[發明專利]一種酶制劑微生物菌種液體發酵裝置及其發酵工藝

有效

• 申請號: 202011521870.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112251338B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 卞亦冰
• 申請（專利權）人: 天津正鑫浩司科技有限公司
• 主分類號: C12M1/21
• 分類號: C12M1/21;C12M1/12;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00;B08B3/10;B08B3/08
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 馬云云

1.一種酶制劑微生物菌種液體發酵裝置，其特征在于：包括發酵罐（1）和設置在發酵罐（1）內部的攪拌機構；所述發酵罐（1）的頂部設有進氣管（24），發酵罐（1）的側壁上設有進料口（22），發酵罐（1）的底部設有出料口（23）；

所述發酵罐（1）的內部上方液位線處固定設有水平篩網（8），水平篩網（8）的上方為消泡區，水平篩網（8）的下方為攪拌區；

所述攪拌機構包括轉軸（2）、攪拌片（3）、攪拌桿（4）、刮板（5）和電機（15）；所述轉軸（2）豎直轉動設置在發酵罐（1）的中心位置，且轉軸（2）自下至上穿過水平篩網（8）并穿出發酵罐（1）的頂端，轉軸（2）由設置在發酵罐（1）頂端的電機（15）驅動；位于上方消泡區的轉軸（2）側壁上固定連接有豎直篩網（10），且豎直篩網（10）下端與水平篩網（8）上表面貼合；位于下方攪拌區的轉軸（2）的外周套設有冷卻盤管（7），且冷卻盤管（7）的進水端和出水端均穿出發酵罐壁；所述轉軸（2）上固定連接有攪拌片（3）和攪拌桿（4），攪拌片（3）位于冷卻盤管（7）的內側，攪拌桿（4）從冷卻盤管（7）的間隙穿出并連接有刮板（5），刮板（5）與發酵罐內側壁相貼合；

位于上方消泡區的轉軸（2）的內部設有空腔（11），轉軸（2）的頂端轉動連接有連接管（16），連接管（16）還與發酵罐（1）的下部連通，連接管（16）上連接有水泵（17）；轉軸（2）的側壁上固定連接有與空腔（11）相連通的淋液管（9），淋液管（9）上設有若干個滴液管（12）；

所述轉軸（2）的頂端還固定套設有從動齒輪（13），發酵罐（1）的頂端轉動設有與從動齒輪（13）相嚙合的主動齒輪（14），主動齒輪（14）由電機（15）驅動；

所述淋液管（9）的下表面還固定連接有若干根消泡針（25）；

所述攪拌片（3）下方的轉軸（2）上還設有錨式攪拌器（6）；所述攪拌片（3）為網格狀結構；

所述發酵罐（1）的側壁上還連接有回流管，回流管的一端連接發酵罐（1）的下部，另一端連接發酵罐（1）的上部，回流管上設有高壓泵；

所述回流管有2根，分別為第一回流管（18）和第二回流管（20），第一回流管（18）上設有第一高壓泵（19），第二回流管（20）上設有第二高壓泵（21）；所述第一回流管（18）的下端為進液端，上端為出液端；所述第二回流管（20）的下端為出液端，上端為進液端。

2.一種利用權利要求1所述的酶制劑微生物菌種液體發酵裝置的菌液發酵工藝，其特征在于：該工藝包括如下步驟：

1）清洗

關閉出料口（23）和進氣管（24），通過進料口（22）向發酵罐（1）內通入酸洗液并浸泡30-60min，之后開啟攪拌機構，進行攪拌清洗10-20min，之后通過出料口（23）排出酸洗液；然后通入純化水進行沖洗，沖洗的同時開啟攪拌機構攪動，30-40min后，排凈廢水；

再向發酵罐（1）內通入堿洗液并浸泡30-60min，之后開啟攪拌機構，進行攪拌清洗10-20min，之后通過出料口（23）排出堿洗液；然后通入純化水進行沖洗2-3次，沖洗的同時開啟攪拌機構攪動，每次沖洗30-40min后，排凈廢水；

所述步驟1）還包括在酸洗液、堿洗液以及沖洗的過程中開啟水泵（17）、第一高壓泵（19）和第二高壓泵（21）對與轉軸（2）內空腔（11）連通的淋液管（9）和滴液管（12）、與發酵罐（1）側壁相連的第一回流管（18）和第二回流管（20）同時進行清洗；

2）空罐滅菌

關閉進料口（22）和出料口（23），通過進氣管（24）向發酵罐（1）內通入純蒸汽滅菌，使罐內溫度達到120-140℃，并維持30-60min；

所述步驟2）還包括在滅菌的過程中開啟水泵（17）、第一高壓泵（19）和第二高壓泵（21）對與轉軸（2）內空腔（11）連通的淋液管（9）和滴液管（12）、與發酵罐（1）側壁相連的第一回流管（18）和第二回流管（20）同時進行滅菌；

3）加料

先將發酵用純化水通入發酵罐（1）中，之后將發酵原料投入發酵罐（1）內，同時開啟攪拌機構對物料進行攪拌，隨后補充純化水至液位線以下5-10cm處；

4）物料滅菌

向發酵罐（1）內通入蒸汽，使罐內溫度達到100-110℃，保持20-30min；之后向冷卻盤管（7）中通入液氮或冷水，將罐內的溫度下降至30-40℃，在冷卻過程中不斷攪拌，以保證溫度均勻下降；

5）接種發酵

向發酵罐（1）內加入發酵菌種并不斷攪拌，同時向罐體內通入30-45℃滅菌空氣以提供足夠的溶解氧，并保證罐體內的溫度維持在35-40℃；在攪拌過程中在液面處產生的泡沫在通過水平篩網（8）時進行一級消泡，穿過水平篩網（8）的泡沫在轉動的豎直篩網（10）的作用下進行二級消泡；

在發酵過程中還要開啟第一高壓泵（19）和第二高壓泵（21），通過與發酵罐（1）側壁相連的第一回流管（18）和第二回流管（20）進行發酵液回流以便于提高發酵液的混勻程度，從而提高發酵液中溶解氧的濃度；

在發酵過程中還要開啟水泵（17），通過與發酵罐（1）下部連通的連接管（16）將發酵液抽至轉軸（2）上部的空腔（11）內，并通過與空腔（11）連通的淋液管（9）向水平篩網（8）上的泡沫滴水，以刺穿泡沫進行消泡；

6）發酵結束

細菌生長進入穩定期后，停止培養收獲菌液。