一种固态发酵带式反应器的制造方法_2

文档序号:8898107阅读:来源:国知局

[0034] 图2为固态发酵带式反应器中的二流体喷嘴系统示意图。
[0035] 图3为实施例2中单批次固体发酵y-聚谷氨酸示意图。
[0036] 图4为实施例2中重复批次固体发酵y-聚谷氨酸。
[0037]图5为实施例5中单批次固体发酵生产丁酸梭菌活菌制剂示意图。
[0038] 图6为实施例5中重复批次固体发酵生产丁酸梭菌活菌制剂示意图。
[0039] 图7为实施例6中单批次固体发酵豆柏示意图。
[0040] 图8为实施例6中重复次固体发酵豆柏示意图。
【具体实施方式】
[0041] 根据下述实施例,可以更好地理解本实用新型。然而,本领域的技术人员容易理 解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本实用新型,而不应当 也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。
[0042] 实施例1
[0043] 如图1所示的固态发酵带式反应器,它包括发酵罐1、培养基制备罐10和传送带 系统11;其中,发酵罐1为不锈钢卧式发酵罐,通过底部的第一支架3-1和第二支架3-2固 定在底座3上。发酵罐外周设有夹套4-1,所述的夹套4-1上设有热交换介质进口 4-2和 热交换介质出口 4-3,热交换介质进口 4-2设于夹套4-1最顶端,热交换介质出口 4-3设于 夹套4-1最底端,且热交换介质进口 4-2和热交换介质出口 4-3在水平方向上的位置远离。 热交换介质为水蒸气和循环冷却水。
[0044] 发酵罐1水平方向两侧设有第一活动顶盖2-1和第二活动顶盖2-2,第一活动顶盖 2-1与发酵罐1侧壁连接处设有固定螺栓2-3,第二活动顶盖2-2与酵罐1侧壁连接处设有 固定螺栓2-3。
[0045] 发酵罐1底端设有出料口 8,发酵罐1内部自上而下设有三层传输带,分别为第一 传输带5-1、第二传输带5-2和第三传输带5-3,相邻两层传输带传输方向相反,且保证物料 沿第一传输带5-1传输至尽头时可以自由下落至第二传输带5-2沿传输方向的起始处,物 料再沿第二传输带5-2传输至尽头时可以自由下落至第三传输带5-3沿传输方向的起始 处,第三传输带5-3沿传输方向的传输尽头正对出料口 8的正上方。
[0046] 发酵罐1顶部还设有第一出气孔9,第一出气孔9附近设有温度探头7-1、湿度探 头7-2和压力探头7-3。
[0047] 发酵罐1内靠近活动顶盖2-2的位置垂直设置二流体喷嘴系统6,如图2所示,二 流体喷嘴系统6包括4个喷嘴6-1、第一二流体喷嘴管路6-2和第二二流体喷嘴管路6-3,4 个喷嘴6-1采用并联的方式同时与第一二流体喷嘴管路6-2和第二二流体喷嘴管路6-3连 通;无菌水管路和蒸汽管路相互并联,再与第一二流体喷嘴管路6-2串联;种子液管路和气 体管路相互并联,再与第二二流体喷嘴管路6-3串联;无菌水管路上设有第一液体过滤器 6-5和第二液体过滤器6-6,蒸汽管路上设有蒸汽发生器6-4,种子液管路外接接种瓶6-9, 气体管路上设有第一气体过滤器6-7和第二气体过滤器6-8 ;无菌水管路和种子液管路上 分别设有气体流量计,蒸汽管路和气体管路上分别设有气体流量计。
[0048] 其中,培养基制备罐10主体为补料罐10-1,补料罐10-1顶部设有压力传感探头 10- 2和第二出气孔10-3,补料罐10-1底部设有出料管10-4,出料管10-4与发酵罐1相连 且正对最上层传输带沿传输方向的起始处;出料管10-4上设有蝶阀10-5,蝶阀10-5位于 发酵罐1外。
[0049] 其中,传送带系统包括依次相连的电动机11-1、减速箱11-2、加料斗11-3和输送 螺杆11-4,输送螺杆11-4 一端与补料罐10-1相连;其中,输送螺杆11-4外部设有冷却夹 套11-5和加热夹套11-6其中,冷却夹套11-5由循环水进行冷却,加热夹套11-6由电加 热系统进行加热;且保证沿螺杆11-4传输方向物料先经过加热夹套11-6,再经过冷却夹套 11- 5〇
[0050] 实施例2:好氧微生物(以枯草芽孢杆菌固态发酵生产Y_聚谷氨酸农业肥料为 例)
[0051]y_聚谷氨酸y-polyglutamicacid,y-PGA)是由微生物合成的一类均聚氨基 酸,相对分子质量可达200X104Da。由于其结构中存在着大量的氢键和亲水性游离羧基,具 有优良的保湿性能,已被广泛应用在农业肥料中。
[0052] 本实施例中发酵的微生物为本实验室已获得授权的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilisNX-2(菌种保藏号:CGMCC0833),直接用微生物菌剂5X101(lcfu/g)接种,接种量 为 25g/kg。
[0053] 固体发酵培养基:香菇培养后的菌渣600g/kg,味精柏400g/kg,工业甘油40g/kg。
[0054] 在本实施例1的固态发酵带式反应器上进行连续化固体发酵生产y_聚谷氨酸农 业肥料,下面通过实施例对本实用新型进行进一步说明。发酵罐主体1是采用不锈钢材料 制成,罐体内径50cm,长度80cm,厚度6mm,左右两端为活动顶盖2-1、2-2,罐体外壁中部铸 有夹套4-1,夹套左上端连接有蒸汽进口、循环水出口 4-2、右下端有蒸汽出口、循环水进口 4-3,夹套可对罐体进行加热和冷却。出气口 9、温度探头7-1、湿度探头7-2、压力表7-3位 于罐体左上端,出料口、取样口、排污口 8位于罐体左下端。传送带5-1、5-2、5-3位于罐体 内部上、中、下三层,每层错开排列,传送带长度为60cm,宽度为40cm,由外接发动机提供动 力,传送方向如图1所示,该传送带在发酵过程中兼作浅盘。发酵罐主体1的右上端与培养 基制备罐10通过蝶阀10-1连接,该培养基制备罐包括补料罐10-2、螺杆输送系统10-4、冷 却夹套10-5、加热夹套10-6、加料斗10-7、减速箱10-8、电动机10-9,补料罐的规格为内径 15cm,高度 28cm,
[0055] 该培养基制备罐可实现物料灭菌与输送同时进行。二流体喷嘴装置6与主体1 右侧连接,该系统在罐体外部由气体管道和液体管道组成,所述的气体管道设有气体预过 滤器6-8、精过滤器6-9,并由流量计控制流速;液体管道设有液体预过滤器6-5、精过滤器 6-6,并由流量计控制流速,该管道即为加湿器管道,为罐体内部物料补充水分;蒸汽输送管 道位于两侧,并设有蒸汽过滤器6-4,另在气体管道一侧设有接种管道6-9,外接接种瓶。
[0056] 具体操作如下:称取3kg香菇菌渣、2kg味精柏、200g工业甘油,由加料斗加入开启 螺杆输送到加热夹套,启动电加热系统对物料进行121°C、20min灭菌,灭菌完成后经过冷 却夹套输送物料到补料罐备用。同时,从二流体喷嘴通入蒸汽进入发酵罐主体,对罐体内及 管道进行灭菌,维持121°C、15min。灭菌结束后,通入无菌空气对罐体进行保压,启动传送带 动力,控制速度为5cm/s,开发蝶阀,让物料均匀分布于传输带上,待物料输送完毕,控制罐 体温度35°C,物料湿度60-65%,通气量100ml/min。称取125gB.subtilisNX-2菌剂溶 于100ml无菌水中,通过接种瓶负压接入种子液,并由二流体喷嘴喷洒于物料表面,发酵过 程中通过PLC系统维持发酵参数温度,取样过程中,打开取样口,开启传输带速度3cm/s,完 成取样后关闭传送带、取样口。48h为发酵终点。打开卸料口,完成卸料。对于连续发酵,发 酵的过程中由培养基制备罐准备好灭菌的物料,在卸料的同时或之后,进行物料传送,连续 发酵过程中无需再次接入种子液
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