一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统及其工作方法，属于氨基酸生产技术领域。其包括洗罐、空消、进料、实消、接种、培养和移种步骤；所述每个步骤可以单独运行或连续运行。本发明专利技术通过研究氨基酸生产菌种扩大培养的特点，巧妙设计了适用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统及使用方法，该系统全程自动控制，去除了在氨基酸菌种扩大培养过程中的人为因素，节省了人工成本，通过全程的自动化控制，使氨基酸生产菌种的扩大培养过程中的各项条件参数更加稳定，使整个过程定量化、标准化自动操作，有效地减少了染菌和生产不正常的情况，为制备合格的氨基酸生产菌种提供了可靠保证。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统及其工作方法
本专利技术涉及一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统及其工作方法，属于氨基酸生产

技术介绍
氨基酸是生命有机体的重要组成部分，是构成人和动物营养所需蛋白质的基本物质，在生命机体营养、生存和发展中极为重要，在生命体内物质代谢调控、信息传递方面扮演着重要的角色。氨基酸在食品工业、农业、畜牧业及人类健康、保健等诸方面有着广泛的应用。随着生物技术的蓬勃发展，许多种氨基酸的工业化生产均使用微生物发酵法生产，氨基酸发酵工业化的发展使得氨基酸的产量大增，成本大为降低，在安全性、能耗及环保方面，具有化工手段不可比拟的优越性。目前，用于氨基酸工业化生产的发酵罐容积越来越大，由于菌种的生长繁殖需要一定时间，要想在较短的发酵周期内完成微生物发酵转化任务，必须要进行菌种扩大培养。优质的种子是发酵成功的良好开端，作为发酵的种子必须具备的条件是：无杂菌污染，生理状态稳定，活力旺盛，菌体总量满足发酵需要。但是，现有的种子罐系统在菌种放大过程中，操作复杂，易造成染菌，且多为人工手动进行操作，培养控制条件波动较大，种子生理状态不稳定，随着发酵工业化规模的不断增大，种子罐从容积和数量上都在不断增加，工人的工作量和劳动强度也在不断增加，人工成本不断提高。由于种子罐培养的不稳定，造成发酵产量波动较大，已经严重影响了氨基酸发酵生产企业的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷和不足，提供一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统及使用方法，能够根据氨基酸生产菌种扩大培养的特点设计系统内各部件及结构，从氨基酸生产菌种扩大培养的准备工作至培养结束全过程实现自动控制，在空消、进料、培养过程中，创新性地将温度、压力、pH、溶氧等参数与相关自动调节阀进行连锁自动控制，使参数控制实现实时自动控制。本专利技术的技术方案，一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统，包括种子罐，还包括搅拌器、搅拌电机、减速器、空气分布器、冷却列管、进空气管道调节阀、进蒸汽管道调节阀、进冷却水管道调节阀、回冷却水管道调节阀、排冷却水管道调节阀、进底料管道调节阀、接种管道调节阀、取样管道调节阀、取样蒸汽管道自动调节阀、取样排管道自动调节阀、移种管道自动调节阀、液氨管道自动调节阀；所述种子罐顶端设置搅拌电机，搅拌电机与减速器连接，减速器与搅拌器连接；所述种子罐内底部设置空气分布器，空气分布器中的一端与种子罐外部的三根管道连通，所述管道上分别设有进空气管道调节阀、进蒸汽管道调节阀和液氨管道调节阀；所述种子罐外部还设有冷却列管，冷却列管底部连通排冷却水管道调节阀，顶部与回冷却水管道调节阀连通；所述种子罐包括进料模块，罐底设置移料模块；所述进料模块包括与种子罐连通的两根管道，管道上分别设置进底料管道调节阀和接种管道调节阀；所述移料模块包括与种子罐底部连通的移种管道自动调节阀。还包括排气模块、取样模块、监测模块和清洗模块；所述种子罐顶部设有排气模块和清洗模块，种子罐的侧面设有取样模块和监测模块；所述排气模块包括压力检测传感器和排气管道调节阀；其中排气管道调节阀与种子罐连通，压力检测传感器设置于种子罐的排气口上；所述清洗模块包括喷淋器和清洗管道调节阀；所述清洗管道调节阀与设置于种子罐内部的喷淋器连接；所述取样模块包括通过管道互相连接的取样管道调节阀、取样蒸汽管道调节阀和取样排管道调节阀；其中取样管道调节阀与种子罐之间通过管道连通；所述监测模块包括pH检测传感器、DO检测传感器和温度检测传感器，三者均能够对种子罐内部液体进行检测。所述控制系统与搅拌电机、DO检测传感器和进空气管道调节阀连接；通过搅拌电机控制搅拌器进行搅拌，并根据需要采用减速装置进行减速；根据DO检测传感器的检测结果控制进空气管道调节阀的开闭和搅拌电机的运转速度；所述控制系统与pH检测传感器和液氨管道自动调节阀连接，根据pH检测传感器的检测结果控制液氨管道自动调节阀的开闭；所述控制系统与压力检测传感器、进蒸汽管道调节阀和排气管道调节阀连接；通过压力检测传感器的检测结果控制进蒸汽管道调节阀和排气管道调节阀；所述控制系统与温度检测传感器和进冷却水管道调节阀连接，通过温度检测传感器的检测结果控制进冷却水管道调节阀；所述控制系统与清洗管道调节阀、回冷却水管道调节阀、排冷却水管道调节阀、进底料管道调节阀、接种管道调节阀、取样管道调节阀、取样蒸汽管道调节阀、取样排管道调节阀和移种管道自动调节阀连接。所述用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统的工作方法，包括洗罐、空消、进料、实消、接种、培养和移种步骤；所述每个步骤可以单独运行或连续运行。所述洗罐步骤如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：关闭进空气管道调节阀、进蒸汽管道调节阀、进冷却水管道调节阀、回冷却水管道调节阀、进底料管道调节阀、接种管道调节阀、取样蒸汽管道调节阀、液氨管道调节阀，打开排气管道调节阀10%~100%开度、排冷却水管道调节阀50%~100%开度、移种管道调节阀50%~100%开度、清洗管道调节阀50%~100%开度，清洗水通过清洗管道调节阀的控制和喷淋器对种子罐进行自动清洗；清洗结束后，控制系统传输指令关闭清洗管道调节阀。所述空消步骤如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：打开排气管道调节阀10%~100%开度、取样管道调节阀10%~100%开度、取样排管道调节阀10%~100%开度、移种管道调节阀10%~100%开度，进蒸汽管道调节阀与压力检测传感器连锁自动控制，程序内设置空消压力为0.10~0.16MPa；空消结束，关闭进蒸汽管道调节阀、取样管道调节阀、移种管道调节阀，打开进空气管道调节阀10%~30%开度、排气管道调节阀30%~100%开度。所述进料步骤如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：打开进底料管道调节阀，将培养基输送至种子罐中；进料完成，关闭进底料管道调节阀。所述实消步骤如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：打开搅拌电机，关闭进空气管道调节阀，打开排气管道调节阀10%~30%开度、取样管道调节阀50%~100%开度、取样蒸汽管道调节阀50%~100%开度、取样排管道调节阀10%~20%开度，进蒸汽管道调节阀与压力检测传感器连锁自动控制，程序内设置空消压力为0.10~0.12MPa；实消结束，关闭蒸汽管道调节阀、取样管道调节阀，打开进空气管道调节阀10%~30%开度，排气管道调节阀与压力检测传感器连锁自动控制，程序内设置压力为0.02~0.05MPa，关闭排冷却水管道调节阀，打开回冷却水管道调节阀，进冷却水管道调节阀与温度检测传感器连锁自动控制，温度设置为菌种培养温度，液氨管道调节阀与pH检测传感器连锁自动控制，pH值设置为菌种培养最佳pH值。所述接种步骤如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：打开接种管道调节阀，将纯种微生物菌种接入种子罐中；接种完成，关闭接种管道调节阀。所述培养过程如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：搅拌电机、进空气管道调节阀与DO检测传感器连锁自动控制，根据种子罐不同培养阶段，设置种子罐培养的pH、温度、溶氧、压力参数，由控制系统中进行控制；培养过程中需要取样时执行取样程序：关闭取样蒸汽管道调节阀、打开取样管道调节阀10%~100%开度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统，包括种子罐（1），其特征是：还包括搅拌器（2）、搅拌电机（3）、减速器（4）、空气分布器（5）、冷却列管（6）、进空气管道调节阀（11）、进蒸汽管道调节阀（12）、进冷却水管道调节阀（16）、回冷却水管道调节阀（17）、排冷却水管道调节阀（18）、进底料管道调节阀（19）、接种管道调节阀（20）、取样管道调节阀（21）、取样蒸汽管道自动调节阀（22）、取样排管道自动调节阀（23）、移种管道自动调节阀（24）、液氨管道自动调节阀（25）；所述种子罐（1）顶端设置搅拌电机（3），搅拌电机（3）与减速器（4）连接，减速器（4）与搅拌器（2）连接；所述种子罐（1）内底部设置空气分布器（5），空气分布器（5）中的一端与种子罐（1）外部的三根管道连通，所述管道上分别设有进空气管道调节阀（11）、进蒸汽管道调节阀（12）和液氨管道调节阀（25）；所述种子罐（1）外部还设有冷却列管（6），冷却列管（6）底部连通排冷却水管道调节阀（18），顶部与回冷却水管道调节阀（17）连通；所述种子罐（1）包括进料模块，罐底设置移料模块；所述进料模块包括与种子罐（1）连通的两根管道，管道上分别设置进底料管道调节阀（19）和接种管道调节阀（20）；所述移料模块包括与种子罐（1）底部连通的移种管道自动调节阀（24）。...

【技术特征摘要】
1.一种用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统，包括种子罐（1），其特征是：还包括搅拌器（2）、搅拌电机（3）、减速器（4）、空气分布器（5）、冷却列管（6）、进空气管道调节阀（11）、进蒸汽管道调节阀（12）、进冷却水管道调节阀（16）、回冷却水管道调节阀（17）、排冷却水管道调节阀（18）、进底料管道调节阀（19）、接种管道调节阀（20）、取样管道调节阀（21）、取样蒸汽管道自动调节阀（22）、取样排管道自动调节阀（23）、移种管道自动调节阀（24）、液氨管道自动调节阀（25）；所述种子罐（1）顶端设置搅拌电机（3），搅拌电机（3）与减速器（4）连接，减速器（4）与搅拌器（2）连接；所述种子罐（1）内底部设置空气分布器（5），空气分布器（5）中的一端与种子罐（1）外部的三根管道连通，所述管道上分别设有进空气管道调节阀（11）、进蒸汽管道调节阀（12）和液氨管道调节阀（25）；所述种子罐（1）外部还设有冷却列管（6），冷却列管（6）底部连通排冷却水管道调节阀（18），顶部与回冷却水管道调节阀（17）连通；所述种子罐（1）包括进料模块，罐底设置移料模块；所述进料模块包括与种子罐（1）连通的两根管道，管道上分别设置进底料管道调节阀（19）和接种管道调节阀（20）；所述移料模块包括与种子罐（1）底部连通的移种管道自动调节阀（24）。2.如权利要求1所述用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统，其特征是：还包括排气模块、取样模块、监测模块和清洗模块；所述种子罐（1）顶部设有排气模块和清洗模块，种子罐（1）的侧面设有取样模块和监测模块；所述排气模块包括压力检测传感器（10）和排气管道调节阀（13）；其中排气管道调节阀（13）与种子罐（1）连通，压力检测传感器（10）设置于种子罐（1）的排气口上；所述清洗模块包括喷淋器（14）和清洗管道调节阀（15）；所述清洗管道调节阀（15）与设置于种子罐（1）内部的喷淋器（14）连接；所述取样模块包括通过管道互相连接的取样管道调节阀（21）、取样蒸汽管道调节阀（22）和取样排管道调节阀（23）；其中取样管道调节阀（21）与种子罐（1）之间通过管道连通；所述监测模块包括pH检测传感器（7）、DO检测传感器（8）和温度检测传感器（9），三者均能够对种子罐（1）内部液体进行检测。3.如权利要求2所述用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统，其特征是：所述控制系统与搅拌电机（3）、DO检测传感器（8）和进空气管道调节阀（11）连接；通过搅拌电机（3）控制搅拌器（2）进行搅拌，并根据需要采用减速装置（4）进行减速；根据DO检测传感器（8）的检测结果控制进空气管道调节阀（11）的开闭和搅拌电机（3）的运转速度；所述控制系统与pH检测传感器（7）和液氨管道自动调节阀（25）连接，根据pH检测传感器（7）的检测结果控制液氨管道自动调节阀（25）的开闭；所述控制系统与压力检测传感器（10）、进蒸汽管道调节阀（12）和排气管道调节阀（13）连接；通过压力检测传感器（10）的检测结果控制进蒸汽管道调节阀（12）和排气管道调节阀（13）；所述控制系统与温度检测传感器（9）和进冷却水管道调节阀（16）连接，通过温度检测传感器（9）的检测结果控制进冷却水管道调节阀（16）；所述控制系统与清洗管道调节阀（15）、回冷却水管道调节阀（17）、排冷却水管道调节阀（18）、进底料管道调节阀（19）、接种管道调节阀（20）、取样管道调节阀（21）、取样蒸汽管道调节阀（22）、取样排管道调节阀（23）和移种管道自动调节阀（24）连接。4.权利要求3所述用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统的工作方法，其特征是包括洗罐、空消、进料、实消、接种、培养和移种步骤；所述每个步骤可以单独运行或连续运行。5.如权利要求4所述用于氨基酸生产菌种扩大培养的种子罐系统的工作方法，其特征是所述洗罐步骤如下：控制系统检查各部件状态，并发送指令：关闭进空气管道调节阀（11）、进蒸汽管道调节阀（12）、进冷却水管道调节阀（16）、回...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭新健，周旭波，张雪阳，
申请(专利权)人：无锡荣丰生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32