一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺与设备制造技术

本发明专利技术公开了一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺和设备，其中的工艺包括以下步骤：(1)培养典型菌落(2)选择菌液；3)活化菌液；(4)种子罐扩增菌液；(5)发酵罐扩增菌液；(6)缓冲存储菌液；(7)混配接种菌液。本发明专利技术解决的技术问题在于克服现有的微生物培养或发酵模式要么不能连续供应菌液、要么无法保证菌种功能的问题，提供一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺和设备。

Production process and equipment for continuous supply of logarithmic growth phase bacteria solution

The invention discloses a production process and equipment for continuous supply of logarithmic growth period bacteria liquid, including the following steps: (1) culture typical colony (2) selection of bacterial liquid; 3) activated bacterial liquid; (4) seed tank amplification bacteria liquid; (5) fermentation tank amplification bacteria liquid; (6) buffer storage bacteria liquid; (7) Mixed Inoculation liquid. The technical problem solved by the invention is to overcome the problem that the existing microbial culture or fermentation mode can not supply the bacterial liquid continuously, or can not guarantee the function of the bacteria, and provides a production process and equipment for the continuous supply of logarithmic growth period bacteria liquid.

【技术实现步骤摘要】
一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺与设备
本专利技术涉及麻纤维生产领域。具体为一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺与设备。
技术介绍
在工业(医药、食品、饮料、能源、化学等)和农业(分子操作育种、生物固氮、生物农药、饲料)生产中以及环境保护领域里，通常需要采用合适的方法对微生物进行培养或发酵。根据操作方法，人们把微生物培养或发酵分为“分批”和“连续”两种模式。前者是将培养基一次性装入培养(发酵)罐内，在适宜条件下进行接种并经过一定时间培养(发酵)后，取出全部培养(发酵)产物的生产模式。后者是接种后，一方面把培养基连续地供给到培养(发酵)罐中，使微生物生长过程处于稳定状态，培养条件不随时间变化，同时又连续不断地取出培养(发酵)产物的一种生产模式。根据微生物的生长速率常数，即每小时的分裂代数的不同，一般将微生物生长典型曲线粗分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个时期。当微生物在一个密闭系统培养时，当微生物生长一定阶段后，微生物的比生长速度达到最大，此时进入对数生长期。在对数生长期中若没有抑制或限制微生物生长的因素存在，微生物会保持一个恒定的最大的比生长速度生长，细胞数量呈指数递增。然而对数生长期的时间有限，一般持续几个小时至十几个小时。对于需要连续提供处于“对数生长期”菌液的微生物发酵生产过程来说，上述两种生产模式都存在一些关键性技术障碍。“分批”模式显然不能满足“连续化”的要求，“连续”模式则由于菌液长时间处于培养(发酵)罐，在供应时可能已经过了微生物的对数生长期，因此难以避免“菌种功能退化导致生产不稳定”的现象。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于克服现有的微生物培养或发酵模式要么不能连续供应菌液、要么无法保证菌种功能的问题，提供一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺。本专利技术的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，包括以下步骤：(1)培养典型菌落，即对提纯复壮过的原种进行稀释分离，并利用选择性固态培养基对稀释分离后的菌体进行静态培养得到符合要求的菌落；(2)选择菌液，即将步骤(1)得到的典型菌落接种到装有选择性液态培养基的试管中在设定的温度和振荡频率下动态培养至设定的时间而获得处于对数生长期的选择性培养菌液；(3)活化菌液，即将步骤(2)中得到的处于对数生长期的选择性培养菌液转接到装液态活化培养基的锥型瓶中并在设定的盛液量、温度和振荡频率条件下动态培养至设定的时间从而获得处于对数生长期的活化培养菌液；(4)种子罐扩增菌液，即将处于对数生长期的活化培养菌液转接到盛有液态扩增培养基的种子罐中并在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下进行设定时间的深层液态培养从而获得处于对数生长期的种子罐扩增菌液；(5)发酵罐扩增菌液，即将处于对数生长期的种子罐扩增菌液转接到盛有液态发酵培养基的发酵罐中并在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下进行设定时间的深层液态发酵从而获得处于对数生长期且功能稳定的发酵罐扩增菌液；(6)缓冲存储菌液，即将处于对数生长期的发酵罐扩增菌液转接到接近于排空的缓冲存储罐中，缓冲存储罐中的菌液在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下继续进行深层液态发酵，同时将发酵罐扩增菌液连续输送至混配接种罐；(7)混配接种菌液，即以设定的无机盐溶液对缓冲存储的菌液进行稀释并利用涡流旋转和阻滞撞击相结合的方法将其调配成菌体均匀分布的菌悬液，并使该菌悬液按照设定流速连续不断流出以供应后续接种工序。作为优选，还包括在步骤(4)前进行的制备扩增培养基的步骤，且扩增培养基的制备在扩增培养基制备罐内完成，完成制备的扩增培养基被输送到种子罐内进行步骤(4)。还包括在步骤(5)前进行的制备发酵培养基的步骤，且发酵培养基的制备在专设的发酵培养基制备罐内完成，完成制备的发酵培养基被输送到发酵罐内进行步骤(5)。作为优选，还包括确保目标菌种纯培养过程中没有来自培养基和设备的杂菌污染源的灭菌步骤，该步骤包括首先排空用来给内胆保温的夹套里的保温水，其次向装有培养基组分的扩增培养基制备罐和/或扩增培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐或者向排空的种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆中通入蒸汽进行设定时间和/或温度的灭菌，保温至设定时间后向内胆注入无菌压缩空气驱使蒸汽排净，同时向夹套里注入冷水用于内胆降温，并维持内胆内气压≥0.01MPa。作为优选，在灭菌步骤中，检测扩增培养基制备罐和/或发酵培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆内的气压，并根据气压来控制内胆的进气量和出气量。作为优选，在内胆的温度降到设定的培养温度时，对内胆进行保温以维持内胆的温度。作为优选，检测扩增培养基制备罐和/或发酵培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆内液体的液位，并根据液位来控制内胆的进料部件和出料部件的打开和关闭。本专利技术还提供一种连续化供应对数生长期菌液的生产设备，包括：种子罐，盛有液态扩增培养基，用于接收并培养菌液活化瓶培养的活化培养菌液以获得处于对数生长期的种子罐扩增菌液；发酵罐，盛有液态发酵培养基，用于接收并培养所述种子罐培养的种子罐扩增菌液以获得处于对数生长期的发酵罐扩增菌液；缓冲存储罐，用于在排空的状态下接收所述发酵罐培养的发酵罐扩增菌液并使其继续进行深层液态发酵，同时输出发酵罐扩增菌液；混配接种罐，用于接收所述缓冲存储罐输送来的扩增菌液对其进行稀释并调配成菌体均匀分布的菌悬液，并输出该菌悬液。作为优选，所述生产设备还包括用于制备可供多批次生产种子罐扩增菌液所需扩增培养基的扩增培养基制备罐，所述扩增培养基制备罐与所述种子罐连接用于向所述种子罐输送扩增培养基。所述生产设备还包括用于制备可供多批次生产发酵罐扩增菌液所需发酵培养基的发酵培养基制备罐，所述发酵培养基制备罐与所述发酵罐连接用于向所述发酵罐输送发酵培养基。作为优选，所述扩增培养基制备罐和/或发酵培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐包括由壳体围成的内胆和封闭所述内胆的盖体、从底部环绕所述内胆用于容纳保温液体的夹套、位于所述盖体上的搅拌部件和驱动所述搅拌部件旋转的电机，所述内胆具有进料部件和出料部件，所述进料部件可进液或进气，所述盖体设有与所述内胆相通的出气部件，所述夹套具有可作为热水入口或者冷水出口的第一液体流通部件、可作为热水出口或者冷水入口的第二液体流通部件和通气部件。作为优选，还包括控制装置，所述控制装置与用于搅拌所述内胆内的液体的电机连接从而控制电机的开启和关闭。所述内胆内部设有与所述控制装置连接的液位检测部件，所述控制装置与所述内胆的进料和出料部件分别连接，以根据检测到的液位控制进料部件和出料部件的打开和关闭。所述盖体设有与所述控制装置连接用于检测内胆内的气压检测部件，所述控制装置与所述出气部件连接以根据检测到的气压控制进料部件的进气量和出气部件的出气量。所述内胆内部设有与所述控制装置连接的温度检测部件，所述控制装置还与夹套的进液部件和出液部件分别连接，以根据温度检测部件的数据控制所述进液部件和出液部件的打开和关闭。作为优选，还包括设于所述内胆的内壁上用于对菌液的流动产生阻力的阻流板。还包括位于所述内胆内的消泡桨，所述消泡桨与所述搅拌部件的搅拌桨固定于同一旋转轴上，且所述消泡桨的位置高于所述搅拌桨。作为优选，所述混配接种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)培养典型菌落，即对提纯复壮过的原种进行稀释分离，并利用选择性固态培养基对稀释分离后的菌体进行静态培养得到符合要求的菌落；(2)选择菌液，即将步骤(1)得到的典型菌落接种到装有选择性液态培养基的试管中在设定的温度和振荡频率下动态培养至设定的时间而获得处于对数生长期的选择性培养菌液；(3)活化菌液，即将步骤(2)中得到的处于对数生长期的选择性培养菌液转接到装液态活化培养基的锥型瓶中并在设定的盛液量、温度和振荡频率条件下动态培养至设定的时间从而获得处于对数生长期的活化培养菌液；(4)种子罐扩增菌液，即将处于对数生长期的活化培养菌液转接到盛有液态扩增培养基的种子罐中并在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下进行设定时间的深层液态培养从而获得处于对数生长期的种子罐扩增菌液；(5)发酵罐扩增菌液，即将处于对数生长期的种子罐扩增菌液转接到盛有液态发酵培养基的发酵罐中并在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下进行设定时间的深层液态发酵从而获得处于对数生长期且功能稳定的发酵罐扩增菌液；(6)缓冲存储菌液，即将处于对数生长期的发酵罐扩增菌液转接到接近于排空的缓冲存储罐中，缓冲存储罐中的菌液在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下继续进行深层液态发酵，同时将发酵罐扩增菌液连续输送至混配接种罐；(7)混配接种菌液，即以设定的无机盐溶液对缓冲存储的菌液进行稀释并利用涡流旋转和阻滞撞击相结合的方法将其调配成菌体均匀分布的菌悬液，并使该菌悬液按照设定流速连续不断流出以供应后续接种工序。...

【技术特征摘要】
1.一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)培养典型菌落，即对提纯复壮过的原种进行稀释分离，并利用选择性固态培养基对稀释分离后的菌体进行静态培养得到符合要求的菌落；(2)选择菌液，即将步骤(1)得到的典型菌落接种到装有选择性液态培养基的试管中在设定的温度和振荡频率下动态培养至设定的时间而获得处于对数生长期的选择性培养菌液；(3)活化菌液，即将步骤(2)中得到的处于对数生长期的选择性培养菌液转接到装液态活化培养基的锥型瓶中并在设定的盛液量、温度和振荡频率条件下动态培养至设定的时间从而获得处于对数生长期的活化培养菌液；(4)种子罐扩增菌液，即将处于对数生长期的活化培养菌液转接到盛有液态扩增培养基的种子罐中并在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下进行设定时间的深层液态培养从而获得处于对数生长期的种子罐扩增菌液；(5)发酵罐扩增菌液，即将处于对数生长期的种子罐扩增菌液转接到盛有液态发酵培养基的发酵罐中并在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下进行设定时间的深层液态发酵从而获得处于对数生长期且功能稳定的发酵罐扩增菌液；(6)缓冲存储菌液，即将处于对数生长期的发酵罐扩增菌液转接到接近于排空的缓冲存储罐中，缓冲存储罐中的菌液在设定的通气量、罐压、温度、搅拌速率下继续进行深层液态发酵，同时将发酵罐扩增菌液连续输送至混配接种罐；(7)混配接种菌液，即以设定的无机盐溶液对缓冲存储的菌液进行稀释并利用涡流旋转和阻滞撞击相结合的方法将其调配成菌体均匀分布的菌悬液，并使该菌悬液按照设定流速连续不断流出以供应后续接种工序。2.根据权利要求1所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，还包括在步骤(4)前进行的制备扩增培养基的步骤，且扩增培养基的制备在扩增培养基制备罐内完成，完成制备的扩增培养基被输送到种子罐内进行步骤(4)。3.根据权利要求2所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，还包括在步骤(5)前进行的制备发酵培养基的步骤，且发酵培养基的制备在专设的发酵培养基制备罐内完成，完成制备的发酵培养基被输送到发酵罐内进行步骤(5)。4.根据权利要求1所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，还包括确保目标菌种纯培养过程中没有来自培养基和设备的杂菌污染源的灭菌步骤，该步骤包括首先排空用来给内胆保温的夹套里的保温水，其次向装有培养基组分的扩增培养基制备罐和/或扩增培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐或者向排空的种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆中通入蒸汽进行设定时间和/或温度的灭菌，保温至设定时间后向内胆注入无菌压缩空气驱使蒸汽排净，同时向夹套里注入冷水用于内胆降温，并维持内胆内气压≥0.01MPa。5.根据权利要求4所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，灭菌蒸汽的温度为101-121℃。6.根据权利要求4所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，设定时间段为15-30min。7.根据权利要求4所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，在灭菌步骤中，检测扩增培养基制备罐和/或发酵培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆内的气压，并根据气压来控制内胆的进气量和出气量。8.根据权利要求4所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，在内胆的温度降到设定的培养温度时，对内胆进行保温以维持内胆的温度。9.根据权利要求4所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，检测扩增培养基制备罐和/或发酵培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆内液体的液位，并根据液位来控制内胆的进料部件和出料部件的打开和关闭。10.根据权利要求9所述的连续化供应对数生长期菌液的生产工艺，其特征在于，在液位达到扩增培养基制备罐和/或发酵培养基制备罐和/或种子罐和/或发酵罐和/或缓冲存储罐的内胆内部高度的65-75％时关闭进液部件。11.一种连续化供应对数生长期菌液的生产设备，其特征在于，包括：种子罐，盛有液态扩增培养基，用于接收并培养菌液活化瓶培养的活化培养菌液以获得处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正初，苏维利，李云峰，
申请(专利权)人：大庆天之草生物新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23