一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置及其方法

2023-12-02 13:11:01 2

專利名稱：一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置及其方法
技術領域：
本發明屬於固態發酵的技術領域，特別涉及一種氣相接種和補料的純種培養的固 體發酵裝置及其方法。
背景技術：
固態發酵指微生物在沒有或者幾乎沒有游離水的固體培養基上生長、繁殖以及代 謝的過程。固態發酵與液體發酵相比有諸多優點，例如培養基簡單且來源廣泛；投資少， 能耗低；產物的產率高，後提取工藝簡單等。現代意義上的固態發酵技術多為純種培養過程，需要在無雜菌汙染的條件下進行 生產。所謂發酵染菌是指在發酵過程中，生產菌種以外的其他微生物侵入發酵培養基，從而 使發酵過程失去了真正意義上的純種培養。雖然人們採取了多種手段和防範措施，如降低 培養基的含水量和PH值來抑制雜菌生長，使用甲醛等殺菌劑，以防止空氣中雜菌進入，這 些方法都有一定的局限性。加大接種量和使用封閉式反應器被認為是最有效的措施，雖然 各種密閉式反應器相繼被採用，但所有的操作過程並不都是在嚴格無菌條件下完成的，所 以仍然無法避免雜菌汙染。染菌仍是固態發酵中的一個致命弱點，輕者影響目標產物的收 率和產品質量，重者導致發酵「倒罐」，造成嚴重的經濟損失。造成固態發酵染菌的因素是多方面的，其中，接種技術是造成固態發酵染菌的主 要因素之一。固態發酵從規模上可分為搖瓶培養、實驗室小試、中試和工業規模。對搖瓶 中固體培養基的接種多是在潔淨工作檯上進行，基本能達到嚴格意義上的無菌操作，一般 不易染菌。而固態發酵反應器，連有滅菌和供無菌空氣管路，以及控制系統，在潔淨工作檯 上無菌接種不方便，也不實際。目前，固體發酵的滅菌多採用在放置反應器的無菌室內對空氣進行紫外滅菌，後 打開反應器，對實消過的固體培養基接種、拌種，再對反應器密封后進行固態發酵。由於操 作空間大、時間長，各種雜菌，尤其是空氣中真菌孢子的侵染難以避免，所以固態發酵中染 菌現象仍得不到徹底的解決。在應用中，工業規模的固態發酵，主要採用對培養基進行實 消，其接種多採用在蒸料罐中對降溫後的固體培養基進行接種、拌種操作，再進入主發酵罐 進行培養。但由於操作複雜，需要多個設備和管路才能完成，就增加了染菌的機率。一般固體發酵過程中，由於固體培養基不能象液體發酵中培養基可以完全均勻混 合，菌體和培養基間可輕鬆地實現傳質和傳熱。而常規的發酵反應器按培養基的運動狀態分有兩種，即靜態和動態反應器。一般 的靜態反應器，如淺盤式、圓柱式、培養盒式等等，雖然結構簡單，但由於溫度和溼度難以控 制，以及傳氧傳熱困難，很難實現工程放大，而逐漸被動態反應器所取代。動態反應器包括 轉鼓式、攪動式以及流化床式等。它們採用培養基和發酵罐進行相對運動，有效地提高了傳 熱，傳氧，但由於機械部件較多，一方面易染菌，對純種培養不利，另一方面培養基的相對運 動易損傷生長良好的固體菌絲體，使發酵過程產生了障礙。

發明內容
本發明的目的在於，為克服現有技術中固體發酵的染菌，及菌體和培養基間較難 實現傳質和傳熱等問題，從而提出一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置及其方法。本發明將從培養基滅菌、無菌接種、培養以及補料等發酵過程的各環節入手，設計 完整的固態發酵無菌培養的裝置和方法，以克服固態發酵過程中染菌問題。為實現上述目的，本發明提出了一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝 置，包括固體發酵罐、液體種子罐、補液罐4、空氣壓縮機8、緩衝罐7、空氣過濾器6和蒸汽 發生器5 ；其中，所述的空氣壓縮機8、緩衝罐7和空氣過濾器6依次連接，用於產生無菌空 氣，其特徵在於，所述的固體發酵裝置還包括文丘裡管2 ；所述的文丘裡管2的進氣端通過進氣閥門10與所述的空氣過濾器6相連；所述的 文丘裡管2的出氣端連接所述的固體發酵罐1，該固體發酵罐1上設有洩壓閥門9，用於控 制出氣、洩壓；所述的文丘裡管2的喉部分別通過種子罐3、補料罐4的出料端閥門11、13連 接種子罐3和補料罐4的出口端；所述的進氣閥門10與所述的文丘裡管2之間的氣路上，還分別通過蒸汽發生器5、 補料罐4、液體種子罐3的氣路端閥門15、14、12連接蒸汽發生器5、補料罐的進口端4和液 體種子罐3的進口端；在高速氣流通過文丘裡管2時，由於喉部氣體的流速增加形成負壓將液體種子或 補料液吸入，並與氣體混合，形成氣霧後，噴入固體發酵罐1的固體培養基中，完成無菌接 種和無菌補料。所述的固體發酵罐為臥式或者立式壓力密閉容器，容器內部安置淺盤式支架或傳 送帶式支架，用於堆放固體培養基。所述的液體種子罐3為液體深層發酵罐，該罐底部的管路與所述的補料罐4底部 的管路分別經消毒閥門16、17連接至蒸汽發生器5，進一步地用產生的蒸汽對種子罐中的 液體培養基、或補料罐中的水和營養液進行實消。為實現上述的另一目的，本發明還提出了一種氣相接種和補料的純種培養的固體 發酵方法，該方法利用了文丘裡管2，所述的文丘裡管2的進氣端通過進氣閥門10與所述的 空氣過濾器6相連；所述的文丘裡管2的出氣端連接所述的固體發酵罐1，該固體發酵罐1 上設有洩壓閥門9，用於控制出氣、洩壓；所述的文丘裡管2的喉部分別通過種子罐3、補料 罐4的出料端閥門11、13連接種子罐3和補料罐4的出口端；所述的進氣閥門10與所述的文丘裡管2之間的氣路上，還分別通過蒸汽發生器5、 補料罐4、液體種子罐3的氣路端閥門15、14、12連接蒸汽發生器5、補料罐4、液體種子罐 3 ；在高速氣流通過文丘裡管2時，由於喉部氣體的流速增加形成負壓將液體種子或 補液吸入，並與氣體混合，形成氣霧後，噴入固體發酵罐1的固體培養基中，完成無菌接種 和無菌補料；具體步驟包括1)空氣依次通過空氣壓縮機8、緩衝罐7和空氣過濾器6，經進氣閥門10與所述的 文丘裡管2進氣端相連，用於提供無菌空氣；
2)所述的蒸汽發生器5的氣路端閥門15打開時，產生的蒸汽用於對固體發酵罐中 的固體培養基進行原位滅菌；3)所述的液體種子罐3的氣路端閥門12和出料端閥門11打開時，文丘裡管2借 助無菌空氣吸入液體種子，形成氣霧，噴入固體培養基，完成無菌接種；4)所述的補料罐4的氣路端閥門14和出料端閥門13打開時，文丘裡管2藉助無 菌空氣吸入水或營養液，形成氣霧，噴入固體培養基，完成無菌補料；5)所述的固體發酵罐1的洩壓閥門9打開，控制出氣，用於洩壓，對固體培養基和 菌體施以周期性的充壓與洩壓以強化固體發酵中的傳質、傳熱和氣體交換的特點，降低發 酵時間。所述的方法還包括通過打開液體種子罐3和補料罐4底部的消毒閥門16、17，分 別利用蒸汽發生器5產生的蒸汽對液體種子罐3的液體培養基、或補料罐4中的水和營養 液進行實消。所述的固體發酵採用強制通風或者周期變壓方式進行，期間可採用氣相運送無菌 水和液體營養液進行補料，整個過程均在密閉空間內完成。本發明對固體和液體培養基採用原位滅菌的方法可大大降低染菌的可能性。由於 常規固體培養基在滅菌罐滅菌後進行接種時需機械或人工攪拌，還要通過各種裝置轉入發 酵罐，因此，每增加一個操作環節，經過一個設備或管路就會增加染菌的機會，本發明在配 制好固體培養基後放置在發酵罐的培養架上直接原位滅菌將給正常純種發酵打下良好的 基礎，確保發酵的順利進行。本發明採用的氣相接種方式是依靠氣流輸送完成對固體培養基的接種，即在嚴格 無菌條件下，製備種子液或孢子粉，然後利用無菌空氣將菌液或孢子輸送到已實消過的固 態發酵系統中。而文丘裡管是在化工領域應用的一個裝置。其原理是理想的流體在管道中 流動時，在同一管道的任一截面的動能和壓力能的總和是不變的，但是能量的形式可以互 相轉換。文丘裡管是利用流體在其收縮段(喉部)中流速的增加，形成一定程度的真空或 負壓，從而將另一種流體吸入。本發明利用文氏管的工作原理，使高速氣流通過文氏管，由 於喉部氣體的流速增加，形成負壓將液體種子吸入，並與氣體混合，形成氣霧後，噴入固體 培養基中，完成無菌接種的目的。文氏管接種時一般選擇菌懸液作為種子液，同時，為防止 種子液過於粘稠，不利於抽提，可選擇適宜的種子液培養時間，以獲得較佳的操作粘度。首先為保證無菌接種，本發明的思路是採用培養基靜止狀態，而利用氣相作為手 段進行接種和補液、以及強化傳質和傳熱。因為在固體發酵中氣相無處不在，可以迅速到達 培養基，是最有效的調控手段，同時對於菌絲體沒有什麼傷害。因此在發酵過程中，為保障 氣流接種後分布在固體培養基表面的菌體迅速生長，本發明可採用周期變壓發酵方法來實 現。周期變壓固態發酵方法的原理是氣相壓力脈動在單顆粒水平上可將分子擴散變 為對流擴散，在傳遞界面上產生周期性法向作用力，大大加強傳遞速率，從而明顯強化發酵 過程中的傳質、傳熱和氣體交換。操作時在密閉反應器中對培養介質和菌體施以周期性的 充壓與洩壓而進行的發酵過程。因而利用周期變壓可明顯強化固體發酵中的傳質、傳熱和 氣體交換的特點，可顯著降低發酵時間，提高發酵效率。由於在固體發酵中，好氧菌在對數期生長時需要大量的氧氣，所以加大了周期變壓的頻率，因而培養基中的水分會大量散失，進而引起培養基表面乾燥，變得堅硬，從而會 影響菌體的繼續生長。尤其在一些培養周期較長的發酵過程中，及時在發酵過程中補充水 分，有的還有必要補加營養液。這點在常規的發酵中進行這種操作是有一定難度的，常常會 帶入雜菌。而本發明採用文丘裡管可以輕鬆地將滅菌後的無菌水、液體營養液或者緩衝液， 用來補充長時間發酵發生的菌體需要的水分、營養以及調節PH值。本發明針對固體反應器接種不便和易染菌的問題，由以上各個環節的精密設計， 確保了整個固體發酵過程的順利進行，實現了「嚴格滅菌、氣流接種、變壓發酵、無菌補料」 的全封閉的固態發酵。所述的蒸汽發生器，產生的蒸汽對發酵罐內的固體培養基進行實消，也可以對種 子罐中的液體培養基和補料罐中的水或者營養液進行實消。所述的一種新型的培養基滅菌、無菌接種、培養和補料的固態發酵方法是先對發 酵所需的固體和液體培養基進行滅菌，液體菌種培養完成後，採用氣相通過文丘裡管輸送 到固體培養基上接種，進行固體發酵，期間可採用氣相運送水和營養液進行補料。所述的培養基滅菌的固態發酵方法，是採用蒸汽發生器產生的蒸汽對發酵罐內的 固體培養基進行實消，而且也可以對種子罐中的液體培養基和補料罐中的水或者營養液進 行實消。該固態發酵方法是利用無菌空氣快速流經文丘裡管時喉部產生的負壓，液體菌液 隨氣流輸送進入發酵罐，並接種至固體培養基上。而且在發酵過程中採用無菌氣流輸送無 菌水和培養液，對固體基進行補料；全部發酵過程均在密閉空間內完成。本發明的優點在於(1)利用氣流經過文丘裡管產生的負壓可直接將菌種送入發酵罐中，直接隨發酵 通氣進行操作，操作簡單，方便快速，而且採用氣相為輸送相，節省能耗。在發酵過程中還採 用該方法可補充無菌水和營養液；(2)利用文氏管將液體菌種接種到固體培養基上，無需另外添加設備，投資小，效 果好；(3)採用氣相進行變壓發酵的方法實現了培養基內外的熱量和物質的充分的交 換，大大強化了發酵中的傳質傳熱，明顯提高了發酵效率，縮短了發酵時間；(4)整個發酵過程的滅菌、接種、補料和發酵的操作完全在密閉的反應器和管路中 進行，與外界環境隔絕，杜絕了染菌的可能；(5)所有固體發酵的環節中沒有固體物料的攪拌和翻動，避免對正常生長過程中 的菌絲的破壞。另外，該系統還可以用於對固體和液體培養基進行滅菌，針對固體反應器接種不 便和易染菌的問題，尤其在以氣相作為主要動力源進行傳質和傳熱，以氣相為流動相進行 液體菌種的接種，可以不破壞發酵過程形成的良好菌絲。因此，本發明實現了「嚴格滅菌、氣 流接種、變壓發酵、無菌補料」的全封閉的固態發酵，具有操作簡單、不易染菌、能耗低、不破 壞菌絲、產率高的特點。


圖1本發明提供的固態發酵裝置圖。
具體實施例方式實施例1固體發酵的菌種為維涅蘭德固氮菌(A. vinelandii)。首先配置固氮菌的液體培養 基，加入種子罐3中，打開消毒閥門16通入蒸汽，對培養基進行實消。冷卻後接入從斜面制 得的菌懸液，在30°C培養，攪拌速度為130rpm。培養IOh後得到均勻流動性良好的液體菌 種。期間準備固體培養基(先配置液體培養基，再按固液比1 3加入草泥炭)，放置在固 體發酵罐1的淺盤上，料層高度為2cm。打開氣路端閥門15用蒸汽對固體培養基在120°C 進行滅菌30min，然後冷卻至30°C。待液體菌種培養結束後開啟空壓機，以及氣路端閥門15、12和出料端閥門11，調 節空氣速度為12m7hr。當空氣經緩衝罐、過濾器快速流經文丘裡管時，菌液由種子罐3進 入主空氣管路，隨無菌空氣以細小液滴狀態攜帶進入主發酵罐1中。進入反應器1後由於 氣速迅速降低，菌液沉降到固體培養基上，接種量為10%。控制好接種速度，經過20min完 成接種。然後關閉出料端閥門11和氣路端閥門12，打開閥門9，控制溫度在30°C，調節氣 量，進行固體發酵。定時開關洩壓閥門9和進氣閥門10，採用周期變壓方法進行培養，壓力 在OMI^a和1. 之間周期變動，繼續在30°C培養72hr後即可完成發酵。發酵完成後經過 檢測沒有發現雜菌，固氮菌活菌數達到了 750億/g，纖維素酶(FPA)產量為8.58IU g—1。實施例2固體發酵的菌種為維涅蘭德固氮菌(A. vinelandii)。首先配置固氮菌的液體培養 基，加入種子罐3中，打開消毒閥門16通入蒸汽，對培養基進行實消。冷卻後接入從斜面制 得的菌懸液，在30°C培養，攪拌速度為130rpm。培養IOh後得到均勻流動性良好的液體菌 種。期間準備固體培養基(先配置液體培養基，再按固液比1 3加入草泥炭)，放置在固 體發酵罐1的淺盤上，料層高度為2cm。打開氣路端閥門15用蒸汽對固體培養基在120°C 進行滅菌30min，然後冷卻至30°C。待液體菌種培養結束後開啟空壓機，以及氣路端閥門15、氣路端閥門12和出料端 閥門11，調節空氣速度為12m7hr。當空氣經緩衝罐、過濾器快速流經文丘裡管時，菌液由 種子罐3進入主空氣管路，隨無菌空氣以細小液滴狀態攜帶進入主發酵罐1中。進入反應 器1後由於氣速迅速降低，菌液沉降到固體培養基上，接種量為10%。控制好接種速度，經 過20min完成接種。然後關閉出料端閥門11和氣路端閥門12，打開洩氣閥門9，控制溫度 在30°C，調節氣量，進行固體發酵。定時開關洩壓閥門9和進氣閥門10，採用周期變壓方法 進行培養，壓力在OMPa和1. 之間周期變動，繼續在30°C培養72hr後即可完成發酵。 發酵完成後經過檢測沒有發現雜菌，固氮菌活菌數達到了 750億/g，纖維素酶(FPA)產量為 8. 58IU再進行種子液的培養，在30°C下培養12hr後，調節空氣流速為15m3/hr，接種至固 體培養基上，固體培養基的料層厚度為km，接種量為10%。繼續發酵。在固體發酵過程中打開消毒閥門17對補料罐中的水進行實消，並冷卻待用。當固 體培養基水含量低於50%時，打開出料端閥門13和氣路端閥門14，無菌水會以水霧狀吹 入發酵罐中，給固體培養基補充水分。採用周期變壓方法進行培養，壓力在OMPa和2. OMPa 之間周期變動，高低壓維持時間分別為2分鐘和5分鐘。整個發酵周期為80hr，纖維素酶 (FPA)產量為 9. 05IU g4。
實施例3發酵菌種為斜臥青黴(Penicilliumdecumbens)。先進行種子液的培養，在30°C下培養20hr後，調節空氣流速為2. 0m3/hr，接種至 固體培養基上(以粒徑2mm左右的麥秸為固體基質)，固體培養基的料層厚度為3cm，接種 量為10%。採用周期變壓方法進行培養，壓力在0.5MI^和l.SMI^a之間周期變動，高低壓 維持時間分別為3分鐘和3分鐘。繼續發酵期間保持反應器的溼度在50 80%，如溼度 低於設定值，則將滅菌後的無菌水通過氣流以霧狀送入反應器中。整個發酵周期為114hr， β -Gase 達到 38. 85IU g-1。實施例4發酵菌種為斜臥青黴(Penicilliumdecumbens)。先進行種子液的培養，在30°C下培養20hr後，調節空氣流速為2. 0m3/hr，接種至 固體培養基上(以粒徑2mm左右的麥秸為固體基質)，固體培養基的料層厚度為3cm，接種 量為10%。採用周期變壓方法進行培養，壓力在0.5MI^和l.SMI^a之間周期變動，高低壓 維持時間分別為3分鐘和3分鐘。繼續發酵期間保持反應器的溼度在50 80%，如溼度 低於設定值，則將滅菌後的無菌水通過氣流以霧狀送入反應器中。整個發酵周期為114hr， β -Gase 達到 38. 85IU g-1。先進行種子液的培養，在30°C下培養18hr後，調節空氣流速為2. 2m3/hr，接種至 固體培養基上，固體培養基的料層厚度為3cm，接種量為10%。採用周期變壓方法進行培 養，壓力在OMI^a和1.5MI^之間周期變動。發酵期間將滅菌後的液體培養基以水霧狀送入 反應器中，補充到固體培養基上，以滿足發酵中菌體生長的需要。整個發酵周期為120hr， β -Gase 高達 40. 14IU g-1。最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。儘管參 照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方 案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明 的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置，包括固體發酵罐(1)、液體種子 罐(3)、補液罐(4)、空氣壓縮機(8)、緩衝罐(7)、空氣過濾器(6)和蒸汽發生器(5)；其中， 所述的空氣壓縮機(8)、緩衝罐(7)和空氣過濾器(6)依次連接，用於產生無菌空氣；其特 徵在於，所述的固體發酵裝置還包括文丘裡管O)；所述的文丘裡管( 的進氣端通過進氣閥門(10)與所述的空氣過濾器(6)相連；所述 的文丘裡管O)的出氣端連接所述的固體發酵罐(1)，該固體發酵罐(1)上設有洩壓閥門 (9)，用於控制出氣以洩壓；所述的文丘裡管O)的喉部分別通過種子罐(3)、補料罐(4)的 出料端閥門(11、13)連接種子罐(3)和補料罐的出口端；所述的進氣閥門(10)與所述的文丘裡管( 之間的氣路上，還分別通過蒸汽發生器 (5)、補料罐(4)、液體種子罐(3)的氣路端閥門(15、14、12)連接蒸汽發生器(5)、補料罐的 進口端(4)和液體種子罐(3)的進口端；在高速氣流通過文丘裡管O)時，由於喉部氣體的流速增加形成負壓將液體種子或補 料液吸入，並與氣體混合，形成氣霧後，噴入固體發酵罐(1)的固體培養基中，完成無菌接 種和無菌補料。
2.根據權利要求1所述的氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置，其特徵在於， 所述的固體發酵罐為臥式或者立式壓力密閉容器，容器內部安置淺盤式支架或傳送帶式支 架，用於堆放固體培養基。
3.根據權利要求1所述的氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置，其特徵在於， 所述的液體種子罐C3)為液體深層發酵罐，該罐底部的管路與所述的補料罐(4)底部的管 路分別經消毒閥門(16、17)連接至蒸汽發生器(5)，進一步地用產生的蒸汽對種子罐中的 液體培養基、或補料罐中的水和營養液進行實消。
4.一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵方法，該方法利用了文丘裡管O)，所 述的文丘裡管( 的進氣端通過進氣閥門(10)與所述的空氣過濾器(6)相連；所述的文丘 裡管O)的出氣端連接所述的固體發酵罐(1)，該固體發酵罐(1)上設有洩壓閥門(9)，用 於控制出氣、洩壓；所述的文丘裡管O)的喉部分別通過種子罐(3)、補料罐的出料端 閥門(11、13)連接種子罐(3)和補料罐(4)的出口端；所述的進氣閥門(10)與所述的文丘裡管( 之間的氣路上，還分別通過蒸汽發生器 (5)、補料罐(4)、液體種子罐(3)的氣路端閥門(15、14、12)連接蒸汽發生器(5)、補料罐 (4)、液體種子罐(3)；在高速氣流通過文丘裡管O)時，由於喉部氣體的流速增加形成負壓將液體種子或補 液吸入，並與氣體混合，形成氣霧後，噴入固體發酵罐(1)的固體培養基中，完成無菌接種 和無菌補料；具體步驟包括1)空氣依次通過空氣壓縮機(8)、緩衝罐(7)和空氣過濾器(6)，經進氣閥門(10)與所 述的文丘裡管(2)進氣端相連，用於提供無菌空氣；2)所述的蒸汽發生器( 的氣路端閥門(1 打開時，產生的蒸汽用於對固體發酵罐中 的固體培養基進行原位滅菌；3)所述的液體種子罐(3)的氣路端閥門(12)和出料端閥門(11)打開時，文丘裡管(2) 藉助無菌空氣吸入液體種子，形成氣霧，噴入固體培養基，完成無菌接種；4)所述的補料罐⑷的氣路端閥門(14)和出料端閥門(13)打開時，文丘裡管(2)借 助無菌空氣吸入水或營養液，形成氣霧，噴入固體培養基，完成無菌補料；5)所述的固體發酵罐(1)的進氣閥門(10)和洩壓閥門(9)打開或關閉，以控制進氣和 出氣，對固體培養基和菌體施以周期性的充壓與洩壓以強化固體發酵中的傳質、傳熱和氣 體交換，減少發酵時間，提高發酵效率。
5.根據權利要求4所述的氣相接種和補料的純種培養的固體發酵方法，其特徵在於， 所述的方法還包括通過打開液體種子罐C3)和補料罐(4)底部的消毒閥門(16、17)，分別 利用蒸汽發生器( 產生的蒸汽對液體種子罐(3)的液體培養基、或補料罐中的水和 營養液進行實消。
6.根據權利要求4所述的氣相接種和補料的純種培養的固體發酵方法，其特徵在於， 所述的固體發酵採用強制通風或者周期變壓方式進行，期間可採用氣相運送無菌水和液體 營養液進行補料，整個過程均在密閉空間內完成。
全文摘要
本發明涉及一種氣相接種和補料的純種培養的固體發酵裝置，其特徵在於，該裝置還包括文丘裡管；所述的文丘裡管的進氣端通過氣路閥門與所述的空氣過濾器相連；所述的文丘裡管的出氣端連接所述的固體發酵罐，該固體發酵罐上設有洩壓的閥門；所述的文丘裡管的喉部分別通過種子罐、補料罐的出料端閥門連接種子罐和補料罐的出口端；所述的氣路閥門與文丘裡管之間的氣路上，還分別通過蒸汽發生器、補料罐、液體種子罐的氣路端閥門連接蒸汽發生器、補料罐的進口端和液體種子罐的進口端；高速氣流通過文丘裡管時喉部氣體的流速增加形成負壓將液體種子或補料液吸入，並與氣體混合，形成氣霧後，噴入固體發酵罐的固體培養基中，完成無菌接種和無菌補料。
文檔編號C12P1/00GK102102081SQ20091024198
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者張小勇, 李佐虎, 肖傳緒, 莫海濤 申請人:中國科學院過程工程研究所