連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)技術(shù)方案

本申請公開了一種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng),包括用于微生物發(fā)酵的發(fā)酵裝置、用于補(bǔ)充培養(yǎng)基的補(bǔ)料裝置以及恒化裝置。該恒化裝置包括用于過濾舊培養(yǎng)基的過濾層和包圍在過濾層四周的外層，過濾層圍成過濾腔，并與發(fā)酵裝置連通形成循環(huán)回路，循環(huán)回路上設(shè)置用于使培養(yǎng)基循環(huán)流動的動力件。外層與過濾層之間形成外腔，外腔上開設(shè)有用于排出過濾后的舊培養(yǎng)基的排出端口。通過補(bǔ)料裝置和恒化裝置的結(jié)合能夠減少培養(yǎng)基中有害代謝物質(zhì)的積累，并且及時補(bǔ)進(jìn)新鮮培養(yǎng)基，使菌體生長達(dá)到更高菌體量。而且恒化裝置能夠回收菌體到發(fā)酵裝置內(nèi)，使菌體能夠回收利用，避免浪費(fèi)。

Continuous fermentation system

The invention discloses a continuous fermentation system, which comprises a fermentation device for microbial fermentation, a feeding device used for supplementing the culture medium, and a chemostat device. The chemostat apparatus includes a filter layer filter medium and surrounded by the old outer filtering layer around the filter layer surrounded the filtering chamber, and connected to form a circulation loop and fermentation device, circuit is provided for a power circulating culture base. An external cavity is formed between the outer layer and the filter layer, and the outer cavity is provided with a discharge port for discharging the filtered old culture medium. The combination of the feeding device and the chemostat device can reduce the accumulation of harmful metabolites in the culture medium, and replenish the fresh culture medium in time, so that the growth of the bacteria can reach a higher amount of bacteria. Moreover, the chemostat device can recover the bacteria into the fermentation device, so that the bacteria can be recycled to avoid waste.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本申請涉及一種用于連續(xù)發(fā)酵的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
連續(xù)發(fā)酵指以一定的速度向發(fā)酵裝置內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同速度流出舊培養(yǎng)基，從而使發(fā)酵裝置內(nèi)的液量維持恒定的發(fā)酵過程。連續(xù)發(fā)酵可分為單罐連續(xù)發(fā)酵和多罐串聯(lián)連續(xù)發(fā)酵方式。目前多罐串聯(lián)連續(xù)發(fā)酵方式已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，但是單罐連續(xù)發(fā)酵技術(shù)仍未成熟。現(xiàn)有單罐連續(xù)發(fā)酵方式為恒液培養(yǎng)。恒液培養(yǎng)即為放掉一定體積的發(fā)酵液，同時補(bǔ)進(jìn)等體積的新鮮培養(yǎng)基。但現(xiàn)有恒液培養(yǎng)方式流放的發(fā)酵液中的菌體不能回收利用，造成浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本申請?zhí)峁┮环N新型的連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)。本申請?zhí)峁┑倪B續(xù)發(fā)酵系統(tǒng),包括用于微生物發(fā)酵的發(fā)酵裝置和用于補(bǔ)充培養(yǎng)基的補(bǔ)料裝置，還包括：恒化裝置，所述恒化裝置包括用于過濾舊培養(yǎng)基的過濾層和包圍在過濾層四周的外層，所述過濾層圍成過濾腔，并與發(fā)酵裝置連通形成循環(huán)回路，所述循環(huán)回路上設(shè)置用于使培養(yǎng)基循環(huán)流動的動力件；所述外層與過濾層之間形成外腔，所述外腔上開設(shè)有用于排出過濾后的舊培養(yǎng)基的排出端口。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，所述過濾層為中空纖維柱。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，所述恒化裝置的排出通道上設(shè)置有流量計(jì)，記錄排出的舊培養(yǎng)基流量。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，還包括收集裝置，所述收集裝置與恒化裝置的排出端口連通，用于收集排出的舊培養(yǎng)基。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，所述排出端口包括位于外腔上部的第一端口和位于外腔下部的第二端口，所述第一端口和第二端口均設(shè)置有閥門。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，所述收集裝置與第一端口連通，用于收集排出后的舊培養(yǎng)基。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，所述流量計(jì)設(shè)置在第一端口與收集裝置之間。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，在培養(yǎng)基自所述發(fā)酵裝置向恒化裝置流動的通路上依次設(shè)置有第三閥門和第四閥門，在第三閥門和第四閥門的通路之間伸出第一支路和第二支路，所述第一支路上設(shè)置有第五閥門，所述第二支路上設(shè)置有第六閥門；在培養(yǎng)基自所述恒化裝置向發(fā)酵裝置流動的通路上依次設(shè)置有第八閥門和第七閥門，在第七閥門和第八閥門的通路之間伸出第三支路，所述第三支路上設(shè)置有第九閥門。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，在培養(yǎng)基自所述恒化裝置向發(fā)酵裝置流動的通路上設(shè)置有壓力表，用于檢測該通路中的壓力。作為所述連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)一步可選方案，所述動力件為動力泵，用于向培養(yǎng)基的流動提供動力。本申請的有益效果是：本申請?zhí)峁┑倪B續(xù)發(fā)酵系統(tǒng),包括用于微生物發(fā)酵的發(fā)酵裝置、用于補(bǔ)充培養(yǎng)基的補(bǔ)料裝置以及恒化裝置。該恒化裝置包括用于過濾舊培養(yǎng)基的過濾層和包圍在過濾層四周的外層，過濾層圍成過濾腔，并與發(fā)酵裝置連通形成循環(huán)回路，循環(huán)回路上設(shè)置用于使培養(yǎng)基循環(huán)流動的動力件。外層與過濾層之間形成外腔，外腔上開設(shè)有用于排出過濾后的舊培養(yǎng)基的排出端口。通過補(bǔ)料裝置和恒化裝置的結(jié)合能夠減少培養(yǎng)基中有害代謝物質(zhì)的積累，并且及時補(bǔ)進(jìn)新鮮培養(yǎng)基。而且恒化裝置能夠回收菌體到發(fā)酵裝置內(nèi)，使菌體能夠回收利用，讓菌體生長達(dá)到更高菌體量，避免浪費(fèi)。附圖說明圖1為本申請連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡圖。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本申請可以以多種不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本實(shí)施例所描述的實(shí)施方式。提供以下具體實(shí)施方式的目的是便于對本申請公開內(nèi)容更清楚透徹的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字詞僅是針對所示結(jié)構(gòu)在對應(yīng)附圖中位置而言。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可能會意識到其中的一個或多個的具體細(xì)節(jié)描述可以被省略，或者還可以采用其他的方法、組件或材料。在一些例子中，一些實(shí)施方式并沒有描述或沒有詳細(xì)的描述。此外，本文中記載的技術(shù)特征、技術(shù)方案還可以在一個或多個實(shí)施例中以任意合適的方式組合。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，易于理解與本文提供的實(shí)施例有關(guān)的方法的步驟或操作順序還可以改變。因此，附圖和實(shí)施例中的任何順序僅僅用于說明用途，并不暗示要求按照一定的順序，除非明確說明要求按照某一順序。本文中為部件所編序號本身，例如“第一”、“第二”等，僅用于區(qū)分所描述的對象，不具有任何順序或技術(shù)含義。而本申請所說“連接”、“聯(lián)接”，如無特別說明，均包括直接和間接連接(聯(lián)接)。實(shí)施例一：本實(shí)施例提供一種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)。請參考圖1，本連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)包括用于微生物發(fā)酵的發(fā)酵裝置100、用于補(bǔ)充培養(yǎng)基的補(bǔ)料裝置200以及恒化裝置300。該恒化裝置300包括用于過濾舊培養(yǎng)基的過濾層310和包圍在過濾層310四周的外層320，過濾層310圍成過濾腔，并與發(fā)酵裝置100連通形成循環(huán)回路，循環(huán)回路上設(shè)置用于使培養(yǎng)基循環(huán)流動的動力件。外層320與過濾層310之間形成外腔，外腔上開設(shè)有用于排出過濾后的舊培養(yǎng)基的排出端口。工作時，當(dāng)微生物發(fā)酵進(jìn)入到穩(wěn)定期后，菌體量增加，伴隨著代謝產(chǎn)物的增多，培養(yǎng)基中積累的有害物質(zhì)增多，對菌體生長限制的限制性因素大大增加，比如乙酸的積累，會對菌體的繼續(xù)增長造成限制。在菌體生長的穩(wěn)定期將發(fā)酵液通過管道流進(jìn)恒化裝置300內(nèi)，恒化裝置300可以將發(fā)酵液中的培養(yǎng)基通過過濾層310濾出，同時截留菌體，通過管道將菌體送回發(fā)酵裝置100內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)濾出舊培養(yǎng)基的同時將菌體送回發(fā)酵裝置100繼續(xù)培養(yǎng)。本過濾層310采用能夠?yàn)V出舊培養(yǎng)基，但能夠留下菌體的材料制成。如在本實(shí)施例中，過濾層310采用的是中空纖維柱。當(dāng)舊的發(fā)酵液經(jīng)過恒化裝置300時，一部分培養(yǎng)基會濾出到中空纖維柱外面，有害代謝物質(zhì)就隨著培養(yǎng)基能排出中空纖維柱外，菌體由于分子量較大被截留在中空纖維柱內(nèi)，在動力件的動力作用下伴隨著剩余的發(fā)酵液回流到發(fā)酵裝置100中進(jìn)行發(fā)酵。該連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)通過補(bǔ)料裝置200和恒化裝置300的結(jié)合能夠減少培養(yǎng)基中有害代謝物質(zhì)的積累，并且及時補(bǔ)進(jìn)新鮮培養(yǎng)基，使菌體生長達(dá)到更高菌體量。而且恒化裝置300能夠回收菌體到發(fā)酵裝置100內(nèi)，使菌體能夠回收利用，避免浪費(fèi)。請參考圖1，在恒化裝置300的排出通道上還可以設(shè)置有流量計(jì)600，記錄排出的舊培養(yǎng)基流量。通過流量計(jì)600顯示的流速反饋調(diào)節(jié)補(bǔ)料管道內(nèi)補(bǔ)料的流速，使得單位時間濾出舊培養(yǎng)基的體積與補(bǔ)進(jìn)新培養(yǎng)基的體積一致。流量計(jì)600的設(shè)置使得補(bǔ)料流速可以根據(jù)培養(yǎng)基濾出速度進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，避免以往一次性補(bǔ)加大量培養(yǎng)基對整個菌體生長環(huán)境造成的巨大沖擊。進(jìn)一步地，該連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)還可能包括收集裝置900，該收集裝置900與恒化裝置300的排出端口連通，用于收集排出的舊培養(yǎng)基。如圖1所示，本實(shí)施例恒化裝置300的排出端口包括位于外腔上部的第一端口和位于外腔下部的第二端口，該第一端口和第二端口均設(shè)置有閥門410、420進(jìn)行開閉的控制。使用時只需打開第一閥門410(用于控制第一端口的閥門)，濾出液從第一端口流出。流量計(jì)600可以是設(shè)置在第一端口與收集裝置900之間，監(jiān)控培養(yǎng)基的流出流速。第二閥門420(用于控制第二端口的閥門)為預(yù)留的出口，便于中空纖維柱的排氣。請參考圖1，在本實(shí)施例中，恒化裝置300與發(fā)酵裝置100的循環(huán)回路上的動力件采用的是動力泵510，該動力泵510用于向培養(yǎng)基的流動提供動力，使培養(yǎng)基在發(fā)酵裝置100和恒化裝置300之間循環(huán)流動起來。此外，在補(bǔ)料裝置200和發(fā)酵裝置100的補(bǔ)料管道上也設(shè)置有動力件，如動力泵520，為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng),包括用于微生物發(fā)酵的發(fā)酵裝置和用于補(bǔ)充培養(yǎng)基的補(bǔ)料裝置，其特征在于，還包括：恒化裝置，所述恒化裝置包括用于過濾舊培養(yǎng)基的過濾層和包圍在過濾層四周的外層，所述過濾層圍成過濾腔，并與發(fā)酵裝置連通形成循環(huán)回路，所述循環(huán)回路上設(shè)置用于使培養(yǎng)基循環(huán)流動的動力件；所述外層與過濾層之間形成外腔，所述外腔上開設(shè)有用于排出過濾后的舊培養(yǎng)基的排出端口。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng),包括用于微生物發(fā)酵的發(fā)酵裝置和用于補(bǔ)充培養(yǎng)基的補(bǔ)料裝置，其特征在于，還包括：恒化裝置，所述恒化裝置包括用于過濾舊培養(yǎng)基的過濾層和包圍在過濾層四周的外層，所述過濾層圍成過濾腔，并與發(fā)酵裝置連通形成循環(huán)回路，所述循環(huán)回路上設(shè)置用于使培養(yǎng)基循環(huán)流動的動力件；所述外層與過濾層之間形成外腔，所述外腔上開設(shè)有用于排出過濾后的舊培養(yǎng)基的排出端口。2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾層為中空纖維柱。3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于，所述恒化裝置的排出通道上設(shè)置有流量計(jì)，記錄排出的舊培養(yǎng)基流量。4.如權(quán)利要求3所述的連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于，還包括收集裝置，所述收集裝置與恒化裝置的排出端口連通，用于收集排出的舊培養(yǎng)基。5.如權(quán)利要求4所述的連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于，所述排出端口包括位于外腔上部的第一端口和位于外腔下部的第二端口，所述第一端口和第二端口均設(shè)置有閥門。6.如...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳波宏，熊思馳，董宇亮，章文蔚，金廣懷，婁菲，王峰，陳棟權(quán)，
申請(專利權(quán))人：深圳華大基因研究院，
類型：新型
國別省市：廣東;44