[实用新型]一种高溶氧发酵搅拌装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及搅拌设备，具体涉及一种高溶氧发酵搅拌装置，可在微生物发酵过程中使用。

背景技术

对于所有好氧发酵原料药品种来说，发酵液中的溶氧浓度(Dissolved Oxygen，简称DO)对微生物的生长和产物形成有着重要的影响。在发酵过程中，必须供给适量的无菌空气，菌体才能繁殖和积累所需代谢产物。溶解氧对发酵的影响分为两方面：一方面是溶氧浓度影响与呼吸链有关的能量代谢，从而影响微生物生长；另一方面是氧直接参与产物合成。研究表明，在过低溶氧条件下，三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)代谢流量减小，不足以平衡葡萄糖酵解速率，从而刺激了LDH的酶活，使代谢流发生改变。三羧酸循环的生物学意义：一是机体将糖或其它物质氧化而获得能量的最有效方式。每分子葡萄糖经有氧氧化生成H2O和CO2时，可净生成32或30分子的ATP。二是糖、脂和蛋白质三大类物质代谢与转化的枢纽，是生物大分子分解与合成的两用途径。所以溶氧条件的好坏直接影响到发酵水平的高低，进而决定其生产成本在市场上是否具有竞争力。

针对麦白霉素这一原料药品种来说，麦白霉素为链霉菌(Streptomyces mycarofaciens)产生的一种大环内酯类抗生素，首先由于该链霉菌的生长特性，镜检菌丝特别细长，导致在麦白霉素发酵过程中发酵料液粘度特别大，对溶氧的要求尤甚；其次麦白霉素为多组分产物，有效成分有A1、A2、A3、A6和A8等，根据2010版中国药典的要求，麦白霉素质量标准为A1≥48％，A6≥12％，相关杂质≤25％。如果再因为发酵过程中溶氧长期处于临界点以下，将会导致代谢方向发生改变，不再向着合成A1、A6等主组分的方向进行代谢，而是合成相关杂组分，将会对产品质量造成严重影响。所以有必要提高溶氧浓度，进而提高发酵单位及保证产品质量。

目前麦白霉素生产中一般采用三档弯叶搅拌组形式的发酵罐，发酵液在三档弯叶的搅拌作用下作平面旋涡状的流动，在代谢过程中溶氧长期处于临界点以下，存在贫氧区较多，压缩空气停留时间短、氧气利用率低等不利因素，严重影响发酵单位，无法保证产品质量。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高溶氧发酵搅拌装置，相比普通的用于麦白霉素生产的发酵罐等搅拌装置，该高溶氧发酵搅拌装置能提高搅拌打碎气泡能力及提高氧利用率，提高发酵液溶氧浓度，保证菌丝体的需氧量，控制代谢流方向，从而提高产品产量和保证产品质量。

针对目前用于麦白霉素生产一般采用的三档弯叶搅拌组形式发酵罐，要提高发酵液溶氧浓度，可三种不同方式进行改进：一是加大空气压缩机功率，更换大管径空气管道，用以提高压缩空气压力提高溶氧；二是更换发酵罐电机及传动轴，提高搅拌速度以提高溶氧；三是改变搅拌形式，提高搅拌打碎气泡能力及提高氧利用率，达到提高溶氧的目的。这三种方式中，相比较而言，前两种投入改造成本巨大，后期运营动力消耗大；而第三种投入小，后期运营成本无增加，本实用新型采用第三种方式，对现有三档弯叶搅拌组形式的发酵罐进行改进，以提高发酵液溶氧浓度。

本实用新型提供的技术方案为：

一种高溶氧发酵搅拌装置，其材质为不锈钢，包括搅拌轴和与搅拌轴连接的第一搅拌组，第一搅拌组包括第一搅拌盘和固定在第一搅拌盘上的碎泡叶片，该搅拌装置还包括设在第一搅拌组上部并与搅拌轴连接的第二搅拌组，第二搅拌组包括第二搅拌盘和固定在第二搅拌盘上的下压叶片。

上述高溶氧发酵搅拌装置中，第一搅拌组为三层，每层包括一个搅拌盘和多片碎泡叶片；

第二搅拌组为一层，包括一个搅拌盘和多片下压叶片；

在本实用新型一实施例中，碎泡叶片和下压叶片均通过螺栓与搅拌盘进行连接；优选地，下压叶片为抛物线叶片；第二搅拌组的每层设有四片下压叶片；碎泡叶片为弯叶；第一搅拌组的每层设有六片碎泡叶片。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过增加一个搅拌组，该新增搅拌组包括一层下压叶片，用以加大打碎气泡能力，改变发酵液平面旋涡状流动方式为上下轴向方式。相比普通的用于麦白霉素生产的发酵罐等搅拌装置，本实用新型能提高搅拌打碎气泡能力及提高氧利用率，提高发酵液溶氧浓度，保证菌丝体的需氧量，控制代谢流方向，从而提高产品产量和保证产品质量，为参与市场竞争提供有力保障。该装置还具有成本低、结构实用和安装调节方便等优点。