一种大肠杆菌育种用管式离心机及其分离方法与流程

专利2026-07-17  19


本发明涉及一种大肠杆菌育种用管式离心机及其分离方法,其主要用于对发酵后的重组大肠杆菌发酵液进行固液分离。


背景技术:

1、大肠杆菌的繁殖能力强,易于培养,其大规模发酵成本低,具有巨大的生产潜力;且下游工艺简单、易于控制。大肠杆菌在发酵培养后涉及的菌体分离工艺,因此需要采用离心分离技术以对菌体进行分离。通过离心分离不仅在于分离大肠杆菌和其他悬浮颗粒,还希望除去部分不可溶性杂质和改变发酵液的性质,以利于后续的澄清中提取代谢产物,或对大肠杆菌进行细胞破碎、碎片的分离和提取胞内产物。

2、现有的大肠杆菌发酵液固液分离所采用的设备主要为管式离心机,通过高速旋转产生的离心力来实现发酵液的固液分离,管式离心机分离大肠杆菌具有分离速度快、分离效率高,液体澄清度好等优点。由于管式离心机的转鼓的转动速率极高,因此固液分离作业过程中,管式离心机的振动量相对较大,会对固液分离造成不良影响,为降低设备运行过程中的振动量,我们尝试于管式离心机的分离筒体的上下侧进行阻尼粒子填充,通过阻尼粒子之间的摩擦耗能以实现减振效果。但是,为了保持大肠杆菌的活性,现有的管式离心机的分离筒体内一般还会循环通入换热介质(冷媒),使发酵液的固液分离进程处于较低的温度环境下。而换热介质的循环通入也将阻尼粒子置于较低的温度环境下,导致阻尼粒子在低温环境下形成冷缩,致使阻尼粒子的填充紧实度丧失,不仅会造成减振效果达不到设计要求,严重时,甚至会加剧振动量。导致降温和减振的设置无法被同时实现,很是麻烦。

3、因此,设计一款既能够有效于分离筒体上实现换热介质的循环流通,且能够保持对减振用阻尼粒子的紧实填充,从而同步实现降温和减振效果,以在保持大肠杆菌的活性的前提下,提升固液分离效果的大肠杆菌育种用管式离心机及其分离方法是本发明的研究目的。


技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的技术问题,本发明在于提供了一种大肠杆菌育种用管式离心机及其分离方法,该大肠杆菌育种用管式离心机及其分离方法能够有效解决上述现有技术存在的技术问题。

2、本发明的技术方案是:

3、一种大肠杆菌育种用管式离心机,包括:

4、机架组件,包含固定基座、以及固接于所述固定基座上的立柱,所述立柱的上部横向设置有一相应的安装座,所述安装座的前侧转动安装有一相应的驱动轴,所述驱动轴由固定装置于所述安装座后侧的驱动电机进行驱动;

5、分离组件,包含固定安装于所述立柱上的分离筒体、以及转动安装于所述分离筒体内的转鼓,所述分离筒体是由内胆、外壳夹层组成,且所述分离筒体的前侧设置有一相应的开口,所述转鼓的顶侧设置有一组出液孔,且所述转鼓的顶部设置有传动连接到所述驱动轴上的联接轴;

6、进料管,所述分离筒体的底侧固定安装有下阻尼,所述下阻尼的上部通过轴承连接所述转鼓,所述进料管穿过所述下阻尼伸入所述转鼓的腔内;

7、出料组件,包含固定安装于所述分离筒体顶部的集液盘和上盖板,所述集液盘的底侧向下连接有相应的出料管;

8、冷凝组件,包含封闭安装于所述分离筒体的内胆、外壳的上下侧之间的弧形隔离板件,所述弧形隔离板件之间的外壳上连接有换热介质进入管、以及换热介质排出管;

9、减振组件,包含设置于所述弧形隔离板件外侧的内胆与外壳之间的弧形推料板件,所述弧形隔离板件上按间隔设置有若干个相应的固定管件,所述弧形推料板件上固接有插接于所述固定管件内的推料轴,所述推料轴固接有安装于所述固定管件内的活塞,所述弧形推料板件外侧的内胆与外壳之间固定装填有诸多相应的减振用阻尼粒子,所述固定管件远离弧形推料板件的一侧中空使活塞与换热介质接触。

10、所述管式离心机还包括调压组件,所述调压组件包含固定安装于所述换热介质进入管和换热介质排出管上的进料阀门和出料阀门、以及用于对所述内胆与外壳之间的换热介质压力进行检测的压力计,所述进料阀门和出料阀门均为流量调节阀;通过进料阀门和出料阀门的流量调节,以对所述内胆与外壳之间的换热介质压力进行控制,使所述活塞在受压后向外推动,以驱动所述弧形推料板件对所述减振用阻尼粒子进行压实。

11、所述推料轴的外端部贯穿延伸至所述弧形推料板件的外侧、并呈中空状态设置有相应的导液盲孔,所述活塞的中部设置有与所述导液盲孔相连通的连通孔。

12、所述推料轴分别通过焊接方式密封固接到所述弧形推料板件、以及所述活塞上。

13、所述联接轴与驱动轴之间通过相应的挠性联轴器进行连接,所述驱动轴通过带传动方式传动连接到所述驱动电机的输出轴端。

14、所述上盖板呈球面状向上凸起设置,且所述上盖板上固接有用于对所述联接轴、驱动轴、以及挠性联轴器进行防护的轴套。

15、所述分离筒体的开口处可启闭安装有一相应的密封门,所述密封门的一侧转动安装于所述分离筒体上,密封门的另一侧通过相应的锁紧螺栓可拆卸安装到所述分离筒体上。

16、所述密封门是由夹层钢板中部填充隔热材料组成。

17、所述减振用阻尼粒子采用球体状金属颗粒;所述转鼓包含转鼓本体、以及拆卸安装于所述转鼓本体底侧的底封盖,所述底封盖连到所述轴承上,且所述底封盖的底侧设置有用于贯穿所述进料管的衔接孔。

18、一种大肠杆菌育种的分离方法,基于上述所述的管式离心机,包含以下具体步骤:

19、s1,沿所述进料管将大肠杆菌混合物投料至所述转鼓内;

20、s2,驱动电机启动,以驱动所述转鼓形成高速转动,在离心力的作用下,密度较大的固体迅速沉降在转鼓内侧形成固体层;

21、s3,澄清的液体沿所述转鼓的出液孔引出、并沿集液盘底侧的出料管输出进行收集,以实现大肠杆菌混合物的固液分离。

22、本发明的优点:

23、1)本发明的冷凝组件包含封闭安装于分离筒体的内胆、外壳的上下侧之间的弧形隔离板件,弧形隔离板件之间的外壳上连接有换热介质进入管、以及换热介质排出管,以有效于分离筒体上实现换热介质的循环流通。

24、而本发明的减振组件则包含设置有弧形隔离板件外侧的内胆与外壳之间的弧形推料板件,弧形隔离板件上按间隔设置有若干固定管件,弧形推料板件上固接有插接于固定管件内的推料轴,推料轴固接有安装于固定管件内的活塞,最后,再于弧形推料板件外侧的内胆与外壳之间进行减振用阻尼粒子填充。在减振用阻尼粒子因冷缩而导致填充松散时,活塞在换热介质的压力推动下,带动推料轴、弧形推料板件向外移动,以对松散的减振用阻尼粒子形成挤压,从而保持对减振用阻尼粒子的紧实填充,使降温和减振能够被同步实现,以在保持大肠杆菌的活性的前提下,提升固液分离效果的。

25、2)本发明的管式离心机还包括调压组件,其包含安装于换热介质进入管和换热介质排出管上的进料阀门和出料阀门、以及压力计。通过进料阀门和出料阀门的流量调节,以对循环进入内胆与外壳之间换热介质的压力进行控制,使其压力值保持在合理的范围值内,即可保持对活塞的压力,从而提升本发明对减振用阻尼粒子的压实效果、并确保对减振用阻尼粒子的压实可控性,以大幅提升本发明的实用效果。

26、3)本发明的推料轴外端部贯穿延伸至弧形推料板件的外侧、并呈中空状态设置有相应的导液盲孔,且活塞的中部设置有与导液盲孔相连通的连通孔。如此一来,不仅能够将换热介质导流至减振用阻尼粒子的所在空间内,以扩大温控范围,且能够提升活塞和推料轴的受压面,从而提升换热介质对弧形推料板件的推动效果,以进一步大幅提升本发明的实用效果。


技术特征:

1.一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述管式离心机还包括调压组件(13),所述调压组件(13)包含固定安装于所述换热介质进入管(902)和换热介质排出管(903)上的进料阀门(1301)和出料阀门(1302)、以及用于对所述内胆(4011)与外壳(4012)之间的换热介质压力进行检测的压力计(1303),所述进料阀门(1301)和出料阀门(1302)均为流量调节阀;通过进料阀门(1301)和出料阀门(1302)的流量调节,以对所述内胆(4011)与外壳(4012)之间的换热介质压力进行控制,使所述活塞(1003)在受压后向外推动,以驱动所述弧形推料板件(1001)对所述减振用阻尼粒子(12)进行压实。

3.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述推料轴(1002)的外端部贯穿延伸至所述弧形推料板件(1001)的外侧、并呈中空状态设置有相应的导液盲孔(14),所述活塞(1003)的中部设置有与所述导液盲孔(14)相连通的连通孔(15)。

4.根据权利要求3所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述推料轴(1002)分别通过焊接方式密封固接到所述弧形推料板件(1001)、以及所述活塞(1003)上。

5.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述联接轴(6)与驱动轴(2)之间通过相应的挠性联轴器(16)进行连接,所述驱动轴(2)通过带传动方式传动连接到所述驱动电机(3)的输出轴端。

6.根据权利要求5所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述上盖板(802)呈球面状向上凸起设置,且所述上盖板(802)上固接有用于对所述联接轴(6)、驱动轴(2)、以及挠性联轴器(16)进行防护的轴套(17)。

7.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述分离筒体(401)的开口处可启闭安装有一相应的密封门(18),所述密封门(18)的一侧转动安装于所述分离筒体(401)上,密封门(18)的另一侧通过相应的锁紧螺栓(19)可拆卸安装到所述分离筒体(401)上。

8.根据权利要求7所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述密封门(18)是由夹层钢板中部填充隔热材料组成。

9.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌育种用管式离心机,其特征在于,所述减振用阻尼粒子(12)采用球体状金属颗粒;所述转鼓(402)包含转鼓本体(4021)、以及拆卸安装于所述转鼓本体(4021)底侧的底封盖(4022),所述底封盖(4022)连到所述轴承(21)上,且所述底封盖(4022)的底侧设置有用于贯穿所述进料管(7)的衔接孔。

10.一种大肠杆菌育种的分离方法,基于上述权利要求1-9任一项所述的管式离心机,其特征在于,包含以下具体步骤:


技术总结
本发明公开了一种大肠杆菌育种用管式离心机及其分离方法,所述管式离心机包括:机架组件;分离组件,包含分离筒体、以及转动安装于分离筒体内的转鼓;进料管,所述进料管伸入所述转鼓的腔内;出料组件,包含集液盘和上盖板,集液盘的底侧连接有出料管;冷凝组件,包含安装于所述分离筒体的内胆、外壳之间的弧形隔离板件,分离筒体的外壳上连接有换热介质进入管、以及换热介质排出管;减振组件,包含设置于所述分离筒体的内胆与外壳之间的弧形推料板件,所述弧形推料板件外侧的内胆与外壳之间固定装填有诸多相应的减振用阻尼粒子。本发明能够同步实现降温和减振效果,从而提升对发酵液的分离效果和提升设备的使用寿命。

技术研发人员:钟景淦,张琳,邹金燕,张文连,游小花,滕柏忠,陈欣浩,黄顺娣
受保护的技术使用者:福建龙生生物科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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