一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，堅強芽孢桿菌經(jīng)一、二級種子擴大培養(yǎng)后接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在發(fā)酵過程中通過補料流加碳源增加芽孢桿菌的數(shù)量和轉(zhuǎn)化率，顯著提高單位產(chǎn)量，降低了單位成本；結(jié)束發(fā)酵，使用真空薄膜濃縮器濃縮發(fā)酵液，發(fā)酵液中的可溶性增效物質(zhì)、促生物質(zhì)、抑菌活性物質(zhì)能有效回收；濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備干燥造粒，分選顆粒，旋風(fēng)分離器捕集細粉返回再造粒，得每克菌粉CFU不少于1.0×1011個的堅強芽孢桿菌產(chǎn)品。尾氣處理，達標(biāo)排放。本發(fā)明能最大程度保留發(fā)酵液中有效物質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量高、設(shè)備利用率高，生物活性保持的比較好，廢氣，廢水達標(biāo)排放，能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]堅強芽孢桿菌(Bacillus firmus)是一種營腐生生活的革蘭氏陽性細菌，在土壤、水體、植物表面和其它自然環(huán)境中廣泛存在，易于獲取，內(nèi)生芽孢、抗逆能力強、繁殖速度快、營養(yǎng)要求簡單、對農(nóng)作物和環(huán)境安全，可以產(chǎn)生多種抑菌物質(zhì)，對許多真菌以及線蟲均有較強的抑制作用。
[0003]目前，國內(nèi)已有廠家生產(chǎn)堅強芽孢桿菌類產(chǎn)品，但是相關(guān)產(chǎn)品普遍質(zhì)量不高。目前堅強芽孢桿菌制劑常見的生產(chǎn)方法是采用相關(guān)的堅強芽孢桿菌生產(chǎn)菌種，分批發(fā)酵培養(yǎng)，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堅強芽孢桿菌的活菌制劑。這些方法存在著以下不足:
[0004]1、發(fā)酵罐裝料系數(shù)為60% -70%，設(shè)備利用率不高；
[0005]2、由于采用的分批發(fā)酵，導(dǎo)致發(fā)酵初始培養(yǎng)基濃度過高，接種后延滯期較長，發(fā)酵過程中副產(chǎn)物形成較多，發(fā)酵產(chǎn)品濃度上不去，最終導(dǎo)致發(fā)酵成本較大；
[0006]3、發(fā)酵液的濃縮一般采用的絮凝/板框過濾或者離心技術(shù)，這兩種技術(shù)一般都會產(chǎn)生大量的廢水，后續(xù)處理成本較高；
[0007]4、采用絮凝/板框過濾或者離心技術(shù)還會造成發(fā)酵上清里面的有效成分丟失，造成產(chǎn)品效果的下降；
[0008]5、噴霧干燥一般設(shè)定的入口溫度為180°C至200°C，出口溫度為80°C到100°C，在這樣較高的工作溫度下，某些品種的菌數(shù)會有一定程度的下降，直接影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0009]真空薄膜蒸發(fā)器是一類蒸發(fā)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(fā)，優(yōu)點是傳熱效率高，蒸發(fā)速度快，物料停留時間短，因此特別適合熱敏性物質(zhì)的蒸發(fā)。該類蒸發(fā)器包括MVR(機械式蒸汽再壓縮)蒸發(fā)器，降膜式濃縮蒸發(fā)器和板式濃縮蒸發(fā)器等等。常常應(yīng)用于中藥活性物質(zhì)濃縮，食品添加劑濃縮，抗生素濃縮，酶制劑濃縮等領(lǐng)域，但目前還沒有用于活菌制劑濃縮方面。
[0010]多級低溫噴霧流化干燥造粒相較于常規(guī)噴霧干燥塔，采用了多種先進的技術(shù)，t匕如塔內(nèi)用了多個噴槍結(jié)構(gòu)，噴槍采用的是高壓噴嘴，噴出的霧滴分散效果好，且多個噴嘴噴出的霧滴相互碰撞，極易形成大顆粒；而沒有形成顆粒的則被旋風(fēng)分離器捕集，然后返回塔頂霧化區(qū)進行粉體的重新附聚和造粒；并且塔底有流化床可對形成的顆粒進行二次干燥，進一步降低顆粒的含水量；該系統(tǒng)要求進料有很高的固含量(10% -25% )，這樣不需要粘合劑就能直接形成顆粒；由于是多級干燥系統(tǒng)，而且物料含水量不高，所以該設(shè)備的操作溫度相比常規(guī)噴霧干燥塔要低，一般風(fēng)溫度控制在130°C _180°C，出口溫度控制在60°C -80°C之間，這樣該系統(tǒng)具備很好的干燥熱敏性物料的能力，將該技術(shù)應(yīng)用于活菌制劑的干燥上，可很好的保留產(chǎn)品中的生物活性，獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，以及環(huán)保，工序少等優(yōu)點。
[0011]發(fā)酵和干燥造粒會產(chǎn)生大量的廢氣，里面常含有揮發(fā)性有機物(VOC)，硫化氫，氨氣，硫醇類等各種污染物，同時伴有難聞的惡臭味，過去發(fā)酵企業(yè)一般將其直接排放或者簡單的用水噴淋后排放，兩種處理方式會造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。采用合適的化學(xué)試劑直接氧化廢氣中的相關(guān)污染物或者用物理方法分解其中的污染物是比較好的處理方法，能夠解除廢氣中的惡臭味，減少環(huán)境污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種設(shè)備利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量提高，生物活性保持的比較好，廢氣，廢水達標(biāo)排放，能夠大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，產(chǎn)量更高，生產(chǎn)成本明顯降低的堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝。
[0013]本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，具體步驟如下:
[0014]I) 一級種子培養(yǎng):5000ml三角瓶中裝有2000ml —級種子培養(yǎng)基，115°C -121 °C濕熱滅菌15-30min，取1ml堅強芽孢桿菌凍干管菌種接種于一級種子培養(yǎng)基中，在28 0C -35°C培養(yǎng)12?16h ;所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖0.5% -2.5%，牛肉膏0.5% -3%，蛋白胨 0.5% -3%，氯化鈉 0.5% -1%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ；
[0015]2) 二級種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有150L或300L 二級種子培養(yǎng)基，115 0C -121 °C濕熱滅菌15-30min，將3000ml —級種子接種于二級種子培養(yǎng)基中；在280C -35°C培養(yǎng)12?16h ;所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖0.5% -2.5%，酵母抽提物
0.5% -3%，蛋白胨0.5% -3%，磷酸氫二鉀0.02% -0.05%，氯化鈉0.5% _1%，硫酸鎂
0.02% -0.1%，培養(yǎng)基 pH 調(diào)為 6.5-7.5 ；
[0016]3)發(fā)酵:在5m3或40m3發(fā)酵罐中裝有4000L或30m3堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，115°C -121 °C濕熱滅菌15-30min，將150L或300L 二級種子接種于堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa，在28°C _35°C培養(yǎng)40_46h ;所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1% -2%，豆柏1% -3%，玉米漿1% _3%，酵母粉1% -3%，蛋白胨1% -3%，磷酸氫二鉀 0.01% -0.05%，硫酸鎂 0.1% -0.2%，硫酸錳 0.002%，碳酸鈣 0.3% -0.5%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ；
[0017]4)補料:當(dāng)發(fā)酵至12-18h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的葡萄糖補料培養(yǎng)基，發(fā)酵至38-42小時結(jié)束；
[0018]5)至芽孢形成率大于等于90%時，結(jié)束發(fā)酵；
[0019]6)將發(fā)酵液加熱到35°C _60°C時進入濃縮器，在真空度為_70kpa?_95kpa下進行濃縮，濃縮至含固量達到10% -25%時,開始出料；
[0020]7)濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔，得CFU不少于1.0X1011個的堅強芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進風(fēng)溫度1300C -180°c，出口溫度 60°C -80°C ；
[0021]8)尾氣處理:采用化學(xué)氧化、等離子照射或紫外照射去味、脫氨氮或脫硫化氫處理后排放。
[0022]本發(fā)明有以下優(yōu)點:
[0023]1、通過補料的方法，顯著提高了單位產(chǎn)量，降低了單位成本，發(fā)酵罐裝料系數(shù)由原先的60% -70%提高到80%-90%,設(shè)備利用率提高，單罐產(chǎn)量大大提升；通過補料發(fā)酵，達到高密度發(fā)酵，提高生物量，發(fā)酵液有效成分含量提高10-20%，高于分批發(fā)酵；
[0024]2、采用多級發(fā)酵技術(shù)，可使用于各種規(guī)模發(fā)酵罐上，縮短了芽孢桿菌的發(fā)酵周期，降低了發(fā)酵染菌風(fēng)險；
[0025]3、采用低溫真空薄膜濃縮器直接濃縮發(fā)酵液，相比采用傳統(tǒng)的絮凝/板框過濾或者離心的濃縮方式，發(fā)酵液中可溶性的增效物質(zhì)、促生物質(zhì)、抑菌活性物質(zhì)等得到有效回收；
[0026]4、采用低溫多級干燥制粒新工藝，相比傳統(tǒng)離心噴霧干燥生產(chǎn)工藝，進口風(fēng)溫和出口風(fēng)溫低，更好地保留了生物活性，而且一次性獲得水分散顆粒劑產(chǎn)品而不是粉劑產(chǎn)品;
[0027]5、低溫濃縮過程中產(chǎn)生的冷凝水，生化需氧量(B0D值)極低，一般在80以下，達到達標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)；而傳統(tǒng)的絮凝/板框過濾或者離心的濃縮方法，會產(chǎn)生大量生化需氧量(B0D值)很高的廢水，需要進行復(fù)雜的處理后才可能達到排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0028]6、發(fā)酵尾氣、干燥制粒尾氣均通過收集系統(tǒng)收集，經(jīng)化學(xué)氧化、等離子照射、紫外照射等去味、脫氨氮、脫硫化氫尾氣處理方式處理后能達標(biāo)排放。

【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明取堅強芽孢桿菌種子凍干管菌種，接種于115-121?濕熱滅菌15_30min的一級種子培養(yǎng)基中，進行一級種子培養(yǎng)。將一級種子接種于經(jīng)115-121°C滅菌15-30min，二級種子培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中進行二級種子培養(yǎng)。發(fā)酵，在發(fā)酵過程中補料，結(jié)束發(fā)酵。
[0030]使用真空薄膜濃縮器濃縮發(fā)酵液:將發(fā)酵液加熱到35°C -60°C時進入真空薄膜濃縮器，在真空度為_70kpa?-95kpa下進行濃縮，濃縮至含固量達到10% -25%時，開始出料；從蒸發(fā)室出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮，壓力溫度升高至100°C _115°C，送至加熱室當(dāng)加熱蒸汽使用，加熱發(fā)酵液至進料溫度，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。
[0031]多級低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔，得CFU不少于1.0 X 111個的堅強芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進風(fēng)溫度130°C _180°C，出口溫度60°C -80°C ；
[0032]濃縮后的發(fā)酵液在干燥塔頂多個噴槍作用下霧化成霧狀液滴，霧滴相互碰撞，干燥后可獲得一定程度大小的顆粒。顆粒經(jīng)過分選，符合要求的直接出塔，旋風(fēng)分離器捕集到的細粉則返回塔底或塔頂?shù)撵F化區(qū)重新附聚和造粒，待得到的顆粒達到要求后則進入流化床繼續(xù)干燥至出塔。使用真空薄膜濃縮器濃縮發(fā)酵液，發(fā)酵液中的可溶性增效物質(zhì)、促生物質(zhì)、抑菌活性物質(zhì)能有效回收；濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備干燥造粒，分選顆粒，旋風(fēng)分離器捕集細粉返回再造粒，得每克菌粉CFU不少于1.0X 111個的堅強芽孢桿菌產(chǎn)品。尾氣處理，達標(biāo)排放。
[0033]下面用具體實施例詳述本發(fā)明:
[0034]實施例1:(以5m3發(fā)酵罐為例)
[0035]I) 一級種子培養(yǎng):5000ml三角瓶中裝有2000ml —級種子培養(yǎng)基，121 °C濕熱滅菌15min，取1ml堅強芽孢桿菌凍干管菌種接種于一級種子培養(yǎng)基中，在35°C培養(yǎng)12h ;菌種未見染菌，菌體形態(tài)較好，再進行下一步操作。一級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖0.5%，牛肉膏0.5%，蛋白胨3%，氯化鈉0.5%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0036]2) 二級種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有150L 二級種子培養(yǎng)基，121°C濕熱滅菌15min，將3000ml —級種子接種于二級種子培養(yǎng)基中；在35°C培養(yǎng)12h ;經(jīng)檢查，菌種未見污染和菌體形態(tài)較好的話，再進行下一步操作。二級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖0.5 %，酵母抽提物0.5 %，蛋白胨3 %，磷酸氫二鉀0.02 %，氯化鈉0.5 %，硫酸鎂
0.02%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0037]3)發(fā)酵:在5m3發(fā)酵罐中裝有4000L堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，121°C濕熱滅菌15min，將150L 二級種子接種于堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa,在35°C培養(yǎng)40h;當(dāng)芽孢形成有90%時放罐。所用發(fā)酵培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖I %，豆柏I %，玉米漿I %，酵母粉3%，蛋白胨3%，磷酸氫二鉀0.01 %，硫酸鎂0.1 %，硫酸猛0.002%，碳酸鈣0.3%，培養(yǎng)基pH為7.5。
[0038]4)補料:當(dāng)發(fā)酵至18h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的碳源葡萄糖補料培養(yǎng)基，發(fā)酵至42h結(jié)束；
[0039]5)至芽孢形成率大于等于90%時，結(jié)束發(fā)酵；
[0040]6)使用MVR濃縮器濃縮發(fā)酵液:將發(fā)酵液加熱到35°C時進入真空薄膜濃縮器，在真空度為_95kpa下進行濃縮，濃縮至含固量達到10%-20%時，開始出料；從蒸發(fā)室出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮，壓力溫度升高至100°C _115°C，送至加熱室當(dāng)加熱蒸汽使用，加熱發(fā)酵液至35°C，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。
[0041]7)多級低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔；所述進風(fēng)溫度130°C，出口溫度60°C ;濃縮后的發(fā)酵液在干燥塔頂多個噴槍作用下霧化成霧狀液滴，霧滴相互碰撞，干燥后可獲得一定程度大小的顆粒；顆粒經(jīng)過分選，符合要求的直接出塔；
[0042]8)旋風(fēng)分離器捕集到經(jīng)過分選的細粉返回級低溫噴霧流化干燥設(shè)備塔底或塔頂?shù)撵F化區(qū)重新附聚和造粒，待得到的顆粒達到要求后則進入流化床繼續(xù)干燥至出塔；所制的堅強芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗每克菌粉CFU不少于1.0X 111個。
[0043]9)尾氣處理:通過收集系統(tǒng)收集，然后通過化學(xué)洗滌塔，與化學(xué)氧化劑如雙氧水，次氯酸鈉發(fā)生氣-液接觸，這個過程中氣相中的臭味成分轉(zhuǎn)移到液相，并被化學(xué)氧化劑氧化，從而達到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達標(biāo)排放。
[0044]實施例2、同實施例1，不同的是，
[0045]I) 一級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1%，牛肉膏1%，蛋白胨
2.5%，氯化鈉1%，培養(yǎng)基pH調(diào)為6.5 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后28°C培養(yǎng)16h。
[0046]2) 二級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1%，酵母抽提物1%，蛋白胨2.5%，磷酸氫二鉀0.05%，氯化鈉1%，硫酸鎂0.1%，培養(yǎng)基pH調(diào)為6.5 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后28°C培養(yǎng)16h。
[0047]3)所用發(fā)酵培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1%，豆柏丨^^玉米漿丨^^酵母粉3%，蛋白胨3%，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.2%，硫酸錳0.002%，碳酸鈣0.5%，培養(yǎng)基pH為6.5 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后28°C培養(yǎng)46h。
[0048]4)補料:當(dāng)發(fā)酵至12h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的碳源葡萄糖補料培養(yǎng)基，發(fā)酵至38h結(jié)束；
[0049]6)使用降膜蒸發(fā)器將發(fā)酵液加熱到60°C時進入真空薄膜濃縮器，在真空度為-70kpa下進行蒸發(fā)，然后依次進入二效和三效蒸發(fā)器，濃縮至含固量達到10%-20%時，開始出料。
[0050]7)多級低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔；所述進風(fēng)溫度140°C，出口溫度70°C ;濃縮后的發(fā)酵液在干燥塔頂多個噴槍作用下霧化成霧狀液滴，霧滴相互碰撞，干燥后可獲得一定程度大小的顆粒；顆粒經(jīng)過分選，符合要求的直接出塔；
[0051]本實施例所制的堅強芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗每克菌粉CFU不少于1.0XlO11 個。
[0052]實施例3、同實施例1，不同的是，
[0053]I) 一級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1.5%,牛肉膏2%,蛋白胨2%，氯化鈉0.8%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.0 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后30。。培養(yǎng)14h。
[0054]2) 二級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1.5%，酵母抽提物2%，蛋白胨2%，磷酸氫二鉀0.04%，氯化鈉0.8%，硫酸鎂0.08%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.0，115°C濕熱滅菌30min，接種后30°C培養(yǎng)14h。
[0055]3)所用發(fā)酵培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1.5%，豆柏1.5%，玉米漿2%，酵母粉2%，蛋白胨3%，磷酸氫二鉀0.03%，硫酸鎂0.2%，硫酸錳0.002%，碳酸鈣0.3%，培養(yǎng)基pH為7.0 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后32°C培養(yǎng)43h。
[0056]4)補料:當(dāng)發(fā)酵至15h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的碳源葡萄糖補料培養(yǎng)基，發(fā)酵至40h結(jié)束；
[0057]6)使用板式蒸發(fā)濃縮器濃縮發(fā)酵液:將發(fā)酵液加熱到50°C時進入板式蒸發(fā)濃縮器進行濃縮，在真空度_86kp下進行蒸發(fā)濃縮。然后當(dāng)發(fā)酵液濃縮至含固量達到10% -20%時，開始出料。
[0058]7)多級低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔；所述進風(fēng)溫度150°C，出口溫度80°C ;濃縮后的發(fā)酵液在干燥塔頂多個噴槍作用下霧化成霧狀液滴，霧滴相互碰撞，干燥后可獲得一定程度大小的顆粒；顆粒經(jīng)過分選，符合要求的直接出塔
[0059]本實施例所制的堅強芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗每克菌粉CFU不少于
1.0XlO11 個。
[0060]8)干燥制粒尾氣通過收集系統(tǒng)收集，然后通過等離子體反應(yīng)區(qū)，該區(qū)富含極高化學(xué)活性的物質(zhì)，如高能電子，離子，自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質(zhì)與這些高能量物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，在極短時間內(nèi)發(fā)生分解，從而達到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達標(biāo)排放。
[0061]實施例4:(以40m3發(fā)酵罐為例)同實施例1，不同的是，
[0062]I) 一級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1.5%,牛肉膏2%,蛋白胨
2.5%，氯化鈉1%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0063]2) 二級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1.5%，酵母抽提物2%，蛋白胨2.5%，磷酸氫二鉀0.05%，氯化鈉I %，硫酸鎂0.1 %，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0064]3)發(fā)酵:在40m3發(fā)酵罐中裝有30m3堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，121 °C濕熱滅菌30min，將300L 二級種子接種于堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa,在32°C培養(yǎng)46h。所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，豆柏2%，玉米漿2%，酵母粉2%，蛋白胨2%，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.2%，硫酸錳0.002%，碳酸鈣0.5%，培養(yǎng)基pH 為 7.5。
[0065]4)補料:當(dāng)發(fā)酵至12h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的碳源葡萄糖補料培養(yǎng)基，發(fā)酵至38h結(jié)束；
[0066]7)多級低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔；所述進風(fēng)溫度180°C，出口溫度80°C ;濃縮后的發(fā)酵液在干燥塔頂多個噴槍作用下霧化成霧狀液滴，霧滴相互碰撞，干燥后可獲得一定程度大小的顆粒；顆粒經(jīng)過分選，符合要求的直接出塔；
[0067]本實施例所制的堅強芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗每克菌粉CFU不少于
1.0XlO11 個。
[0068]9)尾氣處理:通過收集系統(tǒng)收集，然后通過等離子體反應(yīng)區(qū)，該區(qū)富含極高化學(xué)活性的物質(zhì)，如高能電子，離子，自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質(zhì)與這些高能量物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，在極短時間內(nèi)發(fā)生分解，從而達到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達標(biāo)排放。
[0069]實施例5:(以40m3發(fā)酵罐為例)同實施例1，不同的是，
[0070]I) 一級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%,牛肉膏3%,蛋白胨
0.5%，氯化鈉0.5%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0071]2) 二級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，酵母抽提物3%，蛋白胨0.5 %，磷酸氫二鉀0.02%，氯化鈉0.5%，硫酸鎂0.02%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0072]3)發(fā)酵:在40m3發(fā)酵罐中裝有30m3堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，121 °C濕熱滅菌30min，將300L 二級種子接種于堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa,在32°C培養(yǎng)42h。所用發(fā)酵培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，豆柏3%，玉米漿3%，酵母粉I %，蛋白胨I %，磷酸氫二鉀0.01 %，硫酸鎂0.1 %，硫酸錳0.002 %，碳酸鈣0.3 %，培養(yǎng)基PH為7.5。
[0073]5)結(jié)束發(fā)酵:至芽孢形成率大于等于90%時，結(jié)束發(fā)酵；
[0074]6)使用降膜濃縮器濃縮發(fā)酵液:將發(fā)酵液加熱到45°C時進入真空薄膜濃縮器，在真空度為_90kpa下進行蒸發(fā)，然后依次進入二效和三效蒸發(fā)器，濃縮至含固量達到15% -25%時，開始出料。
[0075]7)多級低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔；所述進風(fēng)溫度180°C，出口溫度80°C ;濃縮后的發(fā)酵液在干燥塔頂多個噴槍作用下霧化成霧狀液滴，霧滴相互碰撞，干燥后可獲得一定程度大小的顆粒；顆粒經(jīng)過分選，符合要求的直接出塔；
[0076]本實施例所制的堅強芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗每克菌粉CFU不少于
1.0XlO11 個。
[0077]9)尾氣處理:發(fā)酵尾氣、干燥制粒尾氣通過收集系統(tǒng)收集，然后通過高能UV紫外線反應(yīng)區(qū)，該區(qū)的空氣中的氧分子會被分解產(chǎn)生游離氧，游離氧不穩(wěn)定與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧。臭氧對有機物有極強的氧化作用，能與廢氣中的有機污染物產(chǎn)生分解氧化反應(yīng)，使其降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳，從而達到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達標(biāo)排放。
[0078]實施例6:(以40m3發(fā)酵罐為例)
[0079]I) 一級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2.5%,牛肉膏3%,蛋白胨
0.5%，氯化鈉0.5%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0080]2) 二級種子培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2.5<%，酵母抽提物3%，蛋白胨0.5 %，磷酸氫二鉀0.02%，氯化鈉0.5%，硫酸鎂0.02%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5。
[0081]3)發(fā)酵:在40m3發(fā)酵罐中裝有30m3堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，121 °C濕熱滅菌30min，將300L 二級種子接種于堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa,在32°C培養(yǎng)42h。所用發(fā)酵培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，豆柏3%，玉米漿3%，酵母粉I %，蛋白胨I %，磷酸氫二鉀0.01 %，硫酸鎂0.1 %，硫酸錳0.002 %，碳酸鈣0.3 %，培養(yǎng)基PH為7.5。
[0082]6)使用板式蒸發(fā)濃縮器濃縮發(fā)酵液:將發(fā)酵液加熱到60°C時進入板式蒸發(fā)濃縮器進行濃縮，在真空度_70kp下進行蒸發(fā)。濃縮至含固量達到15% -25%時，開始出料。
[0083]本實施例所制的堅強芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗每克菌粉CFU不少于
1.0XlO11 個。
[0084]9)發(fā)酵尾氣、干燥制粒尾氣通過收集系統(tǒng)收集，然后通過高能UV紫外線反應(yīng)區(qū)，該區(qū)的空氣中的氧分子會被分解產(chǎn)生游離氧，游離氧不穩(wěn)定與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧。臭氧對有機物有極強的氧化作用，能與廢氣中的有機污染物產(chǎn)生分解氧化反應(yīng)，使其降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳，從而達到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達標(biāo)排放。
【權(quán)利要求】
1.一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，其特征在于具體步驟如下: 1)一級種子培養(yǎng):5000ml三角瓶中裝有2000ml —級種子培養(yǎng)基，115°C -121 °C濕熱滅菌15-30min，取1ml堅強芽孢桿菌凍干管菌種接種于一級種子培養(yǎng)基中，在28°C _35°C培養(yǎng)12?16h ;所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖0.5% -2.5%，牛肉膏0.5%-3%，蛋白胨 0.5% -3%，氯化鈉 0.5% -1%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ； 2)二級種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有150L或300L 二級種子培養(yǎng)基，115°C -121°C濕熱滅菌15_30min，將3000ml—級種子接種于二級種子培養(yǎng)基中；在28°C _35°C培養(yǎng)12?16h ;所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖0.5% _2.5%，酵母抽提物0.5% _3%，蛋白胨0.5% -3%,磷酸氫二鉀 0.02 % -0.05 %，氯化鈉 0.5% -1%,硫酸鎂 0.02% -0.1%,培養(yǎng)基pH 調(diào)為 6.5-7.5 ； 3)發(fā)酵:在5m3或40m3發(fā)酵罐中裝有4000L或30m3堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，115°C -121 °C濕熱滅菌15-30min，將150L或300L 二級種子接種于堅強芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa，在28°C_35°C培養(yǎng)40-46h ;所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1% -2%，豆柏1% -3%，玉米漿1% -3%，酵母粉1% -3%，蛋白胨1% -3%，磷酸氫二鉀 0.01% -0.05%，硫酸鎂 0.1% -0.2%，硫酸錳 0.002%，碳酸鈣 0.3% -0.5%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ； 4)補料:當(dāng)發(fā)酵至12-18h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的葡萄糖補料培養(yǎng)基，發(fā)酵至38-42小時結(jié)束； 5)至芽孢形成率大于等于90%時，結(jié)束發(fā)酵； 6)將發(fā)酵液加熱到35°C_60°C時進入濃縮器，在真空度為_70kpa?_95kpa下進行濃縮，濃縮至含固量達到10% -25%時，開始出料； 7)濃縮發(fā)酵液用多級低溫噴霧流化干燥設(shè)備進行干燥造粒，顆粒經(jīng)過分選，符合顆粒要求直接出塔，得CFU不少于1.0X1011個的堅強芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進風(fēng)溫度1300C _180°C，出 口溫度 60°C -80°C ； 8)尾氣處理:采用化學(xué)氧化、等離子照射或紫外照射去味、脫氨氮或脫硫化氫處理后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，其特征在于一、二級種子培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基，補料培養(yǎng)基經(jīng)濕熱滅菌后，培養(yǎng)基要迅速降至30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，其特征在于濃縮器為MVR濃縮器、降膜蒸發(fā)器或板式蒸發(fā)濃縮器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堅強芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，其特征在于采用MVR濃縮器，從蒸發(fā)室出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮，壓力溫度升高至100°C _115°C，送至加熱室當(dāng)加熱蒸汽使用，加熱發(fā)酵液至進料溫度，加熱蒸汽本身冷凝成水。
【文檔編號】C12R1/07GK104232534SQ201410436955
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】廖先清, 饒犇, 周榮華, 陳偉, 劉芳, 張先進, 江愛兵, 張光陽, 楊自文 申請人:湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心