[发明专利]连续固定化的内置搅拌微膜曝气内循环气升式生物反应器

权利要求书

1.一种连续固定化的内置搅拌微膜曝气内循环气升式生物反应器，其特征在于，包括气升式细胞固定化反应器主体（100）、设置于反应器主体（100）内部的搅拌微膜曝气装置、环绕搅拌微膜曝气装置设置的内导流桶换热器（8）、内导流桶换热器（8）和反应器主体（100）间填充的细胞固定化材料（10）；

所述反应器主体（100）顶部设有进料口（1）、气相出口（2）和补料口（3），底部设置出料口（16）；反应器主体（100）横截面为方形；

所述搅拌微膜曝气装置从上到下依次包括相连接的气管（4）、潜水电机（9）、联轴器（11）、搅拌轴（12）、叶轮轴（13）和微膜曝气叶轮（18）；气管（4）另一端连接反应器主体（100）侧壁的进气口，用于进气；潜水电机（9）外部通过密封桶（20）密封，潜水电机（9）电缆通过潜水电机电缆导出管（5）引出反应器主体（100）；

所述内导流桶换热器（8）顶端连接蒸汽进口/冷却水出口（7），底端连接蒸汽出口/冷却水进口（15）；

所述细胞固定化材料（10）上下端设有多孔板（19），下端多孔板（19）上部设有连续出料口/取样口（14）；

所述微膜曝气叶轮（18）的搅拌速度为1000~2000r/min。

2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述内导流桶换热器（8）为表面安装翅片的内导流桶。

3.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述气管（4）和潜水电机电缆导出管（5）上设有活动接头（6）。

4.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述搅拌轴（12）外部设有机械密封（17）。

5.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述微膜曝气叶轮（18）和叶轮轴（13）间呈30~45度角连接。

6.根据权利要求5所述的生物反应器，其特征在于，所述微膜曝气叶轮（18）为等边梯形结构。

7.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述细胞固定化材料为耐150~180℃温度的有机、无机或金属材质。

8.权利要求1~7任一项所述生物反应器用于细胞连续固定化培养的方法，其特征在于，包括如下步骤：

从进料口（1）将物料投入反应器主体（100）中，通过气管（4）通入空气，打开潜水电机（9）搅拌，同时向蒸汽进口/冷却水出口（7）通入蒸汽进行升温；

当温度达到100℃时，关闭潜水电机（9），向气管（4）通入蒸汽进行灭菌，同时关闭蒸汽进口/冷却水出口（7）和蒸汽出口/冷却水进口（15），当温度升至灭菌温度时，调整气管（4）、出料口（16）、连续出料口/取样口（14）处的阀门，保温灭菌；

冷却时，向气管（4）通入无菌空气，并关闭出料口（16）和连续出料口/取样口（14）处的阀门，打开潜水电机（9）搅拌，调整气相出口（2）处阀门，维持反应器为正压，打开向蒸汽出口/冷却水进口（15）通入冷却水，进行冷却；

冷却达到培养温度后，进行发酵培养，待发酵液菌体和产品浓度达到要求，此时大部分菌体都自絮凝在细胞固定化材料（10）上，从补料口（3）开始补料，从连续出料口/取样口（14）排出合格发酵液及淘汰菌体，维持稀释率，进行连续化培养。