专利名称：高效生物发酵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物发酵装置，特别是一种工业连续生物发酵装置。
目前，在工业连续生物发酵中通常大多是采用发酵罐作为连续生物发酵装置，该发酵罐主要由外壳体、内壳体、顶盖构成，它是将工程菌直接添入发酵罐中，靠发酵罐的底部连续输入培养基，经搅拌或曝气，由两壳体间形成的空腔通入循环水使工程菌在恒定温度下工作，生产出所需产物，并从发酵罐上部设置的出口流出，由于该装置工程菌易流失，使得效率较低，加之培养基中的营养成分不能被充分利用，流失过多，也造成严重浪费。曾有一种将工程菌及包埋剂混合制成的小球载体，放置在发酵罐中，靠发酵罐的底部连续进入培养基，经搅拌或曝气，使工程菌在小球内工作，生产出所需产物，并从发酵罐上部设置的出口流出，而小球载体继续留在发酵罐中，由此来实现连续发酵的目的，它虽可克服效率低，培养基中的营养成分不能被充分利用及流失过多的缺点，但由于小球载体在发酵罐中为游离状态，在长期搅拌或曝气的过程中，小球载体必然会相互碰撞造成破裂使其损失严重，若需维持连续生产，必须不断的加入新的小球载体，加之小球载体中包埋工程菌的包埋剂价格非常昂贵，至使发酵成本较高，并且也使该连续生物发酵装置难以在工业发酵领域推广应用。
本实用新型的目的在于提供一种高效生物发酵装置，它不仅可使工程菌不易流失，培养基中的营养成分可充分利用，发酵效率较高，而且装置使用寿命长、造价低以及发酵成本较低。
本实用新型是这样实现的，采用几何单位载体，其几何单位载体的外壁为网状包裹层，包裹层内设置有载体填充物，载体填充物采用的为一种价格低廉、表面粗糙、不溶于水、在水中呈膨松网状结构，表面积大，对水、气有良好通透性、耐酸、碱、耐高温，不为生物降解等特性的无机纤维材料——岩棉。该装置发酵罐下部设置有支撑架，支撑架上设置有用于固定几何单位载体的框架，为克服软性载体易阻塞的不足，该装置中几何单位载体相互串接构成几何单位载体串，每串几何单位载体均有序的连接在框架上，其排列方法可采用横向、纵向、上、下等多种排列方式。但相邻几何单位载体串的几何单位载体与几何单位载体间应交错排列，从而构成由多个发酵小单位——几何单位载体形成的一立体网络，使大量的工程菌能附着在岩棉表面，不易流失掉，使其既通连性好，效率高，又大大降低了生产成本。
工作时，加入的工程菌在恒定温度环境下充分利用培养基中的营养成分而大量增殖，并附着在几何单位载体的岩棉上，当由壳体下部连续加入的培养基在自下向上流升的过程中，工程菌将充分利用培养基中的营养成分并将生产出大量的目标产物，实现连续生物发酵的目的。
本实用新型采用有序排列的几何单位载体串与框架连接构成整个立体网络载体的硬性结构以及由岩棉作为载体材料，使得该装置不仅菌体附着量大，不易脱落、流失、通透性好，能充分利用培养基中的营养成分，减少浪费，降低了发酵成本，而且运行稳定，使用寿命长，效率高，具有较为宽松的运行条件，对运行温度及PH值的变化有较强的抵抗能力，与通常采用的发酵罐装置同吨位型号相比，效率提高2-4倍，而装置结构缩小一倍以上，与之配套的管道设备可节省30％左右，大大降低了工程造价。
下面通过实施例结合附图对本实用新型进行详细描述
图1为本实用新型结构示意主视图。
图2为本实用新型结构示意俯视图。
图3为
图1A-A剖视图。
图4为本实用新型框架结构主视图。
图5为本实用新型框架结构俯视图。
图6为本实用新型几何单位载体结构示意图。
本实施例中，壳体由外壳体(4)及内壳体(5)组成，并且外壳体(4)、内壳体(5)以及内外壳体间上部焊接的环状封盖(12)连接构成一恒温循环水空腔(7)，外壳体(4)的底部与上部分别设置有一恒温循环水输入管(3)及输出管(17)、顶盖(14)设置在内壳体(5)的上部，并通过螺栓(13)及密封圈(16)相互固定密封，培养基输入管(6)、蒸气输入管(19)、曝气管(8)均设置在内壳体(5)的下部，内壳体(5)的底部设置有一沉渣排放管(2)，产物输出管(18)设置在内壳体(5)的上部，出气口(15)位于顶盖(14)上。支撑架(9)焊接在内壳体下部的内侧壁上，曝气管(8)上均布有曝气孔(20)、曝气管(8)的曝气部分均布并固定连接在支撑架(9)上，框架(10)放置在支撑架(9)上，几何单位载体(11)为球形，它由外部的网状包裹层(21)及包裹层内的载体填充物(22)构成，载体填充物为无机纤维材料——岩棉。几何单位载体(11)串接构成几何单位载体串并分别将串的两端连接在框架(10)上、下部的连接柱上，并且串与串间的几何单位载体相互交错排列，使得这些有序排列的几何单位载体既不会压实，又不会使几何单位载体间形成大的水、气通道。
工作时，首先打开蒸气阀进行高压蒸气灭菌，冷却后开通恒温循环水，使装置维持在适宜的温度范围内，然后，从培养基输入管(6)，加入发酵工程菌及培养基，当培养基淹没框架(10)上的几何单位载体(11)后，由曝气管(8)泵入过滤无菌空气，工程菌在适宜的环境下开始大量增殖，而增殖的工程菌会附着在几何单位载体的岩棉上，当培养基自下向上流升的过程中工程菌利用培养基中的营养成份将生产出大量的目标产物，并通过产物输出管(18)输出。
当装置长期运转，其下部沉渣沉积过多时，可开启阀门(1)将其排出。当需更换几何单位载体时，可打开顶盖(14)并方便的从上部通过提起框架(10)将整个立体网络取出。
权利要求1.一种高效生物发酵装置，由外壳体(4)、内壳体(5)以及内外壳体间上部焊接的环状封盖(12)连接构成一恒温循环水空腔(7)，外壳体(4)的底部与上部分别设置有一恒温循环水输入管(3)及输出管(17)、顶盖(14)设置在内壳体(5)的上部，培养基输入管(6)、蒸气输入管(19)、曝气管(8)均设置在内壳体(5)的下部，内壳体(5)的底部设置有一沉渣排放管(2)，产物输出管(18)设置在内壳体(5)的上部，出气口(15)位于顶盖(14)上，其特征在于内壳体(5)的下部固定连接有支撑架(9)，支撑架(9)上设置有框架(10)，几何单位载体(11)相互串接，构成几何单位载体串，每串几何单位载体均有序的连接在框架(10)上，串与串间的几何单位载体交错排列构成立体网络载体。
2.根据权利要求1所述的高效生物发酵装置，其特征在于几何单位载体(11)为球形，它由外部的网状包裹层(21)及包裹层内的载体填充物(22)构成。
3.根据权利要求1或2所述的高效生物发酵装置，其特征在于载体填充物(22)为无机纤维材料岩棉。
专利摘要一种高效生物发酵装置，采用有序排列的几何单位载体串与壳体内支撑架上设置的框架连接构成一立体网络载体，由岩棉作为载体材料，通过曝气使工程菌在培养基中大量繁殖并附着在几何单位载体上，工程菌利用壳体中连续加入的培养基中的营养成分生产出大量的目标产物，实现连续生物发酵的目的，本实用新型不仅菌体附着量大，不易脱落流失，通透性好，能充分利用培养基中的营养成分，而且运行稳定，发酵成本低，使用寿命长，效率高。
文档编号C12M1/00GK2267251SQ962130
公开日1997年11月12日 申请日期1996年6月17日 优先权日1996年6月17日
发明者李景卫, 王朝华, 王文辉, 朱建立 申请人:李景卫, 王朝华, 王文辉, 朱建立