一種間歇培養罐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種間歇發酵罐，所述間歇培養罐包括罐體、用于調節罐內料液pH的氨氣系統、空氣系統、用于攪拌罐內料液的動力系統、補料系統、出料系統、用于接收發酵罐發酵中途的分料醪液的收料系統、用于冷卻罐內料液的冷卻系統和用于對所述間歇培養罐進行滅菌的蒸汽滅菌系統；其中，所述罐體分別與氨氣系統、空氣系統、動力系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統相連通，所述蒸汽滅菌系統分別與氨氣系統、空氣系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統連接。因此，該間歇培養罐可以有效提高轉料速度、單罐產量及酶活力，又能夠減少蒸汽、時間及人力等資源的浪費，提高產品品質、減少醪液與環境污染。
【專利說明】一種間歇培養耀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發酵領域，特別是一種發酵過程中使用的間歇培養罐。
【背景技術】
[0002]在發酵罐發酵運轉過程中，由于發酵周期較長(150?180h)，中間需要不斷補料來保證菌體生長所需各種的營養物質。故罐內的發酵液體積也隨之不斷增加,為維持正常的發酵培養體積、罐內溶氧水平以及冷卻效果，就需要中途向外分料。
[0003]目前，通常采用臥罐接收發酵中途分出的發酵液，由于發酵罐在分料時的DE值高低不一，發酵液進入臥罐后，不能保證在無菌狀態下繼續發酵，所以發酵罐在向臥罐分料時容易感染雜菌，料液中的糖份等營養物質不能完全被菌絲所利用和消耗，如此就造成了很大的資源浪費。
[0004]而且，如果后工藝(提取)收料不及時，分料液在臥罐內的停留時間較長，或者遇高溫炎熱天氣等，則會出現分料液感染其它雜菌而變質的問題，不但會使酶活受損還會使得壓濾困難，產品質量得不到保證。
[0005]分料液從臥罐中壓出后，臥罐必需清洗干凈后再用蒸汽滅菌，而臥罐清洗又極不方便，如果臥罐一天使用三次就要清洗三次，滅菌三次，那么這在人力、時間和蒸汽等資源上就有很大的浪費。清洗過后的污水排放至下水道，對環境也造成一定污染。
實用新型內容
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的在于提出一種間歇培養罐，解決染菌、資源浪費、環境污染等問題。
[0007]基于上述目的，本實用新型提供的間歇培養罐包括罐體、用于調節罐內料液pH的氨氣系統、空氣系統、用于攪拌罐內料液的動力系統、補料系統、出料系統、用于接收發酵罐發酵中途的分料醪液的收料系統、用于冷卻罐內料液的冷卻系統和用于對所述間歇培養罐進行滅菌的蒸汽滅菌系統；
[0008]其中，所述罐體分別與氨氣系統、空氣系統、動力系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統相連通，所述蒸汽滅菌系統分別與氨氣系統、空氣系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統連接；
[0009]所述蒸汽滅菌系統包括蒸汽管道和設置于所述蒸汽管道上的蒸汽閥門；所述收料系統包括收料口、收料管道以及設置于所述收料管道上的收料閥門，所述收料管道的兩端分別與收料口、罐體相連通，用于將接收到的分料醪液輸入罐體，所述收料閥門用于控制分料醪液的流量；所述蒸汽管道與所述收料管道連接，且所述蒸汽管道設置于所述收料口和收料閥門之間，用于對收料系統進行蒸汽滅菌。
[0010]可選地，所述收料系統還包括與收料管道相連通的排汽管道以及設置于所述排汽管道上的排汽閥門，且所述排汽管道設置于所述收料口和收料閥門之間，用于排出收料系統中的汽體。[0011]較佳地，所述收料管道為鋼絲軟管。
[0012]可選地,所述氨氣系統包括氨氣管道、氨壓表和設置于所述氨氣管道上的氨氣閥門，所述氨氣管道用于向罐體輸入氨氣，所述氨氣閥門用于調節氨氣的流量。
[0013]可選地，所述空氣系統包括空氣輸入管道，設置于所述空氣輸入管道上的空氣過濾器和進氣閥，空氣輸出管道，以及設置于所述空氣輸出管道上的空氣流量計、排氣閥和罐壓表；所述空氣管道用于向罐體輸入和排出空氣，所述空氣過濾器用于去除空氣中的雜質顆粒。
[0014]可選地，所述出料系統包括出料管道、出料閥門以及設置于所述出料管道上的排污管道，所述出料管道用于輸出罐體內的料液，所述出料閥門用于調節料液的流量，所述排污管道用于輸出清洗罐體后的污物。
[0015]可選地，所述冷卻系統包括冷卻水入口、冷卻器和冷卻水出口。
[0016]較佳地，所述冷卻器為蛇管冷卻器，且所述蛇管冷卻器縱向設置于所述罐體內。
[0017]可選地，所述罐體上還設置有取樣口和視鏡，所述取樣口用于取出罐內的少量料液進行檢測，所述視鏡用于觀察罐內料液的發酵情況。
[0018]從上面所述可以看出，本實用新型提供的間歇培養罐可以讓前期發酵產生的低酶活力的發酵液在所述間歇培養罐中繼續培養，提高其酶活力；待發酵液的酶活力達到一定的水平時，再放入下道工序，這樣可以節約下道工序的原材料投放量，降低生產成本，縮短提取生產周期；能夠在無菌的環境下對中途分出的發酵液繼續進行培養，使分料后醪液中的糖份(DE值)等營養物質再次利用，降低發酵生產原材料的消耗；所述間歇培養罐嚴格按發酵生產要求進行滅菌和繼續發酵，可以減少醪液因中途分料帶來的污染、防止雜菌污染發酵液，提高產品質量。因此，本實用新型提供的間歇培養罐可以有效提高轉料速度、單罐產量及酶活力，又能夠減少蒸汽、時間及人力等資源的浪費，提高產品品質、減少醪液與環境污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例的間歇培養罐的結構示意圖；
[0020]圖2為圖1的A處局部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0022]本實用新型提供的間歇培養罐包括罐體、用于調節罐內料液pH的氨氣系統、空氣系統、用于攪拌罐內料液的動力系統、補料系統、出料系統、用于接收發酵罐發酵中途的分料醪液的收料系統、用于冷卻罐內料液的冷卻系統和用于對所述間歇培養罐進行滅菌的蒸汽滅菌系統。
[0023]其中，所述罐體分別與氨氣系統、空氣系統、動力系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統相連通，所述蒸汽滅菌系統分別與氨氣系統、空氣系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統連接。
[0024]所述蒸汽滅菌系統包括蒸汽管道和設置于所述蒸汽管道上的蒸汽閥門；所述收料系統包括收料口、收料管道以及設置于所述收料管道上的收料閥門，所述收料管道的兩端分別與收料口、罐體相連通，用于將接收到的分料醪液輸入罐體，所述收料閥門用于控制分料醪液的流量；所述蒸汽管道與所述收料管道連接，且所述蒸汽管道設置于所述收料口和收料閥門之間，用于對收料系統進行蒸汽滅菌。
[0025]參考圖1，其為本實用新型實施例的間歇培養罐的結構示意圖。
[0026]作為本實用新型的一個實施例，所述間歇培養罐包括罐體1、用于調節罐內料液PH的氨氣系統2、空氣系統3、用于攪拌罐內料液的動力系統4、補料系統5、出料系統6、用于接收發酵罐發酵中途的分料醪液的收料系統7、用于冷卻罐內料液的冷卻系統8和用于對所述間歇培養罐進行滅菌的蒸汽滅菌系統9。其中，所述罐體I分別與氨氣系統2、空氣系統3、動力系統4、補料系統5、出料系統6、收料系統7、冷卻系統8相連通，所述蒸汽滅囷系統9分別與氨氣系統2、空氣系統3、補料系統5、出料系統6、收料系統7、冷卻系統8連通。
[0027]所述蒸汽滅菌系統9包括蒸汽管道901和設置于所述蒸汽管道901上的蒸汽閥門902。所述蒸汽滅菌系統9通過蒸汽管道901與上述各系統(氨氣系統2、空氣系統3、補料系統5、出料系統6、收料系統7和冷卻系統8)中的管道連通，在接收分料醪液前對所述間歇培養罐進行蒸汽滅菌。
[0028]參考圖2，其為圖1的A處局部放大圖，即間歇培養罐的收料系統7的結構示意圖。
[0029]從圖中可以看出，所述收料系統7包括收料口 701、收料管道702以及設置于所述收料管道702上的收料閥門703，所述收料管道702的兩端分別與收料口 701、罐體I相連通，用于將接收到的分料醪液輸入罐體1，所述收料閥門703用于控制分料醪液的流量。
[0030]所述收料系統7還包括與收料管道702相連通的排汽管道704以及設置于所述排汽管道704上的排汽閥門705，且所述排汽管道704設置于所述收料口 701和收料閥門703之間，用于排出收料系統7中的汽體。
[0031]而且，所述蒸汽管道901與收料管道702連接，且所述蒸汽管道901設置于所述收料口 701和收料閥門703之間，用于對收料系統7進行蒸汽滅菌。所述蒸汽管道901上設置有蒸汽閥門902。
[0032]較佳地，所述收料管道702為鋼絲軟管。
[0033]所述氨氣系統2包括氨氣管道、氨壓表202和設置于所述氨氣管道上的氨氣閥門201，所述氨氣管道用于向罐體I輸入氨氣，所述氨氣閥門201用于調節氨氣的流量。
[0034]所述空氣系統3包括空氣輸入管道，設置于所述空氣輸入管道上的空氣過濾器301和進氣閥302，空氣輸出管道，以及設置于所述空氣輸出管道上的空氣流量計304、排氣閥303和罐壓表305。所述空氣管道用于向罐體輸入和排出空氣,所述空氣過濾器301用于去除空氣中的雜質顆粒。
[0035]所述出料系統6包括出料管道601、出料閥門602以及設置于所述出料管道601上的排污管道603，所述出料管道601用于輸出罐體I內的料液，所述出料閥門602用于調節料液的流量，所述排污管道603用于輸出清洗罐體后的污物。
[0036]所述冷卻系統8包括冷卻水入口、冷卻器和冷卻水出口。可選地，所述冷卻器為蛇管冷卻器，且所述蛇管冷卻器縱向設置于罐體7內。
[0037]優選地，所述罐體I上還設置有取樣口 101和視鏡102，所述取樣口 101用于取出罐內的少量料液進行檢測，所述視鏡102用于觀察罐內料液的發酵情況。
[0038]當發酵罐內培養物的體積達到發酵罐容積的2/3時，需要往本實用新型提供的間歇培養罐分料；發酵罐不停地補料，就需不停地往所述間歇培養罐分料，當所述間歇培養罐內分料醪液的體積達40?60%時，就可以開始正常培養。
[0039]使用本實用新型提供的間歇培養罐進行分料的具體步驟:
[0040]I)滅菌:用蒸汽滅菌系統9對所述間歇培養罐進行空罐滅菌，保證罐內壓力約
0.11?0.13Mpa，溫度約123?125°C，維持約30?50分鐘；空罐滅菌后用無菌空氣對收料罐進行保壓，降溫至33?35°C左右，等待接收發酵罐的分料醪液。
[0041]2)分料:當發酵罐中的料液需向外分料時，通過收料系統7將本實用新型提供的間歇培養罐與發酵罐連通，并用蒸汽滅菌系統9對收料系統7進行滅菌；滅菌完畢后，關閉蒸汽，通過收料管道703上的排汽管道704排掉收料管道702內的蒸汽，壓力掉至約
0.0lMpa ;打開收料管道702上的收料閥門703，再打開發酵罐上的分料閥門，開始分料；當所述間歇培養罐內的分料醪液體積達到約40?60%后，關閉發酵罐上的分料閥門，用蒸汽將收料管道內分液醪液沖入所述間歇培養罐，再關閉所述收料閥門703，分料結束。
[0042]而后，按照分料醪液的具體工藝參數來取樣、加氨、補料、培養。
[0043]由此可知，本實用新型提供的間歇培養罐可以讓前期發酵產生的低酶活力的發酵液在所述間歇培養罐中繼續培養，提高其酶活力；待發酵液的酶活力達到一定的水平時，再放入下道工序，這樣可以節約下道工序的原材料投放量(因下工序是按體積來投放原材料的)，降低生產成本，縮短提取生產周期；能夠在無菌的環境下對中途分出的發酵液繼續進行培養，使分料后醪液中的糖份(DE值)等營養物質再次利用，降低發酵生產原材料的消耗；所述間歇培養罐嚴格按發酵生產要求進行滅菌和繼續發酵，可以減少醪液因中途分料帶來的污染、防止雜菌污染發酵液，提高產品質量。
[0044]因此，本實用新型提供的間歇培養罐可以有效提高轉料速度、單罐產量及酶活力，又能夠減少蒸汽、時間及人力等資源的浪費，提高產品品質、減少醪液與環境污染。
[0045]所屬領域的普通技術人員應當理解:以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種間歇培養罐，其特征在于，所述間歇培養罐包括罐體、用于調節罐內料液pH的氨氣系統、空氣系統、用于攪拌罐內料液的動力系統、補料系統、出料系統、用于接收發酵罐發酵中途的分料醪液的收料系統、用于冷卻罐內料液的冷卻系統和用于對所述間歇培養罐進行滅菌的蒸汽滅菌系統； 其中，所述罐體分別與氨氣系統、空氣系統、動力系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統相連通，所述蒸汽滅菌系統分別與氨氣系統、空氣系統、補料系統、出料系統、收料系統、冷卻系統連接； 所述蒸汽滅菌系統包括蒸汽管道和設置于所述蒸汽管道上的蒸汽閥門；所述收料系統包括收料口、收料管道以及設置于所述收料管道上的收料閥門，所述收料管道的兩端分別與收料口、罐體相連通，用于將接收到的分料醪液輸入罐體；所述蒸汽管道與所述收料管道連接，且所述蒸汽管道設置于所述收料口和收料閥門之間，用于對收料系統進行蒸汽滅菌。
2.根據權利要求1所述的間歇培養罐，其特征在于，所述收料系統還包括與收料管道相連通的排汽管道以及設置于所述排汽管道上的排汽閥門，且所述排汽管道設置于所述收料口和收料閥門之間，用于排出收料系統中的汽體。
3.根據權利要求1或2所述的間歇培養罐，其特征在于，所述收料管道為鋼絲軟管。
4.根據權利要求1所述的間歇培養罐，其特征在于，所述氨氣系統包括氨氣管道、氨壓表和設置于所述氨氣管道上的氨氣閥門，所述氨氣管道用于向罐體輸入氨氣，所述氨氣閥門用于調節氨氣的流量。
5.根據權利要求1所述的間歇培養罐，其特征在于，所述空氣系統包括空氣輸入管道，設置于所述空氣輸入管道上的空氣過濾器和進氣閥，空氣輸出管道，以及設置于所述空氣輸出管道上的空氣流量計、排氣閥和罐壓表；所述空氣管道用于向罐體輸入和排出空氣，所述空氣過濾器用于去除空氣中的雜質顆粒。
6.根據權利要求1所述的間歇培養罐，其特征在于，所述出料系統包括出料管道、出料閥門以及設置于所述出料管道上的排污管道，所述出料管道用于輸出罐體內的料液，所述出料閥門用于調節料液的流量，所述排污管道用于輸出清洗罐體后的污物。
7.根據權利要求1所述的間歇培養罐，其特征在于，所述冷卻系統包括冷卻水入口、冷卻器和冷卻水出口。
8.根據權利要求7所述的間歇培養罐，其特征在于，所述冷卻器為蛇管冷卻器，且所述蛇管冷卻器縱向設置于所述罐體內。
9.根據權利要求1所述的間歇培養罐，其特征在于，所述罐體上還設置有取樣口和視鏡，所述取樣口用于取出罐內的少量料液進行檢測，所述視鏡用于觀察罐內料液的發酵情況。
【文檔編號】C12M1/36GK203625373SQ201320853302
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】李洪兵, 胡永明, 劉文明, 周玉明, 胡波, 劉波 申請人:湖南鴻鷹生物科技有限公司