專利名稱：管式循環(huán)生物反應(yīng)器及系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及培養(yǎng)微生物的生物反應(yīng)器，尤其是指一種管式循環(huán)生物反應(yīng)器及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著生物工程產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，隨之生物反應(yīng)器的需求量不斷提高。同時(shí)，對(duì)生物反應(yīng)器的形式及功能要求也在不斷提高。目前，傳統(tǒng)生物反應(yīng)器的主流主要采用發(fā)酵罐作為反應(yīng)器的重要結(jié)構(gòu)組成部分。發(fā)酵罐通常裝有機(jī)械攪拌系統(tǒng)和夾套(盤管)控溫系統(tǒng)以及配備各類檢測(cè)參數(shù)接口(ph、D0)等。這類反應(yīng)器具有以下特點(diǎn):
I)通過不同大小的容積組成二級(jí)、三級(jí)發(fā)酵或多級(jí)發(fā)酵。并且發(fā)酵罐一旦制造安裝完成，很難對(duì)罐體容積等硬件參數(shù)進(jìn)行改造；如需調(diào)整，只能重新制造，甚至要對(duì)車間廠房進(jìn)行改造或重建。2)隨著容積的增大，攪拌系統(tǒng)需要克服發(fā)酵罐內(nèi)的擋板和盤管等各類部件的阻力(防止湍流)，攪拌消耗的功率也隨之大大增加。3)發(fā)酵罐的換熱面積由于受到容器本身表面積一定大小的缺陷，換熱面積與容積比一般不會(huì)超過2:1。這樣在放熱量較大的發(fā)酵過程中或消后冷卻過程中需要采用大量的冷水(或低溫冷凍水)進(jìn)行降溫。蒸汽滅菌時(shí)需要大量的蒸汽進(jìn)罐輔助升溫，導(dǎo)致能源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于基本上克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)生物反應(yīng)器制造安裝完成，就不能對(duì)容積大小進(jìn)行變更；攪拌功率消耗大；換熱控溫過程中蒸汽和水消耗大等缺陷，從而提供一種具有特定結(jié)構(gòu)的管式循環(huán)生物反應(yīng)裝置從而提高設(shè)備利用率、節(jié)能降耗，并且該管式循環(huán)生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于批量制造。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用如下結(jié)構(gòu):一種管式循環(huán)生物反應(yīng)器，由彎曲的呈循環(huán)結(jié)構(gòu)的管道構(gòu)成。所述的循環(huán)結(jié)構(gòu)為首尾相連上下往復(fù)式循環(huán)結(jié)構(gòu)或螺旋形循環(huán)結(jié)構(gòu)。所述的循環(huán)管兩端采用衛(wèi)生級(jí)快卡連接，管與管之間采用“U”型彎頭連接，可拆卸，任意增減長(zhǎng)度。所述的循環(huán)管道之間的距離為I倍管徑。所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)器，管道為不銹鋼材質(zhì)無縫鋼管，內(nèi)壁拋光無死角殘留，外部套夾層。一種管式循環(huán)生物反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括培養(yǎng)液氣液分離裝置、培養(yǎng)液循環(huán)泵、氣液混合裝置、管式循環(huán)生物反應(yīng)器、溫控純化裝置，其中培養(yǎng)液氣液分離裝置、培養(yǎng)液循環(huán)泵、氣液混合裝置、管式循環(huán)生物反應(yīng)器之間通過管道相連接，溫控純化裝置和管式循環(huán)生物反應(yīng)器相連接。

所述的溫控純化裝置，包括獨(dú)立的溫度設(shè)定控制單元、加熱單元和冷卻水單元。
所述的加熱單元為電加熱單元或蒸汽加熱單元，所述的冷卻水單元為冷凍水或循環(huán)水。本發(fā)明提供一種管式循環(huán)生物反應(yīng)器，如

圖1所示，包括溫控純化裝置，該裝置與管式循環(huán)生物反應(yīng)器一體化安裝。所述的培養(yǎng)液氣液分離裝置，該裝置材質(zhì)為不銹鋼。設(shè)計(jì)壓力0.3MPa，設(shè)計(jì)溫度130°C。配有溫度測(cè)量、ph測(cè)量、do測(cè)量接口。當(dāng)含有氧氣的液體經(jīng)過管式反應(yīng)器進(jìn)入該裝置，通過進(jìn)口的切線角度，使氣體和液體在該裝置內(nèi)沿管壁做切線運(yùn)動(dòng)，使氣體和液體分離。氣體通過排氣口排出。所述的循環(huán)泵用于將物料在生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)混合均勻，避免培養(yǎng)液有沉淀和混合不均勻現(xiàn)象。所述的氣液混合裝置。該裝置材質(zhì)為不銹鋼。設(shè)計(jì)壓力0.3MPa,設(shè)計(jì)溫度130°C。用于將培養(yǎng)液與無菌空氣在此均勻混合。提高培養(yǎng)液的氧含量。裝置內(nèi)裝有氣體分布器，使進(jìn)入裝置內(nèi)的空氣形成微泡形式，以便更好的和培養(yǎng)液混合。所述的管式生物反應(yīng)器為不銹鋼材質(zhì)無縫鋼管。內(nèi)壁拋光無死角殘留。外部套夾層，便于溫控。結(jié)構(gòu)采用便于循環(huán)的收尾相連上下往復(fù)式循環(huán)結(jié)構(gòu)。也可采用螺旋形循環(huán)結(jié)構(gòu)。進(jìn)口與出口有高度差，保證進(jìn)口位于培養(yǎng)液循環(huán)最低點(diǎn)，便于出料。管與管之間間距為I倍管徑。采用半圓180°彎頭連接。本發(fā)明還提供一種培養(yǎng)己酸菌的純化方法，包括:在如前所述的培養(yǎng)己酸菌的系統(tǒng)中培養(yǎng)己酸菌，將分離培養(yǎng)7d后的己酸菌液以10cm/s 100cm/s的速度流過所述管式循環(huán)生物反應(yīng)器。由于己酸菌能生成芽孢的梭狀芽孢桿菌，本發(fā)明的管式循環(huán)生物反應(yīng)器能夠充分發(fā)揮己酸菌孢子有耐熱性，而其營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞是不耐熱的特點(diǎn)，利用溫度純化系統(tǒng)設(shè)定溫度85°C，恒溫lOmin，達(dá)到純化己酸菌的目的。與現(xiàn)有傳統(tǒng)生物反應(yīng)器`相比，本發(fā)明的管式循環(huán)生物反應(yīng)器的有益效果在于:
I)用戶能夠隨著工藝的要求任意增減循環(huán)管數(shù)量和長(zhǎng)短，改變反應(yīng)器的規(guī)模和容積。拆裝方便，便于清洗。管式反應(yīng)器長(zhǎng)短和管徑可根據(jù)工藝選定，循環(huán)管兩端采用衛(wèi)生級(jí)快卡連接，管與管之間采用“U”型彎頭連接。當(dāng)需要改變?nèi)莘e，只需增加管道長(zhǎng)度。安裝方便。2)發(fā)酵液在循環(huán)管內(nèi)作單向循環(huán)流向。循環(huán)動(dòng)力通過物料循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)，只需要克
權(quán)利要求
1.一種管式循環(huán)生物反應(yīng)器，其特征在于由彎曲的呈循環(huán)結(jié)構(gòu)的管道構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)器，其特征在于所述的循環(huán)結(jié)構(gòu)為首尾相連上下往復(fù)式循環(huán)結(jié)構(gòu)或螺旋形循環(huán)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)器，其特征在于循環(huán)管兩端采用衛(wèi)生級(jí)快卡連接，管與管之間采用“U”型彎頭連接，可拆卸，任意增減長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、或2或3所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)器，其特征在于循環(huán)管道之間的距離為I倍管徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I、或2或3所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)器，其特征在于管道為不銹鋼材質(zhì)無縫鋼管，內(nèi)壁拋光無死角殘留，外部套夾層。
6.一種管式循環(huán)生物反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括培養(yǎng)液氣液分離裝置、培養(yǎng)液循環(huán)泵、氣液混合裝置、管式循環(huán)生物反應(yīng)器、溫控純化裝置，其中培養(yǎng)液氣液分離裝置、培養(yǎng)液循環(huán)泵、氣液混合裝置、管式循環(huán)生物反應(yīng)器之間通過管道相連接，溫控純化裝置和管式循環(huán)生物反應(yīng)器相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)系統(tǒng)裝置，其特征在于溫控純化裝置，包括獨(dú)立的溫度設(shè)定控制單元、加熱單元和冷卻水單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管式循環(huán)生物反應(yīng)系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的加熱單元為電加熱單元或蒸汽加熱單元，所述的冷卻水單元為冷凍水或循環(huán)水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管式循環(huán)生物反應(yīng)器，由彎曲的首尾相連上下往復(fù)式循環(huán)結(jié)構(gòu)的管道構(gòu)成，還涉及一種管式循環(huán)生物反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括培養(yǎng)液氣液分離裝置、培養(yǎng)液循環(huán)泵、氣液混合裝置、管式循環(huán)生物反應(yīng)器、溫控純化裝置，其中培養(yǎng)液氣液分離裝置、培養(yǎng)液循環(huán)泵、氣液混合裝置、管式循環(huán)生物反應(yīng)器之間通過管道相連接，溫控純化裝置和管式循環(huán)生物反應(yīng)器相連接，采用本發(fā)明，能提高設(shè)備利用率、節(jié)能降耗，并且該管式循環(huán)生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于批量制造。
文檔編號(hào)C12M1/38GK103255051SQ20131016761
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月9日
發(fā)明者王泳勝, 馮軍 申請(qǐng)人:江蘇豐澤生物工程設(shè)備制造有限公司, 江蘇豐澤生物工程設(shè)計(jì)研究院有限公司