專利名稱：生物反應(yīng)器內(nèi)上部空間的防雜菌污染裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于生物反應(yīng)器內(nèi)的無(wú)菌控制裝置，特別涉及一種生物反應(yīng)器內(nèi)上部空間控制雜菌污染的裝置。
對(duì)于在生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的連續(xù)或半連續(xù)發(fā)酵過(guò)程，任何微生物污染都會(huì)產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致整罐發(fā)酵液的廢棄，尤其在工業(yè)化生產(chǎn)中，如何有效地維持反應(yīng)器內(nèi)的無(wú)菌狀態(tài)始終是一個(gè)有待解決的難題。例如用固定化細(xì)胞發(fā)酵醬油時(shí)，是將海藻酸鈣凝膠的細(xì)胞置于封閉式填充床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，該方法實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)效果很好，但是當(dāng)擴(kuò)大到工廠化規(guī)模時(shí)，沒(méi)有一種實(shí)用的方法能夠在不損失傳統(tǒng)工藝所形成的醬油風(fēng)味的前提條件下做到對(duì)醬油滅菌，所以在醬油進(jìn)入反應(yīng)器的同時(shí)，會(huì)帶入部分雜菌，這是可能造成發(fā)酵過(guò)程終止的潛在污染源，在這些雜菌中，Zygosacch salsus和Zygosacch japonicus主要是在醬油表面生膜繁殖的，俗稱白菌，它們很容易在液面及容器上部?jī)?nèi)表面的富氧環(huán)境中形成生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，大量繁殖時(shí)將會(huì)污染或擾亂固定化細(xì)胞發(fā)酵，并使醬油變臭，損害風(fēng)味，因此是固定化細(xì)胞發(fā)酵醬油生產(chǎn)中的主要有害菌類群。
對(duì)于象上述在發(fā)酵液面產(chǎn)膜繁殖的微生物及懸浮于空氣中的其它微生物所引起的生物反應(yīng)器內(nèi)上部空間污染，通常的處理方法主要有定期機(jī)械攪拌；降低培養(yǎng)基的食鹽濃度以及在具有產(chǎn)膜條件的培養(yǎng)基中添加少量表面活性劑等，這些方法都能不同程度地抑制產(chǎn)膜雜菌的繁殖生長(zhǎng)狀態(tài)，使之以嫌氣性代謝方式懸浮在發(fā)酵液層中生長(zhǎng)。但是攪拌方法會(huì)造成機(jī)械強(qiáng)度不高的海藻酸鈣凝膠的破碎程度增加，從而縮短載體的使用壽命；降低食鹽濃度以及添加表面活性劑的方法都涉及到對(duì)原發(fā)酵工藝條件，工藝配方改動(dòng)，對(duì)生產(chǎn)操作及最終成品的理化指標(biāo)影響較大。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種適用于生物反應(yīng)器內(nèi)的殺菌裝置，在不改變?cè)l(fā)酵工藝條件的前提下，能夠維持反應(yīng)器內(nèi)局部的潔凈狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)工業(yè)化發(fā)酵。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，在生物反應(yīng)器內(nèi)上部空間安裝紫外線殺菌裝置，定期用該紫外線殺菌裝置照射反應(yīng)器內(nèi)發(fā)酵液面、液面以上的空間以及反應(yīng)器上部?jī)?nèi)表面，使懸浮于空氣中的雜菌，尤其是發(fā)酵液面產(chǎn)膜雜菌的繁殖生長(zhǎng)受到抑制。殺菌裝置由安裝在反應(yīng)器上部紫外線殺菌燈及被照射區(qū)組成，紫外線殺菌燈從生物反應(yīng)器上部(發(fā)酵液面以上部分)的合適位置插入反應(yīng)器內(nèi)，調(diào)整其在反應(yīng)器內(nèi)的探出部分，使紫外線燈光完全照射到反應(yīng)器內(nèi)上部發(fā)酵液未及空間及反應(yīng)器內(nèi)表面，在該被照射區(qū)域形成有效照射區(qū)。
紫外線殺菌燈為無(wú)臭氧型，以避免臭氧溶于發(fā)酵液，干擾發(fā)酵過(guò)程。紫外線殺菌燈的功率以保證被照射區(qū)域是有效照射區(qū)為前提而定，一般地講，紫外線燈功率的確定與被照射區(qū)域邊緣到燈的直線距離有關(guān)，比如20瓦紫外燈管的照射距離應(yīng)為0.5米左右，30瓦燈管的照射距離以1.2米為宜。被照射區(qū)無(wú)定型設(shè)計(jì)要求，取決于反應(yīng)器的上部形狀，但是為避免產(chǎn)生照射死角，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)選用不同類型的紫外線殺菌燈，選擇不同的安裝方式。
紫外線殺菌燈有三種類型，即H型、U型、盤型，可根據(jù)需要而選用。紫外線殺菌燈的電源線在燈的同一端為好，使燈只有一個(gè)插頭。紫外線殺菌燈在反應(yīng)器的被殺菌空間可以有三種安裝方式，即垂直安裝、傾斜安裝和水平安裝。實(shí)際操作中，選用何種類型的燈以及安裝方式的采用取決于兩個(gè)因素，其一為了滿足被照射區(qū)根據(jù)殺菌要求所需的光照強(qiáng)度；其二為了消除因罐內(nèi)其它裝置(如清洗裝置等)而造成的紫外線照不到的地方(照射死角)。視具體需要，采用多燈、多方式安裝，可保證紫外線殺菌燈的照射強(qiáng)度，亦可保證無(wú)照射死角。
附


圖1是H型紫外線殺菌燈的主視和俯視示意圖。
附圖2是U型紫外線殺菌燈的主視和俯視示意圖。
附圖3是盤型紫外線殺菌燈的主視和俯視示意圖。
附圖4是紫外線殺菌燈的安裝示意圖。圖中(1)、(2)、(3)分別為垂直、傾斜、水平三種安裝方式的紫外線殺菌燈。
附圖5是附圖4中的A放大圖，為燈的剖面示意圖，圖中(4)為燈管，(5)為軟物，表示紫外線殺菌燈用軟物(如藥棉、泡沫等)固定的方法。
本實(shí)用新型的殺菌裝置除了可應(yīng)用于正在進(jìn)行發(fā)酵作業(yè)的生物反應(yīng)器中，還可以推廣應(yīng)用到非發(fā)酵反應(yīng)容器，即用于對(duì)潔凈度有一定要求的存放物料的罐式容器中，如醬油成品的儲(chǔ)罐，用這種紫外線殺菌燈對(duì)醬油的液面及上部空間定期照射，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量及風(fēng)味不發(fā)生改變。
實(shí)踐證明，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易行，這種紫外線殺菌裝置投資小，效果顯著，應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中，完全能夠滿足生物反應(yīng)器內(nèi)局部無(wú)菌控制的需要，可有效地避免發(fā)酵過(guò)程中由于雜菌污染帶來(lái)的產(chǎn)品損失或質(zhì)量下降，提高發(fā)酵作業(yè)的成功率。
權(quán)利要求1．一種用于生物反應(yīng)器內(nèi)防雜菌污染的裝置，特征是采用無(wú)臭氧型紫外線殺菌燈，安裝在生物反應(yīng)器內(nèi)上部空間，該紫外線殺菌燈從生物反應(yīng)器上部(發(fā)酵液面以上部分)合適的位置插入反應(yīng)器內(nèi)，調(diào)節(jié)其在反應(yīng)器內(nèi)的探出部分，使其發(fā)出的紫外光線完全照射到發(fā)酵液未及空間及反應(yīng)器內(nèi)表面，在該區(qū)域形成有效照射區(qū)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，特征是選用的無(wú)臭氧型紫外線殺菌燈的類型有H型、U型和盤型三種，燈的電源線在燈的同一端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于控制生物反應(yīng)器內(nèi)上部空間雜菌污染的紫外線殺菌裝置。將紫外線殺菌燈從反應(yīng)器上部(發(fā)酵液面以上部分)合適的位置插入反應(yīng)器內(nèi),定期用紫外光線照射反應(yīng)器內(nèi)發(fā)酵液面、液面以上的空間以及反應(yīng)器上部?jī)?nèi)表面,起到抑制有害雜菌的繁殖生長(zhǎng)、維持反應(yīng)器內(nèi)的無(wú)菌狀態(tài)的目的。該裝置用于發(fā)酵工業(yè),具有操作簡(jiǎn)便、投資小、效果顯著的優(yōu)點(diǎn),能夠提高發(fā)酵的成功率,實(shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)化生產(chǎn),從而大幅度提高生產(chǎn)能力。
文檔編號(hào)C12M1/12GK2331671SQ962184
公開日1999年8月4日 申請(qǐng)日期1996年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月16日
發(fā)明者李非, 李賀山 申請(qǐng)人:北京市食品研究所