[發明專利]用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器及酵母連續發酵方法

有效

• 申請號: 201310596551.4
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103614293A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 洪厚勝;蔡子金;李軍慶;張志強;張慶文
• 申請（專利權）人: 南京匯科生物工程設備有限公司
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/04;C12M1/02;C12N1/16
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤;周海斌

1.一種用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，包括具有進氣口、進料口和出料口且縱向布置的罐體，所述罐體內設有導流筒；其特征是，所述罐體進氣口、進料口分別與氣液分布器連通，所述氣液分布器位于罐體底部；所述罐體周向外側設有一組上下排布的外盤冷卻管，相鄰外盤冷卻管的覆蓋區域彼此相接或重疊，所述各外盤冷卻管分別具有外盤管冷卻水進口和外盤管冷卻水出口；所述導流筒周向外側設有一組上下排布的冷卻夾套，相鄰冷卻夾套的覆蓋區域彼此相接或重疊，所述各冷卻夾套分別具有伸出罐體的夾套冷卻水進口和夾套冷卻水出口；所述導流筒內還設有內盤冷卻管，所述內盤冷卻管覆蓋區域的上緣和下緣分別平齊于或超出導流筒的上端和下端，所述內盤冷卻管具有伸出罐體的內盤管冷卻水進口和內盤管冷卻水出口。

2.根據權利要求1所述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，其特征是，所述各外盤管冷卻水進口位于對應外盤冷卻管的下部，所述各外盤管冷卻水出口位于對應外盤冷卻管的上部；所述各夾套冷卻水進口位于對應冷卻夾套的下部，所述各夾套冷卻水出口位于對應冷卻夾套的上部；所述內盤管冷卻水進口和內盤管冷卻水出口位置平齊、且高于導流筒上緣，所述內盤冷卻管還包括直線管道和螺旋管道，所述內盤管冷卻水進口與直線管道一端連通，所述直線管道另一端延伸至罐體底部并與螺旋管道下端連通，所述螺旋管道上端與內盤管冷卻水出口連通。

3.根據權利要求2所述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，其特征是，所述外盤冷卻管和冷卻夾套數量相同且一一對應，各對應的外盤冷卻管和冷卻夾套上下邊緣分別平齊。

4.根據權利要求3所述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，其特征是，所述氣液分布器包括盤狀主體，所述盤狀主體的一側經管路與罐體進氣口、進料口分別連通，所述盤狀主體的另一側設有若干氣體噴嘴和液體噴嘴，各氣體噴嘴與罐體進氣口連通，各液體噴嘴與罐體進料口連通；所述各氣體噴嘴和各液體噴嘴排布成若干個同心圓環，各圓環中的氣體噴嘴和液體噴嘴相間排布。

5.根據權利要求4所述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，其特征是，所述進氣口位于進料口下方，所述進料口位于出料口下方；所述出料口包括至少一個第一出料口和至少一個第二出料口，所述第一出料口位于第二出料口下方。

6.根據權利要求4所述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，其特征是，所述罐體總高與罐體內徑之比為7.6，所述罐體內徑與導流筒內徑之比為1.45，所述導流筒內徑與內盤管直徑之比為1.25，所述冷卻夾套、內盤管、外盤冷卻管的換熱面積之比為183.8：129.3：110.5。

7.根據權利要求4所述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器，其特征是，所述氣液分布器盤狀主體的圓心周圍設有四個同心圓環，相鄰圓環彼此相接；所述盤狀主體圓心處設一個氣體噴嘴；按圓環外徑由小到大，各圓環上依次均勻分布有六個、十二個、十二個、二十個氣體噴嘴，各圓環上相鄰氣體噴嘴之間分別設有液體噴嘴。

8.一種采用前述用于高密度酵母連續發酵的氣升式內環流反應器的高密度酵母連續發酵方法，其特征是，包括以下步驟：

第一步、將培養基注入罐體，將經一、二級種子罐培養后的酵母接種至罐體內培養基中；

第二步、開始發酵，罐體壓力為0.04-0.06Mpa，通氣比為0.8-3，發酵溫度為31±1℃，pH為4±0.5；

第三步、當罐體內菌體濃度達到少100±5g/L時，開始向罐體進料口連續注入預熱的培養基，同時從罐體出料口放出發酵液；保持進料口培養基流速與出料口發酵液流速一致，使罐體內菌體濃度保持穩定；

第四步、連續發酵結束。

9.根據權利要求8所述高密度酵母連續發酵方法，其特征是，第一步中，酵母接種量為體積比7±1%；第三步中，預熱溫度為31±1℃，培養基流速或發酵液流速為40±5m³/h。

10.根據權利要求8所述高密度酵母連續發酵方法，其特征是，所述培養基的配制過程如下：

S1.以葡萄糖配制濃度為32.5g/L的濃糖液；

S2.將濃糖液和酸化處理過的糖蜜以2：1的流速同時注入糖液混合罐中，經攪拌混合得混合糖液；

S3.配制清水鹽溶液：取清水8m³，硫酸銨540kg，硫酸鎂108kg，硫酸鋅10.8kg，硫酸亞鐵10.8kg，磷酸二氫鉀65kg，85%磷酸730kg至容器中，攪拌溶解完全后，以清水定容至10m³，繼續攪拌均勻即可；配制母液鹽溶液：取清水8m³，硫酸銨540kg，硫酸鎂17.28kg，硫酸鋅0.216kg，硫酸亞鐵0.216kg，磷酸二氫鉀6.48kg，營養素21.6kg，85%磷酸253kg至容器中，攪拌溶解完全后，以清水定容至10m³，繼續攪拌均勻即可；

S4.將混合糖液與清水鹽溶液或母液鹽溶液以3：1的流速同時注入糖鹽混合罐中，經攪拌混合得糖鹽混合液；

S5.將糖鹽混合液與清水按1：5的流速同時注入同一容器中，經攪拌混合得培養基。