[發明專利]一種芽孢桿菌低溫濃縮工藝

在審

• 申請號: 201410436931.6
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104232533A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 廖先清;周榮華;饒犇;劉芳;陳偉;張先進;張光陽;楊自文
• 申請（專利權）人: 湖北省生物農藥工程研究中心
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12R1/07
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 朱盛華

技術領域

本發明涉及一種芽孢桿菌低溫濃縮工藝。

背景技術

傳統農藥和化肥的過量使用導致很多植物病蟲產生抗藥性，造成生態環境的惡性循環，因此高效、安全的微生物農藥和生物化肥越來越受到人們的關注。而芽孢桿菌能分泌大量的活性物質以及抑菌物質，對許多細菌和真菌有抑制活性，能提高植物的抗病能力，促進植物生長，提高產量。另外，芽孢桿菌還具有多種酶活、抗氧化和抗腫瘤等生物活性，能很好的用于飼料工業中。因此，隨著芽孢桿菌研究的深入，它在工農業領域、醫藥領域、生物學理論研究方面將有更廣闊的應用前景。

鑒于芽孢桿菌廣泛的用途，國內有大量廠家生產芽孢桿菌類產品，但是相關產品普遍質量不高。目前芽孢桿菌制劑常見的生產方法是采用相關的芽孢桿菌生產菌種，分批發酵培養，至其大部分或者全部形成芽孢時，采用板框過濾或者離心的方式進行濃縮，添加助劑后烘干或者噴霧干燥得到芽孢桿菌的活菌制劑。這些方法的干燥、濃縮工藝存在著以下不足：

1、傳統的絮凝/板框過濾或者離心的濃縮方法，會產生大量生化需氧量(BOD值)很高的廢水，需要進行復雜的處理后才可能達到排放標準，后續處理成本較高；

2、采用絮凝/板框過濾或者離心技術還會造成發酵上清里面的有效成分丟失，造成產品效果的下降。

真空薄膜蒸發器是一類蒸發器的總稱，特點是物料液體沿加熱管壁呈膜狀流動而進行傳熱和蒸發。該類蒸發器包括MVR(機械式蒸汽再壓縮)蒸發器，降膜式濃縮蒸發器和板式濃縮蒸發器等等。該類蒸發器有如下特點：

一、蒸發強度大，具有比較高的傳熱系數。

二、因為這類蒸發器使用的是真空技術操作，因此可以把物料的沸點降低下來，在確保溫度差相同的條件下可以使用低品位蒸汽，從而節省下大量的能源，成本也就降低了。

三、蒸發物料的性質決定著真空的程度，這也使得處理物料的沸點得到很大的下降，由此可見對于熱敏性物料的低溫濃縮非常合適，一般對于腐蝕性強的介質進行濃縮時，采用普通的材料來處理就可以了。

四、真空薄膜蒸發器的結構簡單，操控起來十分方便，對于維修和保養來說也很容易。

五、物料在真空薄膜蒸發器里停留的時間在幾秒到幾十秒之間不等，停留的時間非常短，能夠使產品在蒸發過程中的分解得到很大的減少，而讓溶劑的回升率大大提升。

真空薄膜蒸發器被廣泛應用于中藥活性物質濃縮，食品添加劑濃縮，抗生素濃縮，酶制劑濃縮等領域，但目前還沒有用于活菌制劑濃縮方面。

發明內容

本發明的目的是針對目前芽孢桿菌活菌干燥工藝所存在的問題，旨在提供一種能最大程度保留發酵液中有效物質，產品質量高，生產成本低，產生的廢水較少，能大規模產業化生產的芽孢桿菌低溫濃縮工藝。

本發明目的的實現方式為，一種芽孢桿菌低溫濃縮工藝，將經一、二級種子擴大培養、發酵的芽孢桿菌發酵液加熱到35℃-60℃時進入真空薄膜濃縮器，在真空度為-70kpa～-95kpa下進行蒸發濃縮，當芽孢桿菌發酵液濃縮至含固量達到10％-25％時，開始出料。

本發明有以下優點：

1、相比采用傳統的絮凝/板框過濾或者離心的濃縮方式，芽孢桿菌發酵液中可溶性的增效物質、促生物質、抑菌活性物質等得到有效回收；

2、低溫濃縮過程中產生的冷凝水，生化需氧量(BOD值)極低，一般在80以下，達到達標排放標準，不需進行復雜的處理，成本低。

具體實施方式

本發明將經一、二級種子擴大培養、發酵的芽孢桿菌發酵液加熱到35℃-60℃時進入真空薄膜濃縮器，在真空度為-70kpa～-95kpa下進行蒸發濃縮，當芽孢桿菌發酵液濃縮至含固量達到10％-25％時，開始出料。

真空薄膜濃縮器為MVR濃縮器、降膜蒸發器或板式蒸發濃縮器。

下面用具體實施例詳述本發明：

實施例1：將經一、二級種子擴大培養、發酵的芽孢桿菌發酵液加熱到35℃時進入MVR濃縮器，在真空度為-95kpa下進行蒸發濃縮，芽孢桿菌發酵液濃縮至含固量達到10％-20％時，開始出料，從蒸發室出來的二次蒸汽經壓縮機壓縮，壓力溫度升高至100℃-115℃，送至加熱室當加熱蒸汽使用，加熱發酵液至35℃，加熱蒸汽本身冷凝成水。整個過程中，二次蒸汽得到了充分利用，極大的提高了熱效率。

實施例2：將經一、二級種子擴大培養、發酵的芽孢桿菌發酵液加熱到60℃時進入降膜蒸發器，在真空度為-70kpa下進行蒸發，然后依次進入二效和三效蒸發器，當芽孢桿菌發酵液濃縮至含固量達到15％-25％時，開始出料。

實施例3：將經一、二級種子擴大培養、發酵的芽孢桿菌發酵液加熱到50℃時進入板式蒸發濃縮器進行濃縮，在真空度為-86kpa下進行蒸發濃縮，當芽孢桿菌發酵液濃縮至含固量達到10％-25％時，開始出料。