一种生物发酵用智能反应器制造技术

本发明专利技术提出一种生物发酵用智能反应器，涉及合成生物技术领域，包括生物反应罐、控制系统、多模态感知系统、动态调控系统和高效溶氧装置；所述生物反应罐用于为发酵提供物理载体以及热力学稳定的无菌环境，所述生物反应罐内部为三层夹套结构，所述生物反应罐顶部设置有自动升降的罐盖。本发明专利技术通过从灭菌到放料全程无人干预，降低人工依赖，实现全自动化，并且AI+PLC双核驱动，使关键参数误差<5％，以达到全程高精度控制，同时，使用高效溶氧装置能够使溶氧能耗降低41％，菌体密度提升至>100g DCW/L，从而实现节能高效，而工艺数据实时沉淀，推动标准化与知识共享，能够形成数据闭环，进一步提升效率与产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成生物，具体为一种生物发酵用智能反应器。

技术介绍

1、2025年全球生物发酵市场规模达1250亿美元，年复合增长率8.7％，食品/化妆品领域增速超12％。

2、但是合成生物学目前存在以下的技术瓶颈：过程控制滞后、关键参数(如菌体浓度)在线检测误差＞20％、离线取样检出平均耗时＞6小时、能耗问题：传统发酵罐高密度发酵压缩空气耗能大，同时产业升级障碍：发酵标准体系缺失、专业人才缺口。于是，我们提出一种生物发酵用智能反应器解决以上问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了弥补现有技术的不足，提出了一种生物发酵用智能反应器，它解决了关键参数在线检测误差过高，离线取样检出平均耗时较长，能耗较高的问题。

2、本专利技术为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种生物发酵用智能反应器，包括生物反应罐、控制系统、多模态感知系统、动态调控系统和高效溶氧装置；

3、所述生物反应罐用于为发酵提供物理载体以及热力学稳定的无菌环境，所述生物反应罐内部为三层夹套结构，所述生物反本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：包括生物反应罐、控制系统、多模态感知系统、动态调控系统和高效溶氧装置；

2.根据权利要求1所述的一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：所述生物反应罐具体为316L不锈钢反应罐，容积为10L—5000L，支持双联或多联配置，所述三层夹套结构包括夹套、温度控制层和保温层，所述温度控制层为内部螺旋导流板设计，通过流速可调的冷却/加热介质，实现罐内温度均匀控制；所述保温层为外岩棉；所述仪表电极无菌接口包括pH电极、DO传感器、拉曼探头和补料管路。

3.根据权利要求1所述的一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：所述通讯模块为5G、W...

【技术特征摘要】

1.一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：包括生物反应罐、控制系统、多模态感知系统、动态调控系统和高效溶氧装置；

2.根据权利要求1所述的一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：所述生物反应罐具体为316l不锈钢反应罐，容积为10l—5000l，支持双联或多联配置，所述三层夹套结构包括夹套、温度控制层和保温层，所述温度控制层为内部螺旋导流板设计，通过流速可调的冷却/加热介质，实现罐内温度均匀控制；所述保温层为外岩棉；所述仪表电极无菌接口包括ph电极、do传感器、拉曼探头和补料管路。

3.根据权利要求1所述的一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：所述通讯模块为5g、wi-fi6和光纤三模中任一种或多种组合，所述生物识别模块通过红外3d人脸识别，划分三级操作权限。

4.根据权利要求1所述的一种生物发酵用智能反应器，其特征在于：所述多模态感知系统在od600检测时采用波长850nm的近红外光谱，线性范围0.1-200od；溶氧检测采用精度±0.5％fs的荧光法；称重模块采用分辨率0.1g的高精度应变片；所述拉曼光谱仪的激发光源为785nm激光，穿透深度达5mm；ai运算预判菌群代谢途径分析基于卷积神经网络识别代谢物图片的特征峰，定量分析葡萄糖和乙酸，预测菌株的活性；所述尾气分析通过质谱联用实时监测co2、o2和乙醇，结合质量平衡模型推算菌体生长速率。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德高，邵护军，万久如，
申请(专利权)人：常州三高生物技术工程设备有限公司，
类型：发明
国别省市：