專(zhuān)利名稱(chēng)：一種攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器及其在鼠李糖膠制備中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)酵工程和過(guò)程工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種通過(guò)攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器及其在鼠李糖膠制備中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鼠李糖膠(Rhamsan Gum)是由鞘氨醇單胞菌產(chǎn)生的一種胞外多糖,是結(jié)冷膠類(lèi)多糖的一種，又稱(chēng)S-194。結(jié)冷膠類(lèi)多糖具有相同的四糖重復(fù)單元主鏈結(jié)構(gòu):D_葡萄糖、D-葡糖醛酸、D-葡萄糖和L-鼠李糖，只是側(cè)鏈或其它結(jié)構(gòu)有些細(xì)微的區(qū)別。鼠李糖膠結(jié)構(gòu)如(I)所示。鼠李糖膠以其獨(dú)特的物理學(xué)和流變學(xué)特性以及使用安全性，可作為懸浮劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、乳化劑、成膜劑等廣泛用于食品、石油、水泥、涂料等行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器，其特征在于，該裝置由攪拌式反應(yīng)器部分與氣升式反應(yīng)器部分組成，兩部分通過(guò)恒流泵(2-3)相連接進(jìn)行物料交換； 攪拌式反應(yīng)器部分，由攪拌式反應(yīng)器(11)、PH自動(dòng)控制裝置和補(bǔ)料裝置、第一通氣裝置及攪拌裝置(10)組成；攪拌裝置(10)置于攪拌式反應(yīng)器(11)內(nèi)；PH自動(dòng)控制裝置和補(bǔ)料裝置位于攪拌式反應(yīng)器(11)外并分別通過(guò)恒流泵(2-1) (2-2)與其連接；第一通氣裝置向攪拌式反應(yīng)器(11)內(nèi)通氣； 氣升式反應(yīng)器部分，由氣升式反應(yīng)器(12)、恒溫水浴(13)及第二通氣裝置組成；恒溫水浴(13)與氣升式反應(yīng)器(12)的夾套連通以控制氣升式反應(yīng)器(12)內(nèi)部溫度；第二通氣裝置向氣升式反應(yīng)器(12)內(nèi)通氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的pH自動(dòng)控制裝置，由PH檢測(cè)器(5)、pH探頭(7)、恒流泵(2-1)、堿液瓶(1-1)、空氣過(guò)濾器(1-1)及相互連接管路所構(gòu)成，PH探頭(7)接于攪拌式反應(yīng)器(11)上與反應(yīng)器中的發(fā)酵液相接觸，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)pH低于所控pH時(shí)，堿液瓶(4-1)通過(guò)恒流泵(2-1)向反應(yīng)器中補(bǔ)入堿液，空氣過(guò)濾器(1-1)置于堿液瓶(4-1)密封口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的補(bǔ)料裝置，由恒流泵(2-2)、補(bǔ)料瓶(4-2)、空氣過(guò)濾器(1-2)及相互連接的管路所構(gòu)成，當(dāng)需要進(jìn)行補(bǔ)料操作時(shí)，補(bǔ)料瓶(4-2 )通過(guò)恒流泵(2-2 )將培養(yǎng)基補(bǔ)入攪拌式反應(yīng)器(11)中，空氣過(guò)濾器(1-2)置于補(bǔ)料瓶(4-2)密封口處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的第一通氣裝置，由空氣流量計(jì)(3-1)、空氣過(guò)濾器(1-3)、通氣進(jìn)管(9)及相互連接的管路所構(gòu)成，通入進(jìn)攪拌式反應(yīng)器(11)中的空氣，經(jīng)空氣流量計(jì)(3-1)調(diào)節(jié)流量，并經(jīng)空氣過(guò)濾器(1-3)進(jìn)行過(guò)濾后通過(guò)通氣進(jìn)管(9 )進(jìn)入攪拌式反應(yīng)器(11)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的第二通氣裝置由空氣流量計(jì)(3-2)、空氣過(guò)濾器(1-4)及相互連接的管路所構(gòu)成，通入進(jìn)氣升式反應(yīng)器(12 )中的空氣，經(jīng)空氣流量計(jì)(3-2 )調(diào)節(jié)流量，并經(jīng)空氣過(guò)濾器(1-4 )進(jìn)行過(guò)濾后由氣升式反應(yīng)器(12)的底部通入氣升式反應(yīng)器(12)中。
6.權(quán)利要求1所述的攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器在鼠李糖膠發(fā)酵制備中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，將鼠李糖膠生產(chǎn)菌鞘氨醇單胞菌Sphingomonas sp.RH-1接入裝有滅菌發(fā)酵培養(yǎng)基的攪拌式反應(yīng)器(11)后，開(kāi)啟恒流泵(2-3)實(shí)現(xiàn)攪拌式反應(yīng)器(11)和氣升式反應(yīng)器(12)中的物質(zhì)交換，開(kāi)啟恒溫水浴(13)實(shí)現(xiàn)氣升式反應(yīng)器(12)中的物料溫度恒定且與攪拌式反應(yīng)器(11)中物料溫度相同，培養(yǎng)24^100h,通過(guò)攪拌式與氣升式連用生物反應(yīng)器充分滿足鼠李糖膠生產(chǎn)菌Sphingomonassp.RH-1生產(chǎn)鼠李糖膠過(guò)程中對(duì)溶氧的需求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，鼠李糖膠單批次發(fā)酵結(jié)束后，將攪拌式反應(yīng)器(11)中的鼠李糖膠發(fā)酵液全部移除，僅保留氣升反應(yīng)器(12)中的發(fā)酵液，將新鮮滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基補(bǔ)入攪拌式反應(yīng)器(11)中，通過(guò)恒流泵(2-3)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)下一批次的鼠李糖膠的發(fā)酵生產(chǎn)，如此循環(huán)操作，即可實(shí)現(xiàn)鼠李糖膠的多批次發(fā)酵生產(chǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，攪拌式反應(yīng)器(11)中鞘氨醇單胞菌發(fā)酵反應(yīng)溫度為25 38℃，反應(yīng)pH為6.0 8.5，通氣量為0.4 1.8vvm,攪拌轉(zhuǎn)速為300 1000"min ;氣升式反應(yīng)器(11)中鞘氨醇單胞菌發(fā)酵反應(yīng)溫度為25 38°C，反應(yīng)pH為6.0~8.5，通氣量為0.4 1.8vvm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器，該裝置由攪拌式反應(yīng)器部分與氣升式反應(yīng)器部分組成，兩部分通過(guò)恒流泵相連接進(jìn)行物料交換。攪拌式反應(yīng)器部分，由攪拌式反應(yīng)器、pH自動(dòng)控制裝置和補(bǔ)料裝置、第一通氣裝置及攪拌裝置組成；氣升式反應(yīng)器部分，由氣升式反應(yīng)器、恒溫水浴及第二通氣裝置組成。本發(fā)明還公開(kāi)了上述攪拌式與氣升式聯(lián)用生物反應(yīng)器在鼠李糖膠發(fā)酵制備中的應(yīng)用。利用本發(fā)明的裝置及工藝，鼠李糖膠生產(chǎn)強(qiáng)度高、產(chǎn)物濃度高，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，是一種高效的生產(chǎn)方法。
文檔編號(hào)C12R1/01GK103194382SQ20131011178
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者徐虹, 徐曉瀅, 朱萍, 李莎, 梁金豐, 陳曉曄 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)