一种生产及浓缩发酵产物的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种生产及浓缩发酵产物的装置。该装置包括第一级泡沫分离塔、第二级泡沫分离塔、第一气体分布器、第二气体分布器、鼓气泵、第一转子流量计、第二转子流量计、蠕动泵、第一泡沫收集器、第二泡沫收集器；所述第一气体分布器和第二气体分布器通过管路连接在鼓气泵上，所述第一泡沫收集器的开口与所述的第二级泡沫分离塔二级进料口通过管路连接，所述管路设置进料阀，所述二级残液排出口与所述二级残液回流口通过管路连接，所述管路上安装蠕动泵。本实用新型专利技术具有发酵产物的产率高、生产成本低、环保、操作工艺及设备简单、表面活性剂有效去除、产物富集比高的特点。

A device for producing and concentrating fermentation products

The utility model relates to a device for producing and concentrating fermentation products. The device comprises a first stage foam separating tower, a second stage foam separating tower, a first gas distributor, a second gas distributor, an air pump, a first rotor flowmeter, a second rotor flowmeter, a peristaltic pump, a first foam collector, a second foam collector, and a first gas distributor and a second gas distributor through a tube. The opening of the first foam collector is connected with the second-stage inlet of the second-stage foam separating tower through a pipeline. The pipeline is provided with a feed valve. The second-stage residual liquid discharge port and the second-stage residual liquid recirculation port are connected through a pipeline, and the pipeline is equipped with a peristaltic pump. The utility model has the advantages of high yield of fermented products, low production cost, environmental protection, simple operation technology and equipment, effective removal of surfactants and high enrichment ratio of products.

【技术实现步骤摘要】
一种生产及浓缩发酵产物的装置
本技术涉及生物工程
，特别涉及生产及浓缩发酵产物的装置。
技术介绍
蛹虫草胞外多糖是从蛹虫草菌(cordycepsmilitaris)液体发酵液中提取的，蛹虫草胞外多糖具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗糖尿病、免疫调节等生物和药理学活性。蛹虫草菌发酵周期长、胞外多糖产量低，并且胞外多糖的分离困难，故限制了蛹虫草胞外多糖的工业化生产。因此在蛹虫草菌生产胞外多糖的过程中，必须找到合适的发酵生产方式和下游的分离技术。目前，提高胞外多糖产量研究主要集中在优化发酵参数、环境因素、菌株改造等方面，但产率提高并不明显。也有研究通过改进发酵方式来增加产率，如补料分批、两阶段的液体培养。补料分批发酵相对于分批发酵可以减少发酵时间，但当胞外多糖积累到一定量时由于产物的抑制作用胞外多糖的产率就会降低。两阶段发酵方式可以有效的提高胞外多糖的产量，但由于蛹虫草菌的前期培养需要8天时间，所需的发酵时间仍然很长。多糖的分离浓缩大多采用树脂分离法，但这些方法比较耗时且所用的有机溶剂是昂贵的，有毒的，对环境和人体健康也会造成危害。故上述方式不能满足蛹虫草菌生产胞外多糖的工业化生产。有研究表明重复补料分批发酵方式可以有效提高微生物的产量。近年来以重复补料分批发酵生产微生物产品主要技术专利有：凯文·贝里曼等申请的重复补料分批培养方法(专利号为201580045701.X)，表明此方法有利于微生物大规模的工业化生产。但未给出微生物发酵液最适的置换时间点。近年来以泡沫分离法分离多糖的专利有：李志洲的泡沫分离猪苓多糖提取液中多糖的装置和方法(专利号201110268643.0)。尽管此方法实现了猪苓多糖的有效分离，但是加入表面活性物质十二烷基苯磺酸钠并没有有效的去除，即增加了处理费用，又不利于后续的处理。所以在保证胞外多糖的有效浓缩外，有必要采取适宜的工艺解决蛹虫草菌生产效率低、发酵周期长、表面活性剂的污染、操作工艺复杂、易造成环境污染的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对当前技术的不足，提供一种生产及浓缩发酵产物的装置。该装置通过第一级泡沫分离塔、第二级泡沫分离塔、第一气体分布器、第二气体分布器等期间的设置，将第一级泡沫分离和第二级泡沫分离过程用管路连接起来，可以在操作过程中只需打开进料阀即可实现浓缩初产物向第二级泡沫分离塔中的转移和打开蠕动泵。本技术可以提高发酵产物的产率、降低生产成本、环保、操作工艺及设备简单、有效去除表面活性剂、提高产物富集比。本技术所采用的技术方案如下：一种浓缩发酵液中发酵产物的两级泡沫分离装置，该装置包括第一级泡沫分离塔、第二级泡沫分离塔、第一气体分布器、第二气体分布器、鼓气泵、蠕动泵、第一泡沫收集器和第二泡沫收集器；其中，所述第一级泡沫分离塔侧面中部设置一级进料口、二级残液回流口、侧面下部设置一级残液排出口、塔底安装有第一气体分布器、塔顶连接第一泡沫导出管，所述第一泡沫导出管下方放置第一泡沫收集器，所述第一泡沫收集器底面设置开口；所述第二级泡沫分离塔侧面中部设置二级进料口、侧面下部设置二级残液排出口、塔底安装有第二气体分布器、塔顶连接第二泡沫导出管，所述第二泡沫导出管下方放置第二泡沫收集器；所述第一气体分布器和第二气体分布器通过管路连接在鼓气泵上，所述管路上均安装有转子流量计；所述第一泡沫收集器的开口与所述的第二级泡沫分离塔二级进料口通过管路连接，所述管路设置进料阀，所述二级残液排出口与所述二级残液回流口通过管路连接，所述管路上安装蠕动泵。本技术的有益效果为：本技术将第一级泡沫分离和第二级泡沫分离过程用管路连接起来，减少了发酵产物在转移过程中的损失，并且在操作过程中只需打开进料阀即可实现浓缩初产物向第二级泡沫分离塔中的转移和打开蠕动泵即可实现二级残液向第一级泡沫分离塔中的转移，减少了操作步骤。附图说明图1为生产及浓缩蛹虫草菌胞外多糖的工艺流程图；图2为本技术两级泡沫分离装置示意图；其中，1：一级进料口；2：第一级泡沫分离塔；3：一级残液排出口；4：第一气体分布器；5：二级残液回流口；6：鼓气泵；7：第一转子流量计；8：第一泡沫收集器；9：二级进料口；10：第二泡沫收集器；11：第二级泡沫分离塔；12：第二气体分布器；13：开口；14：第一泡沫导出管；15：第二泡沫导出管；16：进料阀；17：蠕动泵；18：二级残液排出口；19：第二转子流量计。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的部分实施例，而不是全部。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的第一方面，涉及一种生产及浓缩发酵产物的方法，包括以下步骤：第一步：菌种在活化和种子培养基中培养，获得种子液；第二步：将第一步中获得的种子液接种到发酵培养基中进行重复补料分批发酵，获得发酵液；所述的重复补料分批发酵的步骤包括：a)确定接入种子液后的发酵培养基起始体积；b)在菌种发酵的第4-6天取出体积百分比70％-90％的发酵液作为第一发酵液，并添加补料培养基至起始体积；c)所述步骤b)中添加补料培养基后继续发酵1-3天，取出70％-90％体积的发酵液，并添加补料培养基至起始体积，所述取出的发酵液为第二发酵液；d)重复步骤c)3-5次，然后收集每次取出的发酵液；第三步：将上面得到的第二步发酵液通过两级泡沫分离工艺浓缩获得产品。所述第一步中菌种为多粘芽孢杆菌、乳酸菌、蛹虫草菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿脓假单胞菌或假丝酵母菌；所述第一步中菌种优选为蛹虫草菌CICC14015，所述发酵产物为蛹虫草胞外多糖，所述蛹虫草菌CICC14015是从中国工业微生物菌种保藏管理中心购买。所述第一步中蛹虫草菌的活化培养方法包括：将安瓿管中蛹虫草菌接种于活化培养基中，25℃培养6天，并转接3次恢复菌株的性状；所述第一步中蛹虫草菌的种子培养方法包括：将活化后的蛹虫草菌接种到种子培养基中，种子培养条件为：25℃，转速150rpm培养72h，即得到种子液；优选的，所述第二步中重复补料分批发酵方法包括：将得到的种子液以4％-8％的接种量接种到发酵培养基中，在24-27℃，转速140-160rpm培养；进一步优选的，接种量为5％-7％，在24-26℃，转速150-160rpm条件下培养；最优选的，接种量为5％，在25℃，转速150rpm条件下培养。优选的，所述步骤b)中菌种为蛹虫草菌，在所述蛹虫草菌发酵的第5天取出80％的发酵液；所述步骤c)中添加补料培养基后继续发酵2天，取出80％的发酵液；所述步骤d)中重复次数为4次。所述的蛹虫草菌活化培养基及制备方法：马铃薯提取液1L/L，葡萄糖20g/L，磷酸二氢钾3g/L，无水硫酸镁1.50g/L，维生素B1微量，琼脂15g/L，所用溶液为马铃薯提取液，搅拌均匀，调节pH至6。所述的蛹虫草菌种子培养基及制备方法：20g/L蔗糖，5g/L酵母浸出粉，5g/L蛋白胨，0.20g/L硫酸镁，0.40g/L磷酸二氢钾，所用溶液为蒸馏水，搅拌均匀，pH自然。本技术所述的发酵培养基及制备方法：30g/L蔗糖，30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产及浓缩发酵产物的装置，其特征为该装置包括第一级泡沫分离塔、第二级泡沫分离塔、第一气体分布器、第二气体分布器、鼓气泵、蠕动泵、第一泡沫收集器和第二泡沫收集器；其中，所述第一级泡沫分离塔侧面中部设置一级进料口、二级残液回流口、侧面下部设置一级残液排出口、塔底安装有第一气体分布器、塔顶连接第一泡沫导出管，所述第一泡沫导出管下方放置第一泡沫收集器，所述第一泡沫收集器底面设置开口；所述第二级泡沫分离塔侧面中部设置二级进料口、侧面下部设置二级残液排出口、塔底安装有第二气体分布器、塔顶连接第二泡沫导出管，所述第二泡沫导出管下方放置第二泡沫收集器；所述第一气体分布器和第二气体分布器通过管路连接在鼓气泵上，所述管路上均安装有转子流量计；所述第一泡沫收集器的开口与所述的第二级泡沫分离塔二级进料口通过管路连接，所述管路设置进料阀，所述二级残液排出口与所述二级残液回流口通过管路连接，所述管路上安装蠕动泵。

【技术特征摘要】
1.一种生产及浓缩发酵产物的装置，其特征为该装置包括第一级泡沫分离塔、第二级泡沫分离塔、第一气体分布器、第二气体分布器、鼓气泵、蠕动泵、第一泡沫收集器和第二泡沫收集器；其中，所述第一级泡沫分离塔侧面中部设置一级进料口、二级残液回流口、侧面下部设置一级残液排出口、塔底安装有第一气体分布器、塔顶连接第一泡沫导出管，所述第一泡沫导出管下方放置第一泡沫收集器，所述第一泡沫收集器底面设置开口；所述第二级泡沫分...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑辉杰，郝蒙蒙，刘翀，郑皖程，高迎迎，樊少雄，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12