[发明专利]一种多级串联液体表面发酵生物反应系统

说明书

技术领域

本发明公开了一种发酵装置，特别是一种多级串联液体表面发酵生物反应系统。 

背景技术

目前，工业用发酵罐设备分为两类，液体发酵罐和固体发酵罐。液体发酵罐主要有间歇搅拌发酵罐、气升式发酵罐等。现有的发酵罐抗染菌能力一般，操作较为繁琐，且效率较低。例如酵蛹虫草产虫草素和灵芝产灵芝酸等，最新的文献显示液体表面发酵更适合产物的积累。但是目前还没有大规模生产相适应的生物反应器。 

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多级串联液体表面发酵生物反应系统。 

为了解决上述问题，本发明公开了一种多级串联液体表面发酵生物反应系统，包括相互连接的主发酵罐、培养基罐和种子罐，所述培养基罐连接一根导出管，导出管上设有一个连消装置；所述主发酵罐从上至下依次设有一个培养基保温储罐、两个以上发酵子罐，以及一个发酵液储罐；所述连消装置导出两根管，一根连通位于培养基保温储罐一侧上部的培养基进口，另一根连通位于种子罐一侧下部的种子罐入口；所述种子罐下端导出一根用于输送种子液的种子管，种子管分别接入每个发酵子罐；每个发酵子罐内设有将真菌子座固定的金属网栅，且独立的设有培养基进口和发酵液溢流管以及种子液进口；培养基保温储罐通过输送培养基液的培养基管道连通每个发酵子罐的培养基进口，培养基与种子液在金属网栅下方混合形成发酵液；由下至上倒数第二层以上的每个发酵子罐内在中心位置设置有通气腔，通气腔的侧壁设有通气孔，金属网栅高度低于通气孔高度，通气腔底部设有滤网；最下层的发酵子罐连通无菌空气进口，无菌空气通过通气腔向上层发酵子罐通气；每个发酵子罐与连接到发酵液储罐的发酵液溢流管连通。 

本发明中，培养基保温储罐外设有保温夹套，保温夹套上设有夹套保温水进口，和夹套保温水出口。 

本发明中，发酵液储罐底部设有发酵液出料口。 

本发明中，培养基保温储罐和发酵液储罐内均设有搅拌桨。 

本发明中，最上层的发酵子罐上连通通气出口。 

本发明中，通气腔内填充无菌过滤棉。 

本发明中，上层的发酵子罐和相邻的下层的发酵子罐之间设有跨流管，跨流管连通本层发酵子罐的培养基管道进口、本层发酵子罐的发酵液溢流管以及下层的培养基管道进口，且每层的培养基进口、发酵液溢流管以及跨流管的交汇点都设有一个控制阀。 

本发明中，所述种子罐顶端设有用于接种的接种口。 

有益效果：在多级串联发酵罐内设置了金属网栅将真菌子座固定于液层表面，这样液层在缓慢流动过程中不至于破坏真菌子座。同时采用滤网截留菌丝体，利用溢流管达到控制发酵液高度的目的。将多级串联可连续进行液体表面发酵。本发明抗染菌能力强，设备空间利用率大，操作简单，基本为阀门操作，集成化程度较高，工作效率高。 

1、设备空间利用率大大增加。一般来讲，液体表面发酵的真菌子座高度不会大于3cm，如果用单一罐体，装液量较大，但是真正的发酵空间，即空气层体积占发酵罐的体积过小。由于液体表面发酵类似与静置发酵，传质速率较慢，因此使用传统发酵罐将大大增加发酵时间。本发明，单层高度仅需10cm，液层高度仅为3.6cm，空间利用率大大提高，发酵时间也可大大减少。 

2、在多级串联发酵罐内设置了金属网栅将真菌子座固定于液层表面，这样液层在缓慢流动过程中不至于破坏真菌子座。同时采用滤网截留菌丝体，利用溢流管达到控制发酵液高度的目的。将多级串联可连续进行液体表面发酵。 

3、抗染菌能力强。本发明在发酵主体上下层之间设置了多条管路和多道阀门，确保了培养基按指定的方向流动。特别采用罐体外周的跨流管，这样可以在一层发生染菌时，及时将其上下层流动的发酵培养基进行短接，然后单独对该层实施消毒灭菌。灭菌后可直接接入。不会导致一层染菌则全部倒罐的问题。 

4、本发明操作简单，基本为阀门操作，集成化程度较高，工作效率高。 

附图说明

图1是本发明多级串联液体表面发酵生物反应系统的组成示意图 

图2是本发明多级串联液体表面发酵生物反应系统主发酵罐的剖面结构主视图 

图3是本发明多级串联液体表面发酵生物反应系统主发酵罐主体部分的俯视结构示意图 

具体实施方式