《一种密闭式生物反应系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种密闭式生物反应系统.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102337206A43申请公布日20120201CN102337206ACN102337206A21申请号201110311180122申请日20111014C12M1/00200601C12M1/04200601C12R1/8920060171申请人云南爱尔发生物技术有限公司地址675000云南省楚雄彝族自治州楚雄市子牛镇云南爱尔发生物技术有限公司72发明人梁文伟张勇74专利代理机构昆明正原专利代理有限责任公司53100代理人金耀生54发明名称一种密闭式生物反应系统57摘要本发明是一种密闭式生物反应系统。该系统由动力系统和反应单元构成，动力系统包括能源和泵体，能源与泵体连。
2、接。反应单元包括管道组、阀门、回收管、空气管、碳源管和碳源，管道组一端与泵体出口连接，另一端与回收管连接，阀门位于回收管顶部和回收管底部；回收管一端与管道组连接，另一端与泵体连接，上部设计排气口，通过阀门控制开或关；空气管设置在回收管内，其中一端位于回收管外部，且设计有阀门，另一端位于回收管底部与泵体间，碳源端管一端与碳源相连，另一端位于回收管底部与泵体间。整套系统耗能低，结构简单，容易操作，空气和碳源利用率提高，节省大量的设备，节约了成本。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102337217A1/1页21一种密闭式生物反应系统，。
3、其特征在于该系统由动力系统和反应单元构成，动力系统包括能源和泵体，能源与泵体连接；反应单元包括管道组、阀门、回收管、空气管、碳源管、碳源，管道组一端与泵体出口连接，另一端与回收管连接，阀门位于回收管顶部和回收管底部；回收管一端与管道组连接，另一端与泵体连接，上部设计排气口；空气管设置在回收管内，其中一端位于回收管外部，且设计有阀门，另一端位于回收管底部与泵体间，碳源端管一端与碳源相连，另一端位于回收管底部与泵体间。2根据权利要求1所述的密闭式生物反应系统，其特征在于回收管为透明的材料，直径与管道组等径，垂直放置。3根据权利要求1所述的密闭式生物反应系统，其特征在于管道组管径为DN20DN110。
4、，材料为聚乙烯或聚氯乙烯或聚丙烯或玻璃或不锈钢。4根据权利要求1所述的密闭式生物反应系统，其特征在于管道组为竖直或倾斜或水平放置，由多根管道串连或并联构成。5根据权利要求1所述的密闭式生物反应系统，其特征在于泵体为离心泵或往复泵或齿轮泵或旋涡泵。6根据权利要求1所述的密闭式生物反应系统，其特征在于空气管和碳源管直径为DN3DN12，材料为硅胶或聚乙烯或聚氯乙烯中。7根据权利要求1所述的密闭式生物反应系统，其特征在于碳源为工厂废气、汽车尾气、石油液化气、柴煤废气、沼气、有机物中的一种或几种。权利要求书CN102337206ACN102337217A1/3页3一种密闭式生物反应系统技术领域0001。
5、本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种微生物培养中的密闭式生物反应系统。背景技术0002微生物是地球上最重要的一种生物，是生物圈中重要的一个组成部分。开发和利用微生物可以为人类社会提供大量的蛋白质、维生素、胡萝卜素、碳水化合物、色素、矿物质、多糖、脂肪以及不饱和脂肪酸等，而且一年四季都可以培养，产量是粮食作物的几十倍甚至上百倍，经济效益是经济作物的上千倍。0003微生物种类繁多，不同品种对生存的环境有不同的要求，开发和利用微生物必须达到单种纯培养，全过程必须为封闭式，杜绝真菌、细菌、灰尘、原生动物的影响。目前培养微生物采用封闭式柱状罐体反应器，此反应器罐体直径几厘米到几百厘米，体积为几吨到几。
6、十吨，体壁较厚，温度高低通过体壁夹层传递，但往往需要消耗大量能源来控制，而且不能做到即时有效调控；罐体中间设置有大型螺旋桨片和电机，反应器运转需要消耗大量电能；罐体内培养溶液液位较深，给微生物提供氧气和二氧化碳就必须经过专用设备压缩后供给，并且两种气体在培养液内溶解度低，而且与培养液体接触面积小，接触时间短，大量气体未被利用就排出，导致溶液PH值高低不稳定、碳源缺乏、溶解氧不足，进而引起微生物培养效率低。0004因此，在保持培养体积不变的情况下，如何即时有效来调控温度，耗费极少能源，增加气体和碳源的利用率，提高微生物培养效率，成为微生物开发利用的关键核心技术问题。发明内容0005本发明的目的是。
7、针对上述存在的问题，提供一种新型的微生物培养中的密闭式生物反应系统。其可有效解决空气和碳源利用率低的问题，为微生物生长提供最佳的培养环境。0006本发明解决上述问题所采用的技术方案是该系统由动力系统和反应单元构成，动力系统包括能源和泵体，能源与泵体连接；反应单元包括管道组、阀门、回收管、空气管、碳源管、碳源；管道组一端与泵体出口连接，另一端与回收管连接，阀门分别位于回收管顶部和回收管底部；回收管一端与管道组连接，另一端与泵体连接，上部设置排气口；空气管设置在回收管内，其中一端位于回收管外部，并且设计有阀门，另一端位于回收管底部与泵体间，碳源管一端与碳源相连，另一端位于回收管底部与泵体间。000。
8、7所述的回收管为透明的材料构成，直径与管道组等径，垂直放置。0008所述的管道组管径为DN（内径）20DN110，材料可由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、玻璃或不锈钢等构成，可为透明、半透明或不透明。说明书CN102337206ACN102337217A2/3页40009所述的管道组可为竖直、倾斜、水平放置，由多根管道串连和并联构成。0010所述泵体可以为离心泵、往复泵、齿轮泵、旋涡泵等。0011所述空气管和碳源管直径为DN3DN12，材料可为硅胶、聚乙烯或聚氯乙烯等构成。0012所述的碳源可以为工厂废气、汽车尾气、石油液化气、柴煤废气、沼气或有机物等。0013本发明与现有技术比较具有以下优点1、回。
9、收管内不需要安装桨片和电机，管径相对较小，管道内液体带走全部培养物，培养物不易沉淀于管壁。00142、整个系统温度容易控制，可以即时调节，管道组直径较小，传热快，在管壁上喷洒热水或冰水，温度就可以控制在规定的范围内。00153、该系统使用的碳源可以为液态、气态，摆脱必须把气体液化后才能使用的传统做法。00164、空气和碳源供给方式利用文丘里原理，回收管内液体经泵体提速后，回收管内产生负压，空气和碳源就被吸入到液体里，摆脱原来需要泵和压力设备来正压供给的方法。00175、空气和碳源经过泵体后，压强增大，溶解度增加，在管道组内跟随培养液体一起进行无数次循环，增加了接触面积和接触机会，给微生物提供充。
10、足的时间吸收，可以达到100的利用，尽而使培养液的PH值维持在一个稳定范围内。00186、整个系统结构简单，占地面积小，可以根据实际地形安装，如车上、工厂、厨房，真正达到零排放。00197、整个系统耗能小，唯一动力为泵体，能源可以为风能、太阳能、化学能、电能或机械能，可以直接或间接给泵体提供能量。附图说明0020图1是本发明的密闭式生物反应系统结构示意图。0021图中，1排气阀，2空气管阀，3空气管，4碳源管，5碳源，6回收管，7回收管阀，8泵体，9管道组。具体实施方式0022如图1所示，本发明具体结构如下本发明的密闭式生物反应系统由动力系统和反应单元构成，动力系统包括能源和泵体8，能源与泵体。
11、8连接。反应单元包括管道组9、排气阀1、空气管阀2、和回收管阀7、回收管6、空气管3和碳源管4，管道组9一端与泵体8出口连接，另一端与回收管6连接，排气阀1位于回收管6顶部，空气管阀2位于空气管3上、回收管阀7位于回收管6底部；回收管6一端与管道组9连接，另一端与泵体8连接；空气管3设置在回收管6内，其中一端位于回收管6外部，另一端位于回收管6底部与泵体8间，碳源管4一端与碳源5相连，另一端位于回收管6底部与泵体8间。0023所述的回收管为透明的材料构成，直径与管道组等径，垂直放置。0024所述的管道组管径为DN20DN110，材料可由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、玻璃或不锈钢等构成，可为透明、半。
12、透明或不透明。说明书CN102337206ACN102337217A3/3页50025所述的管道组可为竖直、倾斜、水平放置，由多根管道串连和并联构成。0026所述泵体可以为离心泵、往复泵、齿轮泵、旋涡泵等。0027所述空气管和碳源管直径为DN3DN12，材料可为硅胶、聚乙烯或聚氯乙烯等构成。0028所述的碳源可以为工厂废气、汽车尾气、石油液化气、柴煤废气、沼气或有机物等。0029安装方法01吨的密闭式生物反应系统，选择在平地上安装。0030首先，在平地上安装管道组9，管道组9由2M长玻璃管（DN40）40根，每10根为一个串连单位，然后安装为4个并联，回收管6位于管道组9一侧，回收管6竖直安装。
13、，碳源5选择工厂废气，能源5使用电能，泵体8使用离心泵，其它按照图1模式依次安装所涉及的设备。0031安装完毕后，进行彻底消毒处理，消毒方式为传统的化学处理，在经过酒精、次氯酸钠、高锰酸钾、臭氧、二氧化氯等消毒剂反复消毒，最后用消毒过的无菌水将整个系统清洗干净。0032利用上述反应系统培养微生物（以红球藻为代表）的具体过程如下（1）打开排气阀1，往回收管6里注入雨生红球藻藻种，体积为10KG，再补加培养基90KG。0033（2）启动电源，使泵体8开始运转，整套系统内液体开始来回循环运转。0034（3）打开空气阀3和碳源5，利用文丘里工作原理，空气和二氧化碳被吸入到管道组9里，空气和二氧化碳经过。
14、泵体后被打成细微的气泡，接触面积增大，而且压强也增大，溶解度大幅度增加，在培养液内经过80M的循环，二氧化碳全部被雨生红球藻吸收完，未吸收完的空气和光合作用产生的氧气通过排气阀1排出。0035（4）通过测量培养液体的PH值和溶解氧高低，即时调控空气阀2和碳源5供给。0036（5）系统运行过程中，通过给反应器单元喷洒热水或冰水，保持温度在一定范围内（2025）。0037（6）经过一段时间的培养后，整套反应器培养的雨生红球藻细胞达到收获的密度，停止培养，关闭电源，打开回收管阀7进行收集。0038（7）收集完毕后，在向整套系统内加入一定量的消毒液消毒，最后再用无菌水冲刷残留消毒液，然后可以重新开始下一轮雨生红球藻的培养。0039实施的结果表明本发明密闭式生物反应系统耗能低，整套系统结构简单，容易操作，利用文丘里工作原理吸入空气和碳源，再通过泵体充分混合搅拌、增压，空气和碳源利用率提高，节省大量的设备，节约了成本，为微生物生长提供最佳适宜条件，有效缩短培养时间，该系统可用于连续或半连续微生物培养，为开发微生物资源提供实际技术支撑。说明书CN102337206ACN102337217A1/1页6图1说明书附图CN102337206A。