在乳酸发酵中加快产酸的通气方法技术

本发明专利技术公开在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，包括如下步骤：(A)在发酵前期：向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气；(B)在发酵后期：停止向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气。本发明专利技术能够有效地提高发酵液中氧气含量、促进乳酸菌更快地消耗更多的葡萄糖而生成乳酸。

Ventilating method of accelerating acid production in lactic acid fermentation

【技术实现步骤摘要】
在乳酸发酵中加快产酸的通气方法
本专利技术涉及乳酸发酵生产
具体地说是在乳酸发酵中加快产酸的通气方法。
技术介绍
乳酸发酵生产中需要向发酵罐内通过无菌空气，以促进乳酸菌消耗更多的葡萄糖而生成乳酸，通气量的多少直接影响到菌体在生长过程中对氧的获得能力。由于发酵液与空气交换溶解氧能力的限制，即便加大通入空气的量或者在空气中增加氧气的含量，均不能有效地提高发酵液中的溶解氧含量，并且通气量过大会严重抑制乳酸菌的生长，因而在实际生产中不能通过加大通入空气的量或者在空气中增加氧气的含量而有效地提高发酵液中的溶氧量，不能促进乳酸菌更快地消耗更多的葡萄糖而生成乳酸。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种能够有效地提高发酵液中氧气含量、促进乳酸菌更快地消耗更多的葡萄糖而生成乳酸的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，包括如下步骤：(A)在发酵前期：向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气；(B)在发酵后期：停止向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，所述供氧剂在发酵料液中缓慢释放氧气。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，在所述供氧剂均匀分散到发酵料液之前，所述供氧剂缓慢释放氧气的速度为V前；在所述供氧剂均匀分散到发酵料液之后，所述供氧剂缓慢释放氧气的速度为V后；V前<V后。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，在所述供氧剂均匀分散到发酵料液之后，所述供氧剂继续释放氧气的时间小于10分钟。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，所述供氧剂为粉末状。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，通过粉料供给装置向无菌空气管道内供给供氧剂。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，所述粉料供给装置包括料仓、竖直下料管、倾斜供料管、供料阀、气动执行阀和供料气管，所述竖直下料管的上端与所述料仓的底部导通，所述竖直下料管的下端与所述倾斜供料管的上端导通，所述倾斜供料管的下端与无菌空气管道导通，所述供料阀安装在所述竖直下料管上，所述气动执行阀与所述供料阀驱动连接，所述供料气管的一端与所述无菌空气管道流体导通，所述供料气管的另一端与所述气动执行阀流体导通。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，所述供料阀包括具有第一中孔的阀体和具有第二中孔的阀板，所述阀体上开设有两个对称的导向槽，所述阀板的两个边分别位于所述导向槽内；在所述气动执行阀的作用下，所述阀板可沿所述导向槽往复运动，当所述第一中孔与所述第二中孔重叠或部分重叠时，所述竖直下料管上下段连通；当所述第一中孔与所述第二中孔相互错开时，所述竖直下料管上下段关断。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，所述气动执行阀包括执行阀体、压缩弹簧、执行推杆和活塞，所述活塞位于所述执行阀体的阀腔内并将所述阀腔分隔为进气驱动腔和压缩腔，所述压缩弹簧位于所述压缩腔内，所述压缩弹簧的第一端固定在所述压缩腔的内壁上，所述压缩弹簧的第二端固定在所述活塞上，所述执行推杆的一端位于所述压缩腔内且与所述活塞固定连接，所述执行推杆的另一端伸出所述压缩腔并与所述阀板通过销轴连接。上述在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，所述供氧剂为改性过氧化钠，所述改性过氧化钠的制备方法包括如下步骤：(1)配制氢氧化钠饱和溶液：所述氢氧化钠饱和溶液为0℃时的氢氧化钠饱和溶液；(2)配制0℃时的β-环糊精-双氧水混合水溶液：所述β-环糊精-双氧水混合水溶液中H2O2的质量分数为40-50％，在所述β-环糊精-双氧水混合水溶液中，所述β-环糊精的质量分数为2-5％；(3)配制0℃时的过氧化钠改性溶液，将油酸、丙二醇油酸酯和油酸甘油酯加入到乙酸乙酯中，充分搅拌后即得过氧化钠改性溶液；在过氧化钠改性溶液中，所述油酸的质量分数为20-30％；所述丙二醇油酸酯的加入量为所述乙酸乙酯质量的1-5％；所述双油酸甘油酯的加入量为所述乙酸乙酯质量的3-6％；(4)将氢氧化钠饱和溶液加入到过氧化钠改性溶液中，搅拌混合；(5)在搅拌条件下，向混合溶液中滴加β-环糊精-双氧水混合水溶液，直至不再有沉淀产生，静置分层；氢氧化钠饱和溶液与过氧化钠改性溶液的体积比为1：(2-3)；在反应过程中保持β-环糊精-双氧水混合水溶液以及氢氧化钠饱和溶液和过氧化钠改性溶液的混合溶液的温度均为0℃；(6)分离出沉淀及有机相、弃去水相，并将沉淀加入到有机相中，并加热至60-70℃，回流0.5-1小时；(7)过滤，分别用乙酸乙酯和乙醇洗涤滤渣，真空干燥即得供氧剂。本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：在发酵前期，通过向发酵料液中鼓入供氧剂，在不改变原有通气量的情况下，可以有效地提高发酵料液中的溶氧量，加快菌体生长以及消耗糖而产酸。在发酵后期，随着停止鼓入无菌空气，供氧剂也随着停止鼓入到发酵料液中，有利于提高糖酸转化率以及光学纯度。本专利技术中的粉料供给装置是随着无菌空气一起联动，当无菌空气管道内有气体流动的时候，一部分无菌空气通过供料气管进入到气动执行阀的进气驱动腔内，从而驱动活塞在阀腔内运动，进而使得压缩弹簧被压缩，执行推杆与活塞一起运动，从而推动阀板沿阀体上的导向槽运动，使得第一中孔和第二中孔部分重叠或全部重叠，从而使得竖直下料管的上段和下端导通，料仓内的供氧剂在重力作用下通过竖直下料管进入到倾斜供料管内，由于倾斜供料管与无菌空气管道流体导通，在重力以及无菌空气管道内空气的作用下，供氧剂沿倾斜供料管进入到无菌空气管道内并随无菌空气从发酵罐底部鼓入到发酵罐内，并在发酵罐内的搅拌器作用下，均匀分散到发酵料液内，然后快速释放氧气，从而可以有效地提高发酵料液中的溶氧量。无菌空气管道内供气量的增大或减小，第一中孔和第二中孔的重叠面积也随之增大或减小，因而可以自动调整向无菌空气中供给的供氧剂量。在发酵后期需要停止向发酵罐内鼓入无菌空气的时候，关闭无菌空气管道上的通气阀门，无菌空气管道内的没有气体流动，活塞在压缩弹簧的作用下恢复到原来的位置，进而带动执行推杆和阀板运动，从而使得第一中孔和第二中孔相互错开，实现关断竖直下料管，料仓内的供氧剂停止向倾斜供料管内供给，切断向发酵罐内供给供氧剂。在本专利技术中，利用H2O2水溶液与氢氧化钠饱和水溶液在0℃反应生成过氧化钠水合物，由于加入过氧化钠改性溶液，在搅拌条件下形成油水混合溶液，生成的过氧化钠水合物难以发生团聚而直接与过氧化钠改性溶液接触而进行改性，确保过氧化钠水合物粒径较小且粒径较为均匀，为获得目标改性过氧化钠奠定基础。H2O2与氢氧化钠反应时生成的过氧化钠水合物沉淀夹带微量β-环糊精，在过氧化钠水合物亲油改性的时候释放出来，使得过氧化钠水合物的亲油改性由表及里，有效延长改性后的过氧化钠水合物在水溶液中的停留时间。丙二醇油酸酯和双油酸甘油酯作为乳化剂，在对过氧化钠水合物进行改性的时候，能够夺取过氧化钠水合物中夹带的水、β-环糊精等水溶性杂质，促进过氧化钠水合物改性的进行；同时还可以对过氧化钠水合物颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(A)在发酵前期：向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气；/n(B)在发酵后期：停止向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气。/n

【技术特征摘要】
1.在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)在发酵前期：向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气；
(B)在发酵后期：停止向乳酸发酵料液中通入携带供氧剂的无菌空气。


2.根据权利要求1所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，所述供氧剂在发酵料液中缓慢释放氧气。


3.根据权利要求2所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，在所述供氧剂均匀分散到发酵料液之前，所述供氧剂缓慢释放氧气的速度为V前；在所述供氧剂均匀分散到发酵料液之后，所述供氧剂缓慢释放氧气的速度为V后；V前<V后。


4.根据权利要求3所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，在所述供氧剂均匀分散到发酵料液之后，所述供氧剂继续释放氧气的时间小于10分钟。


5.根据权利要求1所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，所述供氧剂为粉末状。


6.根据权利要求1-5任一所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，通过粉料供给装置向无菌空气管道内供给供氧剂。


7.根据权利要求6所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，所述粉料供给装置包括料仓(1)、竖直下料管(2)、倾斜供料管(3)、供料阀(4)、气动执行阀(5)和供料气管(6)，所述竖直下料管(2)的上端与所述料仓(1)的底部导通，所述竖直下料管(2)的下端与所述倾斜供料管(3)的上端导通，所述倾斜供料管(3)的下端与无菌空气管道(7)导通，所述供料阀(4)安装在所述竖直下料管(2)上，所述气动执行阀(5)与所述供料阀(4)驱动连接，所述供料气管(6)的一端与所述无菌空气管道(7)流体导通，所述供料气管(6)的另一端与所述气动执行阀(5)流体导通。


8.根据权利要求7所述的在乳酸发酵中加快产酸的通气方法，其特征在于，所述供料阀(4)包括具有第一中孔(8)的阀体(4-1)和具有第二中孔(9)的阀板(4-2)，所述阀体(4-1)上开设有两个对称的导向槽(10)，所述阀板(4-2)的两个边分别位于所述导向槽(10)内；在所述气动执行阀(5)的作用下，所述阀板(4-2)可沿所述导向槽(10)往复运动，当所述第一中孔(8)与所述第二中...

【专利技术属性】
技术研发人员：石从亮，胡中华，蒋栋梁，姜建友，王俊丽，张成伟，葛大森，李长天，马全磊，张美霞，邢涛，范小辉，范威，
申请(专利权)人：河南金丹乳酸科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41