[发明专利]一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置

说明书

本发明涉及一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，尾气净化采样模块包括依次串接的尾气进气管、进气阀、过滤器进气阀、除水过滤器、过滤器出气阀、取样气体切换阀、大流量气泵以及气体质量流量计；尾气净化采样模块的气体质量流量计分别连接一尾气参数检测模块；俩尾气净化采样模块的进气阀的出口端之间连接有通道切换阀；风机与加热包连接，加热包分别与一尾气净化采样模块的除水过滤器连接；除水过滤器的排水管路接口，并且经由该排水管路接口连接过滤器排气阀、过滤器疏水阀。本发明的微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置响应速度快、使用寿命长，可以实现单通道或双通道在线长时间、复杂成分检测并进行发酵代谢调控。

技术领域

本发明涉及一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，属于发酵尾气检测分析领域。

背景技术

高密度好氧生物发酵生产过程中，生物工程菌在发酵罐内进行生产代谢时，会产生大量尾气，部分发酵代谢产物也随尾气排出，并伴有特殊难闻气体。微生物呼出气体中CO₂、O₂、一些挥发性的醛类、胺类、醇类、吲哚和呋喃类等杂环化合物类有臭味的气体含量的改变可反映菌体代谢的变化，特别在高密度培养过程，尾气分析的实时性显示尤为重要，在发酵代谢调控中有着非常重要的意义。

目前，市场上流通的发酵罐尾气分析仪对于发酵尾气成分复杂、湿度高的情况存在以下问题 ：1、普遍采用尾气冷凝法除水，导致参数检测准确度不足。由于发酵尾气湿度较大，如直接检测，会在传感器的探头护罩上形成凝露，影响检测效果。而采用冷凝法去除发酵尾气中的水分，其弊端在于低温冷凝过程中，尾气中的CO2、O2、各种辉发性气味化合物会溶解于冷凝水中，使检测出的参数偏低，从而影响发酵调控判断。2、尾气干燥法除水，气体流量不足。硅胶干燥剂法去除尾气水分常见于气相质谱仪气体预处理中，但干燥剂法不适合大流量尾气除水，常规直径38mm长度240mm干燥管最大处理流量只有5L/Min，远远达不到工业化要求。3、实时性不足。传统的发酵尾气分析仪采用多通道串行检测方法，需通道1检测完成后，切换到通道2、通道3检测。需有一个等待其它通道尾气置换完全后且流量稳定时，才能开始检测，导致检测时间长，通道响应慢，检测参数会发生延迟，不适合高密度微生物大规模培养。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、操作方便、大流量尾气除水效果好、响应速度快、使用寿命长，可以实现单通道或双通道在线长时间、复杂成分检测并进行发酵代谢调控的尾气分析控制系统。

一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，包括两个尾气净化采样模块、两个尾气参数检测模块、风机以及加热包，所述尾气净化采样模块包括依次串接的尾气进气管、进气阀、过滤器进气阀、除水过滤器、过滤器出气阀、取样气体切换阀、大流量气泵以及气体质量流量计；两个尾气净化采样模块的气体质量流量计分别连接一尾气参数检测模块；所述两个尾气净化采样模块的进气阀的出口端之间连接有通道切换阀；所述风机的出风端口经由管路与所述加热包连接，所述加热包经由两个反向烘干进气阀分别与一尾气净化采样模块的除水过滤器连接；所述除水过滤器的排水管路接口，并且经由该排水管路接口连接过滤器排气阀、过滤器疏水阀。

所述的一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，其进一步设计在于，所述除水过滤器为膜过滤器。

所述的一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，其进一步设计在于，所述膜过滤器包括过滤器壳体和固定设置于过滤器壳体内部的滤芯，所述壳体连接有过滤器进气管，所述滤芯连接有延伸至壳体外部的过滤器出气管。

所述的一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，其进一步设计在于，所述过滤器壳体的外壁设置有硅胶电加热软套。

所述的一种微生物高密度培养用双通道大流量尾气分析装置，其进一步设计在于，滤芯采用PTFE材质防水膜，膜上均衡密布若干小孔，该小孔的孔径小于水分子，可防止水和颗粒的流通。