[发明专利]一种连续性补料分配系统及其应用

说明书

本发明提供一种连续性补料分配系统，包括：蒸汽管道、补料管道、发酵液管道、N个补料罐和M个发酵罐，一个补料罐底部连接一条补料管道，N条补料管道通过N个三通阀门并联连接于所述蒸汽管道；一个发酵罐连接一条发酵液管道，M条发酵液管道通过M个三通阀门并联连接于所述蒸汽管道；第二蒸汽管道存在M+N条支管道分别连接在M条发酵液管道和N条补料管道上。本发明还提出所述分配系统的应用方法。本发明提出的系统，能够在同一种原材料连续补料的过程中，随时增加补料罐和待补料的发酵罐，能够适应连续生产过程中对不同的发酵罐连续补料的需求。

技术领域

本发明生物技术领域，具体涉及一种生物发酵培养的设备及应用所述设备的方法。

背景技术

在生物制品发酵领域，补料是一个非常常见的操作。补料过程有两个要点：1、保证补料过程整个管道内环境处于无菌状态，不会给发酵罐引入杂菌。2、按需要补料。发酵过程中，根据不同产品具体的工艺要求，发酵罐在一定的情况下需要补入前体、碳源、氮源、无机盐等物料，用以维持代谢或者提高目标产物的产生。这些原材料的补入可能是一次性补入一定量，也可能是持续在一段时间内按一定的速度补入一定的量。

单个补料罐一次性的补入一个或者多个发酵罐的操作比较简单，目前使用的分配站能够满足操作需求。图1示出了传统的补料分配站结构。在小试情况下，也可以通过任意增加补料瓶和软管来满足发酵罐连续补料的需求。但是，大规模的工业化发酵生产过程中，很多发酵产品，物料补入的过程是不能间断、匀速的，同时补料罐内的物料也不可能是一直足够的，发酵罐的数量、罐号也可能是在不停变化的。发酵罐补料的体积相对比较大，连接补料罐与发酵罐之间的管道直径需求比较大，通常只能使用固定的不锈钢管道，因此也无法通过增加软管的方式实现增加补料罐或者发酵罐的目的。即便是以牺牲生产水平为代价，一定时间之内停止补料，将整个补料管道连同需要新增加的补料罐或者发酵罐的管道同时灭菌后再进行补料，也会造成整个管道系统中的物料排出，造成物料的浪费以及增加污水处理的难度。

发明内容

针对本领域存在的上述问题，本发明提供了一种连续性补料分配系统，可以在一个连续的补料过程中随意的增加补料罐或者待补料发酵罐。

本发明的第二个目的是提出所述系统的应用方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种连续性补料分配系统，包括：蒸汽管道、补料管道、发酵液管道、N个补料罐和M个发酵罐，一个补料罐底部连接一条补料管道，N条补料管道通过N个三通阀门并联连接于所述蒸汽管道；一个发酵罐连接一条发酵液管道，M条发酵液管道通过M个三通阀门并联连接于所述蒸汽管道；第二蒸汽管道存在M+N条支管道分别连接在M条发酵液管道和N条补料管道上；N和M互相独立为1-20的整数；

所述连续性补料分配系统，在系统运行过程中，不影响正在补料的同时可按需要增减补料罐或者增加对新的发酵罐补料；

所述补料管道上设置有补料管道阀门，所述补料管道阀门为带辫子的阀门或，距离所述补料管道阀门10-60mm处设置有排污支阀门；所述发酵液管道上设置有发酵液管道阀门，所述发酵液管道阀门为带辫子的阀门或，距离所述发酵液管道阀门10-60mm处设置有排污支阀门。

其中，所述补料液管道上的排污支阀门位于所述补料管道阀门和连接蒸汽管道的三通阀门之间，所述发酵液管道上的排污支阀门位于发酵液管道阀门和连接蒸汽管道的三通阀门之间，所述排污支阀门连接于地漏。

其中，所述补料管道上，连接三通阀门端设置有废液支阀门，废液支阀门连接于废液收集槽，废液支阀门和三通的距离与补料管道直径的比例为1-4：10。

其中，所述发酵液管道连接蒸汽管道的三通阀门附近设置有废液支阀门，废液支阀门连接于废液收集槽，废液支阀门和三通的距离与发酵液管道直径的比例为1-4：10(这段间距短至20-50mm，可以不用灭菌，减少了操作的复杂程度)。