[实用新型]一种丝状真菌华根霉固定化液态发酵装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种丝状真菌华根霉固定化液态发酵装置及其使用方法，属于发酵工业技术及发酵装置领域。

背景技术

丝状真菌是一类重要的工业微生物，其发酵产品广泛应用于食品、医药、农业、能源、化工等众多领域。工业上丝状真菌采用液体深层发酵生产多种酶和代谢产物，已经取得巨大的社会和经济效益，如抗生素、柠檬酸等。丝状真菌的液态发酵过程比较复杂，常用的机械搅拌式发酵罐对于一些丝状真菌发酵存在一定的问题，如剪切环境等方面的变化会造成丝状真菌菌体形态的差异，并且许多研究表明菌丝形态的不同往往会引起发酵产物种类和数量的变化。因此如何控制丝状真菌液态发酵的菌丝体形态，使得产物（酶、有机酸等）大量积累，已成为丝状真菌液态发酵工业中的关键所在。

丝状真菌液态发酵中对产物生产有影响的各种形态包括菌球、菌团等缠绕聚集形态和游离菌丝等表观形态。为对丝状真菌菌丝形态进行控制，特别是聚集态菌体的形成，目前主要是通过以下几方面的措施：一是对发酵培养基组成及发酵条件进行优化以控制特定菌体形态的形成([1] Liu Y, Liao W, Chen S. Study of pellet formation of filamentous fungi Rhizopus oryzae using a multiple logistic regression model [J]. Biotechnology and Bioengineering, 2008, 99(1): 117-128)。二是通过添加固定化载体促进特定菌体形态的形成。固定载体类型主要有纤维吸附([2] 张定丰，林建平，金志华，等. 用于固定化米根霉发酵生产L-乳酸的转盘反应器及其放大，化学工程, 2004, 32(1): 34-37)，海藻酸盐凝胶包埋([3] Hang Y, Hamamci H, Woodams E E. Production of L(+)-lactic acid by Rhizopus oryzae immobilized in calcium alginate gels. Biotechnology Letters, 1989, 11: 119-120)，聚氨酯吸附([4] 陈育如, 夏黎明, 岑沛霖. 聚氨酯吸附固定米根霉发酵L-乳酸的优化，南京师范大学学报(工程技术版), 2002, 2(1): 52-55)等。但是针对一些特定的丝状真菌，在通用机械搅拌式通风发酵装置中，利用上述方法往往也难以达到对特定菌体形态的有效控制，从而限制了这些丝状真菌的工业化放大生产。

丝状真菌华根霉产菌体结合脂肪酶，在发酵过程中形成絮状或者小球状菌体均表现出较低酯合成活性，而形成较大块状菌体则表现出较高的活性([5] 周艺博，王栋，徐岩等. 华根霉合成活性脂肪酶液态发酵菌体形态调控的研究. 工业微生物, 2011, 41(5): 11-16)。该丝状真菌在普通机械搅拌式发酵装置中，由于搅拌器的剪切作用很难形成较大的聚集形态菌丝体，通过普通发酵装置的改进以控制特定菌体形态的形成，对于解决此类丝状真菌的发酵问题具有重要价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种丝状真菌固定化液态发酵装置及其使用方法，克服现有装备和技术的不足，针对普通机械搅拌式发酵罐中丝状真菌难以聚集成较大聚集态的问题，提供一种适用于丝状真菌华根霉固定化液态发酵装置及方法。

本实用新型的技术方案：一种丝状真菌华根霉固定化液态发酵装置，该装置由罐体1、轴向流搅拌器2、挡板3、导流筒4、径向流搅拌器5和环状气体分布器6组成；导流筒4是通过上下支架7容置在发酵罐体内，轴向流搅拌器2和径向流搅拌器5分别位于导流筒4外侧的上部和下部；设置4片挡板3，均匀分布在罐体内，紧贴罐壁；轴向流搅拌器2和径向流搅拌器5叶片均为4-6片，轴向流搅拌器2桨叶为与水平面夹角45度的平直涡轮桨叶，径向流搅拌器5桨叶为与水平面夹角90度的平直涡轮桨叶，环状气体分布器6位于径向流搅拌器5下方。

所述导流筒4为网孔状不锈钢材质，既为丝状真菌液态发酵提供生长载体，同时又促进发酵液形成筒内外的循环流。