專利名稱：規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法。
背景技術(shù)：
光合細(xì)菌作為一類重要的生物資源，在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境修復(fù)和治理、 醫(yī)藥保健以及能源等領(lǐng)域已有深入的研究，并且在菌種資源、生產(chǎn)設(shè)備、制劑和產(chǎn)品、以及應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。但針對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐和發(fā)展的要求，仍需要著力開發(fā)光合細(xì)菌菌種資源，規(guī)?；a(chǎn)專一性好、效果穩(wěn)定、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的產(chǎn)品和制劑。實(shí)現(xiàn)光合細(xì)菌制劑規(guī)?；a(chǎn)離不開生產(chǎn)光合細(xì)菌的設(shè)備和裝置，自1980年以來，隨著光合微生物規(guī)?；瘧?yīng)用的需求和發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)光生物反應(yīng)器的研究和開發(fā)取得了很大進(jìn)展，使生產(chǎn)規(guī)模有了很大提高，雖然“光”是光合細(xì)菌光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的核心問題，但無菌操作和徹底滅菌也是生產(chǎn)高純度高活性微生物制劑成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若生產(chǎn)過程中達(dá)到嚴(yán)格無菌要求，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)而發(fā)生雜菌污染，不僅使生產(chǎn)效率降低，也使液態(tài)菌劑不純，產(chǎn)品在包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中雜菌繁殖，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。
光生物反應(yīng)器及其與反應(yīng)器連接的裝置和連接管線能否徹底滅菌，是光合細(xì)菌純培養(yǎng)的關(guān)鍵。黃遵錫等(CN 2575103Y)為代表的采用金屬材料制備的反應(yīng)器，光照采用耐高溫玻璃窗光照設(shè)計(jì)，雖然反應(yīng)器和培養(yǎng)基能夠采用行業(yè)上公認(rèn)的高溫方式滅菌，達(dá)到高純度培養(yǎng)，但其采用外置光源，光利用率低，由于受光源的限制，罐容積不能太大，否則反應(yīng)器內(nèi)部出現(xiàn)暗區(qū)，而且也沒有解決光合細(xì)菌趨光貼壁影響光傳遞效率的問題。目前，絕大多數(shù)大型光生物反應(yīng)器和內(nèi)置光源管光生物反應(yīng)器都采用非金屬透光材料設(shè)計(jì)制造，其優(yōu)點(diǎn)是光源利用率高，也可以直接利用太陽光，光利用率高，生產(chǎn)規(guī)模大。但采用傳統(tǒng)的高溫蒸汽滅菌很不安全，甚至損壞反應(yīng)器。雖然這些透光材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的抗腐蝕性， 可以使用常規(guī)的化學(xué)消毒劑消毒，但消毒留有死角，很難達(dá)到整個(gè)反應(yīng)器徹底滅菌的要求， 而且消毒劑有殘留，污染環(huán)境。因而采用這類光生物反應(yīng)器，滅菌不徹底，通常采用加大菌種接種量，培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌群，因而很難達(dá)到高純度培養(yǎng)的要求。如何解決滅菌的問題，是光生物反應(yīng)器高效、高純度純培養(yǎng)光合細(xì)菌的關(guān)鍵。因此，建立一種適合于現(xiàn)有透光材料制造的光生物反應(yīng)器、操作簡(jiǎn)便、節(jié)能的滅菌方法是非常必要的。
臭氧具有強(qiáng)烈的殺菌作用。早在1991年，我國(guó)衛(wèi)生部頒布的“消毒技術(shù)規(guī)范”中， 對(duì)臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。明確肯定了臭氧的殺菌作用， 其殺菌原理是臭氧在常溫常壓下很不穩(wěn)定，很快分解成O2和活性氧原子，活性氧原子具有很強(qiáng)的氧化殺菌作用，多余的活性氧重新結(jié)合形成O2，因此，臭氧是一種無有害殘留的綠色殺菌劑。臭氧又是一種光譜的殺菌劑，可殺滅細(xì)菌、霉菌、芽孢、病毒和真菌等。我國(guó)的“消毒技術(shù)規(guī)范”充分說明了臭氧滅菌的原理和特點(diǎn)，為制藥廠選用臭氧滅菌工藝提供了依據(jù)， 也極大地推動(dòng)了臭氧發(fā)生器制造工業(yè)的發(fā)展。盡管我國(guó)在GMP認(rèn)證過程中早已推薦了臭氧滅菌方法，但臭氧在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用是在近些年才熱起來，比較成功地應(yīng)用在容器的滅菌、潔凈區(qū)域凈化、車間等空間的消毒滅菌、物品表面的消毒滅菌、水的消毒滅菌以及非無菌液體制劑微生物控制中用于生產(chǎn)設(shè)備、工具、容器、貯罐和輸液、輸料管道對(duì)產(chǎn)品的污染等方面。除了在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用以外，由于臭氧具有廣譜、高效、快速、安全的殺毒滅菌作用和特有的除臭和清潔空氣的作用，目前在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品和飲料、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境污染的治理、飲用水處理、污水處理、畜牧養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，甚至應(yīng)用于家庭。 市場(chǎng)上也有發(fā)酵罐消毒臭氧發(fā)生器的供應(yīng)，并初步應(yīng)用于傳統(tǒng)的金屬制發(fā)酵罐的消毒和滅菌，而且綠色、環(huán)保、節(jié)能，可以說是發(fā)酵行業(yè)滅菌的一場(chǎng)革命。發(fā)酵罐上連接很多管道和閥門，如何使臭氧滅菌不留死角，徹底滅菌是臭氧滅菌需要解決的關(guān)鍵問題。規(guī)模化發(fā)酵，發(fā)酵罐很多且體積較大，要求使用的臭氧發(fā)生器規(guī)模大，臭氧濃度高。若像傳統(tǒng)的蒸汽滅菌一樣，滅菌過程中將閥門適當(dāng)開啟，使臭氧氣體流動(dòng)，有利于臭氧滅菌，但臭氧排出，廠房?jī)?nèi)臭氧濃度過高，即使廠房通風(fēng)，長(zhǎng)期作業(yè)對(duì)操作人員身體有害，如何解決這一問題，也是臭氧在發(fā)酵行業(yè)上應(yīng)用的基礎(chǔ)。再者，目前所使用的發(fā)酵罐材質(zhì)多為金屬材質(zhì)，抗腐蝕、抗氧化能力強(qiáng)，尤其是不銹鋼材質(zhì)內(nèi)膽拋光發(fā)酵罐，對(duì)培養(yǎng)光合細(xì)菌而言，光利用率低，臭氧在發(fā)酵罐上使用的方法和參數(shù)工藝尚不明確的情況下，是否能用于有機(jī)玻璃等非金屬透光材料制作的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)的滅菌，是否對(duì)光生物反應(yīng)系統(tǒng)有損壞作用，造成罐體、連接管線和閥門的腐蝕和滲漏。
有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)非金屬透光材料制作的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)的臭氧滅菌方法進(jìn)行了研究和改進(jìn)，本案由此產(chǎn)生。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，針對(duì)非金屬高透光材料制備的光生物反應(yīng)器難以采用傳統(tǒng)高溫蒸汽滅菌技術(shù)的一種滅菌補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非金屬透光材料設(shè)計(jì)制造的光生物反應(yīng)器的徹底滅菌，克服了化學(xué)消毒劑滅菌不徹底和消毒劑有害殘留的問題，操作簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，將光生物反應(yīng)器和光合細(xì)菌培養(yǎng)基的滅菌過程彼此分離，光生物反應(yīng)器采用臭氧滅菌，培養(yǎng)基采用傳統(tǒng)的方式滅菌， 將滅菌的培養(yǎng)基移入滅菌的光生物反應(yīng)器中進(jìn)行光合細(xì)菌的高純度培養(yǎng)。采用臭氧對(duì)難以進(jìn)行高溫滅菌的非金屬透光材料設(shè)計(jì)制造的光生物反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行滅菌，臭氧發(fā)生器安裝在光生物反應(yīng)器上，對(duì)光生物反應(yīng)器內(nèi)部、連接的所有管道和閥門內(nèi)部進(jìn)行徹底滅菌，用于光合細(xì)菌的高純度培養(yǎng)。
進(jìn)一步，對(duì)非金屬透光材料制造的光生物反應(yīng)器采用臭氧方法滅菌，要求反應(yīng)器與臭氧接觸的材質(zhì)具有耐臭氧氧化的能力，包括罐體、內(nèi)置光源及其套管、罐體組裝的墊圈、熱交換器、加熱器及驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵；閥門內(nèi)部包括密封膠墊；內(nèi)置光源套管安裝在罐體內(nèi)部；熱交換器、加熱器及驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵安裝在罐體外部。
進(jìn)一步，非金屬透光材料為耐臭氧氧化的材質(zhì)，包括有機(jī)玻璃、玻璃和石英玻璃為主體設(shè)計(jì)制造的光生物反應(yīng)器的罐體和內(nèi)置光源管；要求反應(yīng)器安裝所需要的密封墊和圈為硅橡膠材質(zhì)；要求連接管道為PVC或PPR管或不銹鋼管和相應(yīng)的連接管件；閥門為優(yōu)質(zhì)塑料和不銹鋼材質(zhì)；閥門內(nèi)部膠墊一律更換為聚四氟乙烯材料的墊片；要求驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵為電磁泵；熱交換器和加熱器材質(zhì)為石英、不銹鋼或玻璃。
進(jìn)一步，臭氧發(fā)生器與光生物反應(yīng)器底部進(jìn)氣口通過管道和閥門連接，上排氣口安裝凈化氣體交換器和閥門，通過凈化氣體交換器的閥門與通向室外的管道連接，使臭氧氣體排出室外；光生物反應(yīng)器上的連接管道，通過閥門控制安裝于臭氧發(fā)生器上，連接管道另一端連接到相應(yīng)的氣體交換器。保持臭氧滅菌過程中，反應(yīng)器和管道內(nèi)部臭氧氣體的流動(dòng)，使滅菌徹底。
進(jìn)一步，多臺(tái)臭氧發(fā)生器連接在一個(gè)小型金屬儲(chǔ)氣罐罐上，通過儲(chǔ)氣罐的出口與光生物反應(yīng)器連接；一個(gè)儲(chǔ)氣罐通過閥門控制和管道，可以與多組光生物反應(yīng)器連接，由于臭氧發(fā)生器連續(xù)使用，產(chǎn)生臭氧的效率會(huì)下降，因此每臺(tái)臭氧發(fā)生器可以獨(dú)立工作，以便輪流使用。
進(jìn)一步，廣3臺(tái)臭氧發(fā)生器連接在一個(gè)小型金屬儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣口上，儲(chǔ)氣罐的出口與光生物反應(yīng)器連接，通過連接管道可以連接到光生物反應(yīng)器上。通過閥門控制和臭氧發(fā)生器電源的開關(guān)，控制兩臺(tái)或三臺(tái)臭氧發(fā)生器可輪流使用。
進(jìn)一步，采用光生物反應(yīng)器直接通入臭氧和光生物反應(yīng)器抽真空通入臭氧兩種方式滅菌。
進(jìn)一步，光生物反應(yīng)器直接通入臭氧的方式滅菌的方法為開啟臭氧控制器閥門和光生物反應(yīng)器排氣閥門，將臭氧氣體通入光生物反應(yīng)器、連接管道和相應(yīng)的氣體交換裝置內(nèi)部，臭氧通氣量達(dá)到反應(yīng)器容積的41倍時(shí)，排氣口臭氧濃度不低于15ppm，繼續(xù)通氣 60mirT80min。先關(guān)閉氣體排出閥門，再關(guān)閉臭氧氣體進(jìn)入閥門，反應(yīng)器內(nèi)部的臭氧氣體繼續(xù)在反應(yīng)器中保持40mirT60min,即可達(dá)到徹底滅菌,滅菌后殘余的臭氧氣體通過氣體交換器排出室外。在實(shí)際操作過程中，適當(dāng)延長(zhǎng)臭氧通氣滅菌時(shí)間，延長(zhǎng)臭氧在反應(yīng)器中保持時(shí)間，對(duì)設(shè)備和光合細(xì)菌的培養(yǎng)未見異常影響。
進(jìn)一步，光生物反應(yīng)器抽真空通入臭氧滅菌的方法為關(guān)閉相關(guān)閥門，開啟真空泵和抽真空控制閥門，將光生物反應(yīng)器內(nèi)部抽真空，真空度達(dá)到O. 05MPa^0. 08MPa，關(guān)閉抽真空控制閥門和真空泵開關(guān)。開啟臭氧發(fā)生器管道控制閥門，通入臭氧氣體，臭氧通氣量達(dá)到反應(yīng)器容積的4、倍，開啟排氣閥門，排氣口臭氧濃度不低于15ppm,繼續(xù)通入臭氧氣體40mirT60mim,關(guān)閉排氣閥門和臭氧進(jìn)氣控制閥門，臭氧在光生物反應(yīng)器中保持為 20mirT40min,即可達(dá)到徹底滅菌,滅菌后殘余的臭氧氣體通過氣體交換器排出室外。在實(shí)際操作過程中，適當(dāng)延長(zhǎng)臭氧通氣滅菌時(shí)間，延長(zhǎng)臭氧在反應(yīng)器中保持時(shí)間，對(duì)設(shè)備和光合細(xì)菌的培養(yǎng)未見異常影響。
本發(fā)明針對(duì)非金屬高透光材料制備的光生物反應(yīng)器難以采用傳統(tǒng)高溫蒸汽滅菌技術(shù)的一種滅菌方法，用于光生物反應(yīng)器菌懸液排空后殘留微生物菌體的滅菌，以及清洗后進(jìn)入無菌培養(yǎng)基料前的滅菌。
本發(fā)明的基本思路是將光生物反應(yīng)器和光合細(xì)菌培養(yǎng)基的滅菌過程彼此分離，光生物反應(yīng)器采用臭氧滅菌，培養(yǎng)基采用傳統(tǒng)的方式滅菌，將滅菌的培養(yǎng)基移入滅菌的光生物反應(yīng)器中進(jìn)行光合細(xì)菌的高純度培養(yǎng)。本發(fā)明的滅菌方法，克服了現(xiàn)有常規(guī)化學(xué)消毒劑消毒，消毒劑只能消毒其達(dá)到的部位能，留有死角，很難達(dá)到整個(gè)反應(yīng)器徹底滅菌的要求， 而且有消毒劑殘留，甚至導(dǎo)致二次污染的問題。該方法彌補(bǔ)了非金屬高透光材料制備的光生物反應(yīng)器難以采用傳統(tǒng)高溫蒸汽滅菌技術(shù)滅菌的難題，操作簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、無有害殘具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
直接臭氧滅菌方法
八聯(lián)單控圓柱型光生物反應(yīng)器，反應(yīng)器罐體內(nèi)徑為O. 40m,高為2. 0m，8個(gè)反應(yīng)器以串聯(lián)的方式用管道連通，總?cè)莘e約為2m3。罐體和內(nèi)置光源套管材質(zhì)為有機(jī)玻璃，上封頭和下封頭靠法蘭與罐體連接，連接處密封墊材質(zhì)為硅橡膠，主要連接管道為PVC管和相應(yīng)的連接管件，閥門為優(yōu)質(zhì)塑料材質(zhì)，閥門內(nèi)部膠墊一律更換為聚四氟乙烯材料的墊片。驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵為MP-100RM-380電磁泵。熱交換器為玻璃材質(zhì)，加熱管為石英材質(zhì)。選用臭氧產(chǎn)量為100g/h，流量約為O. 5^0. SmVmin的臭氧發(fā)生器滅菌。關(guān)閉或開啟反應(yīng)器其它相關(guān)閥門，開啟臭氧控制器閥門和光生物反應(yīng)器排氣閥門，將臭氧氣體通入光生物反應(yīng)器、連接管道和相應(yīng)的氣體交換裝置內(nèi)部，臭氧通氣量分別達(dá)到反應(yīng)器容積的4和8倍時(shí)，排氣口臭氧濃度均大于15ppm,排氣口排出的臭氧濃度已達(dá)到滅菌要求。反應(yīng)器中連續(xù)通入臭氧2小時(shí)，停止滅菌。無菌操作將無菌水移入反應(yīng)器中，接種沼澤紅假單胞菌菌種10L，開啟循環(huán)泵 lOmin，排空反應(yīng)器。采用臭氧方法滅菌。滅菌結(jié)束后，將滅菌的無菌水泵入反應(yīng)器內(nèi)，開啟循環(huán)泵，使液體在反應(yīng)器中循環(huán)10分鐘，無菌操作從反應(yīng)器中取50ml液體，加入500ml藍(lán)蓋培養(yǎng)瓶中，加滿沼澤紅假單胞菌培養(yǎng)基，間隔I分鐘取樣，重復(fù)取樣6次，于20001uX培養(yǎng)箱中30°C培養(yǎng)10天，觀察培養(yǎng)液是否渾濁、變紅。
實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)器中繼續(xù)通入臭氧時(shí)間分別為20min、40min、60min、80min,關(guān)閉排氣閥和臭氧發(fā)生器控制閥，停止通入臭氧，反應(yīng)器中的臭氧在反應(yīng)器中保持40min，分別取樣測(cè)定，臭氧通氣60min 80min,檢測(cè)瓶中均未見細(xì)菌生長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)二 反應(yīng)器中繼續(xù)通入臭氧通入時(shí)間分別為60min，關(guān)閉排氣閥和臭氧發(fā)生器控制閥，停止通入臭氧，反應(yīng)器內(nèi)部的臭氧氣體在反應(yīng)器中保持0min、20min、40min、 60min,分別取樣測(cè)定,臭氧在反應(yīng)器中保持20min"60min,檢測(cè)瓶中均無菌生長(zhǎng)。
依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高滅菌程度的把握，將通入臭氧時(shí)間定為60mirT80min，臭氧在反應(yīng)器中保持時(shí)間定為40mirT60min。
實(shí)施例2
反應(yīng)器抽真空，臭氧滅菌方法
利用實(shí)施例I的反應(yīng)器和臭氧滅菌檢測(cè)方法，與實(shí)施例I不同之處，在于將反應(yīng)器抽真空后，再通入臭氧滅菌，真空度在O. 05MPa^0. 08MPa之間。
實(shí)驗(yàn)一通入臭氧氣體，臭氧通氣量分別達(dá)到反應(yīng)器容積的4和8倍時(shí)，打開排氣口閥門，檢測(cè)排氣口臭氧濃度均大于15ppm,排氣口排出的臭氧濃度已達(dá)到滅菌要求。
實(shí)驗(yàn)二 反應(yīng)器中通入臭氧時(shí)間分別為20min、40min、60min、80min,關(guān)閉排氣閥和臭氧發(fā)生器控制閥，停止通入臭氧，反應(yīng)器中的臭氧在反應(yīng)器中保持40min，分別取樣測(cè)定，臭氧通氣40min"80min,檢測(cè)瓶中均無菌生長(zhǎng),達(dá)到滅菌要求。
實(shí)驗(yàn)三反應(yīng)器中通入臭氧時(shí)間為40min，關(guān)閉排氣閥門和臭氧進(jìn)氣控制閥門， 臭氧在光生物反應(yīng)器中保持為20min、40min、60min。分別取樣測(cè)定,臭氧在反應(yīng)器中保持 20min^60min,檢測(cè)瓶中均無菌生長(zhǎng)。
依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高滅菌程度的把握，將通入臭氧時(shí)間定為40mirT60min，臭氧在反應(yīng)器中保持20min 40min。
實(shí)施例3
光合細(xì)菌制劑的無菌檢測(cè)
紫硫細(xì)菌283-1菌株為厭氧菌，在固體平板上培養(yǎng)，不生長(zhǎng)，將菌懸液涂布在固體平板上，若有菌生長(zhǎng)，即為雜菌。采用實(shí)施例I的光生物反應(yīng)器和臭氧滅菌方法對(duì)反應(yīng)器滅菌，在滅菌罐中高溫滅菌紫硫細(xì)菌283-1菌株的培養(yǎng)基，冷卻至約35°C，無菌操作移入反應(yīng)器。接種，控制溫度29°C 31°C，光照培養(yǎng)7天，常規(guī)管理，菌體在反應(yīng)器中生長(zhǎng)良好。取樣進(jìn)行純度檢測(cè)，將樣品Iml涂布在5個(gè)肉湯瓊脂培養(yǎng)基的平皿中，未見雜菌生長(zhǎng)，臭氧滅菌效果良好，培養(yǎng)過程中反應(yīng)器封閉程度良好，反應(yīng)器內(nèi)部未被空氣污染。經(jīng)過12個(gè)月的運(yùn)行，未見反應(yīng)器內(nèi)部和相關(guān)附件的腐蝕和滲漏。
本發(fā)明的滅菌方法將臭氧殺菌應(yīng)用于光生物反應(yīng)器的滅菌，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非金屬透光材料制備的光生物反應(yīng)器的徹底滅菌，奠定了光合細(xì)菌高純度培養(yǎng)的基礎(chǔ)，克服了現(xiàn)有常規(guī)化學(xué)消毒劑對(duì)反應(yīng)器滅菌不徹底和消毒劑有害殘留的問題，解決了非金屬高透光材料制備的光生物反應(yīng)器難以采用傳統(tǒng)高溫蒸汽滅菌技術(shù)滅菌的難題。與現(xiàn)有化學(xué)消毒劑消毒方法相比，操作簡(jiǎn)單可靠、無有害殘留、綠色環(huán)保。與微生物發(fā)酵行業(yè)上，采用傳統(tǒng)的高溫蒸汽滅菌方法相比，操作更為簡(jiǎn)單方便、節(jié)能環(huán)保、成本低廉。
以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，光生物反應(yīng)器米用非金屬透光材料制造，其特征在于在光生物反應(yīng)器上安裝臭氧發(fā)生器，利用臭氧對(duì)光生物反應(yīng)器內(nèi)部、連接的管道和閥門內(nèi)部進(jìn)行滅菌。
2.如權(quán)利要求I所述的規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于光生物反應(yīng)器，包括罐體、內(nèi)置光源及其套管、罐體組裝的墊圈、熱交換器、加熱器及驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵；閥門內(nèi)部包括密封膠墊；內(nèi)置光源及套管安裝在罐體內(nèi)部；熱交換器、加熱器及驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵安裝在罐體外部。
3.如權(quán)利要求2所述的規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于罐體和內(nèi)置光源管主體的材質(zhì)采用有機(jī)玻璃、玻璃或石英玻璃；罐體組裝的墊圈材質(zhì)為硅橡膠；熱交換器和加熱器材質(zhì)為石英、不銹鋼或玻璃；驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵為電磁泵；連接管道的材質(zhì)為PVC、PPR或不銹鋼；閥門的材質(zhì)為塑料或不銹鋼；閥門內(nèi)部的密封膠墊材質(zhì)為聚四氟こ烯。
4.如權(quán)利要求I所述的規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于臭氧發(fā)生器與光生物反應(yīng)器底部進(jìn)氣ロ通過管道和閥門連接，反應(yīng)器罐體上排氣ロ安裝凈化氣體交換器和閥門，通過凈化氣體交換器的閥門與通向室外的管道連接；光生物反應(yīng)器上的連接管道，通過閥門控制安裝于臭氧發(fā)生器上，連接管道另一端連接到相應(yīng)的氣體交換器。
5.如權(quán)利要求4所述的規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于若干臭氧發(fā)生器連接在金屬儲(chǔ)氣罐罐上，通過儲(chǔ)氣罐的出口與光生物反應(yīng)器連接；儲(chǔ)氣罐通過閥門控制和管道，與至少ー個(gè)光生物反應(yīng)器連接；通過儲(chǔ)氣罐閥門控制和臭氧發(fā)生器電源的開關(guān)，控制一臺(tái)以上的臭氧發(fā)生器輪流工作。
6.如權(quán)利要求I所述的規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于臭氧滅菌有兩種方式，ー種方式是臭氧直接通入光生物反應(yīng)器中滅菌，另ー種是先將光生物反應(yīng)器抽真空，再通入臭氧滅菌。
7.如權(quán)利要求6所述的規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于臭氧直接通入光生物反應(yīng)器中滅菌的具體方法開啟臭氧控制器閥門和光生物反應(yīng)器排氣閥門，將臭氧氣體通入光生物反應(yīng)器、連接管道和相應(yīng)的氣體交換裝置內(nèi)部，臭氧通氣量達(dá)到反應(yīng)器容積的4 8倍時(shí),排氣口臭氧濃度不低于15ppm,繼續(xù)通氣60min"80min,先關(guān)閉氣體排出閥，再關(guān)閉臭氧氣體進(jìn)入閥，反應(yīng)器內(nèi)部的臭氧氣體在反應(yīng)器中保持40min 60min,滅菌后殘余的臭氧氣體通過氣體交換器排出室外。
8.如權(quán)利要求6所述的規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，其特征在于反應(yīng)器抽真空通入臭氧滅菌的具體方法關(guān)閉相關(guān)閥門，開啟真空泵和抽真空控制閥門，將光反應(yīng)器內(nèi)部抽真空，真空度達(dá)到O. 05MPa^0. 08MPa，關(guān)閉抽真空控制閥門和真空泵開關(guān)。開啟臭氧發(fā)生器管道控制閥門，通入臭氧氣體，臭氧通氣量達(dá)到反應(yīng)器容積的Γ8倍，開啟排氣閥門，排氣口臭氧濃度不低于15ppm,繼續(xù)通入臭氧氣體40mirT60mim,關(guān)閉排氣閥門和臭氧進(jìn)氣控制閥門，臭氧在光生物反應(yīng)器中保持20mirT40min,滅菌后殘余的臭氧氣體通過氣體交換器排出室外。
9.如權(quán)利要求I所述的規(guī)?；囵B(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法的應(yīng)用，其特征在于用于光生物反應(yīng)器排空后殘留微生物菌體的滅菌，以及清洗后進(jìn)入無菌培養(yǎng)基 料前的滅菌。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種規(guī)模化培養(yǎng)光合細(xì)菌的光生物反應(yīng)器的臭氧滅菌方法，將光生物反應(yīng)器和光合細(xì)菌培養(yǎng)基的滅菌過程彼此分離，光生物反應(yīng)器采用臭氧滅菌，培養(yǎng)基采用傳統(tǒng)的高壓蒸汽的方式滅菌，將滅菌后的培養(yǎng)基移入滅菌后的光生物反應(yīng)器中進(jìn)行光合細(xì)菌的高純度培養(yǎng)。采用臭氧對(duì)難以進(jìn)行高溫滅菌的非金屬透光材料設(shè)計(jì)制造的光生物反應(yīng)器進(jìn)行滅菌，利用臭氧的強(qiáng)氧化性對(duì)光生物反應(yīng)器內(nèi)部、連接的所有管道和閥門進(jìn)行徹底滅菌。該方法操作簡(jiǎn)單方便、節(jié)能環(huán)保且成本低廉，為光合細(xì)菌規(guī)?；呒兌扰囵B(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)A61L101/10GK102973961SQ201210480338
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者楊素萍, 趙春貴, 孟寧生, 張永軍 申請(qǐng)人:華僑大學(xué), 石家莊乾豐生物科技有限公司