專利名稱：一種發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)：
微生物發(fā)酵是一種復(fù)雜的生化過(guò)程，在這個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程中會(huì)有很多因素需要進(jìn) 行調(diào)控，例如培養(yǎng)基、滅菌時(shí)間、溫度、PH值、氧氣的補(bǔ)給等，而泡沫的控制是其中重要的一 項(xiàng)。發(fā)酵過(guò)程大部分都是 好氧性的，由于通氣和攪拌，發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，在通 氣過(guò)程中，伴隨機(jī)械攪拌、空氣被分成細(xì)小的氣泡，從溶氧的角度講，氣泡越細(xì)越好，使空氣 中的氧和發(fā)酵液中的CO2能充分的進(jìn)行交換，這些氣泡升到發(fā)酵液面形成泡沫。另一方面 微生物在進(jìn)行發(fā)酵活動(dòng)時(shí)，往往會(huì)代謝產(chǎn)生許多氣體，這些代謝氣體凝結(jié)形成氣泡，上升到 發(fā)酵液面，成為發(fā)酵泡沫，菌體代謝越旺盛，泡沫的產(chǎn)生量越多。發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)多持久的泡沫會(huì)阻礙發(fā)酵的正常進(jìn)行，大量泡沫的溢出會(huì)帶走 發(fā)酵液、菌體細(xì)胞和發(fā)酵產(chǎn)物，并容易造成發(fā)酵污染，甚至影響通氣攪拌的正常進(jìn)行，妨礙 代謝氣的排出，對(duì)菌體呼吸造成影響，使菌體代謝異常，影響產(chǎn)率。在生物表面活性劑的發(fā) 酵生產(chǎn)中，泡沫問(wèn)題更加突出，由于表面活性劑的存在，發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫更加穩(wěn)定， 限制了整個(gè)生物表面活性劑的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化。大量的泡沫的產(chǎn)生會(huì)對(duì)工藝生產(chǎn)造成巨大的危害，如減少生產(chǎn)能力、影響產(chǎn)品質(zhì) 量、影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行等，這就需要人們通過(guò)各種方法來(lái)消除泡沫，常用的方式主要有化 學(xué)消泡和機(jī)械消泡?；瘜W(xué)消泡是指向發(fā)酵液中流加一定量的消泡劑，利用消泡劑降低泡沫 的機(jī)械強(qiáng)度或降低液膜表面粘度的性質(zhì)消除泡沫?；瘜W(xué)消泡具有消泡效果好，使用方便的 優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)于泡沫的生成還具有抑制作用。然而使用消泡劑的化學(xué)消泡影響氧氣的溶解， 對(duì)微生物供氧極為不利。機(jī)械消泡是通過(guò)機(jī)械力所引起的強(qiáng)烈震動(dòng)或壓力的不斷變化促使 泡沫破裂。機(jī)械消泡不需要外加消泡劑，避免了對(duì)溶氧能力的影響，并且可重復(fù)使用，但機(jī) 械消泡不如化學(xué)消泡迅速可靠，不能從根本上消除引起穩(wěn)定泡沫的因素。專利CN201520758U公開(kāi)了一種泡沫回流發(fā)酵系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用無(wú)菌壓縮空氣作 為泡沫液化、回流動(dòng)力，解決了發(fā)酵過(guò)程中泡沫控制、發(fā)酵產(chǎn)物流失、發(fā)酵過(guò)程中需添加消 泡劑、不適用于規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)等問(wèn)題。該系統(tǒng)包括一級(jí)泡沫回流罐2和二級(jí)泡沫回流罐 3，在二級(jí)泡沫回流罐3通入空氣，使得發(fā)酵罐1中溢出的含菌體細(xì)胞的泡沫在無(wú)菌空氣的 推動(dòng)下進(jìn)入一級(jí)泡沫回流罐2消泡液化，在重力作用下液化液進(jìn)入二級(jí)泡沫回流罐3，二級(jí) 泡沫回流罐中的液化液通過(guò)無(wú)菌壓縮空氣壓返回發(fā)酵罐1中繼續(xù)發(fā)酵，過(guò)多的泡沫可以進(jìn) 入泡沫產(chǎn)物分離裝置4將產(chǎn)物分離出來(lái)。但是該系統(tǒng)難以控制發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的大量泡 沫，當(dāng)泡沫量較多時(shí)，發(fā)酵液、菌體細(xì)胞和發(fā)酵產(chǎn)物伴隨泡沫直接進(jìn)入泡沫產(chǎn)物分離裝置， 泡沫產(chǎn)物分離裝置僅能分離獲得發(fā)酵產(chǎn)物，造成泡沫帶出的發(fā)酵液和菌體細(xì)胞流失，容易 損失發(fā)酵液和菌體細(xì)胞，造成工業(yè)化生產(chǎn)資源浪費(fèi)、生產(chǎn)成本高昂等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的是提供一種避免發(fā)酵液和菌體細(xì)胞流失的發(fā)酵裝置。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐、一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐，發(fā) 酵罐、一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐有無(wú)菌空氣入口，發(fā)酵罐和一級(jí)泡沫 回流罐有泡沫出口，一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐有泡沫入口和液化泡 沫出口，發(fā)酵罐和二級(jí)泡沫回流罐有液化泡沫入口，發(fā)酵罐的泡沫出口通過(guò)管道與一級(jí)泡 沫回流罐的泡沫入口連接，一級(jí)泡沫回流罐的泡沫出口通過(guò)管道與泡沫中轉(zhuǎn)罐的泡沫入口 連接，一級(jí)泡沫回流罐的液化泡沫出口通過(guò)管道與二級(jí)泡沫回流罐的液化泡沫入口連接并 且連接管道上有一個(gè)閥門(mén)，泡沫中轉(zhuǎn)罐的液化泡沫出口和二級(jí)泡沫回流罐的液化泡沫出口 通過(guò)三通管與發(fā)酵罐的液化泡沫入口連接。本發(fā)明在發(fā)酵罐通入無(wú)菌空氣，使含菌體細(xì)胞的泡沫在空氣壓力推動(dòng)下溢出沿管 道流入一級(jí)泡沫回流罐，在一級(jí)泡沫回流罐中通入無(wú)菌空氣，利用空氣壓縮的作用將泡沫 破裂、液化，液化的含菌體細(xì)胞和發(fā)酵液的泡沫在一級(jí)泡沫回流罐中聚集，多余的泡沫在空 氣壓力推動(dòng)下沿管道進(jìn)入泡沫中轉(zhuǎn)罐。當(dāng)一級(jí)泡沫回流罐中的液化泡沫達(dá)到設(shè)定量后，打 開(kāi)閥門(mén)，一級(jí)泡沫回流罐中含菌體細(xì)胞和發(fā)酵液的液化泡沫沿管道流入二級(jí)泡沫回流罐。 然后關(guān)閉閥門(mén)，向泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐中通入無(wú)菌壓縮空氣，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐中 的泡沫經(jīng)無(wú)菌空氣壓縮液化，并且在無(wú)菌壓縮空氣作用下，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回 流罐中的液化泡沫沿三通管壓回到發(fā)酵罐中。本發(fā)明將多余的含發(fā)酵液和菌體細(xì)胞的泡沫導(dǎo)入泡沫中轉(zhuǎn)罐，然后經(jīng)無(wú)菌空氣壓縮 液化流回發(fā)酵罐繼續(xù)發(fā)酵，避免了直接進(jìn)入泡沫產(chǎn)物分離裝置而造成發(fā)酵液和菌體細(xì)胞流失。本發(fā)明所述無(wú)菌空氣入口、泡沫入口和液化泡沫入口可以設(shè)在各罐體的任意位 置，泡沫出口可以設(shè)在罐頂?shù)娜我馕恢?，液化泡沫出口可以設(shè)在罐底的任意位置，但無(wú)菌空 氣入口、泡沫入口、液化泡沫入口、泡沫出口和液化泡沫出口各自獨(dú)立，不共用同一開(kāi)口。為了解決發(fā)酵泡沫產(chǎn)生量較大，控制超出泡沫中轉(zhuǎn)罐容積量的泡沫，本發(fā)明在三 通管與發(fā)酵罐液化泡沫入口的連接管道上增加一個(gè)閥門(mén)，通過(guò)開(kāi)關(guān)閥門(mén)控制發(fā)酵罐與泡沫 中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐之間相連接的管道。閥門(mén)打開(kāi)，發(fā)酵罐與泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫 回流罐三者相通；閥門(mén)關(guān)閉后，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐與發(fā)酵罐之間以及二級(jí)泡沫回流罐與發(fā)酵 罐之間封閉，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐與二級(jí)泡沫回流罐之間相通。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量較大超出泡 沫中轉(zhuǎn)罐容積且無(wú)法快速高效消泡時(shí)，可以關(guān)閉閥門(mén)，使泡沫中轉(zhuǎn)罐中的泡沫溢出流入二 級(jí)泡沫回流罐，在無(wú)菌壓縮空氣作用下使泡沫在二級(jí)泡沫回流罐中液化，再調(diào)節(jié)二級(jí)泡沫 回流罐的罐壓至大于泡沫中轉(zhuǎn)罐的罐壓，打開(kāi)閥門(mén)，將液化泡沫壓回到發(fā)酵罐。本發(fā)明在所述一級(jí)泡沫回流罐液化泡沫出口與所述二級(jí)泡沫回流罐液化泡沫入 口連接管道上設(shè)置的閥門(mén)和三通管與發(fā)酵罐液化泡沫入口連接管道上增加的閥門(mén)主要用 于開(kāi)啟或關(guān)閉管道控制介質(zhì)流動(dòng)，可以為任意具有開(kāi)斷作用的閥門(mén)，包括閘閥、截止閥、球 閥、旋擰閥、球塞閥和隔膜閥。為了進(jìn)一步提高消泡效果、加快消泡速度，本發(fā)明增加了消泡劑罐，消泡劑罐有消 泡劑出口，一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐分別設(shè)有消泡劑入口，消泡劑罐 的消泡劑出口通過(guò)管道分別與一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐的消泡劑入口連接。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量較大，單獨(dú)利用無(wú)菌壓縮空氣無(wú)法快速高效消泡時(shí)，可以向一級(jí) 泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐中加入消泡劑。本發(fā)明還在一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐上增加了攪拌器，一 方面可以通過(guò)攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械力使泡沫破裂，另一方面攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)可以混勻 消泡劑加快消泡速度，同時(shí)提高溶氧能力降低消泡劑對(duì)微生物發(fā)酵的影響。本發(fā)明所述攪 拌器設(shè)在罐頂或罐底的中心位置，包括一個(gè)攪拌軸和兩個(gè)以上消泡槳，所述消泡槳可以為 耙式、旋轉(zhuǎn)圓板式、沖擊反射式、離心力式或轉(zhuǎn)向板式。此時(shí)，無(wú)菌空氣入口、泡沫入口、液化 泡沫入口、泡沫出口和液化泡沫出口均設(shè)在除攪拌器所在位置以外的指定位置。本發(fā)明所述發(fā)酵裝置，還包括產(chǎn)物收集罐，產(chǎn)物收集罐有提取劑入口和發(fā)酵產(chǎn)物 出口，同時(shí)在泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐上增加泡沫出口，產(chǎn)物收集罐通過(guò)管道分別與 泡沫中轉(zhuǎn)罐泡沫出口和二級(jí)泡沫回流罐泡沫出口連接。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量超出泡沫中轉(zhuǎn)罐 和二級(jí)泡沫回流罐容積且無(wú)法快速高效消泡時(shí)，泡沫從泡沫出口溢出通過(guò)管道流入產(chǎn)物收 集罐，通過(guò)提取劑入口在產(chǎn)物收集罐中加入提取劑，提取泡沫中帶出的產(chǎn)物，從發(fā)酵產(chǎn)物出 口收集泡沫中的發(fā)酵產(chǎn)物。為了實(shí)時(shí)控制各罐體內(nèi)的溶氧、溫度和pH，本發(fā)明在發(fā)酵罐、一級(jí)泡沫回流罐、泡 沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐增加了溶氧裝置、溫控裝置和PH調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明還在各罐體之間連接管道和三通管上增加了控壓裝置和蒸汽滅菌裝置，以 保證各罐體內(nèi)壓力，并防止發(fā)酵污染。本發(fā)明發(fā)酵罐、一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐、二級(jí)泡沫回流罐、產(chǎn)物收集罐和消 泡劑罐可以為任意形狀容器，包括平底、圓底和尖底。本發(fā)明所述發(fā)酵裝置，并不限于只包括一個(gè)泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐，還可 以為包括多個(gè)泡沫中轉(zhuǎn)罐和多個(gè)二級(jí)泡沫回流罐的發(fā)酵裝置，以更好的控制發(fā)酵過(guò)程中發(fā) 酵生產(chǎn)產(chǎn)生的大量泡沫，減少菌體細(xì)胞及發(fā)酵產(chǎn)物流失，適用于規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)和生物表 面活性劑等發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生大量泡沫的產(chǎn)品的工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)。


圖1示專利CN201520758U所述泡沫回流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為發(fā)酵罐，2為 一級(jí)泡沫回流罐，3為二級(jí)泡沫回流罐，4為泡沫產(chǎn)物收集罐，5為空氣入口，6為發(fā)酵液出 口，7為無(wú)菌空氣通入口，8為提取劑入口，9為發(fā)酵產(chǎn)物出口 ；圖2示本發(fā)明所述發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示本發(fā)明所述含三通管閥門(mén)的發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示本發(fā)明所述含消泡劑罐的發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示本發(fā)明所述含產(chǎn)物收集罐的發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種發(fā)酵裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改 進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯 而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的裝置已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相 關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的裝置進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種發(fā)酵裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明主要利用空氣壓縮的作用，將泡沫破裂、液化，如圖2所示發(fā)酵罐1中發(fā)酵 產(chǎn)生大量泡沫，通過(guò)無(wú)菌空氣入口 11通入無(wú)菌空氣，在無(wú)菌壓縮空氣壓力推動(dòng)下含菌體細(xì) 胞的泡沫從泡沫出口 12溢出沿管道從泡沫入口 22流入一級(jí)泡沫回流罐2。通過(guò)無(wú)菌空氣 入口 21向一級(jí)泡沫回流罐中通入無(wú)菌空氣，利用空氣壓縮的作用將泡沫破裂、液化，液化 的含菌體細(xì)胞和發(fā)酵液的泡沫在一級(jí)泡沫回流罐2中聚集，多余的泡沫在空氣壓力推動(dòng)下 從泡沫出口 23溢出沿管道從泡沫入口 32進(jìn)入泡沫中轉(zhuǎn)罐3。當(dāng)一級(jí)泡沫回流罐2中液化 泡沫達(dá)到設(shè)定量后，打開(kāi)所述閥門(mén)5，一級(jí)泡沫回流罐3中液化泡沫從液化泡沫出口 24流出 沿管道從液化泡沫入口 42流入二級(jí)泡沫回流罐4。然后關(guān)閉閥門(mén)5，通過(guò)無(wú)菌空氣入口 31 和41分別向泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4中通入無(wú)菌壓縮空氣，泡沫中轉(zhuǎn)罐3中的泡 沫經(jīng)無(wú)菌空氣壓縮液化，同時(shí)在無(wú)菌壓縮空氣作用下，泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4中 的液化泡沫分別從液化泡沫出口 33和43流出沿三通管6從液化泡沫入口 13回到發(fā)酵罐 1中。本發(fā)明所述無(wú)菌空氣入口、泡沫入口和液化泡沫入口可以設(shè)在各罐體的任意位 置，泡沫出口可以設(shè)在罐頂?shù)娜我馕恢?，液化泡沫出口可以設(shè)在罐底的任意位置。如圖2所 示無(wú)菌空氣入口、泡沫入口、泡沫出口和液化泡沫入口均設(shè)在各罐的罐頂，液化泡沫出口均 設(shè)在各罐的罐底中心位置。由圖3可知本發(fā)明在三通管與發(fā)酵罐液化泡沫入口的連接管道上增加一個(gè)閥門(mén) 7,閥門(mén)7可以通過(guò)開(kāi)關(guān)控制發(fā)酵罐1與泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4之間相連接的管 道。閥門(mén)7打開(kāi)，發(fā)酵罐1與泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4三者相通；閥門(mén)7關(guān)閉后， 所述泡沫中轉(zhuǎn)罐3與發(fā)酵罐1之間以及二級(jí)泡沫回流罐4與發(fā)酵罐1之間封閉，所述泡沫 中轉(zhuǎn)罐3與二級(jí)泡沫回流罐4之間相通。一級(jí)泡沫回流罐2中多余的泡沫在空氣壓力推動(dòng) 下從泡沫出口 23溢出沿管道從泡沫入口 32進(jìn)入泡沫中轉(zhuǎn)罐3。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量較大超 出泡沫中轉(zhuǎn)罐3容積且無(wú)法快速高效消泡時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)7，泡沫中轉(zhuǎn)罐3中的泡沫從液化泡 沫出口 33流出沿管道從液化泡沫出口 43流入二級(jí)泡沫回流罐4，在無(wú)菌壓縮空氣作用下泡 沫在二級(jí)泡沫回流罐4液化，再調(diào)節(jié)二級(jí)泡沫回流罐4罐壓大于泡沫中轉(zhuǎn)罐3罐壓，打開(kāi)閥 門(mén)7，液化的泡沫從液化泡沫出口 43沿管道壓回到發(fā)酵罐1。如圖3所示本發(fā)明在一級(jí)泡沫回流罐2的液化泡沫出口 24與所述二級(jí)泡沫回流 罐4的液化泡沫入口 42連接管道上設(shè)置的閥門(mén)5和三通管6與發(fā)酵罐1液化泡沫入口 13 連接管道上增加的閥門(mén)7主要用于開(kāi)啟或關(guān)閉管道控制介質(zhì)流動(dòng)，可以為任意具有開(kāi)斷作 用的閥門(mén)，包括閘閥、截止閥、球閥、旋擰閥、球塞閥和隔膜閥。如圖3所示閥門(mén)5和閥門(mén)7 為隔膜閥。為了進(jìn)一步提高消泡效果、加快消泡速度，本發(fā)明增加了消泡劑罐8，圖4為本發(fā) 明增加了消泡劑罐8的發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖。消泡劑罐8有消泡劑出口 81，一級(jí)泡沫回流 罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4分別設(shè)有消泡劑入口 25、34和44，消泡劑罐8的消 泡劑出口 81通過(guò)管道分別與一級(jí)泡沫回流罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4的消泡 劑入口 25、34和44連接。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量較大，單獨(dú)利用無(wú)菌壓縮空氣無(wú)法快速高效消泡時(shí)，可以向一級(jí)泡沫回流罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4中加入消泡劑，消泡劑罐 8中消泡劑從消泡劑出口 81進(jìn)入管道然后分別通過(guò)消泡劑入口 25、34和44進(jìn)入一級(jí)泡沫 回流罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4。當(dāng)然，當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量不大時(shí)，同樣可以利 用消泡劑消泡以提高消泡效果、加快消泡速度。為了降低消泡劑對(duì)微生物發(fā)酵的影響，可以在一級(jí)泡沫回流罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和 二級(jí)泡沫回流罐4上增加攪拌器。本發(fā)明在一級(jí)泡沫回流罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回 流罐4上增加了攪拌器沈、35和45，攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)可以混勻消泡劑加快消泡速度，同時(shí)提高溶 氧能力達(dá)到降低消泡劑對(duì)微生物發(fā)酵影響的目的，另一方面攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械 力還可以使泡沫破裂，攪拌器設(shè)在罐頂或罐底的中心位置，包括一個(gè)攪拌軸和兩個(gè)以上消 泡槳，消泡槳可以為耙式、旋轉(zhuǎn)圓板式、沖擊反射式、離心力式或轉(zhuǎn)向板式。如圖4所示本發(fā) 明所述攪拌器26、35和45均設(shè)在罐頂?shù)奈恢?，包括一個(gè)攪拌軸和兩個(gè)消泡槳，所述消泡槳 為耙式。無(wú)菌空氣入口、泡沫入口、泡沫出口和液化泡沫入口均設(shè)在除攪拌器所在位置以外 的位置。本發(fā)明還增加了產(chǎn)物收集罐9，所述產(chǎn)物收集罐9有泡沫入口 91和92、提取劑入 口 93和發(fā)酵產(chǎn)物出口 94，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4分別有泡沫出口 36和46， 所述產(chǎn)物收集罐9泡沫入口 91和92通過(guò)管道分別與所述二級(jí)泡沫回流罐4泡沫出口 46 和所述泡沫中轉(zhuǎn)罐泡沫出口 36連接。如圖5所示發(fā)酵罐1中發(fā)酵產(chǎn)生大量泡沫，通過(guò)無(wú)菌 空氣入口 11通入無(wú)菌空氣，在無(wú)菌壓縮空氣壓力推動(dòng)下含菌體細(xì)胞的泡沫從泡沫出口 12 溢出沿管道從泡沫入口 22流入一級(jí)泡沫回流罐2。通過(guò)無(wú)菌空氣入口 21向一級(jí)泡沫回流 罐中通入無(wú)菌空氣，利用空氣壓縮的作用將泡沫破裂、液化，液化的含菌體細(xì)胞和發(fā)酵液的 泡沫在一級(jí)泡沫回流罐2中聚集，多余的泡沫在空氣壓力推動(dòng)下從泡沫出口 23溢出沿管道 從泡沫入口 32進(jìn)入泡沫中轉(zhuǎn)罐3。當(dāng)一級(jí)泡沫回流罐2中液化泡沫達(dá)到設(shè)定量后，打開(kāi)所 述閥門(mén)5，一級(jí)泡沫回流罐2中液化泡沫從液化泡沫出口 M流出沿管道從液化泡沫入口 42 流入二級(jí)泡沫回流罐4。然后關(guān)閉閥門(mén)5，通過(guò)無(wú)菌空氣入口 31向泡沫中轉(zhuǎn)罐3通入無(wú)菌 壓縮空氣，泡沫中轉(zhuǎn)罐3中的泡沫經(jīng)無(wú)菌空氣壓縮液化。當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)生泡沫量較大超出泡沫 中轉(zhuǎn)罐3容積且無(wú)法快速高效消泡時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)7，泡沫中轉(zhuǎn)罐3中的泡沫從液化泡沫出口 33流出沿管道從液化泡沫出口 43流入二級(jí)泡沫回流罐4，在無(wú)菌壓縮空氣作用下泡沫在二 級(jí)泡沫回流罐4液化，再調(diào)節(jié)二級(jí)泡沫回流罐4罐壓大于泡沫中轉(zhuǎn)罐3罐壓，打開(kāi)閥門(mén)7，液 化的泡沫從液化泡沫出口 43沿管道壓回到發(fā)酵罐1，多余的泡沫在無(wú)菌壓縮空氣壓力推動(dòng) 下從泡沫中轉(zhuǎn)罐3的泡沫出口 36和二級(jí)泡沫回流罐4的泡沫出口 46溢出沿管道通過(guò)泡沫 入口 92和91流入產(chǎn)物收集罐9，通過(guò)提取劑入口 93在產(chǎn)物收集罐9中加入提取劑，提取泡 沫中帶出的發(fā)酵產(chǎn)物，然后從發(fā)酵產(chǎn)物出口 94收集泡沫中的發(fā)酵產(chǎn)物。當(dāng)然，同樣可以同 時(shí)向一級(jí)泡沫回流罐2、泡沫中轉(zhuǎn)罐3和二級(jí)泡沫回流罐4中加入消泡劑，利用消泡劑消泡 以提高消泡效果、加快消泡速度。以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì) 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐(1)、一級(jí)泡沫回流罐O)、泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)和二級(jí)泡沫 回流罐G)，所述發(fā)酵罐(1)、一級(jí)泡沫回流罐O)、泡沫中轉(zhuǎn)罐⑶和二級(jí)泡沫回流罐⑷ 有無(wú)菌空氣入口，所述發(fā)酵罐(1)和一級(jí)泡沫回流罐( 有泡沫出口，所述一級(jí)泡沫回流罐 O)、泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)和二級(jí)泡沫回流罐(4)有泡沫入口和液化泡沫出口，所述發(fā)酵罐(1) 和二級(jí)泡沫回流罐(4)有液化泡沫入口，所述發(fā)酵罐(1)的泡沫出口(1 通過(guò)管道與所述 一級(jí)泡沫回流罐O)的泡沫入口 0 連接，所述一級(jí)泡沫回流罐O)的泡沫出口 03)通 過(guò)管道與所述泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)的泡沫入口(3 連接，所述一級(jí)泡沫回流罐( 的液化泡沫 出口 04)通過(guò)管道與所述二級(jí)泡沫回流罐(4)的液化泡沫入口 0 連接并且連接管道上 有一個(gè)閥門(mén)(5)，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐(3)的液化泡沫出口(3 和所述二級(jí)泡沫回流罐的 液化泡沫出口 ^幻通過(guò)三通管(6)與所述發(fā)酵罐(1)的液化泡沫入口(1 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)酵裝置，其特征在于，所述三通管(6)與所述發(fā)酵罐(1)液化 泡沫入口(1 的連接管道上有一個(gè)閥門(mén)(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述發(fā)酵裝置，其特征在于，還包括消泡劑罐(8)，消泡劑罐(8) 有消泡劑出口(81)，一級(jí)泡沫回流罐O)、泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)和二級(jí)泡沫回流罐(4)分別設(shè)有 消泡劑入口，消泡劑罐(8)的消泡劑出口(81)通過(guò)管道分別與一級(jí)泡沫回流罐O)、泡沫中 轉(zhuǎn)罐(3)和二級(jí)泡沫回流罐⑷的消泡劑入口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述發(fā)酵裝置，其特征在于，所述一級(jí)泡沫回流罐( 、泡沫中轉(zhuǎn)罐 (3)和二級(jí)泡沫回流罐(4)還包括攪拌器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述發(fā)酵裝置，其特征在于，還包括產(chǎn)物收集罐(9)，所 述產(chǎn)物收集罐(9)有提取劑入口(9 和發(fā)酵產(chǎn)物出口(94)，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)和二級(jí)泡 沫回流罐(4)有泡沫出口，所述產(chǎn)物收集罐(9)通過(guò)管道分別與所述泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)泡沫 出口(36)和所述二級(jí)泡沫回流罐(4)泡沫出口 06)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述發(fā)酵裝置，其特征在于，所述發(fā)酵罐(1)、一級(jí)泡沫 回流罐O)、泡沫中轉(zhuǎn)罐C3)和二級(jí)泡沫回流罐(4)均有溶氧裝置、溫控裝置和pH調(diào)節(jié)裝 置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述發(fā)酵裝置，其特征在于，所述發(fā)酵罐(1)、一級(jí)泡沫 回流罐( 、泡沫中轉(zhuǎn)罐( 和二級(jí)泡沫回流罐(4)之間連接管道和三通管(6)均有控壓裝 置和蒸汽滅菌裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵領(lǐng)域，公開(kāi)了一種發(fā)酵裝置，該發(fā)酵裝置包括發(fā)酵罐、一級(jí)泡沫回流罐、泡沫中轉(zhuǎn)罐和二級(jí)泡沫回流罐，所述發(fā)酵罐通過(guò)管道與所述一級(jí)泡沫回流罐連接，所述泡沫中轉(zhuǎn)罐通過(guò)管道與所述一級(jí)泡沫回流罐連接，所述二級(jí)泡沫回流罐通過(guò)管道與所述一級(jí)泡沫回流罐連接并且在連接管道上有一個(gè)閥門(mén)，所述發(fā)酵罐通過(guò)三通管與所述泡沫中轉(zhuǎn)罐和所述二級(jí)泡沫回流罐連接。本發(fā)明可控制發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的大量泡沫，減少發(fā)酵菌體細(xì)胞及發(fā)酵產(chǎn)物流失，適用于規(guī)模化發(fā)酵生產(chǎn)和生物表面活性劑等發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生大量泡沫的產(chǎn)品的工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C12N1/21GK102061282SQ201010567068
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者丁仕奇, 劉梅, 劉潔, 孫文, 李君君, 王媚, 范吉峰, 貢國(guó)鴻 申請(qǐng)人:安徽帝元生物科技有限公司