[发明专利]一种利用膜循环生物反应器分阶段制备L-鸟氨酸和丁二酸的方法

摘要

本发明公开了一种利用膜循环生物反应器分阶段制备L‑鸟氨酸和丁二酸的方法。通过中空纤维膜组件快速分离出发酵液，同时将菌体细胞截留在发酵罐内，并避免乐菌体细胞暴露在外界空气中的可能性。该方法不但大幅降低了菌体在回收过程中的染菌几率，还同时完成了对发酵液的除菌预处理，便于后期提取产品；通过膜组件对厌氧发酵培养基进行过滤除菌可替代传统的蒸汽杀菌，减少了能耗。该方法可降低同一菌株分阶段制备L‑鸟氨酸与丁二酸的操作难度，缩短了操作周期，适合规模化生产控制，有利于降低工业化生产成本。

主权项

一种利用膜循环生物反应器分阶段制备L‑鸟氨酸和丁二酸的方法，其特征在于，所述的膜循环生物反应器包括发酵罐、中空纤维膜组件和培养基储罐；其中，发酵罐和中空纤维膜组件的进料口连通，中空纤维膜组件的透过液出口通过透过液出口支路与培养基储罐相连，中空纤维膜组件浓缩液出口通过管道与发酵罐连通；各相连管道上均设有阀门；所述的方法它包括如下步骤：(1)将培养后的谷氨酸棒杆菌种子液接入发酵罐中的有氧发酵培养基，进行有氧发酵制备L‑鸟氨酸；(2)在步骤(1)中的有氧发酵完成后，将所得有氧发酵液经中空纤维膜组件的进料口泵入中空纤维膜组件中进行循环分离，透过液经中空纤维膜组件的透过液出口流出并收集，用于L‑鸟氨酸的提取；浓缩液经中空纤维膜组件的浓缩液出口回流至发酵罐中；持续循环分离，直至发酵罐内的有氧发酵液体积低于中空纤维膜组件膜分离的体积要求；(3)将厌氧发酵培养基通过透过液出口支路泵入中空纤维膜组件中，经浓缩液出口进入发酵罐中，再通过透过液出口支路泵入去离子水将中空纤维膜组件内残留的厌氧发酵培养基和菌体压入发酵罐中；厌氧发酵培养基和水都泵入完成后，在发酵罐中进行厌氧发酵制备丁二酸；厌氧发酵完成后，将所得厌氧发酵液经中空纤维膜组件的进料口泵入中空纤维膜组件中，透过液从中空纤维膜组件的透过液出口流出并收集，用于丁二酸的提取；浓缩液由中空纤维膜组件的浓缩液出口回流至发酵罐中；持续循环分离，直至发酵罐内的厌氧发酵液体积低于中空纤维膜组件膜分离的体积要求。