一种微生物连续生产的设备及其方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物连续生产的设备及其方法。该设备包括：微生物反应器，包括流体分散设备和气体分布管；循环系统，包括循环泵、循环液流量计、循环液流量控制阀；微生物浓度在线检测仪设置于过滤器前端；过滤器，包括进料器、过滤管和滤饼出料器；营养液供给系统，包括营养液配置罐、营养液流量计、以及营养液流量控制阀。本发明专利技术实现了微生物生产工艺过程的可量化控制、稳定控制、精确控制和连续控制，实现了微生物生产从间歇养殖到连续化工业生产的转变。的转变。的转变。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物连续生产的设备及其方法


[0001]本专利技术属于微生物生产
，具体涉及一种微生物连续生产的设备及其方法。

技术介绍

[0002]微生物产品如微藻、益生菌、酵母菌等广泛应用于生物、环保、医药、食品及化工等各个领域，其市场需求不断增长。目前的微生物产品通常采用生物反应釜对幼株进行繁殖培养，待培养液中的微生物达到一定浓度后再通过固液分离技术获得所需的微生物产品。这种生产方法建立在人们对于生物养殖的经验基础之上，符合微生物生长的周期特点，所以常见的益生菌、医用菌和微藻等微生物产品基本都采用这种方式进行生产。
[0003]面对快速增长的市场需要，现有的这种微生物生产方式显然已经不能满足要求。首先，这种生产方式属于间歇式的批量生产，受制于微生物养殖条件的限制，其产品产量低、生产周期长、制造成本高；其次，在这种方式下，生物反应器或培养罐内的微生物数量始终处于不断变化的状态，在微生物累积繁殖过程中，其对营养物和养殖环境的要求不断变化，养殖条件难于实现最优控制，稍有不慎就会发生营养缺失、竞争加剧、生存环境恶化等问题，极易导致微生物大量死亡；其三，这种方式下，釜内微生物的代谢产物、微生物死亡分解产物和其它养殖过程中副产的有害物质同样处于累积状态，对微生物成长极为不利，同时也会给后续的产品分离纯化带来麻烦；其四，现有的生物反应器尤其是生物反应器仍存在技术空白，低剪切力条件下的流体分散问题、微生物的器内附着等问题仍未得到有效解决。因此，以微生物连续化和大规模生产为目标的新技术的开发已变得越来越迫切。
[0004]因此，针对现有技术中存在的问题，亟需开发一种微生物连续生产方法以及配套的生物反应器设备，以满足微生物产品的市场需要，同时使微生物资源得到进一步的有效开发和利用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是弥补现有技术的不足，提供一种微生物连续生产的设备及其方法。
[0006]为了达到上述的目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]一种微生物连续生产的设备，包括
[0008]微生物反应器，所述微生物反应器包括流体分散设备和气体分布管，用于微生物的培养和繁殖；
[0009]循环系统，所述循环系统包括循环泵、循环液流量计、循环液流量控制阀，通过所述循环系统将微生物反应后培养液输送至所述过滤器中，能够调节培养液的过滤量；
[0010]微生物浓度在线检测仪，所述微生物浓度在线检测仪设置于过滤器前端，能够实时监测培养液中微生物的浓度；
[0011]过滤器，所述过滤器包括进料器、过滤管和滤饼出料器，用于微生物反应后培养液
的过滤，微生物产品从所述滤饼出料器采出；
[0012]营养液供给系统，所述营养液供给系统包括营养液配置罐、营养液流量计、以及营养液流量控制阀，所述营养液供给系统能够实时调节营养液加入微生物反应的进料量。
[0013]进一步的，所述循环液流量控制阀和营养液流量控制阀为薄膜衬氟气动调节阀，形式为直通球形阀。
[0014]进一步的，所述循环液流量计为管道式电磁流量计，所述营养液流量计为管道式涡街流量计。
[0015]进一步的，所述过滤管采用膜过滤、精密过滤或砂滤中的一种或多种。
[0016]进一步的，所述微生物浓度在线检测仪包括激光浊度仪、在线比色仪、分光光度计或电子视镜中的一种或多种。
[0017]进一步的，所述微生物反应器的底部为弧形设计，反应器内壁的表面粗糙度Ra≤0.2。
[0018]进一步的，所述流体分散设备包括一个或多个流体分散管，所述流体分散管垂直安装于所述微生物反应器中，所述流体分散管上端为进料端，下端封闭；所述流体分散管上分布有多个开口，所述开口沿着所述流体分散管的管周方向上下错位等间距分布。
[0019]进一步的，所述过滤器为涡旋式连续管式过滤器，进料器的进料管外壁与进料器的筒体相切。
[0020]本专利技术还提供一种微生物连续生产的方法，包括如下步骤：营养液从营养液配置罐输送至微生物反应器内，微生物在微生物反应器内培养繁殖，得到微生物培养液；所述微生物培养液通过循环系统送至过滤器进行过滤，微生物产品随滤饼采出，滤液返回所述微生物反应器；其中，营养液的进料量通过营养液流量计和营养液流量控制阀控制调节；微生物培养液中的微生物浓度通过微生物浓度在线监测仪进行实时监测，培养液过滤量通过循环液流量计和循环量控制阀控制调节。
[0021]进一步的，所述营养液配置罐输送至微生物反应器内的营养液与过滤后循环至微生物反应器内滤液中的营养液的量与微生物反应器中的实时的微生物数量相匹配。
[0022]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0023]本专利技术解决了微生物生产的工业化问题，通过建立微生物反应器外部的连续过滤和循环，实现对微生物反应器内微生物数量的稳定控制。
[0024]本专利技术通过微生物浓度在线检测仪实现对微生物数量的定量化、实时化和连续化检测，可以满足不同工况的检测要求。
[0025]本专利技术在对微生物数量实现稳定控制的基础上，进而实现对营养液进料量的精确控制和最优化控制；通过连续循环和过滤也可使培养液得到有效净化，避免代谢产物和有害物质的累积，从而使反应器内微生物培养环境得以保持良好和稳定。
[0026]本专利技术实现了微生物生产工艺过程的可量化控制、稳定控制、精确控制和连续控制，实现了微生物生产从间歇养殖到连续化工业生产的转变，对于推动微生物产业的发展具有积极作用。
[0027]本专利技术也根据微生物工业化生产的特点，对所需的微生物反应器进行了全新的设计，能够实现低剪切力条件下的分散效率高、能耗低、抗生物附着的效果。
附图说明
[0028]图1为本专利技术微生物连续生产设备的结构示意图。
[0029]附图标记：1.微生物反应器、11.流体分散设备、12.气体分布管、21.循环泵、22.循环液流量计、23.循环液流量控制阀、3.微生物浓度在线检测仪、4.过滤器、41.进料器、42.过滤管、43.滤饼出料器、51.营养液配置罐、52.营养液流量计、53.营养液流量控制阀、6.静态混合器。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0031]除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0032]微生物反应器1用于微生物的培养和繁殖，包括流体分散设备11和气体分布管12，流体分散设备11用于将滤液和营养液输送至微生物反应器1中，气体分布管12用于将微生物繁殖所需的气体输送至微生物反应器1中。循环系统，包括循环泵21、循环液流量计22和循环液流量控制阀23，通过所述循环系统将微生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物连续生产的设备，其特征在于，包括：微生物反应器，所述微生物反应器包括流体分散设备和气体分布管，用于微生物的培养和繁殖；循环系统，所述循环系统包括循环泵、循环液流量计、循环液流量控制阀，通过所述循环系统将微生物反应后培养液输送至所述过滤器中，能够调节培养液的过滤量；微生物浓度在线检测仪，所述微生物浓度在线检测仪设置于过滤器前端，能够实时监测培养液中微生物的浓度；过滤器，所述过滤器包括进料器、过滤管和滤饼出料器，用于微生物反应后培养液的过滤，微生物产品从所述滤饼出料器采出；营养液供给系统，所述营养液供给系统包括营养液配置罐、营养液流量计、以及营养液流量控制阀，所述营养液供给系统能够实时调节营养液加入微生物反应的进料量。2.根据权利要求1或2所述的一种微生物连续生产的设备，其特征在于，所述循环量控制阀和营养液流量控制阀为薄膜衬氟气动调节阀，形式为直通球形阀。3.根据权利要求1或2所述的一种微生物连续生产的设备，其特征在于，所述循环液流量计为管道式电磁流量计，所述营养液流量计为管道式涡街流量计。4.根据权利要求1或2所述的一种微生物连续生产的设备，其特征在于，所述过滤管采用膜过滤、精密过滤或砂滤中的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的一种微生物连续生产的设备，其特征在于，所述微生物浓度在线检测仪包括激光浊度仪、在线比色仪、分光光度计或电子视镜中的一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱嘉铭，何海蔚，张书豪，李姜伊，李安，郭恩棉，张毅，杨鹏程，赵嘉珩，朱敏，赵大权，杨凤仙，
申请(专利权)人：北京喜藻环能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：