一种自动溶氧周期性波动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动溶氧周期性波动装置，所述自动溶氧周期性波动装置包括一第一气体源，一第二气体源和一气体出口，并且，所述第一气体源与所述第二气体源分别通过管路与所述气体出口流体连接；其中，在所述第一气体源与所述气体出口之间的管路及所述第二气体源与所述气体出口之间的管路上分别设置一阀门，用于切换通气管路。本发明专利技术的自动溶氧周期性波动装置，可通过编辑断电计时器的条件对电动球阀的启闭进行控制，进而实现自动溶氧周期性波动。本发明专利技术可适用于各种微生物反应器培养过程中的溶氧周期性脉冲，提供自动溶氧周期性波动的环境，为微生物的活体动力学研究提供了良好基础。

An Automatic Dissolved Oxygen Periodic Wave Device

【技术实现步骤摘要】
一种自动溶氧周期性波动装置
本专利技术涉及生物培养、生物发酵等
，尤其涉及一种自动溶氧周期性波动装置。
技术介绍
在生物培养过程中，溶解氧是影响微生物生长的重要因素。目前，很少有研究报道发酵产量与发酵过程中不完全混合的影响，大部分报道的研究都只集中在溶解氧浓度上。Vardar和Lilly研究发现，在临界氧浓度（空气饱和度的30%左右）以下，青霉素的产量会急剧下降，同时还发现，当溶解氧浓度在这个临界水平上下波动时，青霉素的产量同样会下降（Vardar,F.andLilly,M.D.,Effectofcyclingdissolvedoxygenconcentrationsonproductformationinpenicillinfermentations.EuropeanJournalofAppliedMicrobiology&Biotechnology,1982.14(4):p.203-211.）。Larsson和Enfors利用一个双室厌氧平推流的反应器发现，将P.chrysogenum长时间（5-10min）暴露在缺氧环境中会降低微生物的呼吸能力，而短时间（1-2min）暴露在这种缺氧环境中没有任何不可逆作用（Larsson,G.andEnfors,S.O.,Studiesofinsufficientmixinginbioreactors:EffectsoflimitingoxygenconcentrationsandshorttermoxygenstarvationonPenicilliumchrysogenum.BioprocessEngineering,1988.3(3):p.123-127.）。然而，上述试验并未研究溶解氧波动对青霉素生产的影响。Diano等研究了在氧限制条件下黑曲霉连续发酵过程中副产物多元醇的生成情况，结果显示，在氧限制条件下，菌体合成多元醇所占碳源比重高达22%（Diano,A.,etal.,PolyolsynthesisinAspergillusniger:influenceofoxygenavailability,carbonandnitrogensourcesonthemetabolism.BiotechnologyandBioengineering,2010.94(5):p.899-908.）。Pedersen等在探究氧和渗透压在深层发酵过程中对糖化酶产量的影响时，发现适当的氧限制和高渗透压可以提高糖化酶的产量（Lasse,P.,etal.,Industrialglucoamylasefed-batchbenefitsfromoxygenlimitationandhighosmolarity.BiotechnologyandBioengineering,2011.109(1):p.116-124.）。随着人们对不完全混合在发酵过程中影响的研究越来越多，溶氧在发酵过程中的作用逐渐被揭开。根据Hanison和Topiwala的研究，微生物对空气饱和度在10%到100%之间的氧浓度变化不敏感（Harrison,D.E.F.andTopiwala,H.H.,Transientandoscillatorystatesofcontinuousculture.AdvancesinBiochemicalEngineering,1974.3:p.167-219.）。Sweere通过在单反应器中循环通入氮气和空气研究了酵母细胞的溶氧周期性脉冲，发现溶氧波动对细胞的组成影响很小（Sweere,A.P.,etal.,Experimentalsimulationofoxygenprofilesandtheirinfluenceonbaker'syeastproduction:I.One-fermentorsystem.BiotechnologyandBioengineering,2010.31(6):p.567-578.）。Oosterhuis使用双反应器的溶氧限制-脉冲装置发现将培养物暴露于氧浓度的波动中，Gluconobacteroxydans葡萄糖酸的产量下降，葡萄糖酸产量的减少与细胞暴露在限氧条件下的时间有关，然而，细胞生产葡萄糖酸的潜在能力没有受到影响（Oosterhuis,N.M.andKossen,N.W.,Dissolvedoxygenconcentrationprofilesinaproduction-scalebioreactor.BiotechnologyandBioengineering,1984.26(5):p.546.），由此可见，Gluconobacteroxydans对外界施加的环境波动不敏感。上述研究中Vardar和Lilly在Penicilliumchrysogenum的溶氧波动实验中同样发现了青霉素产量的下降。此外，Moes等人在Bacillussubtilis中发现溶氧充足区域产生乙酸乙酯，而溶氧限制区域则产生副产物丁二醇（Moes,J.,etal.,Amicrobialculturewithoxygen-sensitiveproductdistributionasapotentialtoolforcharacterizingbioreactoroxygentransport.BiotechnologyandBioengineering,2010.27(4):p.482-489.），因此，可以通过排出的产物检测发酵罐中溶氧限制的区域。目前国内尚未有关于自动溶氧周期性波动装置的报道，溶氧波动也仅仅局限于对一段时间内通气量人工的调节。溶解氧的大小与通气中的氧气含量和通气量有关，改变通气量的方法对微生物生长和溶解氧的分布存在影响，这使得模拟的溶氧周期性波动不能符合大规模反应器中溶解氧梯度的真实情况。本专利技术在溶氧周期性波动装置的设计中不改变通气量，而是从通气中的氧含量入手，在不改变通气量的基础上设计控制溶氧周期性波动的装置，能够模拟自动溶氧周期性波动的环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种自动溶氧周期性波动装置，可模拟出自动溶氧周期性波动环境，运用到微生物发酵中，为微生物的活体动力学研究提供了良好基础。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种自动溶氧周期性波动装置，所述自动溶氧周期性波动装置包括一第一气体源，一第二气体源和一气体出口，并且，所述第一气体源与所述第二气体源分别通过管路与所述气体出口流体连接；其中，在所述第一气体源与所述气体出口之间的管路及所述第二气体源与所述气体出口之间的管路上分别设置一阀门，用于切换通气管路。进一步，所述自动溶氧周期性波动装置包括一第一管路、一第二管路和一第三管路；其中，所述第一气体源通过所述第一管路与所述第三管路连接，进而与所述气体出口流体连接，所述第二气体源通过所述第二管路与所述第三管路连接，进而与所述气体出口流体连接；所述第一管路上设置一第一阀门，并且所述第二管路上设置一第二阀门。进一步，所述第一阀门及所述第二阀门为一电动球阀，且所述电动球阀通过球阀连接管路连接在所述第一管路和所述第二管路上。进一步，所述电动球阀为断电式电动球阀。进一步，所述第一阀门为一常开型电动球阀或一常闭型电动球阀，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动溶氧周期性波动装置，其特征在于，所述自动溶氧周期性波动装置包括一第一气体源，一第二气体源和一气体出口，并且，所述第一气体源与所述第二气体源分别通过管路与所述气体出口流体连接；其中，在所述第一气体源与所述气体出口之间的管路及所述第二气体源与所述气体出口之间的管路上分别设置一阀门，用于切换通气管路。

【技术特征摘要】
1.一种自动溶氧周期性波动装置，其特征在于，所述自动溶氧周期性波动装置包括一第一气体源，一第二气体源和一气体出口，并且，所述第一气体源与所述第二气体源分别通过管路与所述气体出口流体连接；其中，在所述第一气体源与所述气体出口之间的管路及所述第二气体源与所述气体出口之间的管路上分别设置一阀门，用于切换通气管路。2.根据权利要求1所述的自动溶氧周期性波动装置，其特征在于，所述自动溶氧周期性波动装置包括一第一管路、一第二管路和一第三管路；其中，所述第一气体源通过所述第一管路与所述第三管路连接，进而与所述气体出口流体连接，所述第二气体源通过所述第二管路与所述第三管路连接，进而与所述气体出口流体连接；所述第一管路上设置一第一阀门，并且所述第二管路上设置一第二阀门。3.根据权利要求2所述的自动溶氧周期性波动装置，其特征在于，所述第一阀门及所述第二阀门为一电动球阀，且所述电动球阀通过球阀连接管路连接在所述第一管路和所述第二管路上；优选地，所述电动球阀为断电式电动球阀。4.根据权利要求3所述的自动溶氧周期性波动装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，夏建业，庄英萍，刘鹏，李欢，
申请(专利权)人：华东理工大学，华东理工大学青岛创新研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31