。