[發明專利]一種菌體循環發酵系統

在審

• 申請號: 201811257036.2
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109294892A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 劉仕英
• 申請（專利權）人: 駐馬店天中生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/12;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 鄭州慧廣知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 董曉慧

本發明提出了一種菌體循環發酵系統，包括發酵罐、暫存罐和陶瓷膜機構，發酵罐的下端通過輸液管與暫存罐的上端相連，暫存罐和陶瓷膜機構之間設置有供料泵，陶瓷膜機構包括循環泵、第一循環組件和第二循環組件，第一循環組件和第二循環組件分別與循環泵相連，第一循環組件和第二循環組件之間設置有多個倒U型的陶瓷膜組件，陶瓷膜組件與暫存罐之間設置有第一濃液返回管，供料泵和發酵罐之間設置有第二濃液返回管。本發明實現了菌體的循環利用，減少了菌體的流失，縮短了種子培養周期，降低了菌體發酵的生產成本，提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及發酵技術領域，特別是指一種菌體循環發酵系統。

背景技術

在生物發酵過程中需要先培養種子才能進入發酵階段，按照生長情況，種子罐培養需要15天左右，才能濃度達到進入發酵罐的要求。當種子罐長好移種到發酵罐后，發酵罐也需要一段時間的培養，菌體經歷適應期、對數生長期之后，菌體濃度才能趨于穩定，大量生長產生所需產物。生物發酵過程中，真正產生產物的時間是在發酵罐培養到穩定期之后的三到五天，而菌體培養都已經超過15天，因此菌體培養大大的延長了生物發酵的周期、增加了成本而且因為多級發酵，染菌率一直居高不下，如何實現菌體的循環利用，是急需解決的問題。

另外，如何在菌體活力充足的情況下，盡可能的使菌體生產出所需產品成了現階段生物發酵研究的主要方向。目前發酵培養的主要方式有單批發酵、補料分批發酵、循環發酵，上述發酵方式，在放出發酵液進行過濾時均存在菌種的流失，而現有的板框過濾方式，存在更換濾布頻繁、跑冒滴漏現象頻出等問題。

發明內容

本發明提出一種菌體循環發酵系統，實現了菌體的循環利用，減少了菌體的流失，縮短了種子培養周期，降低了菌體發酵的生產成本，提高了生產效率。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種菌體循環發酵系統，包括發酵罐、暫存罐和陶瓷膜機構，發酵罐的下端通過輸液管與暫存罐的上端相連，暫存罐和陶瓷膜機構之間設置有供料泵，陶瓷膜機構包括循環泵、第一循環組件和第二循環組件，第一循環組件和第二循環組件分別與循環泵相連，第一循環組件和第二循環組件之間設置有多個倒U型的陶瓷膜組件，陶瓷膜組件與暫存罐之間設置有第一濃液返回管，供料泵和發酵罐之間設置有第二濃液返回管。

進一步地，發酵罐包括罐體、驅動電機和攪拌軸，攪拌軸的上端設置有開口朝上的密封槽，密封槽內設置有豎直向上的連接軸，罐體的上端設置有豎直向下的軸筒，軸筒的下端置于密封槽內，連接軸的上端穿過軸筒與驅動電機相連，連接軸與軸筒內壁之間設置有第一軸承和第一軸封，軸筒的外壁與密封槽的內壁之間設置有第二軸承和第二軸封，密封槽內設置有密封液體。

進一步地，攪拌軸上設置有螺旋向上的葉片，罐體的內壁設置有朝攪拌軸傾斜向下的環狀擋板，環狀擋板上設置有橢圓形的擾流孔。

進一步地，罐體的上端設置有進氣管、第一排氣管和第一壓力表，進氣管與氣體加壓系統相連，第一排氣管上設置有第一控制閥。

進一步地，暫存罐的上端設置有進水管和第二排氣管，進水管上設置有進水控制閥，第二排氣管上設置有安全閥。

進一步地，第一循環組件包括第一循環內管，第二循環組件包括第二循環內管，第一循環內管和第二循環內管分別與循環泵相連，陶瓷膜組件包括倒U型的陶瓷膜管，陶瓷膜管下端的一側與第一循環內管相連，另一側與第二循環內管相連，第一循環內管和第二循環管的外側均設置有外管，陶瓷膜管的外側從內向外依次設置有第一殼體和第二殼體，第二殼體的下端與對應的外管相連，上端設置有進氣支管，第一殼體的下端與陶瓷膜管的下端之間設置有密封件。

進一步地，陶瓷膜管下端的一側設置有原液支管，原液支管與供料泵相連，另一側設置有濃液支管，濃液支管與第一濃液返回管相連，第一殼體上端的兩側設置有清液支管，原液支管、濃液支管和清液支管上均設置有第二控制閥。