一种连续生产细菌纤维素膜的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种连续生产细菌纤维素膜的系统，包括：发酵池；发酵池设有培养基进料管路、空气进气管路和洗涤液回流管路；能够伸入发酵池内部的筛孔套件；筛孔套件为底面均匀分布有若干个筛孔的框架结构，侧面靠近底部位置设有开窗；能够控制筛孔套件上下升降和水平移动的运吊装置；通过洗涤液回流管路与发酵池相连的洗涤池；洗涤液回流管路沿洗涤液回流方向依次设有蠕动泵和第一阀门；洗涤池设有振荡器、洗涤液回流出口和进料口，并能够容纳筛孔套件；进料口通过多道双向蠕动泵分别与培养基进口、碱液进口、废液出口和灭菌水进口相连。该系统在实现连续生产细菌纤维素膜基础上，能够提高生产效率，且发酵结束后细菌纤维素膜易提取、易洗涤。

A System and Method for Continuous Production of Bacterial Cellulose Membranes

【技术实现步骤摘要】
一种连续生产细菌纤维素膜的系统及方法
本专利技术涉及微生物发酵
，更具体地说，是涉及一种连续生产细菌纤维素膜的系统及方法。
技术介绍
细菌纤维素(Bacterialcellulose，简称BC)是由微生物发酵合成的多孔性网状纳米级生物高分子聚合物，因其由细菌合成而命名为细菌纤维素。BC由独特的丝状纤维组成，纤维直径在0.01～0.10μm之间，比植物纤维素(10μm)小2～3个数量级，每一丝状纤维由一定数量的超微纤维组成网状结构，与植物纤维素的主要差别在于其不含有半纤维素、木质素等。作为一种新型纳米材料，细菌纤维素已应用于纺织、医用材料、食品等各个领域，现已成为国际的研究热点。现行细菌纤维素的生产主要采用浅盘一次性发酵来生产，如申请号为201620504633.0、201820393003.X及201810361078.4的中国专利提出的利用浅盘来一次性发酵获取细菌纤维素。但是上述发酵方式一次只能在一个浅盘上面发酵产生一张细菌纤维素膜，并且发酵后获取的细菌纤维素膜中含有大量的细菌和培养基，按照现行方法该细菌纤维素膜将进入灭菌、中和和洗涤的工艺流程，这种工艺存在菌种的利用率过低及发酵液的浪费问题。对此，研究人员采用连续生产的工艺以期提高菌种的利用率、减少发酵液的浪费，但是，现有技术中连续生产细菌纤维素膜的方法存在生产效率低、发酵结束后细菌纤维素膜提取困难、产出的细菌纤维素膜后续的洗涤工序繁琐等技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种连续生产细菌纤维素膜的系统及方法，在实现连续发酵生产细菌纤维素膜基础上，充分利用发酵培养基及菌种，能够提高生产效率，并且发酵结束后细菌纤维素膜易提取、易洗涤。本专利技术提供了一种连续生产细菌纤维素膜的系统，包括：发酵池；所述发酵池设有培养基进料管路、空气进气管路和洗涤液回流管路；能够伸入发酵池内部的筛孔套件；所述筛孔套件为底面均匀分布有若干个筛孔的框架结构，侧面靠近底部位置设有开窗；能够控制筛孔套件上下升降和水平移动的运吊装置；通过洗涤液回流管路与发酵池相连的洗涤池；所述洗涤液回流管路沿洗涤液回流方向依次设有蠕动泵和第一阀门；所述洗涤池设有振荡器、洗涤液回流出口和进料口，并能够容纳筛孔套件；所述进料口通过多道双向蠕动泵分别与培养基进口、碱液进口、废液出口和灭菌水进口相连。优选的，所述培养基进料管路沿进料方向依次设有第二阀门、循环泵和第三阀门；所述循环泵还设有与发酵池相通的循环液回流管路。优选的，所述循环液回流管路设有第四阀门。优选的，所述空气进气管路设有第五阀门。优选的，所述筛孔套件中筛孔的直径为5mm～15mm，开窗的长度与设置所述开窗的侧面的长度相等，高度为45mm～55mm。本专利技术还提供了一种连续生产细菌纤维素膜的方法，采用上述技术方案所述的系统，包括以下步骤：a)将发酵液在内部装有筛孔套件的发酵池中与空气混合，进行发酵，在筛孔套件中得到厚度为2mm～4mm的细菌纤维素膜，取出筛孔套件静置后，转移到洗涤池中，采用振荡器进行洗涤，分别得到洗涤液和洗涤后的细菌纤维素膜；其中，所述洗涤液回流至发酵池中；b)将步骤a)得到的洗涤后的细菌纤维素膜依次进行中和和杀菌、清洗，得到细菌纤维素膜产品；同时，在发酵池中补入灭菌水或发酵液使发酵液恢复到步骤a)的初始的水位，再在发酵池中装入筛孔套件，重复步骤a)和步骤b)，连续生产细菌纤维素膜产品。优选的，步骤a)中所述发酵的温度为28℃～32℃，溶氧量为1mg/L～3mg/L。优选的，步骤a)中所述洗涤的过程采用发酵培养基或灭菌水；所述振荡器的振荡速度为100rpm～200rpm，振荡时间为25min～35min。优选的，步骤b)中所述中和和杀菌的过程具体为：启动多道双向蠕动泵，由碱液进口泵入3L～10L质量分数为0.5％～1.5％的碱液至洗涤池，启动振荡器，在100rpm～200rpm的振荡速度下振荡，进行中和和杀菌，在pH电极检测下当pH值不再改变时，再启动多道双向蠕动泵，将洗涤池中的废液全部由废液出口排出。优选的，步骤b)中所述清洗的过程具体为：启动多道双向蠕动泵，由灭菌水进口泵入3L～10L灭菌水至洗涤池，启动振荡器，在100rpm～200rpm的振荡速度下振荡25min～35min，进行清洗，然后启动多道双向蠕动泵，将洗涤池中的废液全部由废液出口排出；多次清洗后，在pH电极检测下当pH值稳定在7左右时，得到细菌纤维素膜产品。本专利技术提供了一种连续生产细菌纤维素膜的系统和方法，所述系统包括：发酵池；所述发酵池设有培养基进料管路、空气进气管路和洗涤液回流管路；能够伸入发酵池内部的筛孔套件；所述筛孔套件为底面均匀分布有若干个筛孔的框架结构，侧面靠近底部位置设有开窗；能够控制筛孔套件上下升降和水平移动的运吊装置；通过洗涤液回流管路与发酵池相连的洗涤池；所述洗涤液回流管路沿洗涤液回流方向依次设有蠕动泵和第一阀门；所述洗涤池设有振荡器、洗涤液回流出口和进料口，并能够容纳筛孔套件；所述进料口通过多道双向蠕动泵分别与培养基进口、碱液进口、废液出口和灭菌水进口相连。与现有技术相比，本专利技术提供的连续生产细菌纤维素膜的系统和方法，在实现连续发酵生产细菌纤维素膜基础上，能够提高生产效率，并且发酵结束后细菌纤维素膜易提取、易洗涤。同时，本专利技术提供的连续生产细菌纤维素膜的系统和方法能够提高发酵液的利用率，充分利用菌种和发酵液的价值；并且能够将洗涤、中和和杀菌、清洗过程在同一装置中完成，节省系统的占用空间、人力及碱液用量，减少环境污染，兼具环保性和经济性，有利于在本领域推广和发展。另外，通过在筛孔套件中固定设计好特定尺寸的模具，还可产出规定尺寸的细菌纤维素膜，应用前景广阔。附图说明图1为本专利技术实施例提供的连续生产细菌纤维素膜的系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的连续生产细菌纤维素膜的系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种连续生产细菌纤维素膜的系统，包括：发酵池；所述发酵池设有培养基进料管路、空气进气管路和洗涤液回流管路；能够伸入发酵池内部的筛孔套件；所述筛孔套件为底面均匀分布有若干个筛孔的框架结构，侧面靠近底部位置设有开窗；能够控制筛孔套件上下升降和水平移动的运吊装置；通过洗涤液回流管路与发酵池相连的洗涤池；所述洗涤液回流管路沿洗涤液回流方向依次设有蠕动泵和第一阀门；所述洗涤池设有振荡器、洗涤液回流出口和进料口，并能够容纳筛孔套件；所述进料口通过多道双向蠕动泵分别与培养基进口、碱液进口、废液出口和灭菌水进口相连。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的连续生产细菌纤维素膜的系统的结构示意图；其中，1为发酵池，2为培养基进料管路，3为空气进气管路，4为洗涤液回流管路，5为筛孔套件，6为筛孔，7为开窗，8为运吊装置，9为洗涤池，10为蠕动泵，11为第一阀门，12为振荡器，13为洗涤液回流出口，14为进料口，15为多道双向蠕动泵，16为培养基进口，17为碱液进口，18为废液出口，19为灭菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续生产细菌纤维素膜的系统，包括：发酵池；所述发酵池设有培养基进料管路、空气进气管路和洗涤液回流管路；能够伸入发酵池内部的筛孔套件；所述筛孔套件为底面均匀分布有若干个筛孔的框架结构，侧面靠近底部位置设有开窗；能够控制筛孔套件上下升降和水平移动的运吊装置；通过洗涤液回流管路与发酵池相连的洗涤池；所述洗涤液回流管路沿洗涤液回流方向依次设有蠕动泵和第一阀门；所述洗涤池设有振荡器、洗涤液回流出口和进料口，并能够容纳筛孔套件；所述进料口通过多道双向蠕动泵分别与培养基进口、碱液进口、废液出口和灭菌水进口相连。

【技术特征摘要】
1.一种连续生产细菌纤维素膜的系统，包括：发酵池；所述发酵池设有培养基进料管路、空气进气管路和洗涤液回流管路；能够伸入发酵池内部的筛孔套件；所述筛孔套件为底面均匀分布有若干个筛孔的框架结构，侧面靠近底部位置设有开窗；能够控制筛孔套件上下升降和水平移动的运吊装置；通过洗涤液回流管路与发酵池相连的洗涤池；所述洗涤液回流管路沿洗涤液回流方向依次设有蠕动泵和第一阀门；所述洗涤池设有振荡器、洗涤液回流出口和进料口，并能够容纳筛孔套件；所述进料口通过多道双向蠕动泵分别与培养基进口、碱液进口、废液出口和灭菌水进口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述培养基进料管路沿进料方向依次设有第二阀门、循环泵和第三阀门；所述循环泵还设有与发酵池相通的循环液回流管路。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述循环液回流管路设有第四阀门。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气进气管路设有第五阀门。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述筛孔套件中筛孔的直径为5mm～15mm，开窗的长度与设置所述开窗的侧面的长度相等，高度为45mm～55mm。6.一种连续生产细菌纤维素膜的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的系统，包括以下步骤：a)将发酵液在内部装有筛孔套件的发酵池中与空气混合，进行发酵，在筛孔套件中得到厚度为2mm～4mm的细菌纤维素膜，取出筛孔套件静置后，转移到洗涤池中，采用振荡器进行洗涤，分别得到洗涤液和洗涤后的细菌纤维素膜；...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴跃锋，颜少慰，何广文，钱景茹，
申请(专利权)人：湖南御家化妆品制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43