阅读说明：本技术 一种生物发酵工艺及其装置 (Biological fermentation process and device thereof ) 是由 臧武波 程秋洁 彭荣达 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种生物发酵工艺及其装置,属于生物技术领域。它解决了现有现有技术中生物发酵的生产工艺复杂,生产效率低,生产成本高等技术问题。本生物发酵工艺及其装置,其特征在于,该发酵工艺包含以下步骤：步骤一：准备工作：(1)菌种的纯度鉴定与菌种的活性鉴定；(2)配置发酵培养基,所述的发酵培养基的成分为：碳源35g/L、酵母粉6g/L、磷酸氢二铵2g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.4g/L、消泡剂0.2g/L；步骤二：菌种的活化与种子培养阶段；步骤三：种子罐发酵；步骤四：主体发酵阶段。本发明工艺简单且生产效率高的优点。(The invention provides a biological fermentation process and a device thereof, belonging to the technical field of biology. The method solves the technical problems of complex production process, low production efficiency, high production cost and the like of biological fermentation in the prior art. The biological fermentation process and the device thereof are characterized in that the fermentation process comprises the following steps: the method comprises the following steps: preparation work: (1) identifying the purity and the activity of the strain; (2) preparing a fermentation culture medium, wherein the fermentation culture medium comprises the following components: 35g/L of carbon source, 6g/L of yeast powder, 2g/L of diammonium hydrogen phosphate, 1g/L of monopotassium phosphate, 0.4g/L of magnesium sulfate and 0.2g/L of defoaming agent; step two: activating strains and culturing seeds; step three: fermenting in a seed tank; step four: and (3) a main fermentation stage. The invention has the advantages of simple process and high production efficiency.)

一种生物发酵工艺及其装置

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种发酵工艺，特别是一种生物发酵工艺。

背景技术

生物发酵工程是生物工程的一个重要组成部分，微生物利用碳水化合物发酵生产各种工业溶剂和化工原料，可进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益，现有技术中生物发酵的生产工艺复杂，生产效率低，生产成本高，产生的经济效益较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种生物发酵工艺及其装置，解决了上述问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种生物发酵工艺及其装置，其特征在于，该发酵工艺包含以下步骤：

步骤一：准备工作：

(1)菌种的纯度鉴定与菌种的活性鉴定；

(2)配置发酵培养基，所述的发酵培养基的成分为：碳源35g/L、酵母粉6g/L、磷酸氢二铵2g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.4g/L、消泡剂0.2g/L；

步骤二：菌种的活化与种子培养阶段：

(1)将冷冻保存的菌种在斜面中进行活化，并在平板中进行纯化，最终得到菌种斜面；

(2)摇瓶培养阶段:取一环纯化后的菌种进行摇瓶培养；

步骤三：种子罐发酵：

(1)检查种子罐，保证灌内干净，防止投料后有杂质产生；罐内需有灌内体积1/3的水源，以免损坏轴承连接件；

(2)经过种子罐配料,然后进行种子罐PH值检测，将种子罐发酵的PH控制在6.5-7.5之间；

(3)依次进行种子罐灭菌、种子罐降温、种子罐接种和种子罐发酵；

步骤四：主体发酵阶段：

(1)经过发酵罐配料，然后进行发酵罐PH值检测，将发酵罐的PH控制在6.0-7.0之间；

(2)发酵罐灭菌，将夹套升温至90℃，直接蒸汽加热到121℃，0.12MPa保温20分钟，然后进行发酵罐降温和发酵罐培养，所述的发酵罐培养阶段为：发酵罐温度26-30℃、发酵罐罐压0.05MPa、风量0.2-0.6VVM、搅拌转速150-250rpm、溶氧大于30％、培养时间15-20小时，完成后常温常压下储存。

所述的摇瓶培养步骤为：

(1)接入装量为20mL种子培养基的250mL三角瓶中，置于摇床中培养；

(2)分别取1mL的种子液,接入五个盛有20mL发酵培养基的250mL三角瓶中，置于摇床中培养；接种量为三角瓶实际培养基装量的45％，PH控制在7.2-7.6。

所述的步骤三中的种子罐包括罐体，罐体的上端和下端均呈半球状，罐体的上部分设置进料结构，罐体的下部分设置有出料结构，罐体上设置有搅拌机构和消泡结构，所述的搅拌机构包括搅拌轴、辅助架和若干搅拌片，辅助架固定在罐体的内部，搅拌轴的一端通过轴承转动设置在罐体上，搅拌轴的另一端通过轴承转动设置在辅助架上，搅拌轴还与一动力结构相连接；所述的消泡结构还包括消泡盘和辅助板，消泡盘固定在搅拌轴上，消泡盘上固定有若干消泡块，辅助板固定在罐体上，辅助板上还固定有辅助块。

采用以上结构，动力结构带动搅拌轴转动，搅拌片对罐体内的原料进行搅拌，通过设置辅助架，使得搅拌轴转动稳定，同时在搅拌轴上设置消泡盘，在辅助板、消泡块和辅助块的配合下，进行对泡沫的处理，防止泡沫溢出，具有使用效果好的优点。

所述的罐体外侧设置有用于冷却的冷却室，冷却室上连通有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口与一进水管相连接，冷却水出口与一水箱相连接。

采用以上结构，冷却水通过冷却水进口进入冷却室，对罐体进行降温，提高发酵的效率。

所述的动力结构包括安装架、动力电机和变速箱，安装架固定在罐体上，动力电机和变速箱均固定在安装架上，动力电机的输出轴竖直向下设置，变速箱的输出端与动力电机的输出轴相连接，变速箱的输出端与搅拌轴相连接。

所述的进料结构包括液体进料管、液体进料斗和固定进料管，液体进料管固定在罐体上，液体进料管的一端伸入罐体下部分，液体进料管的另一端与液体进料斗相连通，固体进料管固定在罐体上，且固体进料管与罐体上部分相连通。

采用以上结构，液体进料管的一端伸入罐体下部分，液体原料可直接进入罐体下部分，使得混合更高效。

所述的出料结构包括出料管和阀门，出料管设置在罐体上，且出料管与罐体相连通，阀门设置在出料管上。

所述的搅拌轴上还固定有用于加快出料的辅助片。

采用以上结构，设置辅助片，在出料时，辅助块转动加快出料速度。

所述的罐体上还设置有通气管，通气管与一气泵相连接，且通气管上开设有若干出气孔。

采用以上结构，通过开设若干出气孔，菌种可接触到更多的空气。

所述的罐体上还设置有用于测量罐体内温度的测温计。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：工艺简单且生产效率高的优点。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图。

图中，1、罐体；2、搅拌轴；3、辅助架；4、搅拌片；5、轴承；6、消泡盘；7、辅助板；8、消泡块；9、辅助块；10、冷却室；11、冷却水进口；12、冷却水出口；13、安装架；14、动力电机；15、变速箱；16、液体进料管；17、液体进料斗；18、固定进料管；19、出料管；20、阀门；21、辅助片；22、通气管；22a、出气孔；23、气泵；24、测温计。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本生物发酵工艺及其装置，在本实施例中，该发酵工艺包含以下步骤：

步骤一：准备工作：

(1)菌种的纯度鉴定与菌种的活性鉴定；

(2)配置发酵培养基，所述的发酵培养基的成分为：碳源35g/L、酵母粉6g/L、磷酸氢二铵2g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.4g/L、消泡剂0.2g/L；

步骤二：菌种的活化与种子培养阶段：

(1)将冷冻保存的菌种在斜面中进行活化，并在平板中进行纯化，最终得到菌种斜面；

(2)摇瓶培养阶段:取一环纯化后的菌种进行摇瓶培养；

步骤三：种子罐发酵：

(1)检查种子罐，保证灌内干净，防止投料后有杂质产生；罐内需有灌内体积1/3的水源，以免损坏轴承连接件；

(2)经过种子罐配料,然后进行种子罐PH值检测，将种子罐发酵的PH控制在6.5-7.5之间；

(3)依次进行种子罐灭菌、种子罐降温、种子罐接种和种子罐发酵；

步骤四：主体发酵阶段：

(1)经过发酵罐配料，然后进行发酵罐PH值检测，将发酵罐的PH控制在6.0-7.0之间；

(2)发酵罐灭菌，将夹套升温至90℃，直接蒸汽加热到121℃，0.12MPa保温20分钟，然后进行发酵罐降温和发酵罐培养，所述的发酵罐培养阶段为：发酵罐温度26-30℃、发酵罐罐压0.05MPa、风量0.2-0.6VVM、搅拌转速150-250rpm、溶氧大于30％、培养时间15-20小时，完成后常温常压下储存。

所述的摇瓶培养步骤为：

(1)接入装量为20mL种子培养基的250mL三角瓶中，置于摇床中培养；

(2)分别取1mL的种子液,接入五个盛有20mL发酵培养基的250mL三角瓶中，置于摇床中培养；接种量为三角瓶实际培养基装量的45％，PH控制在7.2-7.6。

步骤三中的种子罐，包括罐体1，罐体1的上端和下端均呈半球状，罐体1的上部分设置进料结构，罐体1的下部分设置有出料结构，罐体1上设置有搅拌机构和消泡结构，搅拌机构包括搅拌轴2、辅助架3和若干搅拌片4，在本实施例中，搅拌片4的数量为十二片，辅助架3固定在罐体1的内部，搅拌轴2的一端通过轴承5转动设置在罐体1上，搅拌轴2的另一端通过轴承5转动设置在辅助架3上，搅拌轴2还与一动力结构相连接；消泡结构还包括消泡盘6和辅助板7，消泡盘6固定在搅拌轴2上，消泡盘6上固定有若干消泡块8，在本实施例中，消泡块8的数量为四块，辅助板7固定在罐体1上，辅助板7上还固定有辅助块9。

采用以上结构，动力结构带动搅拌轴2转动，搅拌片4对罐体1内的原料进行搅拌，通过设置辅助架3，使得搅拌轴2转动稳定，同时在搅拌轴2上设置消泡盘6，在辅助板7、消泡块8和辅助块9的配合下，进行对泡沫的处理，防止泡沫溢出，具有使用效果好的优点。

罐体1外侧设置有用于冷却的冷却室10，冷却室10上连通有冷却水进口11和冷却水出口12，冷却水进口11与一进水管相连接，冷却水出口12与一水箱相连接。

采用以上结构，冷却水通过冷却水进口11进入冷却室10，对罐体1进行降温，提高发酵的效率。

动力结构包括安装架13、动力电机14和变速箱15，安装架13固定在罐体1上，动力电机14和变速箱15均固定在安装架13上，动力电机14的输出轴竖直向下设置，变速箱15的输出端与动力电机14的输出轴相连接，变速箱15的输出端与搅拌轴2相连接。

进料结构包括液体进料管16、液体进料斗17和固定进料管18，液体进料管16固定在罐体1上，液体进料管16的一端伸入罐体1下部分，液体进料管16的另一端与液体进料斗17相连通，固体进料管固定在罐体1上，且固体进料管与罐体1上部分相连通。

采用以上结构，液体进料管16的一端伸入罐体1下部分，液体原料可直接进入罐体1下部分，使得混合更高效。

出料结构包括出料管19和阀门20，出料管19设置在罐体1上，且出料管19与罐体1相连通，阀门20设置在出料管19上。

搅拌轴2上还固定有用于加快出料的辅助片21。

采用以上结构，设置辅助片21，在出料时，辅助块9转动加快出料速度。

罐体1上还设置有通气管22，通气管22与一气泵23相连接，且通气管22上开设有若干出气孔22a，在本实施例中，出气孔22a的数量为十一个。

采用以上结构，通过开设出气孔22a，菌种可接触到更多的空气。

罐体1上还设置有用于测量罐体1内温度的测温计24。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。