[实用新型]一种微生物发酵系统

说明书

本实用新型涉及一种微生物发酵系统，其包括种子罐、发酵罐、调节装置和监测装置，种子罐、发酵罐、调节装置之间通过管路连接；种子罐包括一级种子罐和二级种子罐；发酵罐包括罐体和罐盖，罐体外部设有外罐，罐体与外罐之间形成温控腔；罐体上部设有与罐体内部连通的进料管和延伸至罐体底部的进气管，罐体底部设有出料口；罐盖上设有电机、消泡器、酸碱进液管、排气管；外罐下部设有与温控腔相通的介质进管和介质出管；罐体内设有搅拌装置，搅拌装置上端与罐盖上的电机输出轴固定连接。本微生物发酵系统整合了流程工艺，使培养基与发酵液得到充分利用，并克服了菌团沉积、附壁等缺陷，进而显著提高了发酵产物的产率。

技术领域

本实用新型涉及一种微生物发酵系统。

背景技术

现有微生物发酵工程一般流程为：定向变异诱导和隔代复壮形成一级种子，然后出料分次移入大罐进行扩大增殖培养形成数量庞大的二级种子，再移入发酵罐内发酵形成产物。这种分工艺进行的发酵流程存在诸多问题，如种子转移过程外源菌种的引入；一、二级种子同罐培养导致变异量小、培养基利用不完全、菌团沉积等。另外现有发酵罐亦存在搅拌形成径向力将菌类离心甩至罐壁附近，无法充分利用发酵液，导致发酵产物产出量小、发酵不完全等影响产率的状况发生。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何克服上述技术缺陷并整合工艺步骤，提供一种微生物发酵系统。

为解决上述技术问题，本微生物发酵系统包括种子罐、发酵罐、调节装置和监测装置，种子罐、发酵罐、调节装置之间通过管路连接；其中，所述种子罐包括若干用于定向变异诱导和隔代复壮一级种子罐和用于扩大增殖培养的二级种子罐；所述发酵罐包括罐体和罐盖，所述罐体外部设有外罐，罐体与外罐之间形成温控腔；罐体上部设有与罐体内部连通的进料管和延伸至罐体底部的进气管，罐体底部设有出料口；罐盖上设有电机、消泡器、酸碱进液管、排气管；所述外罐下部设有与温控腔相通的介质进管和介质出管；所述罐体内设有搅拌装置，所述搅拌装置上端与所述罐盖上的电机输出轴固定连接；所述调节装置包括换热介质储罐和酸碱罐；所述监测调节机构包括设置在罐体内的感应组件和设置在罐体外的显示屏。所述管路上均设有泵阀机构，用于控制菌液输送的启停及提供输送动力。

作为优化，所述搅拌装置包括转轴、错位布设在该转轴上的若干搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌桨和导流桨。所述搅拌桨平行设置在所述搅拌轴上、下两侧，所述导流桨设置在所述搅拌轴端部；所述搅拌桨上设有切割翅，所述导流桨与搅拌桨之间的夹角小于90°。如此设计，发酵过程中使用双桨式搅拌，能够在搅拌桨加速溶氧的基础上，通过导流桨的铲回效果，将径向的离心力导为周向的涡流，从而克服了菌团堆积在罐体外层，发酵液无法充分利用，导致发酵产物量低的缺陷，导流桨上的切割翅能够进一步击碎上升气泡，进一步提高发酵液内的溶氧效果。

作为优化，所述进气管端部为弧形盲端，进气管位于该弧形盲端区段开有大量出气孔。如此设计，能够使泵入的无菌氧气分布更为均匀、气泡更小，从而提高发酵罐内各区域溶解氧密度均衡，提高菌体利用率，进而提高发酵效率。

作为优化，所述进气管外部连接有空气过滤器。如此设计，所述空气过滤器为禹州市禹王机械制造有限公司生产的PP熔喷滤芯不锈钢无菌空气过滤器，能够外联普通抽气机或空压机进行单滤芯反渗透前级除菌，避免所进气体的引入大量外源微生物。

作为优化，所述一级种子罐为锥底罐、所述二级种子罐内设有提升绞龙。如此设计，大直径、锥形底的一级种子罐，能够使定向诱变培养基全面铺开于氧气接触面，有利于初代微生物的定向变异诱导和隔代复壮；二级种子罐在绞龙不断提升翻转的作用下，使菌量和培养基浓度在管内上下部得以均衡，避免增殖过程中出现菌团式集中的现象。

作为优化，所述感应组件包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器。如此设计，pH传感器、温度传感器、溶解氧传感器均使用现有便于清洗的探头形式传感器(温度探头、pH探头、溶解氧探头)，探头与外部用于显示示数的LCD显示屏相连接。