[實(shí)用新型]一種小型發(fā)酵罐組系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520258376.2
• 申請(qǐng)日: 2015-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN204569936U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘豐;廖詩來;汪謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/36
• 分類號(hào): C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及生物發(fā)酵裝備和生產(chǎn)過程控制，具體涉及一種小型發(fā)酵罐組系統(tǒng)。

背景技術(shù)

生物發(fā)酵可以產(chǎn)生出許多人類通過其他途徑無法獲得或者很難獲得的合成物質(zhì)。隨著發(fā)酵的進(jìn)行,發(fā)酵液中基質(zhì)的濃度、菌體濃度、產(chǎn)物濃度等都會(huì)發(fā)生變化,一系列的分解代謝和合成代謝之后，發(fā)酵液的溫度、酸堿度、溶解氧、發(fā)酵液的體積等也會(huì)發(fā)生巨大變化。發(fā)酵過程中微生物對(duì)其生長(zhǎng)培養(yǎng)環(huán)境十分敏感，溫度、溶解氧、PH值、壓力、空氣流量等任何一個(gè)因素都可能影響微生物菌體的代謝速度、生命周期、發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。因此要對(duì)生物發(fā)酵過程各方面因素進(jìn)行綜合控制，以保證菌體的生長(zhǎng)速度和產(chǎn)物品質(zhì)。

國內(nèi)現(xiàn)有生物發(fā)酵過程總體自動(dòng)化水平不高，發(fā)酵生產(chǎn)中操作人員僅憑經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物料補(bǔ)加或發(fā)酵過程控制參數(shù)的調(diào)節(jié)。不僅操作麻煩，而且控制精度差，直接影響菌體的培養(yǎng)質(zhì)量和效果。另外，現(xiàn)有的一些發(fā)酵過程控制系統(tǒng)是單變量控制系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐的各方面因素進(jìn)行整體協(xié)調(diào)控制，如公告號(hào)為CN?203825500?U專利中公開的一種菌種發(fā)酵溫度控制系統(tǒng)，主要針對(duì)溫度控制進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，又如公告號(hào)為CN?202201904?U專利中公開的高細(xì)胞密度發(fā)酵過程溶氧控制系統(tǒng)，僅關(guān)心發(fā)酵過程溶氧控制問題。

目前制藥行業(yè)普遍來用發(fā)酵法生產(chǎn)人體制動(dòng)物疫苗，釆用小型發(fā)酵罐組(如50L種子罐、500L發(fā)酵罐為一套生產(chǎn)設(shè)備)進(jìn)行生產(chǎn)，迫切需要一種結(jié)構(gòu)合理、自動(dòng)化程度高的小型發(fā)酵罐組系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了提高生物發(fā)酵裝備的水平，本實(shí)用新型提供一種小型發(fā)酵罐組系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：包括依次通過管路串接的種子罐、發(fā)酵罐和恒溫水箱，管路設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口和出水口、蒸汽入口和夾套排污口、潔凈壓縮空氣進(jìn)氣口和尾氣排氣口；種子罐和發(fā)酵罐的罐體外部裝配夾套，種子罐夾套和發(fā)酵罐夾套的上口和下口通過連接管聯(lián)通冷卻水進(jìn)水口和出水口，同時(shí)夾套的上口和下口通過連接管聯(lián)通蒸汽入口和夾套排污口，恒溫水箱底部出口和頂部入口通過連接管分別聯(lián)通發(fā)酵種子罐夾套和發(fā)酵罐夾套的下口和上口；種子罐和發(fā)酵罐側(cè)面通過進(jìn)氣管連接潔凈壓縮空氣進(jìn)氣口，頂部通過排氣管聯(lián)通尾氣排氣口；種子罐底部出口通過連接管聯(lián)通發(fā)酵罐頂部種子入口。

其中優(yōu)選方案是：

種子罐和發(fā)酵罐裝配頂部攪拌電機(jī)，通過攪拌軸與攪拌槳相連，電機(jī)通過變頻器控制轉(zhuǎn)速。種子罐和發(fā)酵罐的進(jìn)氣管設(shè)置過濾器和和空氣流量控制器，空氣流量控制器由流量傳感器和比例調(diào)節(jié)閥組成；排氣管設(shè)置過濾器和比例調(diào)節(jié)閥。種子罐和發(fā)酵罐分別裝配溫度傳感器、PH傳感器、溶氧傳感器、壓力傳感器和泡沫傳感器，連接至控制裝置。種子罐和發(fā)酵罐通過連接軟管聯(lián)通蠕動(dòng)泵組，控制裝置控制蠕動(dòng)泵啟停進(jìn)行適當(dāng)?shù)募铀?、加堿、補(bǔ)料、消泡操作。

恒溫水箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器、液位傳感器、電加熱管，連接至控制裝置，恒溫水箱補(bǔ)水管上設(shè)置氣動(dòng)開關(guān)閥。

控制裝置包括電氣連接的PLC控制器、觸摸屏、傳感器、氣動(dòng)開關(guān)閥組和比例調(diào)節(jié)閥，傳感元件設(shè)置在種子罐、發(fā)酵罐和恒溫水箱上，氣動(dòng)開關(guān)閥組設(shè)置在管路上，包括氣動(dòng)閥、單向截至閥和手動(dòng)閥。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：控制裝置對(duì)發(fā)酵的全過程進(jìn)行自動(dòng)控制，控制發(fā)酵過程以批次方式進(jìn)行?？刂蒲b置采集和監(jiān)控種子罐和發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速、空氣流量、罐體壓力、罐體溫度、PH、溶氧、泡沫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，控制以上變量達(dá)到目標(biāo)設(shè)定值并滿足精度要求，自動(dòng)啟停蠕動(dòng)泵，進(jìn)行加酸，加堿，補(bǔ)料，消泡等?？赏ㄟ^觸摸屏，完成包括啟停、參數(shù)設(shè)定，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、曲線瀏覽、報(bào)表輸出等系列操作。

附圖說明

圖1是小型發(fā)酵罐組系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是小型發(fā)酵罐組系統(tǒng)的裝配示意圖。

附圖2中編號(hào)1、11是PH傳感器，2、12、18是溫度傳感器，3、13是溶解氧傳感器，4、14是壓力傳感器，5、15是質(zhì)量流量控制器，6、16是消泡電極，7、17是夾套，8是種子罐，9是恒溫水箱，10是發(fā)酵罐，19是電加熱管，20是發(fā)酵罐產(chǎn)物出口，21是冷卻水進(jìn)口，22是冷卻水出口，23是排氣口，24是夾套排污口，25是蒸汽入口，26是過濾后潔凈空氣入口，27、28是蠕動(dòng)泵組，29、30是水泵，31、32是攪拌電機(jī)，33是自動(dòng)排氣閥，34是液位傳感器，35是種子罐排氣過濾器，36是發(fā)酵罐排氣過濾器，V1是比例調(diào)節(jié)閥組，V2是衛(wèi)生級(jí)隔膜閥組，V3是單向閥組，V4是氣動(dòng)閥組，V5是衛(wèi)生級(jí)球閥組。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖2對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步描述：