本發(fā)明屬于生物工程領(lǐng)域，具體涉及一種固態(tài)生物反應裝置、使用方法及其應用。
背景技術(shù)：
：絲狀菌是許多發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)菌，在抗生素、有機酸、酶制劑和生物農(nóng)藥等行業(yè)廣泛應用。孢子接種是絲狀菌發(fā)酵常用的接種方式，在發(fā)酵生產(chǎn)中，絲狀菌的孢子菌種一般通過表面培養(yǎng)(如固體培養(yǎng))制備，例如檸檬酸行業(yè)普遍采用三角瓶靜置扣瓶法固態(tài)培養(yǎng)制備黑曲霉的麩曲孢子，其簡要工藝流程為：新鮮麩皮裝入三角瓶滅菌，接種后上架靜置培養(yǎng)，定時扣瓶，培養(yǎng)完成后干燥保存，使用時直接接種種子罐或發(fā)酵罐。按照近年我國檸檬酸年產(chǎn)量一般在100～120萬噸的規(guī)模估算，年使用麩曲孢子百萬瓶以上。然而，規(guī)?；a(chǎn)中大量使用三角瓶培養(yǎng)麩曲孢子，有一些難以克服的問題，例如：需要很大的恒溫曲房；制備過程手工勞動量大，耗費大量人工；難以逐瓶檢驗孢子的質(zhì)量和是否染菌，孢子的批間穩(wěn)定性不易控制；麩曲保存過程易染菌；接種過程勞動量大，耗時長，染菌幾率高?？梢?，由于目前麩曲孢子的制備過程尚未實現(xiàn)機械化，手工操作的制種方式，生產(chǎn)效率低，因此，絲狀菌孢子的規(guī)?；苽浼夹g(shù)一直是發(fā)酵行業(yè)亟待解決的共性問題。實現(xiàn)絲狀菌孢子規(guī)?；苽涞年P(guān)鍵在于開發(fā)符合工藝要求的設備，但國內(nèi)專門用于絲狀菌純孢子規(guī)?；苽涞难b置尚屬空白，國際上制造和銷售此類裝置的企業(yè)也很少。目前，市場上僅見的是奧地利奧高布殊生物商品公司 (VogelbuschBiocommoditiesGmbH)的孢子箱(VBSporeBox)。該設備采用多層淺盤培養(yǎng)，真空收集純孢子的技術(shù)路線，孢子的培養(yǎng)、干燥和收集都在封閉的系統(tǒng)中進行，生產(chǎn)能力為每批次0.8～1.4kg黑曲霉純孢子，周期14天。然而，由于該裝置使用化學熏蒸滅菌，滅菌劑必須排凈以免影響微生物的生長，而排出的殘余滅菌劑又需中和處理以防環(huán)境污染；瓊脂培養(yǎng)基單獨滅菌后再無菌地移入箱式培養(yǎng)裝置，轉(zhuǎn)移過程的染菌風險較高；清洗和準備的時間長，手工勞動量依然較大；瓊脂培養(yǎng)基的成本也較高；此外，負壓收集孢子的方式也會帶來較高的染菌風險。CN104630020A公開了一種用于規(guī)?；苽浣z狀菌孢子菌種的固態(tài)生物反應裝置，該裝置制備的干燥孢子粉，既可以立即用于發(fā)酵罐接種，又可以長時間無菌保存在孢子匯集瓶中。然而，對于一些小規(guī)模的企業(yè)和小型的發(fā)酵罐而言，為了提高孢子菌種制備過程機械化程度的同時能節(jié)省投資，還需要結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，制造成本更低，使用更加靈活的絲狀菌孢子小型制備裝置。特別是裝置的攪拌系統(tǒng)，如能簡化設計，則可大幅度節(jié)約該裝置的制造成本。CN203559041U公開了一種可移動葡萄酒發(fā)酵罐，該裝置適用于葡萄酒發(fā)酵，其移動功能是水平移動，不能實現(xiàn)罐體姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)，也不具備回轉(zhuǎn)混合的功能，因此不適于通過固態(tài)生物反應制備絲狀菌孢子。CN102924146A公開了一種可移動轉(zhuǎn)鼓式堆肥反應器，該反應器的設計用途屬于固態(tài)生物反應器，裝置通過轉(zhuǎn)鼓的形式實現(xiàn)回轉(zhuǎn)混合，但其移動方式限于水平移動，轉(zhuǎn)動方式限于固定軸線轉(zhuǎn)動，不能實現(xiàn)容器空間姿態(tài)的改變，也不適于通過固態(tài)生物反應制備純培養(yǎng)的絲狀菌孢子菌種。考慮到上述問題，有必要開發(fā)一種新型的絲狀菌孢子規(guī)?；苽溲b置，在實現(xiàn)孢子大規(guī)模機械化制備的同時解決上述問題和不足。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種固態(tài)生物反應裝置、使用方法及其應用，目的是為了在小型固態(tài)反應裝置中通過空間姿態(tài)的改變和容器的回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)物料的低強度混合，同時又能滿足培養(yǎng)和物料混合對裝置姿態(tài)的不同要求，且簡化設計，節(jié)約成本。使本發(fā)明不僅能用于絲狀菌孢子的規(guī)?；苽?，還能用于一般微生物固態(tài)培養(yǎng)和固態(tài)發(fā)酵。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一方面，本發(fā)明提供了一種固態(tài)生物反應裝置，包括主罐體，所述裝置還包括支撐主罐體的支架，所述支架能改變主罐體的姿態(tài)，以使主罐體在水平位置實現(xiàn)回轉(zhuǎn)，在豎直位置實現(xiàn)靜置培養(yǎng)；其中，所述主罐體處于水平位置時，可手動撥動或以驅(qū)動裝置自動帶動主罐體轉(zhuǎn)動；所述主罐體處于豎直位置時，主罐體靜置培養(yǎng)。本發(fā)明中，通過本發(fā)明的固態(tài)生物反應裝置實現(xiàn)了罐體在直立和水平兩種不同姿態(tài)下的自由回轉(zhuǎn)混合，通過將主罐體放倒呈水平狀態(tài)，可旋轉(zhuǎn)罐體，可控轉(zhuǎn)速，使罐內(nèi)物料與接入的菌種充分混合，并可在之后的培養(yǎng)過程中定期回轉(zhuǎn)混合以使培養(yǎng)物均勻生長，無需攪拌槳、軸封等部件，避免了通過攪拌漿等方式攪拌罐內(nèi)物料從而破壞培養(yǎng)物的情況。優(yōu)選地，所述主罐體頂端中心設置有回轉(zhuǎn)軸；所述支架包括梁，用于與主罐體的回轉(zhuǎn)軸相連；所述支架設置有支座，用于支撐主罐體。優(yōu)選地，所述主罐體內(nèi)部設置有至少一塊篩板，用于保持物料位置優(yōu)選地，所述篩板的開孔率為1-90％，優(yōu)選為1-60％。優(yōu)選地，所述篩板的外緣與主罐體的內(nèi)壁密封連接，所述的密封連接可以 是柔性密封也可以是剛性密封。本發(fā)明中，所述篩板可以不是全開孔篩板，環(huán)形的非開孔區(qū)在高溫滅菌過程中能在側(cè)壁內(nèi)保持部分游離的液體培養(yǎng)基，保證液體培養(yǎng)基能被培養(yǎng)基質(zhì)顆粒充分吸收膨脹，在接種后的混合過程中保證種子液與培養(yǎng)基質(zhì)有充分的接觸并被充分吸收。優(yōu)選地，所述篩板的開孔區(qū)直徑與篩板外直徑的比例為0.1-1，例如可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、,055、0.6、0.7、0.8、0.9或1，優(yōu)選為0.5-0.9。優(yōu)選地，所述篩板上的開孔可以但不限于圓孔和/或長圓孔槽，還可以為橢圓孔、三角形孔、多邊形孔或不規(guī)則形孔。優(yōu)選地，所述圓孔的直徑為0.2-20mm，例如可以是0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、16mm、18mm、19mm或20mm，優(yōu)選為0.5-3mm。優(yōu)選地，所述長圓孔槽的寬度為0.2-20mm，例如可以是0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、16mm、18mm、19mm或20mm，優(yōu)選為0.5-3mm。本發(fā)明中，不同的菌株對通風量要求不同，篩板的開孔率可根據(jù)菌種對通風量的要求進行開孔，并調(diào)整開孔率和孔徑大小。優(yōu)選地，所述主罐體自上而下包括端蓋、筒體和下封頭；所述端蓋包括設置于端蓋頂端中心的帶有銷孔的回轉(zhuǎn)軸，和設置于端蓋上的尾氣過濾器、液體過濾器與接種口；所述筒體包括設置于筒體內(nèi)壁上的視鏡，和設置于筒體下部的溫度傳感器 與罩在溫度傳感器外部的溫度傳感器套管；所述下封頭包括設置于下封頭底端中部的出料閥，和設置于下封頭上的進氣過濾器。優(yōu)選地，所述視鏡為圓形或條形，優(yōu)選為條形。優(yōu)選地，所述進氣過濾器與下封頭之間設置有止逆閥。優(yōu)選地，所述進氣過濾器的上游設置有管接頭，用于連接壓縮空氣管路。優(yōu)選地，所述尾氣過濾器、液體過濾器和進氣過濾器的孔徑為0.1-0.22μm，例如可以是0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.21μm或0.22μm，優(yōu)選為0.2μm。優(yōu)選地，所述主罐體包括設置于端蓋與筒體內(nèi)部交界處的上篩板，和設置于筒體與下封頭內(nèi)部交界處的下篩板。本發(fā)明中，所述裝置可以配備包括1塊上篩板和1塊下篩板的1套篩板，也可以配備多套具有不同的開孔區(qū)直徑，開有不同形狀和不同幾何尺寸的孔，并具有不同開孔率的篩板，以適用于不同的菌種和物料。優(yōu)選地，所述筒體上沿設置有上限位環(huán)，所述下封頭上沿設置有下限位環(huán)。優(yōu)選地，所述筒體的外部設置有夾套，優(yōu)選為筒體和下封頭的外部設置有夾套，所述夾套包括設置于夾套下部的進水管和設置于夾套上部的出水管。本發(fā)明中，夾套可覆蓋筒體和下封頭上全部無部件的可裸露部分，也可以僅覆蓋筒體部分，也可以只覆蓋下封頭。優(yōu)選地，所述端蓋與尾氣過濾器之間設置有尾氣調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，所述端蓋與液體過濾器之間設置有隔離閥。優(yōu)選地，所述支架能改變主罐體的姿態(tài)，可以為載車，優(yōu)選為杠桿式拖 車；所述杠桿式拖車包括底座和立柱，所述底座和立柱的連接處設有車輪，所述底座和立柱整體以車輪的軸線為回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，，所述底座和立柱隨車軸旋轉(zhuǎn)，所述車軸可以是一只獨立車軸也可以是兩只車軸；所述底座包括豎直支撐腿和設置于底座上方的環(huán)形支座，所述環(huán)形支座用于支撐所述主罐體；所述立柱包括水平支撐腿，和與水平支撐腿相連的梁，用于與主罐體相連。優(yōu)選地，所述立柱內(nèi)側(cè)設置有回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述主罐體回轉(zhuǎn)。本發(fā)明中，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可以電動驅(qū)動或氣動，轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述水平支撐腿和豎直支撐腿也可以是帶有鎖止裝置的腳輪。本發(fā)明中，所述水平支撐腿和豎直支撐腿可以通過螺紋調(diào)節(jié)，在直立或水平位置時，都能保證主罐體的穩(wěn)定。本發(fā)明中，主罐體與杠桿式拖車相連，不僅可以通過主罐體可以隨杠桿式拖車改變水平和豎直的位置，便于物料和菌懸液混合；同時，通過杠桿式拖車可以將主罐體輕松地移動到所需位置而移種，無需多加額外的操作步驟，降低了染菌的可能。優(yōu)選地，所述環(huán)形支座的上表面設置有滑動軸承。優(yōu)選地，所述立柱內(nèi)側(cè)設置有托輪，用于所述主罐體水平放置和水平回轉(zhuǎn)的側(cè)壁支撐。本發(fā)明中，當裝置放倒處于水平位置時，托輪用于承載主罐體的重量，同時確保主罐體能自由轉(zhuǎn)動，托輪的高度可以通過托輪座上的螺栓調(diào)節(jié)，使之能 與罐壁緊密貼合并能360°回轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述梁開有豎直的通孔，所述通孔內(nèi)穿設一根固定主罐體上回轉(zhuǎn)軸的套筒。優(yōu)選地，所述梁開有一個與所述通孔垂直相交的水平螺紋孔，用于安裝緊固螺釘固定所述套筒。優(yōu)選地，所述套筒開有銷孔1和銷孔2，用于安裝固定銷。優(yōu)選地，所述套筒下端的內(nèi)表面設置有滑動軸承。優(yōu)選地，所述主罐體和支架的制作材料為能耐受121℃、0.1MPa蒸汽滅菌的材料，可以選自但不限于不銹鋼、碳鋼、有色金屬、輕質(zhì)合金、塑料、陶瓷、搪玻璃或玻璃中的任意一種或至少兩種的混合。優(yōu)選地，所述端蓋為橢圓形、球冠形、球形、碟形或平板，優(yōu)選為橢圓形或碟形，進一步優(yōu)選為橢圓形。優(yōu)選地，所述下封頭為橢圓形、球冠形、球形、碟形或錐形，優(yōu)選為錐形。第二方面，本發(fā)明提供了一種固態(tài)培養(yǎng)微生物的方法，采用如第一方面所述的固體生物反應裝置，所述方法包括以下步驟：(1)將浸泡液體培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的顆粒狀培養(yǎng)基質(zhì)放入主罐體中，將主罐體進行滅菌；(2)滅菌后進行接種，將主罐體放倒呈水平狀態(tài)，主罐體旋轉(zhuǎn)混合，再將主罐體直立起恒溫培養(yǎng)；任選地，培養(yǎng)期間進行多次混合；(3)培養(yǎng)完成后，可以通風至培養(yǎng)物完全干燥，封存?zhèn)溆茫槐景l(fā)明，若培養(yǎng)發(fā)酵罐用的菌種，則將培養(yǎng)完成后得到培養(yǎng)物移種到發(fā)酵 罐中進行擴大培養(yǎng)。作為優(yōu)選技術(shù)方案，向發(fā)酵罐移種的具體步驟包括：打開隔離閥和尾氣調(diào)節(jié)閥，通過過濾除菌的方式向罐內(nèi)加水或水溶液，之后關(guān)閉隔離閥和尾氣調(diào)節(jié)閥，將主罐體放倒，持續(xù)進行回轉(zhuǎn)混合的操作，直至通過視鏡可見大部分菌已被洗下。將主罐體立起，擰下緊固螺釘，在梁的螺紋孔中插入銷子，使整個主罐體懸掛在較高位置。再通過出料閥與發(fā)酵罐頂接種閥之間連接移種管，通過閥門向其通入溫度不低于121℃，壓力不低于0.1MPa(表壓)的蒸汽，維持至少20min以對該段管路進行滅菌。在管接頭處連接壓縮空氣管，通入壓力高于發(fā)酵罐罐壓的壓縮空氣，將裝置內(nèi)的菌種懸液壓入發(fā)酵罐中；或移種方式還可以按照以下步驟進行：在安裝完移種連接管并滅菌后，關(guān)閉尾氣調(diào)節(jié)閥和隔離閥，打開主罐體底閥和發(fā)酵罐頂移種閥，使主罐體與發(fā)酵罐上部空氣連通，之后降低發(fā)酵罐的罐壓，利用壓差將菌種懸液移入發(fā)酵罐?？梢苑磸图铀舾纱危瑢⒕N盡可能徹底地移入發(fā)酵罐。移種完畢，關(guān)閉發(fā)酵罐頂移種閥，拆除移種管道。優(yōu)選地，步驟(1)所述方法具體包括以下步驟：(1a)打開端蓋，將用液體培養(yǎng)基營養(yǎng)成分浸泡過的顆粒狀培養(yǎng)基質(zhì)放入主罐體，蓋上端蓋；(1b)將主罐體與支架組裝固定：所述主罐體的下限位環(huán)與所述杠桿式拖車的環(huán)形支座上的滑動軸承緊密貼合，再將套筒穿過梁上的豎直通孔下放，套住主罐體的回轉(zhuǎn)軸，對準銷孔2后插入銷，之后將緊固螺釘通過螺紋孔旋入梁并擰緊，頂住套筒，將套筒和梁緊固為一體；(1c)主罐體隨杠桿式拖車放倒呈水平狀態(tài)，打開尾氣調(diào)節(jié)閥和隔離閥，進行滅菌。優(yōu)選地，步驟(2)所述方法具體包括以下步驟：(2a)滅菌后，在管接頭處插上壓縮空氣管，通入壓縮空氣吹干進氣過濾器、尾氣過濾器和液體過濾器，同時培養(yǎng)基質(zhì)冷卻，關(guān)閉隔離閥，微開尾氣調(diào)節(jié)閥，在火焰保護下，自接種口接入待培養(yǎng)微生物的液體種子；(2b)接種后，將主罐體隨杠桿式拖車放倒呈水平狀態(tài)，拔出銷孔的銷子，用手撥動主罐體使之旋轉(zhuǎn)，從而使罐內(nèi)物料與接入的液體種子懸液充分混合；(2c)混合后重新插入銷子，將主罐體立起，通入壓縮空氣進行培養(yǎng)，通過進水管和出水管向夾套中通入與培養(yǎng)溫度相同的恒溫水，以維持培養(yǎng)物的溫度；(2d)培養(yǎng)過程中間歇性地將主罐體放倒，重復回轉(zhuǎn)混合的操作數(shù)次。(2e)培養(yǎng)結(jié)束后，可以從空氣管接頭通入壓縮空氣，吹干培養(yǎng)物。第三方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的固體生物反應裝置，采用如第二面所述的方法在培養(yǎng)微生物或固態(tài)發(fā)酵中的應用。本發(fā)明反應裝置不僅能用于絲狀菌孢子的規(guī)?；苽洌€能用于一般的微生物固態(tài)培養(yǎng)和固態(tài)發(fā)酵。本發(fā)明中，所述微生物可以選自但不限于絲狀菌、酵母菌或細菌。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：(1)本發(fā)明裝置相對簡單，特別是物料的混合采用車載罐體與回轉(zhuǎn)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了罐體在直立和水平兩種不同姿態(tài)下的自由回轉(zhuǎn)混合；(2)本發(fā)明裝置的篩板采用非全開孔篩板，能在主罐體呈水平位置時，固定物料和菌的位置，限制物料和菌的移動，使得物料和菌的混合更均勻；(3)本發(fā)明裝置可用于便捷地固體培養(yǎng)微生物，尤其是制備絲狀菌孢子和 各種單細胞微生物，并且制備的孢子既能以懸浮液的形式方便且無菌地轉(zhuǎn)移到發(fā)酵罐中，又能與培養(yǎng)基質(zhì)一同干燥后長時間地保存在該裝置中備用，孢子的制備和轉(zhuǎn)接過程比麩曲大為簡化；制備的單細胞微生物也能以菌懸液的形式方便且無菌地轉(zhuǎn)移到發(fā)酵罐中。(4)本發(fā)明裝置在直立姿態(tài)下進行裝料、接種、培養(yǎng)、加水和移種工作，在水平姿態(tài)下完成滅菌和物料的回轉(zhuǎn)混合工作，不僅使用快捷，移動方便，而且省去了占用大量制造成本的攪拌系統(tǒng)，維護費用低。附圖說明圖1為本發(fā)明的主罐體示意圖；圖2為本發(fā)明載車主視圖；圖3為本發(fā)明載車左視圖；圖4為本發(fā)明載車俯視圖；圖5為本發(fā)明接種/培養(yǎng)狀態(tài)的示意圖；圖6為本發(fā)明滅菌/回轉(zhuǎn)混合狀態(tài)的示意圖；圖7為本發(fā)明移種狀態(tài)的示意圖；圖8為本發(fā)明的四閥移種裝置示意圖；圖9為本發(fā)明篩板及其開孔區(qū)示意圖；其中，圖中1-主罐體；3-端蓋；4-罐體；5-下封頭；6-尾氣過濾器；7-液體過濾器；8-接種口；9-視鏡；10-溫度傳感器；11-溫度傳感器套管；12-夾套；13-循環(huán)水的進水管；14-循環(huán)水的出水管；15-進氣過濾器；16-出料閥；17-止逆閥；18-回轉(zhuǎn)軸；19-銷孔；20-上限拉環(huán)；21-下限拉環(huán)；22-上篩板；23-下篩板；24-管接頭；25-尾氣調(diào)節(jié)閥；26-隔離閥；27-篩板；28-車軸；29-底座；30-環(huán)形支座；31-立柱；32-梁；33-水平支撐腿；34-豎直支撐腿；35-豎直通孔； 36-套筒；37-銷孔1；38-銷孔2；39-車輪；40-托輪；41-螺紋孔；42-滑動軸承1；43-滑動軸承2；44-接種閥；45-移種管；46-閥門；47-閥門；48-發(fā)酵罐；49-驅(qū)動裝置。具體實施方式為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明并非局限在實施例范圍內(nèi)。實施例1：一種固態(tài)生物反應裝置如圖1所示，是本發(fā)明實施例所述固態(tài)生物反應裝置的示意圖，所述裝置包括主罐體1和杠桿式拖車2，所述杠桿式拖車2使主罐體1在水平位置回轉(zhuǎn)，在豎直位置靜置培養(yǎng)；其中，所述主罐體1處于水平位置時，可手動撥動或驅(qū)動裝置49自動帶動主罐體1轉(zhuǎn)動；所述主罐體1處于豎直位置時，主罐體1靜置培養(yǎng)，如圖6所示。所述主罐體1自上而下包括端蓋3、筒體4和下封頭5；所述端蓋3包括設置于端蓋3頂端中心的帶有銷孔19的回轉(zhuǎn)軸18，和設置于端蓋3上的尾氣過濾器6、液體過濾器7與接種口8；所述端蓋3與尾氣過濾器6之間設置有尾氣調(diào)節(jié)閥25；所述端蓋3與液體過濾器7之間設置有隔離閥26。所述筒體4包括設置于筒體4內(nèi)部的視鏡9，和設置于筒體4下部的溫度傳感器10與罩在溫度傳感器10外部的溫度傳感器套管11；所述筒體4上沿設置有上限位環(huán)20。所述下封頭5包括設置于下封頭5底端中心的出料閥16，和設置于下封頭 5上的進氣過濾器15；所述進氣過濾器15與下封頭5之間設置有止逆閥17；所述進氣過濾器15的上游設置有管接頭24，用于連接壓縮空氣管路；，所述下封頭5上沿設置有下限位環(huán)21。所述主罐體1內(nèi)部設置端蓋3與筒體4內(nèi)部交界處的上篩板22，和設置于筒體4與下封頭5內(nèi)部交界處的下篩板23，用于保持物料位置；所述篩板27的開孔率為1-90％。所述杠桿式拖車包括底座29和立柱31，所述底座29和立柱31的連接處穿設有一車軸28，所述底座29和立柱31隨車軸28旋轉(zhuǎn)，所述車軸28兩端設有車輪39；所述底座29包括豎直支撐腿34和設置于底座29上方的環(huán)形支座30，所述環(huán)形支座30用于支撐所述主罐體1；所述環(huán)形支座30的上表面設置有滑動軸承42。所述立柱31包括水平支撐腿33，和與水平支撐腿33相連的梁32，用于與主罐體4相連，和設置于水平支撐腿33右側(cè)的托輪40，用于所述主罐體1水平放置和水平回轉(zhuǎn)的側(cè)壁支撐。所述梁32開有豎直的通孔35，所述通孔35內(nèi)穿設一根固定主罐體1上回轉(zhuǎn)軸18的套筒36；所述梁32開有一個與所述通孔35垂直相交的水平螺紋孔41，用于安裝緊固螺釘固定所述套筒36；所述套筒36開有銷孔1(37)和銷孔2(38)，用于安裝固定銷；所述套筒36下端的內(nèi)表面設置有滑動軸承43。所述裝置的使用方法，包括以下步驟：首先打開端蓋3，將用營養(yǎng)成分的液體培養(yǎng)基充分浸泡培養(yǎng)基質(zhì)顆粒放入主罐體1，蓋上端蓋3；將主罐體1與支架2組裝固定：所述主罐體1的下限位 環(huán)21與所述杠桿式拖車2的環(huán)形支座30上的滑動軸承42緊密貼合，再將套筒36穿過梁32上的豎直通孔35下放，套住主罐體1的回轉(zhuǎn)軸18，對準銷孔38后插入銷，之后將緊固螺釘通過螺紋孔41旋入梁32并擰緊，頂住套筒36，將套筒36和梁32緊固為一體；主罐體1隨杠桿式拖車2放倒呈水平狀態(tài)，打開尾氣調(diào)節(jié)閥25和隔離閥26，進行滅菌。其次，滅菌后，在管接頭24處插上壓縮空氣管，通入壓縮空氣吹干進氣過濾器15、尾氣過濾器6和液體過濾器7，同時培養(yǎng)基質(zhì)冷卻，關(guān)閉隔離閥26，微開尾氣調(diào)節(jié)閥25，在火焰保護下，自接種口8接入待培養(yǎng)微生物的液體種子；接種后，將主罐體1隨杠桿式拖車2放倒呈水平狀態(tài)，拔出銷孔38的銷子，用手撥動主罐體1使之旋轉(zhuǎn)，從而使罐內(nèi)物料與接入的液體種子充分混合；混合后重新插入銷子，將主罐體1立起，通入壓縮空氣進行培養(yǎng)，通過進水管13和出水管14向夾套12中通入與培養(yǎng)溫度相同的恒溫水，以維持培養(yǎng)物的溫度；培養(yǎng)過程中間歇性地將主罐體1放倒，重復回轉(zhuǎn)混合的操作數(shù)次；最后，將培養(yǎng)完成后得到培養(yǎng)物移種到發(fā)酵罐48中進行擴大培養(yǎng)，移種的具體步驟包括：打開隔離閥25和尾氣調(diào)節(jié)閥26，通過過濾除菌的方式向罐內(nèi)加水或水溶液，之后再關(guān)閉尾氣調(diào)節(jié)閥25和隔離閥26，將主罐體1放倒，持續(xù)進行回轉(zhuǎn)混合的操作，直至通過視鏡9可見大部分菌已被洗下。將主罐體1立起，擰下緊固螺釘，在梁的螺紋孔中插入銷子，使整個主罐體1懸掛在較高位置。再通過出料閥16與發(fā)酵罐頂接種閥44之間連接移種管45，通過閥門46、47向其中通入溫度不低于121℃，壓力不低于0.1MPa(表壓)的蒸汽，維持至少20min以對該段管路進行滅菌。在管接頭24處連接壓縮空氣管，通入壓力高于發(fā)酵罐48罐壓的壓縮空氣，將裝置內(nèi)的菌懸液壓入發(fā)酵罐48中。可以反復加水若干次，將菌盡可能徹底地移入發(fā)酵罐48。移種完畢，關(guān)閉發(fā)酵罐頂閥門 44，拆除移種管道。或移種方式還可以按照以下步驟進行：在安裝完移種管45并滅菌后，關(guān)閉尾氣調(diào)節(jié)閥25和隔離閥26，打開主罐體1下部的出料閥16和發(fā)酵罐頂閥門44，使主罐體1與發(fā)酵罐48上部空氣連通，之后降低發(fā)酵罐48的罐壓，利用壓差將菌懸液移入發(fā)酵罐48。在具體實施例1中，篩板27還可以設置多層分布在主罐體1中，所述篩板27的開孔區(qū)直徑與篩板27外直徑的比例為0.1-1，優(yōu)選為0.5-0.9；所述篩板27上的開孔為圓孔和/或長圓孔槽；所述圓孔的直徑為0.5-20mm，優(yōu)選為1-10mm；所述長圓孔槽的寬度為0.5-20mm，優(yōu)選為1-10mm。在具體實施例1中，所述視鏡9為圓形或條形，優(yōu)選為條形。在具體實施例1中，所述尾氣過濾器6、液體過濾器7和進氣過濾器15的孔徑為0.2-0.22μm，優(yōu)選為0.2μm。在具體實施例1中，所述筒體4的外部設置有夾套12，優(yōu)選為筒體4和下封頭5的外部設置有夾套12，所述夾套12包括設置于夾套12下部的進水管13和設置于夾套12上部的出水管14。在具體實施例1中，所述水平支撐腿33和豎直支撐腿34也可以是帶有高度調(diào)整裝置和鎖止裝置的腳輪。在具體實施例1中，所述主罐體1和載車2的制作材料為耐受121℃、0.1MPa蒸汽的材料，可以選自但不限于不銹鋼、碳鋼、有色金屬、輕質(zhì)合金、塑料、陶瓷、搪玻璃或玻璃中的任意一種或至少兩種的混合。在具體實施例1中，所述端蓋3為橢圓形、球冠形、球形、碟形或平板，優(yōu)選為橢圓形或碟形，進一步優(yōu)選為橢圓形。在具體實施例1中，所述下封頭5為橢圓形、球冠形、球形、碟形或錐 形，優(yōu)選為錐形。實施例2對黑曲霉(Aspergillusniger)的孢子培養(yǎng)采用實施例1所述的裝置，培養(yǎng)方法同實施例1中的培養(yǎng)步驟，培養(yǎng)基水溶液的成分見表1，其中，培養(yǎng)過程中步驟如下：主罐體1全容積30L，材質(zhì)為316L不銹鋼，端蓋3為橢圓形，下封頭5為錐頂角120°的錐形，夾套覆蓋筒體4和下封頭5全部裸露無附件部分；篩板27還可以設置多層分布在主罐體1中，所述篩板27的開孔率為29％，開孔區(qū)直徑與篩板27外直徑的比例為0.86；所述篩板27上的開孔為圓孔，所述圓孔的直徑為3mm。區(qū)粒徑范圍為5-10mm的玉米芯顆粒置于過量的培養(yǎng)基水溶液中，培養(yǎng)基水溶液的成分見表1，將浸透的玉米芯顆粒從培養(yǎng)基水溶液中撈出，放在下篩板上攤平，料層厚度10cm，室溫浸泡12h，培養(yǎng)方法同實施例1中的培養(yǎng)步驟，具體參數(shù)如下：向夾套內(nèi)持續(xù)通入35℃的恒溫循環(huán)水，保持培養(yǎng)溫度為35℃，空氣流量0.5L/min；首次將主罐體1放倒呈水平狀態(tài)時，手動旋轉(zhuǎn)主罐體1，旋轉(zhuǎn)速度10rpm，持續(xù)轉(zhuǎn)動10min；分別在培養(yǎng)到48h和96h時，再將主罐體1放倒呈水平狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)速度1rpm，持續(xù)轉(zhuǎn)動2圈；一共培養(yǎng)120h。培養(yǎng)結(jié)束后，將恒溫循環(huán)水溫度調(diào)高到38℃，空氣流量0.5L/min，干燥24h，將裝置放置在25℃保存。移種過程具體步驟同實施例1中的培養(yǎng)步驟，具體參數(shù)如下：主罐體1放倒呈水平狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)速度10rpm，持續(xù)轉(zhuǎn)動10min。表1成分濃度(g/L)葡萄糖50NaNO32MgSO4·7H2O0.5K2HPO41KCl0.5FeSO4·4H2O0.01實施例3對曲霉屬微生物(Aspergillussp.)的孢子培養(yǎng)采用實施例1所述的裝置，培養(yǎng)方法同實施例1中的培養(yǎng)步驟，培養(yǎng)基水溶液見表2，其中，培養(yǎng)過程中步驟如下：主罐體1全容積45L，材質(zhì)為304不銹鋼，端蓋3為碟形，下封頭5為球形，夾套覆蓋筒體4和下封頭5全部裸露無附件部分；篩板27還可以設置多層分布在主罐體1中，所述上篩板22開孔率為39％，篩孔為圓孔，直徑2mm，開孔區(qū)直徑與篩板27外直徑的比例為0.79，下篩板開孔率為19％，篩孔為圓孔，直徑1mm，開孔區(qū)直徑與篩板27外直徑的比例為1。取粒徑范圍為10-20mm的玉米芯切塊置于過量的培養(yǎng)基水溶液中，培養(yǎng)基水溶液的成分見表2，將浸透的玉米芯切塊從培養(yǎng)基水溶液中撈出，放在下篩板上攤平，料層厚度20cm，室溫浸泡12h，培養(yǎng)方法同實施例1中的培養(yǎng)步驟，具體參數(shù)如下：向夾套內(nèi)持續(xù)通入36℃的恒溫循環(huán)水，保持培養(yǎng)溫度為 36℃，空氣流量0.8L/min；首次將主罐體1放倒呈水平狀態(tài)時，回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置49帶動主罐體1旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度10rpm，持續(xù)轉(zhuǎn)動10min；分別在培養(yǎng)到36h和72h時，再將主罐體1放倒呈水平狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)速度1rpm，持續(xù)轉(zhuǎn)動3圈；一共培養(yǎng)96h。培養(yǎng)結(jié)束后，將恒溫循環(huán)水溫度調(diào)高到40℃，空氣流量0.8L/min，干燥24h，將裝置放置在25℃保存。移種過程具體步驟同實施例1中的培養(yǎng)步驟，具體參數(shù)如下：主罐體1放倒呈水平狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)速度10rpm，持續(xù)轉(zhuǎn)動10min。表2成分濃度(g/L)葡萄糖40NaNO31.6MgSO4·7H2O0.4K2HPO40.8KCl0.4FeSO4·4H2O0.008實施例4培養(yǎng)釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae.)采用實施例1所述的裝置，培養(yǎng)方法同實施例1中的培養(yǎng)和移種步驟，培養(yǎng)基水溶液的成分見表3。其中，(1)杠桿式拖車的材料不要求耐受高溫蒸汽；(2)滅菌時只將主罐體搬入滅菌器內(nèi)滅菌，支架(2)不滅菌；(3)主罐體1采取手動旋轉(zhuǎn)的方式旋轉(zhuǎn)；(4)培養(yǎng)過程夾套溫度28℃；(5)培養(yǎng)過程通入空氣的流量控制在0.2L/min； (6)培養(yǎng)過程共進行72h，其中在12h和36h各回轉(zhuǎn)混合3圈，速度1rpm。表3成分濃度(g/L)葡萄糖20酵母浸出物10蛋白胨20實施例5培養(yǎng)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis.)采用實施例1所述的裝置，培養(yǎng)方法同實施例1中的培養(yǎng)和移種步驟，培養(yǎng)基水溶液的成分見表4。其中，(1)罐體外殼按照特種設備壓力容器的相應規(guī)范設計制造，加裝壓力表；(2)滅菌時車處于直立狀態(tài)，不放倒；(3)滅菌時從進氣過濾器向罐內(nèi)通121℃，0.1MPa表壓的蒸汽，維持20min，不使用滅菌器；(4)主罐體1采用回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置帶動的方式自動旋轉(zhuǎn)。(4)培養(yǎng)過程夾套溫度37℃；(5)培養(yǎng)過程通入空氣的流量控制在0.5L/min；(6)培養(yǎng)過程共進行72h，其中在12h和36h各回轉(zhuǎn)混合2圈，速度1rpm。表4成分濃度(g/L)NaCl10酵母浸出物5蛋白胨10綜上所述，本發(fā)明裝置相對簡單，特別是物料的混合采用車載罐體與回轉(zhuǎn)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了罐體在直立和水平兩種不同姿態(tài)下的自由回轉(zhuǎn)混合；該裝置的篩板采用非全開孔篩板，能在主罐體呈水平位置時，固定物料和菌的位置，限制物料和菌的移動，使得物料和菌的混合更均勻；該裝置不僅使用快捷，移動方便，且省去了攪拌系統(tǒng)，大幅節(jié)省該裝置的制造成本。申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3