一種用於樹脂原位分離培養的發酵罐的製作方法
2023-11-04 16:09:53 4
本實用新型涉及一種發酵罐體，具體涉及一種用於樹脂原位分離培養的發酵罐，屬於生物發酵領域。
背景技術：
原位分離培養技術是微生物、動植物細胞培養發酵技術中常用於解除培養過程中的產物抑制的技術之一。其是指在培養過程中，同時進行產物分離或吸附，將產物從培養基中分離出來以減少產物抑制或對細胞的毒性，從而增加產物產量的一種方式。樹脂原位分離培養則是指在發酵罐的發酵的同時，直接培養罐內添加樹脂顆粒，分離吸附培養基中的產物，從而減少產物抑制提高產物產率的一種方式。例如張玉明Bacillus licheniformis Y8226A菌株發酵生產桿菌肽的工藝中，通過添加D152樹脂方式吸附，使得桿菌肽產量提高了27.4％(參考《桿菌肽生產菌種選育及發酵新工藝研究》，科學技術與工程；2015年33期，137–141頁)。而在酵母發酵生產2-苯乙醇的工藝中，採用添加FD0816大孔樹脂的原位分離方式，可以降低2-苯乙醇對菌體自身的抑制作用，將2-苯乙醇的產物濃度提升至12.80g/L(參考關昂,王航,孟春等.原位轉移技術用於酵母合成2-苯乙醇[J].過程工程學報,2009,9(1):128-132.)。
與傳統的發酵方式相比，樹脂原位分離培養的培養方式為固液兩相體系培養。發酵罐內存在樹脂顆粒固體和培養液固液混合體系。目前，現有技術所知的發酵罐及發酵裝置往往是針對傳統液態單相發酵，並未對罐體作針對性調整設計，因此在用於樹脂原位分離培養的培養時容易發生樹脂顆粒容易堵塞發酵罐管路，樹脂顆粒與培養基分離存在跑料現象，樹脂顆粒容易進入培養基管道，樹脂顆粒在操作單元間輸送困難等問題。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題是克服現有普通發酵罐在樹脂顆粒原位分離培養時分離困難、樹脂流失、容易堵塞閥門和管路、輸送耗費大量水或輸送液的問題，提供一種發酵罐。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：
本實用新型提供一種用於樹脂原位分離培養的發酵罐，包括發酵罐罐體，所述罐體頂部設置有物料入口，所述罐體外部設置有電動機，所述電動機與中央軸連接，並通過軸封從罐外延伸至罐體內腔，所述中央軸上設置有攪拌器，所述發酵罐罐體的底端設有罐體底部，所述罐體底部設有樹脂顆粒的出料口，同時所述發酵罐罐體底部側壁上設有個不同高度位置的排液口，所述發酵罐罐體的頂部設置有衝洗液入口，所述衝洗液入口連有噴頭。
作為本實用新型的一種優選技術方案，所述排液口的罐腔內部進口位置安裝有濾器。
作為本實用新型的一種優選技術方案，所述排液口的罐腔內部進口位置安裝有弧形導流罩，弧形導流罩的入口朝向罐壁。
作為本實用新型的一種優選技術方案，樹脂顆粒的出料口為直通式放料閥或上展式放料閥。
作為本實用新型的一種優選技術方案，所述罐體底部設有的氣動排渣門，所述氣動排渣門還具有鎖緊氣缸式安全鎖口。
作為本實用新型的一種優選技術方案，所述罐體底部的形狀為倒置圓錐體型或者為倒置的斜椎體。
作為本實用新型的一種優選技術方案，所述的氣動排渣門的出口直徑為所述罐體腰部直徑的1/4至1/2。
作為本實用新型的一種優選技術方案，所述直通式放料閥或所述上展式放料閥其閥門口徑大於50cm。
本實用新型所達到的有益效果是：該發酵罐能夠方便快速分離培養液與樹脂，避免放料階段或分離階段發生樹脂顆粒堵塞管路或者閥門的問題。同時該發酵設備可以在原位分離培養後直接回收樹脂，從而避免的管道輸送階段耗費大量的輸送液體，減少後續的步驟處理液體量。
附圖說明
附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
圖1是本實用新型的結構示意圖；
圖2是斜通式排料式發酵罐結構示意圖；
圖3是直錐形卸料式發酵罐結構示意圖；
圖4是斜錐底卸料式發酵罐結構示意圖；
圖5是排液管的構造示意圖；
圖6是帶遮板排液管的構造示意圖；
圖中：0、發酵罐罐體；1、電動機；2、物料入孔；3、軸封；4、補料/衝洗液入口；5、聯軸節；6、中央軸；7、法蘭；8、人梯；9、溫度電極；10、pH電極；11、溶氧電極；12、冷卻列管；13、攪拌器；14、排液口；15、發酵罐罐體底部；16、通風管；17、空氣分布器；151、氣動排渣門；152、鎖緊氣缸式安全鎖口；162、輸送管路或接收罐；141、排液口閥門；142、濾器；143、發酵罐罐體壁；144、排液口管路；145、第一弧形導流罩；146、第二弧形導流罩；147、弧形導流罩入口；161、直通式放料閥；163、上展式放料閥。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
實施例1
如圖1-6所示，本實用新型提供一種用於樹脂原位分離培養的發酵罐，包括發酵罐罐體0，罐體0頂部設置有物料入口2，罐體0外部設置有電動機1，電動機1與中央軸6連接，並通過軸封3從罐外延伸至罐體內腔，中央軸6上設置有攪拌器13，發酵罐罐體0的底端設有罐體底部15，罐體底部15設有樹脂顆粒的出料口，同時發酵罐罐體0底部側壁上設有2-4個不同高度位置的排液口14，發酵罐罐體0的頂部設置有衝洗液入口4，衝洗液入口4連有噴頭，該發酵罐能夠方便快速分離培養液與樹脂，避免放料階段或分離階段發生樹脂顆粒堵塞管路或者閥門的問題。同時該發酵設備可以在原位分離培養後直接回收樹脂，從而避免的管道輸送階段耗費大量的輸送液體，減少後續的步驟處理液體量。
排液口14的罐腔內部進口位置安裝有濾器142，該濾器可以為多孔陶瓷、不鏽鋼濾網等。排液口14的罐腔內部進口位置安裝有弧形導流罩146，弧形導流罩的入口147朝向罐壁，弧形導流罩使得液體進入的入口位置面相罐壁，使得攪拌培養階段、沉降階段樹脂顆粒物均難以進入排液罐內。樹脂顆粒的出料口為直通式放料閥161或上展式放料閥163，樹脂顆粒通過閥門進入收集罐內，或者通過管路液體輸送直接進入下一操作單元。罐體底部15設有的氣動排渣門151，氣動排渣門151還具有鎖緊氣缸式安全鎖口152，在放罐操作上，待發酵液排放完畢後，可以直接打開氣動排渣門將樹脂固料完全放出，至收集罐或收集車內，轉運至下一操作單元，直接填料。罐體底部15的形狀為倒置圓錐體型或者為倒置的斜椎體，減少樹脂顆粒堵塞及滯留。的氣動排渣門151的出口直徑為發酵罐罐體0腰部直徑的1/4至1/2。直通式放料閥161或上展式放料閥163其閥門口徑大於50cm。
該裝置是一種用於樹脂原位分離培養的發酵罐，當需要使用該罐體時，在發酵結束後，關閉電動機1，停止攪拌器13攪拌及通風管16的鼓氣，使得培養基中的樹脂顆粒自然沉降於發酵罐底部15。然後首先打開距離發酵罐底部15較遠的排液閥141，發酵液被排除，帶液面降低後，從高至低逐步打開排液口14，使得發酵液液面逐步降低，同時維持樹脂的堆積面基本穩定，不會重懸進入排液口14內。排液完成後，關閉所有排液閥141，打開從發酵罐頂部的補料/衝洗液入口4，通入衝洗液，將殘餘罐壁上的樹脂顆粒淋洗下，之後打開攪拌器13攪拌，重懸樹脂顆粒。之後打開樹脂顆粒的出料口，將樹脂顆粒排出。
最後應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。