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发酵菌种的新一代扩大培养技术和装置
  发布时间:2020-02-12    供稿部门:

  项目概况 

  在生物发酵领域,菌种的扩大培养是发酵工艺的重要环节。细菌和酵母的菌种须经多级液体深层发酵罐扩大培养,一般地,液体菌种每级发酵罐只扩大十倍。在某些丝状菌的纯种发酵中,由于缺乏专业设备和配套的工艺,孢子菌种的大规模制备仍然依赖繁琐的全手工操作,是该行业的工艺瓶颈。例如,我国柠檬酸发酵行业使用三角瓶制备麸曲孢子菌种,每个发酵生产罐需要100200瓶,全国每年需要100200万瓶麸曲孢子,不仅耗费大量人工,而且菌种的品质不易控制,接种过程繁琐,染菌风险高。 

  本成果首创了一项在密闭正压无菌空间规模化制备固态菌种的技术和装置,筛选优化了新型廉价的固态培养基质,用于发酵菌种的扩大培养。 

  市场前景 

  本成果实现了黑曲霉菌种孢子纯培养的规模化和机械化制备,降低劳动强度,大幅度提高生产效率,减少用工量,降低发酵染菌风险。估算仅国内柠檬酸行业的市场容量就超过300台。 

  与液体深层发酵制备的液体菌种相比,固态菌种可以储存数天甚至数月,因而,使用固态菌种在发酵生产上更简便,更灵活。因此,如果将本成果的技术和装置扩展应用于规模化制备其他微生物的固态菌种,替代12级液体菌种扩培罐,国内市场容量有望达到数千台。 

  技术特点 

  本成果在第一代设计的基础上,研制了一种结构简单的回转式固态生物反应器,通过可变姿态的杠杆式载车,将反应器的静态固体培养与动态回转混合耦合在同一个罐体,菌种在一种新型廉价的培养基质上生长繁殖,菌种的整个培养过程在封闭的正压系统中进行。 

  该装置结构简单可靠,无内搅拌,无动密封,造价低。由于实现了机械化及培养温度的自动控制,操作简单,大幅度减少人工,使菌种制备的成本大幅度降低。采用原位培养和无菌水洗脱菌种的技术路线,具备静置培养、间歇式混合、无菌水在线流加、菌种洗脱及无菌管道在线移种等功能,菌种的整个培养过程是在一个封闭的系统内进行的,更利于降低染菌风险。对于丝状菌,配置过滤部件,可以进一步滤除菌丝,获得较纯的孢子悬液。 

  研究阶段 

  该成果已在境内外形成了较为全面的知识产权布局:ZL 201310553403.4ZL 201720669492.2ZL 201730234877.1ZL 201730234086.9CN 201510474799.2HK 17109827.1EP 16832341.8US 15/750,126TH 1701007898 

  投资与效益分析 

  对于发酵设备生产企业,几乎无需增加固定资产投资。由于该技术和装置是对发酵行业现有菌种扩培方式的变革,一方面,需要一个开拓市场及发酵企业接受的过程;另一方面,该项目有较全面的专利布局,且没有竞争者,有市场定价权,进而有较高的利润。

    联系电话

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