CN108165487A - 一种菌用高效发酵罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种菌用高效发酵罐，外罐体与内罐体之间设有对内罐体内的温度进行恒温控制的保温组件，内罐体内壁上设有加热组件，内罐体一端设有伸入内罐体内部的搅拌组件和充气组件，外罐体一端外部还固定设有操作柜，操作柜上设有参数设定组件，外罐体的另一端外部还设有测试组件，测试组件固定在侧盖上，本发明的发酵罐使用方便，可以十分方便的考察消泡剂、铁离子、冷凝水、空气流量等因素对工程菌细胞酶活的影响，还可以考察底物浓度、温度、pH、离子强度、金属离子、产物浓度等因素对酶促反应速度的影响，为大规模生产打下基础，本发明温度控制准确，监测方便，侧盖方便进行拆装，可以方便对其内部进行清洁，防止交叉影响。

Description

一种菌用高效发酵罐
技术领域
本发明涉及一种菌用高效发酵罐，属于发酵设备技术领域。
背景技术
目前，用PCR技术从甲醇毕赤酵母GS115基因组DNA为模板扩增甲酸脱氢酶的基因，利用融合表达型T载体技术，将甲酸脱氢酶基因重组于删除信号肽的二硫键形成蛋白DsbA的下游，使甲酸脱氢酶融合表达于DsbA的羧基末端。借助于DsbA的溶促折叠作用，使酶蛋白高活性表达，可以获得的甲酸脱氢酶工程菌具备以甲酸NAD+为底物生成NADH和二氧化碳的能力。
在对甲酸脱氢酶工程菌进行研究时，需要收集具有高立体选择性的羰基还原酶或醇脱氢酶的氨基酸序列，以大肠杆菌的偏爱密码子设计编码基因，PCR扩增后，用融合表达型T载体构建技术获得还原酶的基因工程菌，数量在15个以上。分别活性表达，考察工程菌以模型底物4-氯乙酰乙酸乙酯和NADH作为底物还原制备得到产物4-氯3羟基乙酸乙酯的光学纯度。将甲酸脱氢酶和羰基还原酶重组于同一质粒载体上，考察工程菌以甲酸和4-氯乙酰乙酸乙酯为底物制备4-氯3羟基乙酸乙酯的立体选择性。
在研究优化表达条件时，需要考察不同碳源、氮源、添加剂等因素对工程菌细胞酶活的影响，在优化的表达条件下使酶蛋白呈现高生物学活性，以提高工程菌细胞制备目标产物的能力。在开展中试研究中，需要在300L发酵罐上培养工程菌细胞，以便考察消泡剂、铁离子、冷凝水、空气流量等因素对工程菌细胞酶活的影响，为大规模生产打下基础。
但是，目前的发酵罐发酵效率较低，发酵时难以对考察消泡剂、铁离子、冷凝水、空气流量等因素进行有效测试与控制，因此，需要设计一种高效的菌用高效发酵罐。
本发明针对以上问题，提供一种菌用高效发酵罐，提高发酵时难以对考察消泡剂、铁离子、冷凝水、空气流量等因素进行有效测试与控制的方便性。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种菌用高效发酵罐，其特征在于，其包括外罐体、内罐体、加热组件、保温组件、搅拌组件、充气组件、参数设定组件和测试组件，其中，所述内罐体设置在所述外罐体内部，且所述外罐体与所述内罐体之间设置有对内罐体内的温度进行恒温控制的保温组件，所述内罐体的内壁上设置有所述加热组件，所述内罐体的一端设置有伸入所述内罐体内部的所述搅拌组件和充气组件，所述外罐体的一端外部还固定设置有操作柜，所述操作柜上设置有所述参数设定组件，所述外罐体的另一端外部还设置有所述测试组件，所述测试组件固定在侧盖上，所述侧盖可拆卸的设置在所述外罐体的另一端。
进一步，作为优选，所述加热组件采用电加热丝，所述保温组件包括保温加热管和保温介质，所述保温介质填充于所述外罐体与内罐体之间，所述外罐体的内壁上盘设有所述保温加热管，所述保温加热管对所述保温介质进行加热与保温。
进一步，作为优选，所述充气组件包括充气泵、充气盘和充气嘴，所述充气泵固定在所述操作柜上，所述内罐体的一端内壁上固定设置有所述充气盘，所述充气盘上设置有多个充气嘴，所述充气盘与所述充气泵连通。
进一步，作为优选，所述参数设定组件包括参数设置显示屏和参数设置按钮，所述参数设置按钮至少包括充气量、充气速率、温度、搅拌速度、搅拌时间。
进一步，作为优选，所述搅拌组件包括搅拌电机、联轴器、搅拌叶一、搅拌叶二和搅拌叶三，其中，所述搅拌电机固定设置在所述操作柜上，所述搅拌电机通过所述联轴器连接设置有搅拌轴，所述搅拌轴伸入所述内罐体内部，所述搅拌轴上设置有从不同搅拌方向进行搅拌的搅拌叶一、搅拌叶二和搅拌叶三。
进一步，作为优选，所述搅拌叶一为设置在搅拌轴的两组，且所述搅拌叶一构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的径向外侧，所述搅拌叶二构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的径向内侧，所述搅拌叶三构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的两端。
进一步，作为优选，所述测试组件包括测试管、测试传感器组、测试管固定座、控制线、测试参数显示屏和测试控制器，其中，所述测试管采用所述测试管固定座固定在所述侧盖上，所述外罐体的靠近所述测试组件的一端设置有连接法兰，所述侧盖可拆卸的设置在所述连接法兰上，所述测试管上贴设有对发酵物质的状态的所需参数进行监测的测试传感器组，所述测试传感器组通过所述控制线连接测试控制器，所述测试控制器设置在所述侧盖上，所述侧盖上还设置有与所述控制器连接的测试参数显示屏。
进一步，作为优选，所述侧盖上还设置有配重块。
进一步，作为优选，所述侧盖的底部设置有滚轮，所述侧盖的底部侧面还设置有定位肩，所述外罐体的底部与所述定位肩位置对应的定位座，所述侧盖上还设置有连接耳，所述连接耳与所述外罐体上的连接法兰连接密封设置，所述外罐体的底部设置有多个支撑座。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的发酵罐使用方便，可以十分方便的考察消泡剂、铁离子、冷凝水、空气流量等因素对工程菌细胞酶活的影响，还可以考察底物浓度、温度、pH、离子强度、金属离子、产物浓度等因素对酶促反应速度的影响，为大规模生产打下基础，本发明的发酵罐的温度控制准确，监测方便，同时，侧盖方便进行拆装，可以方便对其内部进行清洁，防止交叉影响。
附图说明
图1是本发明一种菌用高效发酵罐的结构示意图；
图2是本发明一种菌用高效发酵罐在拆开时的结构示意图；
其中，1、外罐体，2、支撑座，3、保温加热管，4、保温介质，5、充气泵，6、操作柜，7、参数设置显示屏，8、参数设置按钮，9、搅拌电机，10、充气盘，11、充气嘴，12、联轴器，13、搅拌叶一，14、搅拌叶二，15、搅拌叶三，16、测试管，17、测试传感器，18、测试管固定座，19、控制线，20、测试参数显示屏，21、测试控制器，22、配重块，23、滚轮，24、定位肩，25、定位座，26、加热组件
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种菌用高效发酵罐，其特征在于，其包括外罐体1、内罐体、加热组件26、保温组件、搅拌组件、充气组件、参数设定组件和测试组件，其中，所述内罐体设置在所述外罐体1内部，且所述外罐体与所述内罐体之间设置有对内罐体内的温度进行恒温控制的保温组件，所述内罐体的内壁上设置有所述加热组件，所述内罐体的一端设置有伸入所述内罐体内部的所述搅拌组件和充气组件，所述外罐体的一端外部还固定设置有操作柜6，所述操作柜6上设置有所述参数设定组件，所述外罐体的另一端外部还设置有所述测试组件，所述测试组件固定在侧盖上，所述侧盖可拆卸的设置在所述外罐体的另一端。
其中，所述加热组件采用电加热丝，所述保温组件包括保温加热管3和保温介质4，所述保温介质4填充于所述外罐体1与内罐体之间，所述外罐体1的内壁上盘设有所述保温加热管3，所述保温加热管3对所述保温介质4进行加热与保温。
作为较佳的实施例，所述充气组件包括充气泵5、充气盘10和充气嘴11，所述充气泵5固定在所述操作柜6上，所述内罐体的一端内壁上固定设置有所述充气盘10，所述充气盘10上设置有多个充气嘴11，所述充气盘10与所述充气泵5连通。所述参数设定组件包括参数设置显示屏7和参数设置按钮8，所述参数设置按钮至少包括充气量、充气速率、温度、搅拌速度、搅拌时间。
所述搅拌组件包括搅拌电机9、联轴器12、搅拌叶一13、搅拌叶二14和搅拌叶三15，其中，所述搅拌电机9固定设置在所述操作柜上，所述搅拌电机9通过所述联轴器12连接设置有搅拌轴，所述搅拌轴伸入所述内罐体内部，所述搅拌轴上设置有从不同搅拌方向进行搅拌的搅拌叶一13、搅拌叶二14和搅拌叶三15。
作为更佳实施例，所述搅拌叶一13为设置在搅拌轴的两组，且所述搅拌叶一构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的径向外侧，所述搅拌叶二14构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的径向内侧，所述搅拌叶三15构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的两端。
此外，所述测试组件包括测试管16、测试传感器组17、测试管固定座18、控制线19、测试参数显示屏20和测试控制器21，其中，所述测试管16采用所述测试管固定座固定在所述侧盖上，所述外罐体的靠近所述测试组件的一端设置有连接法兰，所述侧盖可拆卸的设置在所述连接法兰上，所述测试管上贴设有对发酵物质的状态的所需参数进行监测的测试传感器组17，所述测试传感器组通过所述控制线19连接测试控制器，所述测试控制器21设置在所述侧盖上，所述侧盖上还设置有与所述控制器连接的测试参数显示屏20，测试传感器组17至少包括温度传感器、PH传感器、所需测量的底物浓度传感器、离子强度传感器、金属离子传感器、以及所实验的产物浓度传感器。
为了保证侧盖移动的平衡性，所述侧盖上还设置有配重块22。所述侧盖的底部设置有滚轮23，所述侧盖的底部侧面还设置有定位肩24，所述外罐体的底部与所述定位肩位置对应的定位座25，所述侧盖上还设置有连接耳，所述连接耳与所述外罐体上的连接法兰连接密封设置，所述外罐体的底部设置有多个支撑座2。
本发明的发酵罐使用方便，可以十分方便的考察消泡剂、铁离子、冷凝水、空气流量等因素对工程菌细胞酶活的影响，还可以考察底物浓度、温度、pH、离子强度、金属离子、产物浓度等因素对酶促反应速度的影响，为大规模生产打下基础，本发明的发酵罐的温度控制准确，监测方便，同时，侧盖方便进行拆装，可以方便对其内部进行清洁，防止交叉影响。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种菌用高效发酵罐，其特征在于，其包括外罐体、内罐体、加热组件、保温组件、搅拌组件、充气组件、参数设定组件和测试组件，其中，所述内罐体设置在所述外罐体内部，且所述外罐体与所述内罐体之间设置有对内罐体内的温度进行恒温控制的保温组件，所述内罐体的内壁上设置有所述加热组件，所述内罐体的一端设置有伸入所述内罐体内部的所述搅拌组件和充气组件，所述外罐体的一端外部还固定设置有操作柜，所述操作柜上设置有所述参数设定组件，所述外罐体的另一端外部还设置有所述测试组件，所述测试组件固定在侧盖上，所述侧盖可拆卸的设置在所述外罐体的另一端。
2.根据权利要求1所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述加热组件采用电加热丝，所述保温组件包括保温加热管和保温介质，所述保温介质填充于所述外罐体与内罐体之间，所述外罐体的内壁上盘设有所述保温加热管，所述保温加热管对所述保温介质进行加热与保温。
3.根据权利要求1所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述充气组件包括充气泵、充气盘和充气嘴，所述充气泵固定在所述操作柜上，所述内罐体的一端内壁上固定设置有所述充气盘，所述充气盘上设置有多个充气嘴，所述充气盘与所述充气泵连通。
4.根据权利要求1所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述参数设定组件包括参数设置显示屏和参数设置按钮，所述参数设置按钮至少包括充气量、充气速率、温度、搅拌速度、搅拌时间。
5.根据权利要求1所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述搅拌组件包括搅拌电机、联轴器、搅拌叶一、搅拌叶二和搅拌叶三，其中，所述搅拌电机固定设置在所述操作柜上，所述搅拌电机通过所述联轴器连接设置有搅拌轴，所述搅拌轴伸入所述内罐体内部，所述搅拌轴上设置有从不同搅拌方向进行搅拌的搅拌叶一、搅拌叶二和搅拌叶三。
6.根据权利要求5所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述搅拌叶一为设置在搅拌轴的两组，且所述搅拌叶一构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的径向外侧，所述搅拌叶二构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的径向内侧，所述搅拌叶三构设为将内罐体内的物质搅向内罐体的两端。
7.根据权利要求1所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述测试组件包括测试管、测试传感器组、测试管固定座、控制线、测试参数显示屏和测试控制器，其中，所述测试管采用所述测试管固定座固定在所述侧盖上，所述外罐体的靠近所述测试组件的一端设置有连接法兰，所述侧盖可拆卸的设置在所述连接法兰上，所述测试管上贴设有对发酵物质的状态的所需参数进行监测的测试传感器组，所述测试传感器组通过所述控制线连接测试控制器，所述测试控制器设置在所述侧盖上，所述侧盖上还设置有与所述控制器连接的测试参数显示屏。
8.根据权利要求7所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述侧盖上还设置有配重块。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种菌用高效发酵罐，其特征在于：所述侧盖的底部设置有滚轮，所述侧盖的底部侧面还设置有定位肩，所述外罐体的底部与所述定位肩位置对应的定位座，所述侧盖上还设置有连接耳，所述连接耳与所述外罐体上的连接法兰连接密封设置，所述外罐体的底部设置有多个支撑座。
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