專利名稱：甲醇流加在線消毒方法及自動控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及發酵領域，更確切地說涉及發酵過程中甲醇的流加工藝。
背景技術：
巴氏畢赤酵母表達系統可使用強效的醇氧化酶I(AOXl)啟動子，在甲醇誘導下實現外源基因的高效表達，與自然菌株和大腸桿菌表達系統等相比，具有表達量高、穩定性好、培養成本低、產物易分離、產物安全性高等多方面的發酵優勢，利用巴氏畢赤酵母表達外源蛋白、生產多種生物產品具有重大的商業價值，解決畢赤酵母發酵工藝和設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酵一般采用兩步法。工程菌首先在甘油為碳源的培養基中擴增，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，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，過低又會影響產量，總量一般控制在培養基的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、易揮發的可燃性氣體，有很強的毒性， 內服5 8g可導致失明，30g可導致人死亡，操作現場允許最高含量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，對設備提出了特殊要求。甲醇的上述特性以及發酵要求在無雜菌環境下進行，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酵過程對甲醇流加的特殊要求， 如何實現甲醇的在線消毒滅菌、如何實現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，畢赤酵母發酵在產業化推廣過程中受到了很大限制，國內尚未見到妥善解決上述問題的設施和解決方案。

發明內容
本發明的第一目的在于提供一種簡單、安全、適用、經濟的甲醇流加在線消毒方法。本發明的第二目的在于提供實施上述方法的自動控制系統。本發明的第一目的是這樣實現的1、采用無菌壓縮空氣吹掃管道系統內殘留的甲醇，使殘留甲醇進入儲水罐內回收；
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2、利用蒸汽對甲醇管道以外的所有管道進行消毒；3、設置甲醇預過濾器、甲醇除菌過濾器對甲醇除渣、除菌；4、設置蠕動泵、變送器、PLC控制器組成甲醇流加自動控制部件，根據發酵要求設置相應參數，完成甲醇流加的自動控制。本發明的第二目的是這樣實現的包括若干控制閥、甲醇罐、發酵罐，其特征在于還包括儲水罐、甲醇預過濾器、甲醇除菌過濾器、蠕動泵、自動控制部件，在甲醇罐與發酵罐之間順次連接控制閥F1、控制閥.F2、甲醇預過濾器、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，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。如上所述技術方案，本發明實現了以下功能1.在線管路系統、設施消毒蒸汽管路消毒是發酵領域常用的方法，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，管道設備內所剩余料在高溫下會產生高壓有毒氣體噴向周圍，導致嚴重后果。本發明首先采用無菌壓縮空氣和儲水罐清理、回收管道系統內剩余甲醇。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，設備造價高，安全隱患大，無法保證工業化大生產。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，外界的明火不會影響管內甲醇的安全。因此，本專利巧妙地將管道清理、蒸汽消毒、防爆防漏、過濾除菌、自動流加等過程結合在一起，處理流程清晰，針對性強，實現流程的整體結構部件簡單，有效地解決了畢赤酵母發酵中甲醇自動流加存在的各項問題，具有很高的使用價值。


附圖是本發明的結構示意圖。圖中，F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9-控制閥，1.甲醇罐，2.儲水罐，3.甲醇預過濾器，4.甲醇除菌過濾器，5.蠕動泵，6.發酵罐，7.自動控制部件。
具體實施例方式如附圖所示，本發明包括若干控制閥、甲醇罐1、儲水罐2、甲醇預過濾器3、甲醇除菌過濾器4、蠕動泵5、發酵罐6、蠕動泵控制部件7等，在甲醇罐1與發酵罐6之間順次連接控制閥F1、控制閥F2、甲醇預過濾器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，所述的甲醇預過濾器3、甲醇除菌過濾器4之間設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。所述的控制閥Fl控制甲醇的開關，控制閥F7控制蒸汽的流量，控制閥F8控制無菌空氣的流量。本發明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酵。具體如下1.空氣管道殘留清理關閉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，發酵罐6通蒸汽，完成F4到發酵罐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，然后，打開F1。蠕動泵5根據發酵需要啟動，甲醇預過濾器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，根據發酵要求設置相應參數，完成甲醇流加的自動控制。
權利要求
1.一種甲醇流加在線消毒方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用無菌壓縮空氣吹掃管道系統內殘留的甲醇，使殘留甲醇進入儲水罐內回收；(2)利用蒸汽對甲醇管道以外的所有管道進行消毒；(3)設置甲醇預過濾器、甲醇除菌過濾器對甲醇除渣、除菌；(4)設置蠕動泵、變送器、PLC控制器組成甲醇流加自動控制部件，根據發酵要求設置相應參數，完成甲醇流加的自動控制。
2.一種甲醇流加在線消毒自動控制系統，包括若干控制閥、甲醇罐、發酵罐，其特征在于還包括儲水罐O)、甲醇預過濾器(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)與發酵罐(6)之間順次連接控制閥F1、控制閥F2、甲醇預過濾器(3)、甲醇除菌過濾器(4)、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 O)，所述的甲醇預過濾器C3)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(5)連接自動控制部件(7)；所述的控制閥Fl控制甲醇的開關，控制閥F7控制蒸汽流量，控制閥F8控制無菌空氣流量。
全文摘要
本發明公開了一種甲醇流加在線消毒方法及自動控制系統，解決了現有技術存在安全隱患、染菌、自動控制難等問題，通過空氣管道殘留甲醇清理、蒸汽管路消毒、甲醇除渣、除菌、自動流加等步驟和設置相關的設備，處理流程清晰，針對性強，實現流程的整體結構部件簡單，有效地解決了畢赤酵母發酵中甲醇自動流加存在的各項問題，具有很高的使用價值。
文檔編號C12M1/12GK102399688SQ201110278200
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月18日 優先權日2011年9月18日
發明者吳友標 申請人:淮北市三和諾生物工程有限責任公司