專利名稱：甲醇流加在線消毒自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)酵領(lǐng)域，更確切地說涉及發(fā)酵過程中甲醇的流加工藝。
背景技術(shù)：
巴氏畢赤酵母表達系統(tǒng)可使用強效的醇氧化酶I(AOXl)啟動子，在甲醇誘導下實現(xiàn)外源基因的高效表達，與自然菌株和大腸桿菌表達系統(tǒng)等相比，具有表達量高、穩(wěn)定性好、培養(yǎng)成本低、產(chǎn)物易分離、產(chǎn)物安全性高等多方面的發(fā)酵優(yōu)勢，利用巴氏畢赤酵母表達外源蛋白、生產(chǎn)多種生物產(chǎn)品具有重大的商業(yè)價值，解決畢赤酵母發(fā)酵工藝和設(shè)備中存在的問題具有重要的意義。巴氏畢赤酵母菌甲醇誘導型發(fā)酵一般采用兩步法。工程菌首先在甘油為碳源的培養(yǎng)基中擴增，此時工程菌生長迅速，醇氧化酶I(AOXl)啟動子(PAOXI)處于抑制狀態(tài)，無外源蛋白表達，達到很高密度后，停止加甘油而換用甲醇誘導，啟動醇氧化酶1 (AOXl)啟動子 (PAOXI)，開始外源蛋白的表達。在甲醇誘導表達過程中，要嚴格控制甲醇流加量。流加過高，會導致工程菌甲醇中毒，過低又會影響產(chǎn)量，總量一般控制在培養(yǎng)基的0. 1 1%，誘導時間在150小時左右。因此，對甲醇流加時間點、流加量、流加速率的嚴格控制顯得尤為重要。甲醇CH3OH是常溫常壓下無色透明、易流動、易揮發(fā)的可燃性氣體，有很強的毒性， 內(nèi)服5 8g可導致失明，30g可導致人死亡，操作現(xiàn)場允許最高含量0. 05mg/L。在標準狀況下，甲醇飽和蒸汽壓并不高，但隨著溫度的升高，飽和蒸汽壓急劇上升。54. 7°C時沸騰，飽和蒸汽壓1個大氣壓；達到120 130°C時，飽和蒸汽壓上升到8 9個大氣壓，對設(shè)備提出了特殊要求。甲醇的上述特性以及發(fā)酵要求在無雜菌環(huán)境下進行，要求在線消毒、自動流加時，必須采取特殊裝置和處理工藝。由于甲醇特有的物理特性和使用安全要求以及發(fā)酵過程對甲醇流加的特殊要求， 如何實現(xiàn)甲醇的在線消毒滅菌、如何實現(xiàn)精準的在線流加控制具有很大的難度和重大的價值。當前，國內(nèi)受甲醇流加過程中存在的安全隱患、染菌、自動控制難度等綜合因素影響，畢赤酵母發(fā)酵在產(chǎn)業(yè)化推廣過程中受到了很大限制，國內(nèi)尚未見到妥善解決上述問題的設(shè)施和解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種簡單、安全、適用、經(jīng)濟的甲醇流加在線消毒自動控制系統(tǒng)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括若干控制閥、甲醇罐、發(fā)酵罐，其特征在于還包括儲水罐、甲醇預(yù)過濾器、甲醇除菌過濾器、蠕動泵、自動控制部件，在甲醇罐與發(fā)酵罐之間順次連接控制閥F1、控制閥F2、甲醇預(yù)過濾器、甲醇除菌過濾器、蠕動泵、控制閥F4 ；所述的控制閥Fl還通過控制閥F9連接儲水罐，所述的甲醇預(yù)過濾器還連接控制閥F3，所述的控制閥F4還連接控制閥F5和控制閥F6，控制閥F6分別連接控制閥F7、控制閥F8，所述的蠕動泵連接自動控制部件。所述的控制閥Fl控制甲醇的開關(guān)，控制閥F7控制蒸汽流量，控制閥F8控制無菌
空氣流量。所述的控制閥Fl、F2、F6、F7為塑料閥，耐高溫、耐壓，其余控制閥為聚四氟隔膜閥。如上所述技術(shù)方案，本實用新型實現(xiàn)了以下功能1.在線管路系統(tǒng)、設(shè)施消毒蒸汽管路消毒是發(fā)酵領(lǐng)域常用的方法，但是，針對甲醇的物理特性和人身安全，不能直接采用蒸汽對管路消毒，否則，管道設(shè)備內(nèi)所剩余料在高溫下會產(chǎn)生高壓有毒氣體噴向周圍，導致嚴重后果。本實用新型首先采用無菌壓縮空氣和儲水罐清理、回收管道系統(tǒng)內(nèi)剩余甲醇。在蒸汽消毒時，蒸汽通過絕熱閥與甲醇隔離；在正常工作時，也用絕熱閥將蒸汽與甲醇隔離，阻止熱量傳導。消毒部位主要是甲醇除菌過濾器到蠕動泵、發(fā)酵罐之間的管路、閥門。2.甲醇除菌甲醇不適合高溫消毒，否則，設(shè)備造價高，安全隱患大，無法保證工業(yè)化大生產(chǎn)。本方案采用先對甲醇除渣過濾，然后除菌過濾。甲醇分子量小、易流動，因而除菌效果好。3.甲醇流加自動計量甲醇流動性好，易溶于水，濃度可以精準控制，但易燃、易爆，需嚴防明火與甲醇接觸，采用智能蠕動泵外加變送器、PLC等控制部件可以自動實現(xiàn)甲醇流加的起止時間、流加速率、流加量的控制。同時，甲醇封閉在耐壓、耐高溫的特種柔性硅膠管內(nèi)，外界的明火不會影響管內(nèi)甲醇的安全。因此，本實用新型巧妙地將管道清理、蒸汽消毒、防爆防漏、過濾除菌、自動流加等過程結(jié)合在一起，處理流程清晰，針對性強，實現(xiàn)流程的整體結(jié)構(gòu)部件簡單，有效地解決了畢赤酵母發(fā)酵中甲醇自動流加存在的各項問題，具有很高的使用價值。
附圖是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，F(xiàn)1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9-控制閥，1.甲醇罐，2.儲水罐，3.甲醇預(yù)過濾器，4.甲醇除菌過濾器，5.蠕動泵，6.發(fā)酵罐，7.自動控制部件。
具體實施方式
如附圖所示，本實用新型包括若干控制閥、甲醇罐1、儲水罐2、甲醇預(yù)過濾器3、甲醇除菌過濾器4、蠕動泵5、發(fā)酵罐6、蠕動泵控制部件7等，在甲醇罐1與發(fā)酵罐6之間順次連接控制閥F1、控制閥F2、甲醇預(yù)過濾器3、甲醇除菌4、蠕動泵5、控制閥F4 ；所述的控制閥Fl還通過控制閥F9連接儲水罐2，所述的甲醇預(yù)過濾器3、甲醇除菌過濾器4之間設(shè)置一個支路連接控制閥F3，所述的控制閥F4還連接控制閥F5，并通過控制閥F6連接控制閥 F7、控制閥F8，所述的蠕動泵5連接自動控制部件7。所述的控制部件包括變送器、PLC等。
4[0023]所述的控制閥Fl控制甲醇的開關(guān)，控制閥F7控制蒸汽的流量，控制閥F8控制無菌空氣的流量。本實用新型的操作工藝流程為空氣管道殘留甲醇清理一蒸汽管路消毒一甲醇除渣、除菌一自動流加一發(fā)酵。具體如下1.空氣管道殘留清理關(guān)閉F1、F3、F4、F7，打開F9、F2、F6，將蠕動泵5的硅膠管從腔中取出，然后打開無菌空氣控制閥F8，利用空氣吹凈管道中殘留甲醇，進入儲水罐2中吸收。2.蒸汽管路消毒關(guān)閉F1、F9、F2、F8、F4，打開F3、F6，這時蠕動泵5的硅膠管還在腔外，然后打開控制蒸汽的控制閥F7，蒸汽從F3排出，完成甲醇除菌過濾器4到F4之間管路的蒸汽消毒；打開F5，發(fā)酵罐6通蒸汽，完成F4到發(fā)酵罐6的消毒。由于F2是塑料閥，有很好的隔熱效果， 在消毒時不會影響到甲醇管道。3.甲醇除渣、除菌關(guān)閉F9、F3、F5、F6、F7、F8，打開F2、F4，將蠕動泵5的硅膠管置于腔中，蠕動泵5 處于正常工作狀態(tài)，然后，打開F1。蠕動泵5根據(jù)發(fā)酵需要啟動，甲醇預(yù)過濾器3、甲醇除菌過濾器4開始工作，對甲醇除渣、除菌。F6、F7為塑料閥，起到了很好的隔熱效果，使蒸汽不會影響流加的甲醇正常工作。4.自動流加蠕動泵5、變送器、PLC控制器組成甲醇流加自動控制部件7，根據(jù)發(fā)酵要求設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，完成甲醇流加的自動控制。
權(quán)利要求1. 一種甲醇流加在線消毒自動控制系統(tǒng)，包括若干控制閥、甲醇罐、發(fā)酵罐，其特征在于還包括儲水罐O)、甲醇預(yù)過濾器(3)、甲醇除菌過濾器0)、蠕動泵(5)、自動控制部件 (7)，在甲醇罐(1)與發(fā)酵罐(6)之間順次連接控制閥(F1)、控制閥(F2)、甲醇預(yù)過濾器 (3)、甲醇除菌過濾器(4)、蠕動泵(5)、控制閥(F4)；所述的控制閥(Fl)還通過控制閥(F9) 連接儲水罐O)，所述的甲醇預(yù)過濾器C3)還連接控制閥(F3)，所述的控制閥(F4)還連接控制閥(冊)和控制閥(F6)，控制閥(F6)分別連接控制閥(F7)、控制閥(F8)，所述的蠕動泵 (5)連接自動控制部件(7)；所述的控制閥(Fl)控制甲醇的開關(guān)，控制閥(F7)控制蒸汽流量，控制閥(F8)控制無菌空氣流量。
專利摘要本實用新型公開了一種甲醇流加在線消毒自動控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在安全隱患、染菌、自動控制難等問題，其包括若干控制閥、甲醇罐、發(fā)酵罐、儲水罐、甲醇預(yù)過濾器、甲醇除菌過濾器、蠕動泵、自動控制部件等。本實用新型可對空氣管道殘留甲醇清理、蒸汽管路消毒、甲醇除渣、除菌等，處理流程清晰，針對性強，實現(xiàn)了流程的整體結(jié)構(gòu)部件簡單，有效地解決了畢赤酵母發(fā)酵中甲醇自動流加存在的各種問題，具有很高的使用價值。
文檔編號A61L2/07GK202246698SQ20112035110
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月18日
發(fā)明者吳友標 申請人:淮北市三和諾生物工程有限責任公司