[实用新型]一种多级连续发酵装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发酵装置领域，具体涉及一种多级连续发酵装置。

背景技术

传统的发酵罐一般包括一个罐体，罐体内放置菌种和搅拌液，通过控制时间进行搅拌发酵，传统的这种发酵罐由于结构设置不合理，不但使其体积比较大，成本比较高，同时搅拌时间比较长，发酵效率比较低，发酵的效果也不好普通的高密度发酵方法或者分批发酵法应用于工业发酵存在诸多问题，如批次发酵产品质量不同、底物利用率较低、复杂的生物反应器的后处理以及不可避免的停机准备时间等都严重制约了生物发酵产品的工业化生产。相比较普通的生物发酵方法，多级连续高密度发酵法具有良好的应用前景。多级连续高密度发酵法采用多级发酵罐偶联，发酵过程中分离细胞与发酵液，实现细胞循环，提高菌体浓度，从而最大限度的提高底物转化率，产品产量以及最后的产品浓度，达到高底物利用率，高生产效率，可连续发酵等诸多优点。具有良好的工业应用前景。

实用新型内容

解决的技术问题：针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种多级连续发酵装置，结构简单，可实现自动化控制和连续化操作，适合产业化。

技术方案：

一种多级连续发酵装置，包括三个以上的发酵罐、储气罐、碳源补料罐、培养基补料罐和产品收集装置，所述各个发酵罐中均设有填充床过滤装置，所述三个以上的发酵罐串联后一端与碳源补料罐和培养基补料罐连通，其中，最后一个发酵罐中的填充床过滤装置连接中空纤维细胞分离装置后再与产品收集装置连通。

作为优选的是，所述发酵罐个数为3-7个。

作为优选的是，所述中空纤维细胞分离装置为聚砜膜中空纤维超滤膜，尺寸为4×40 in、4×50in或4×60in中的一种；膜面积为5㎡、8㎡或9㎡中的一种；截留相对分子质量为7000-80000；透过速度为200-700L/(㎡h)；供料压小于等于500kPa；膜间压差200-300k Pa；耐pH范围为1-13；耐热性为80℃。

作为优选的是，所述发酵罐、储气罐、碳源补料罐、培养基补料罐、填充床过滤装置、中空纤维装置和产品收集装置通过管道连接。

作为优选的是，所述发酵罐内设有双桨叶片，所述双桨叶片的倾斜角为20-35°。

作为优选的是，所述填充床过滤装置为活性炭填料装置。

有益效果

本实用新型装置可实现自动化控制和连续化操作，中空纤维细胞分离装置提高了菌种对发酵液的适应性，缩短了细胞生长的延滞期，解除代谢产物抑制，与分批发酵相比，不需要反复的洗罐、灭菌、接种等操作，生产效率大大提高，适合工业化操作。

附图说明

图1为四级连续发酵装置的结构示意图，其中，1、发酵罐，2、储气罐，3、中空纤维细胞分离装置，4、碳源补料罐，5、培养基补料罐，6、填充床过滤装置，7、产品收集装置。

具体实施方式

下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

“多级”是依照发酵罐的个数来定，如四级发酵由4个发酵罐串联后进行发酵，其中，第一个发酵罐为一级发酵罐，第二个发酵罐为二级发酵罐，第三个发酵罐为三级发酵罐，第四个为四级发酵罐。

实施例1

如图1所示，一种四级连续发酵装置，包括四个发酵罐1、储气罐2、碳源补料罐4、培养基补料罐5和产品收集装置7，四个发酵罐1串联后左端与碳源补料罐4、培养基补料罐5连通，另一端封闭，每级发酵罐1中均设有倾斜角30°的双桨叶片和填充床过滤装置6，其中第四级发酵罐1中的填充床过滤装置6连通FPM-03520型号的中空纤维细胞分离装置3后再与产品收集装置7连通。FPM-03520型号的中空纤维膜组件中，膜材料为聚砜，组件尺寸为4×50in，膜面积为5㎡，截留相对分子质量为7000，透过速度为200L(㎡·h)，最大供料压力为500kPa，膜间压差为300kPa，耐pH范围为1-13，耐热性为80℃。

实施例2