[实用新型]用于增加摇瓶溶氧的扰流装置

说明书

技术领域

本实用新型属于发酵设备中的附属装置，特别是指一种用于增加摇瓶溶氧的扰流装置。

背景技术

发酵工业的产品广泛用于医药、食品、轻工、农牧等领域中。对于需氧发酵全过程必须不断的向培养液中提供氧气,因好氧微生物细胞的生长、发育和分裂繁殖等活动所需能量主要来自于由氧气参与的三羧酸循环过程，其生命活动离不开氧气。微生物只能利用溶解于水中的氧，而氧气难溶于水，一般来说，在一个大气压下，25℃的培养基中氧的饱和溶解度为6.4mg/L，这只供微生物维持短暂的生命活动，若不向培养液中供氧，菌体的呼吸作用、菌体的生长和产物形成将受到强烈抑制。因此，如何迅速不断地补充培养液中的溶解氧，保证菌体的正常代谢活动，是需氧发酵工业中的重大研究课题。

三角瓶是最常用的小规模发酵容器。在工业上好氧微生物菌种通常是先在三角瓶中进行摇瓶培养，进行逐步扩培后再接种至发酵罐中。三角瓶的通气及溶氧量主要是通过瓶口的进气获得的，由于三角瓶具有内壁光滑、口径小、瓶底深且直径大的结构特点，严重限制了气体的流通。且三角瓶在摇床上摇动时，培养物以瓶底中轴为轴心进行圆周旋转，这种趋于层流的运动方式不利于氧气的传递，特别是细胞浓度增高时容易导致培养物溶氧量不足、菌体生长不好，甚至出现溶菌的现象。为此，实验室中通常采用减少三角瓶的装液量，或是提高摇床转速，或者使用最少层数的纱布塞的方法来提高三角瓶内体积溶氧系数，提高供氧速率。但是，如果装液量太少，随着培养过程的延长，水分蒸发容易造成培养液体积大量减少甚至蒸干；而三角瓶的转速也受到摇床转速极限的限制，并且较高的转速对有的微生物可以造成伤害或使得某些细胞结构发育的不完整，如鞭毛，从而引起细胞自溶或死亡，而长时间高速旋转也会使摇床的寿命大为缩短。而对于形成菌丝的微生物，在现有的三角瓶中培养时很容易形成一个大的菌丝球，形成的菌丝球会影响物料的传递，一般在球中央的细胞在生长和产物形成等方面均不如球表面的细胞。而真菌和放线菌在液体培养基中进行通气搅拌或振荡培养时,往往会产生菌丝球，也影响了氧气的传递。因此现有三角瓶的设计及结构已经不能满足某些好氧发酵过程中微生物的生长和对溶氧的需求。根据微生物的生长特性和好氧需要设计一种适用于现有三角摇瓶的且便于拆卸的装置，可以提高瓶内培养液的溶氧，也可以降低菌丝细胞形成大菌丝球的几率。

以三角瓶为培养容器时，通常培养物随摇床的摇动多以层流的方式沿轴心旋转，底层培养物与顶层培养物在不同层面流动，氧气由顶层向底层的传质速率低，整个体系的溶氧水平不均匀。相反，湍流可以使流动的液体产生很好的搅拌作用，如果可以在三角瓶的底层增设挡板，培养物可被充分搅拌，物质传递到顶层，增加了液体与空气的接触面积，有利于增加溶氧。

申请人检索到的现有技术包括，公开号为CN202246687U的实用新型专利中在三角瓶内壁上固定了挡板使其与瓶体连成一体。公开号为CN202576417U、CN202576418U的实用新型专利在三角瓶瓶身内壁上成型了与底面平行的挡片，只是在挡片数量和挡片设置位置上有所差异。公开号为CN204058463U的实用新型专利中在瓶身为圆柱型摇瓶的内壁上成型设置了竖直向上的内凹结构。在这些报道中，摇瓶经改造后均可在一定程度上提高培养物的溶氧速率，但是由于这些挡片是固定在瓶子上的，因此上述三角瓶通用性较差。公开号为CN203393148U的实用新型专利改造了三角瓶的瓶塞，在瓶塞上加一个连接杆，连接杆末端放置挡片，这有利于三角瓶中心液体的搅拌和取样，但是硅胶瓶塞不适合好氧微生物的摇瓶培养，且搅拌叶片受到瓶口直径的限制，不能按照瓶底直径设计，发挥很好的扰流效应让培养液形成湍流，溶氧的提高效率低，所以这个设计的重点在取样而非好氧发酵的提高溶氧。

发明内容

本实用新型提供一种便于拆卸和装配、且能够满足培养物高溶氧需要的用于增加摇瓶溶氧的扰流装置。

本实用新型的整体结构是：

用于增加摇瓶溶氧的扰流装置，包括定位轴，定位轴顶部与定位环固定连接，定位环呈镂空状且其外壁与三角瓶瓶口内壁适配，挡板内端沿定位轴径向分布并与其底部转动配合，挡板外侧呈向外凸起的弧形。

本实用新型的具体结构是：

为便于制造，同时满足对摇瓶内的培养液形成均匀扰流的需要，优选的技术方案是，所述的挡板内端沿径向等角度间隔分布。

为简化结构，同时便于挡板装配，更为优选的技术方案是，所述的挡板内端沿径向呈中心对称分布。