[发明专利]应用动态扩张式吸附反应器系统生产生物有机酸的方法

摘要

本发明属于发酵工程技术领域，特别涉及应用动态扩张式吸附反应器系统生产生物有机酸的方法。本发明是在微生物细胞发酵过程中，伴随微生物细胞的生长会向细胞外发酵液中分泌目标产品生物有机酸，此时参与微生物细胞生长代谢的酶系受到目标产品生物有机酸的反馈抑制使得细胞代谢速度减慢时，通过将带有微生物细胞的发酵液直接泵入动态扩张式吸附反应器中的装有分离介质的扩张床层析柱中，经过一定的吸附分离过程，实现在线吸附目标产品生物有机酸而不造成层析柱的堵塞；去除目标产品生物有机酸的发酵液可循环回流至发酵罐。微生物细胞生长所受抑制得以解除，微生物细胞恢复生长活力，微生物细胞生物量提高，生物有机酸产品产量增加。

主权项

一种应用动态扩张式吸附反应器系统生产生物有机酸的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：(1)将分离介质装于与动态扩张式吸附反应器的发酵罐直接耦连的扩张床层析柱中；所述的分离介质的结构由骨架和功能基团两部分组成，骨架为丙烯酸、苯乙烯、环氧树脂中的一种，功能基团选自伯胺、仲胺、叔胺、季胺所组成的组中的至少一种；(2)将培养好的微生物细胞种子接种于已灭菌的发酵罐中的发酵培养基中得到带有微生物细胞的发酵液，采用好氧或厌氧方式进行微生物细胞发酵培养；伴随微生物细胞的生长繁殖，微生物细胞生物量得以积累，目标产品生物有机酸不断合成，当微生物细胞内的酶系参与微生物细胞生长代谢时受到目标产品生物有机酸的反馈抑制，使得发酵罐中的带有微生物细胞的发酵液的pH由6.5‑7降低到5‑6范围，并导致带有微生物细胞的发酵液中的微生物细胞代谢速度减慢，开启动态扩张式吸附反应器的电磁阀和液体泵；(3)将步骤(2)发酵罐中pH为5‑6的带有微生物细胞的发酵液直接从步骤(1)的动态扩张式吸附反应器中的扩张床层析柱的底部进入层析柱中，使层析柱中的分离介质膨胀，膨胀后的分离介质的高度与原分离介质的高度比为2∶1‑3∶1，分离介质之间存在空隙，带有微生物细胞的发酵液中含有生物有机酸，当带有微生物细胞的发酵液由扩张床层析柱中的分离介质之间的空隙穿过时，目标产品生物有机酸被分离介质直接吸附，由分离介质之间的空隙穿过的含有微生物细胞的发酵液，从扩张床层析柱上部回流至发酵罐中，当发酵罐中的带有微生物细胞的发酵液的pH回至6.5‑7时关闭动态扩张式吸附反应器的电磁阀和液体泵；当发酵罐中的发酵培养基中的C源浓度低于质量百分浓度为1‑2％时，按C源补料液与原始发酵培养基配方中C源的浓度比为100∶1的补料策略进行C源补料，使发酵培养基中的C源浓度恢复至质量百分比为2‑6％；(4)将步骤(3)得到的吸附有生物有机酸的分离介质用水进行淋洗，然后用洗脱液进行洗脱；收集脱附液、浓缩脱附液得到生物有机酸。