專利名稱：用于在繁殖、調(diào)理和發(fā)酵期間處理微生物的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域主要包括厭氧和好氧微生物的繁殖、調(diào)理和/或發(fā)酵。具體地，它是在發(fā)酵期間降低不希望的微生物的濃度而同時(shí)促進(jìn)所希望的微生物繁殖和/或調(diào)理并且提高所希望的微生物的效率的方法。

背景技術(shù)：
微生物例如酵母、真菌和細(xì)菌用于生產(chǎn)許多發(fā)酵產(chǎn)品，例如工業(yè)級酒精、精餾乙醇、啤酒、果酒、藥物以及營養(yǎng)品(提供保健的食品，例如強(qiáng)化食品和飲食增補(bǔ)劑)。酵母通常還用于焙烤食品工業(yè)。 酵母是在發(fā)酵工藝中最常用的微生物。酵母是微小的(常常是單細(xì)胞的)真菌。它們通常通過芽殖或裂殖來繁殖。 一種常見的酵母是釀酒酵母，該類型主要用于焙烤和發(fā)酵。非酵母屬的酵母，又稱為非常規(guī)酵母，也用于制造許多商業(yè)產(chǎn)品。非常規(guī)酵母的一些例子包括產(chǎn)乳糖酶酵母(Kuyberomyces lactis)、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytics)、多形漢森酵母(Hanse皿la polymorpha)和巴斯德畢赤酵母(Pichia pastoris)。
然而，其它微生物也可以用于制造發(fā)酵產(chǎn)品。例如，纖維素乙醇生產(chǎn)(從纖維素的生物資源生產(chǎn)乙醇)利用真菌和細(xì)菌。這些分解纖維素的真菌的例子包括里氏木霉菌(Trichoderma reesei)和綠色木霉菌(Trichoderma viride)。用于纖維素乙醇生產(chǎn)的細(xì)菌的一個例子是產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridiuml jungdahlii)。 用于釀酒廠和燃料乙醇工廠的大部分酵母是從專門的酵母制造商處購買的。通過繁殖工藝制造酵母。繁殖包括從小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的酵母生長大量的酵母。在繁殖期間，酵母通過有氧呼吸被提供有最佳生長所必需的或所希望的氧、氮、糖、蛋白質(zhì)、類脂物和離子。 —旦在釀酒廠，酵母可以進(jìn)行調(diào)理。繁殖和調(diào)理兩者的目的是向發(fā)酵槽輸送高生存能力、高芽殖并且受其它微生物感染的水平低的大量酵母。然而，調(diào)理與繁殖不同，它不包括從小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)生長出大量酵母。在調(diào)理期間，提供條件使酵母再水化，使它們從休眠中醒來并且允許最大量的厭氧生長和繁殖。 繁殖或調(diào)理之后，酵母進(jìn)入發(fā)酵工藝。酵母在水溶液中與可發(fā)酵糖混合。酵母消耗糖，將它們轉(zhuǎn)化為脂族醇，例如乙醇。 在這三個工藝期間，酵母可能被細(xì)菌或其它所不希望的微生物污染。這可能在用于繁殖、調(diào)理或發(fā)酵的許多容器中的一種容器中發(fā)生。這包括繁殖槽、調(diào)理槽、酵母槽(starter tank)、發(fā)酵槽、在這些單元之間的管道和換熱器。
細(xì)菌或微生物的污染以三種主要方式降低發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量。首先，能夠由酵母有效用于生產(chǎn)乙醇的糖被細(xì)菌或其它所不希望的微生物消耗，并且偏離乙醇生產(chǎn)。除了降低產(chǎn)量外，細(xì)菌代謝的最終產(chǎn)物，例如乳酸和乙酸抑制了酵母繁殖和酵母發(fā)酵/呼吸作用，這導(dǎo)致酵母生產(chǎn)效率低。最后，細(xì)菌或其它所不希望的微生物與酵母競爭除糖之外的養(yǎng)分。
在發(fā)酵物流或容器已經(jīng)被細(xì)菌或其它不希望的微生物污染之后，那些細(xì)菌或其它微生物能夠比所希望的酵母更快地生長。細(xì)菌或其它微生物與酵母競爭可發(fā)酵的糖，并且阻滯所希望的生化反應(yīng)，導(dǎo)致較低的產(chǎn)品產(chǎn)量。細(xì)菌還產(chǎn)生不需要的化學(xué)副產(chǎn)品，這可能導(dǎo)致?lián)p壞全部發(fā)酵批料。除去這些細(xì)菌或其它不希望的微生物使酵母茁壯成長，這導(dǎo)致更高的效率。 對于燃料乙醇工業(yè)，在酒精產(chǎn)量方面僅下降一個百分點(diǎn)是非常顯著的。在較大的工廠中，所述的效率的下降將每年減少收入1百萬到3百萬美元。 在繁殖、調(diào)理以及發(fā)酵期間，減少細(xì)菌或其它不希望的微生物的一些早先的方法利用酵母超過微生物的較高的溫度和PH值耐受性。這通過對酵母溶液加熱或降低pH值來實(shí)現(xiàn)。然而，在阻滯細(xì)菌繁殖方面這些步驟并非完全有效。此外，所希望的酵母微生物(當(dāng)存活時(shí))被脅迫而非健壯或健康的。因而，酵母不能很好地發(fā)揮作用。 乙醇工業(yè)中的主要趨勢是在開始發(fā)酵時(shí)將麥芽漿的pH值降低到小于4. 5。降低麥芽漿的pH值減少了一些細(xì)菌種類的數(shù)目。然而，在減少有問題的細(xì)菌例如產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌方面的效率是非常低的，并且對于野生的酵母和霉菌通常無效。由于脅迫酵母，它還顯著地降低了酒精的產(chǎn)量。 另一個現(xiàn)有的方法包括向酵母繁殖、調(diào)理或發(fā)酵批料中添加抗生素以使細(xì)菌失效。這個方法有許多問題?？股匕嘿F并且可能極大地增加大規(guī)模生產(chǎn)的成本。改善和改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的效率的改進(jìn)技術(shù)對該工業(yè)具有可觀的價(jià)值。此外，抗生素不是對所有的菌株有效，例如耐抗生素菌株。濫用抗生素可能導(dǎo)致產(chǎn)生另外的耐抗生素菌株。
抗生素殘留物以及耐抗生素菌株的確立是全球性的問題。這些擔(dān)心可能導(dǎo)致產(chǎn)生反對使用抗生素的未來規(guī)章制度。所述擔(dān)心的一個領(lǐng)域是用于動物飼養(yǎng)的干燥的酒糟。如果在乙醇工廠中使用了抗生素，歐洲國家不允許工廠的副產(chǎn)品作為動物飼料出售。干燥的酒糟銷售額最高占乙醇工廠收入的20%。副產(chǎn)品中抗生素濃度可能在1 3wt^范圍內(nèi)變化，從而使這個重要的財(cái)源作廢。 另外，在使用抗生素時(shí)有其它問題需要考慮。計(jì)算恰當(dāng)?shù)目股貏┝靠赡苁橇钊藲怵H的工作。甚至在已經(jīng)確定劑量之后，為了避免會導(dǎo)致耐抗生素菌株的單獨(dú)運(yùn)用，應(yīng)當(dāng)不斷地或至少經(jīng)常地衡量和改變抗生素混合物。有時(shí)不能將有效量的抗生素添加到發(fā)酵混合物中。例如，應(yīng)用超過2mg/L的維及尼霉素將抑制發(fā)酵，但是抑制融合乳桿菌(Weisellaconfusa)(新出現(xiàn)的有問題的細(xì)菌株)的生長需要超過25mg/L。 另一個方法包括用磷酸洗滌酵母。此方法不能有效地殺死細(xì)菌和其它微生物。它還可能脅迫酵母，從而降低它們的效率。 還有另一個方法是在批料之間采用加熱或剌激性化學(xué)品和殺菌處理設(shè)備。然而，此方法僅在設(shè)備未使用時(shí)有效。它在生產(chǎn)期間無法殺死在酵母內(nèi)的細(xì)菌和其它微生物。
二氧化氯(C102)具有許多的工業(yè)和市政用途。在適當(dāng)?shù)厣a(chǎn)和處理時(shí)，C1(^是有效并且強(qiáng)大的抗微生物劑、殺菌劑和氧化劑。
在食品及飲料工業(yè)、廢水處理、工業(yè)水處理、醫(yī)療廢物的凈化和消毒、織物漂白、用于煉油工業(yè)的臭氣防治、電子工業(yè)中的線路板清洗以及油氣工業(yè)的應(yīng)用中，C102已經(jīng)被用作殺菌劑。在低的濃度和寬的pH值范圍內(nèi)它是有效的抗微生物劑。Cl(^是所希望的，因?yàn)樗c有機(jī)體在水中反應(yīng)時(shí)被還原為亞氯酸鹽離子，然后還原為迄今為止研究顯示對于人體健康不造成顯著有害風(fēng)險(xiǎn)的氯化物。 以前，啤酒工人向他們的發(fā)酵配料中添加2 6wt^的亞氯酸鈉水溶液(或者稱為穩(wěn)定的二氧化氯)以殺死細(xì)菌和其它微生物。當(dāng)亞氯酸鈉在酸性環(huán)境反應(yīng)時(shí)它能夠形成C102。采用此方法添加的C1(^實(shí)質(zhì)上不是純的，難以精確確定添加量或者控制數(shù)量。如果沒有精確地保持該量，C102可能殺死所希望的酵母或者抑制制備可發(fā)酵糖的葡糖淀粉酶。如果發(fā)生這些不希望的后果，添加C102不會導(dǎo)致更有效的生產(chǎn)。在中性或堿性pH值水平下此方法也是無效的。 在繁殖、調(diào)理和/或發(fā)酵工藝期間生產(chǎn)用于處理酵母的C102氣體是所希望的，因?yàn)樵跉庀鄷r(shí)C1(^的純度有更大的保證。然而，Cl(^在氣相下是不穩(wěn)定的，容易分解為氯氣(Cl》、氧氣(02)和熱量。C102的高反應(yīng)活性通常要求在同一地點(diǎn)生產(chǎn)和使用。
因此，所希望的是，提供比目前所用的那些方法更便宜且更有效的用于在繁殖、調(diào)理和/或發(fā)酵期間降低不希望的微生物的方法。還希望的是，該方法促進(jìn)所希望的微生物的繁殖和/或調(diào)理并提高它們在發(fā)酵中的效率。還希望的是，在酵母和/或微生物的繁殖、調(diào)理和/或發(fā)酵期間避免使用抗生素。還希望的是，在酵母和/或微生物的繁殖、調(diào)理和/或發(fā)酵期間避免抑制葡糖淀粉酶。
發(fā)明概述 用于在水成液流中降低不希望的微生物濃度、促進(jìn)酵母繁殖以及提高發(fā)酵效率的方法，該方法包括(a)將一些可發(fā)酵的碳水化合物引入水成液流中；(b)將一些酵母引入所述水成液流中；(c)產(chǎn)生C102氣體；(d)使C102氣體溶解以形成C102溶液；以及(e)將C102水溶液引入所述水成液流中。可以依序或以不同的順序執(zhí)行這些步驟。
在上述方法中，計(jì)劃被還原的"不希望的"微生物是與所希望的微生物例如酵母和木霉素(在本文涉及的發(fā)酵工藝中促進(jìn)發(fā)酵)競爭養(yǎng)分的那些微生物。在這方面，本發(fā)明方法中所采用的C102水溶液看來似乎不會不利地影響所希望的發(fā)酵促進(jìn)微生物的生長和生存能力，但是看來似乎能夠消除或至少抑制妨礙發(fā)酵工藝的所不希望的微生物的生長。此外，由于在背景部分所闡述的理由，消除或抑制不希望的微生物看來似乎對所希望的微生物的生長和生存能力有良好的影響。 通過使氯氣與水反應(yīng)然后添加亞氯酸鈉，可以產(chǎn)生C1(^氣體?；蛘撸梢酝ㄟ^使次氯酸鈉與酸反應(yīng)然后添加亞氯酸鈉產(chǎn)生C102氣體。還可以通過使亞氯酸鈉和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生C1(^氣體。還可以采用電化學(xué)電池和氯酸鈉或亞氯酸鈉產(chǎn)生C1(^氣體?；谠O(shè)備的產(chǎn)生還可以采用氯酸鈉和過氧化氫也可以用于產(chǎn)生C102氣體。 在一個具體實(shí)施方式
中，(:102溶液具有小于約15mg/L的濃度。在另一個具體實(shí)施方式
中，(:102溶液具有在約10mg/L和約75mg/L之間的濃度。在一個具體實(shí)施方式
中，C102溶液具有以流體中的(:102計(jì)至少約90%的效率。如在本申請中所用的〃 具有以(:102計(jì)至少約90%的效率〃 意指至少約90 %的C102溶液或C102氣體為C102的形式。
在水成液流中降低不希望的微生物濃度、促進(jìn)酵母繁殖以及提高酵母效率的另一種方法包括(a)將發(fā)酵性碳水化合物引入水成液流中；(b)將一些酵母引入該水成液流中；以及(c)將具有以C102計(jì)至少大約90%效率的C102引入該水成液流中。可以依序或以不同的順序執(zhí)行這些步驟。 通過基于設(shè)備或非基于設(shè)備的方法可以產(chǎn)生具有以液流中的C102計(jì)至少約90%的效率的(:102。非基于設(shè)備產(chǎn)生(:102的方法的例子包括含有亞氯酸鹽前驅(qū)體包和酸性活化劑包兩者的干混合的二氧化氯包?；谠O(shè)備的方法包括采用具有氯酸鈉或亞氯酸鈉的電化學(xué)電池和氯酸鈉/過氧化氫方法。 在一個具體實(shí)施方式
中，C102溶液為具有小于約15mg/L濃度的水溶液形式。在另一個具體實(shí)施方式
中，Cl(^溶液為濃度為約10mg/L和約75mg/L之間的水溶液形式。在另一個具體實(shí)施方式
中，C102為氣體形式。 用于減少不希望的微生物、促進(jìn)真菌繁殖以及提高真菌效率的裝置包括C102發(fā)生器、計(jì)量箱(batch tank)以及用于容納真菌水溶液的容器。C102發(fā)生器包括用于引入至少一種含氯進(jìn)料化學(xué)品的進(jìn)口和用于從發(fā)生器中排出(:102氣流的出口。計(jì)量箱流體連接到C102發(fā)生器出口 ，并且接受來自于C102發(fā)生器出口的C102氣流。計(jì)量箱包括用于引入第二水流的進(jìn)口以及用于從計(jì)量箱中排出C1(^水溶液的出口。所述容器流體連接到計(jì)量箱。在操作過程中，將C102溶液從計(jì)量箱引入容器促進(jìn)了容器中的真菌繁殖。
計(jì)量箱優(yōu)選具有用于引入第二水流的進(jìn)口以及用于從計(jì)量箱中排出C102水溶液的出口 。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，計(jì)量箱能夠排出具有小于約5， OOOmg/L的濃度的C102水溶液。在一個實(shí)施方式中，調(diào)配排出的C1(^溶液以具有在約10和約50mg/L之間的濃度。在另一個具體實(shí)施方式
中，調(diào)配排出的C102溶液以具有小于約15mg/L的濃度。在另一個具體實(shí)施方式
中，調(diào)配排出的C102溶液以具有小于約50mg/L的濃度。 真菌容器可以是調(diào)理槽，可加熱、能夠進(jìn)行液化或者真菌繁殖的容器。真菌容器還可以是發(fā)酵槽，其具有連接到處理設(shè)備的用于真菌的進(jìn)口、用于水的進(jìn)口、用于發(fā)酵化學(xué)品的進(jìn)口和用于發(fā)酵產(chǎn)品的出口。 用于在水成液流中降低不希望的微生物濃度、促進(jìn)希望的微生物繁殖并提高希望的微生物效率的方法，該方法包括(a)將一些纖維素引入水成液流中；(b)向該水成液流中引入一些所希望的微生物；(c)產(chǎn)生C1(^氣體；(d)使(:102氣體溶解以形成(:102溶液；以及(e)將(:102水溶液引入所述水成液流中?？梢砸佬蚧蛞圆煌捻樞驁?zhí)行這些步驟。在一個具體實(shí)施方式
中，C102溶液具有以流體中的C102計(jì)至少約90%的效率。
在水成液流中降低不希望的微生物濃度、促進(jìn)希望的微生物繁殖以及提高希望的微生物效率的另一種方法包括(a)將一些纖維素引入水成液流中；(b)將一些所希望的微生物引入該水成液流中；以及(c)將具有以C102計(jì)至少大約90%的效率的C102引入該水成液流中?？梢砸佬蚧蛞圆煌捻樞驁?zhí)行這些步驟。 在用于發(fā)酵工藝的水成液流中降低細(xì)菌濃度而未使用抗生素的另一種方法包括(a)將一些所希望的微生物引入所述流體中；(b)將具有以(:102計(jì)至少大約90%效率的(:102引入所述流體中。


圖1是用于生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的工藝流程圖。標(biāo)明了可以添加C102以抑制微生物生長并促進(jìn)酵母繁殖的位置的例子。 圖2是在發(fā)酵期間用各種濃度C102處理的發(fā)酵配料的時(shí)間(小時(shí))與生產(chǎn)的乙 醇(克)的關(guān)系圖。 圖3是在發(fā)酵工藝之前用各種濃度的C102處理麥芽漿的時(shí)間(小時(shí))與生產(chǎn)的 乙醇(克)的關(guān)系圖。 圖4是在用0、 10以及50卯m的C102處理過的玉米醪中生存能力(初始數(shù)值的酵 母細(xì)胞的存活％)隨時(shí)間(小時(shí))的柱狀圖。 圖5是顯示在不同的時(shí)間(小時(shí))用不同的抗微生物劑(卯m)處理過的發(fā)酵醪中 存在的細(xì)菌量(CFU/g)的柱狀圖。 圖6是用不同濃度亞氯酸根離子處理的5%麥芽糖溶液中通過葡糖淀粉酶作用產(chǎn) 生的葡萄糖的量(mg/L)與時(shí)間(分鐘)的關(guān)系圖。 圖7是依照一個實(shí)施方式具有集成C102系統(tǒng)的發(fā)酵工藝設(shè)備的示意圖。
優(yōu)選具體實(shí)施方式
詳述 本發(fā)明公開涉及用于在發(fā)酵中降低細(xì)菌和其它不希望的微生物的濃度同時(shí)促進(jìn) 希望的微生物的繁殖和/或調(diào)理并且提高所希望的微生物的效率的方法，以及用于執(zhí)行此 方法的裝置。 圖1說明了用于生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的工藝。通過酵母發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇用作例子。 然而，這僅僅是一個說明而不應(yīng)被理解為限制。其它發(fā)酵產(chǎn)品可以包括精餾酒精、啤酒、 果酒、藥物、藥物中間體、烘焙產(chǎn)品、營養(yǎng)品(提供保健的食品，例如強(qiáng)化食品和營養(yǎng)增補(bǔ) 劑)、營養(yǎng)品中間體和酶。本發(fā)明方法還可以用于處理在焙烤食品工業(yè)中使用的酵母。其 它發(fā)酵微生物也可以被代替，例如典型地用于纖維素乙醇生產(chǎn)的真菌和細(xì)菌，里氏木霉菌 (Trichoderma reesei)、綠色木霉菌(Trichoderma viride)禾口產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium I j皿gdahlii)。 發(fā)酵工藝從發(fā)酵性碳水化合物的制備開始。在乙醇生產(chǎn)中，玉米102是一種可能 的發(fā)酵性碳水化合物。包括谷粒和纖維素-淀粉支撐材料(bearingmaterials)的其它碳 水化合物例如小麥或者高梁也可以代替。還可以使用纖維素生物資源例如稻草和玉米桿。 纖維素乙醇的生產(chǎn)近來受到關(guān)注，因?yàn)樗子诶每傻玫降姆鞘称飞镔Y源形成寶貴的燃 料。 在基于玉米的乙醇生產(chǎn)中，將玉米碾磨104成被稱為玉米粉106的細(xì)粉。然后將 玉米粉與水和酶108例如a-淀粉酶混合，然后通過蒸煮器以便使淀粉llO液化。得到被 稱為玉米醪112的產(chǎn)品。 輔助酶例如葡糖淀粉酶108也可添加到麥芽漿112中，將液化的淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā) 酵的糖。葡糖淀粉酶從短鏈淀粉或糊精中分裂出單分子葡萄糖。然后葡萄糖分子可以在發(fā) 酵期間轉(zhuǎn)化為乙醇。 酵母、能夠發(fā)酵的小微生物也可添加到玉米醪114中。酵母是通過芽殖或裂殖繁 殖的真菌。 一種常見的酵母是釀酒酵母，該類型主要用于烘焙和發(fā)酵。非釀酒酵母又名非 常規(guī)酵母，是顯示出不同于常規(guī)酵母的天然產(chǎn)生的酵母。非常規(guī)酵母用于制造許多商品， 例如氨基酸、化學(xué)品、酶、食物成分、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、營養(yǎng)品、藥物、化妝品、多元醇、甜味劑 和維生素。 一些非常規(guī)酵母的例子包括產(chǎn)乳糖酶酵母(Kuyberomyces lactis)、解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)、多形漢森酵母(Hanse皿la polymorpha)和巴斯德畢赤酵母
(Pichi即astoris)。本發(fā)明方法和裝置適用于釀酒和非常規(guī)酵母的中間體以及產(chǎn)品。 用于燃料乙醇工廠和其它發(fā)酵工藝的大部分酵母從專門的酵母制造商處購買。通
過繁殖工藝制造酵母，并且通常形成三種形態(tài)之一 酵母漿料、壓縮酵母或活性干酵母。繁
殖包括從小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的酵母生長大量的酵母。在繁殖期間，酵母被提供有通過有
氧呼吸最佳生長所必需的或所希望的氧、氮、糖、蛋白質(zhì)、類脂物和離子。 —旦在釀酒廠，可以調(diào)理酵母。繁殖和調(diào)理的目的是向發(fā)酵槽輸送高活力、高芽殖
并且受其它微生物感染的水平低的大量酵母。然而，調(diào)理與繁殖不同，它不包括從小規(guī)模的
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)生長大量酵母。在調(diào)理期間，提供條件使酵母再水化，使它們從休眠中醒來并且
允許最大量的厭氧生長和繁殖。 繁殖或調(diào)理之后，酵母進(jìn)入發(fā)酵工藝。當(dāng)麥芽漿裝入發(fā)酵槽時(shí)，通常經(jīng)過分離線將 葡糖淀粉酶和酵母添加到發(fā)酵槽中。此工藝被稱為同時(shí)糖化和發(fā)酵或SSF。酵母通過在玉 米醪中將糖例如葡萄糖分子轉(zhuǎn)化為二氧化碳116和乙醇來產(chǎn)生能量。 現(xiàn)在稱為"啤酒"118的發(fā)酵麥芽漿進(jìn)行蒸餾120。此工藝從被稱為酒糟124的固 體物中除去190純度乙醇(proof ethanol)。然后將這些固體物離心分離126以得到濕的 酒糟128和稀酒糟130。濕酒糟可以被干燥132，并且是被稱為干酒糟(DDGS) 134的價(jià)值很 高的家畜飼料成分?？梢詫⑾【圃阏舭l(fā)136以留下糖漿138。蒸餾后，所述乙醇通過脫水系 統(tǒng)140除去剩余的水。在該點(diǎn)，其產(chǎn)品是200純度(proof ethano1)142。然后通過添加少 量變性劑144，例如汽油，使該酒精不適于飲用以使它不適宜人類消費(fèi)。
可以采用間歇以及連續(xù)方法執(zhí)行繁殖、調(diào)理和發(fā)酵工藝。間歇法用于小規(guī)模生產(chǎn)。 在新的一批開始之前完成每一批。連續(xù)發(fā)酵方法用于大規(guī)模生產(chǎn)，因?yàn)樗a(chǎn)生連續(xù)供應(yīng)而 不必每次重新起動。本發(fā)明方法和裝置對于兩種方法都是有效的。 在繁殖、調(diào)理或發(fā)酵工藝期間，麥芽漿或發(fā)酵混合物可能被其它微生物例如腐敗 菌、野生酵母或嗜殺酵母污染。這些微生物與酵母競爭可發(fā)酵糖并阻止所希望的生化反應(yīng)， 導(dǎo)致較低的產(chǎn)品產(chǎn)量。它們還可以產(chǎn)生可能導(dǎo)致全部發(fā)酵配料變質(zhì)的不需要的化學(xué)副產(chǎn) 品。在飲料工業(yè)中主要擔(dān)心野生酵母，因?yàn)樗鼈兛赡軐?dǎo)致最終產(chǎn)品的味道和氣味問題。嗜 殺酵母產(chǎn)生對于所希望的酒精生產(chǎn)酵母致命的毒素。酒精生產(chǎn)者努力提高由一蒲式耳谷粒(大約56磅(25. 4公斤)重)生產(chǎn)的乙醇 量。微生物污染降低了酵母的效率，難以達(dá)到或超過希望的每蒲式耳2.8 2.9加侖(每 公斤.42 .44公升)的水平。降低微生物的濃度將促進(jìn)酵母繁殖和/或調(diào)理并提高酵母 效率，使其可能達(dá)到和超過所述希望的水平。 酵母能夠承受C1(^環(huán)境并且確實(shí)茁壯成長。然而，細(xì)菌、野生酵母、嗜殺酵母和霉 菌受制于C102的特性，使所生產(chǎn)的希望的酵母得以茁壯成長并獲得較高的產(chǎn)量。
Cl(^溶液在消毒、漂白和化學(xué)氧化方面有許多應(yīng)用?？梢栽诜敝场⒄{(diào)理和/或發(fā)酵 工藝的各個點(diǎn)添加C1(^以殺死不需要的微生物，并促進(jìn)希望的微生物的生長和生存。C102 可以作為水溶液或氣體添加?？梢栽诜敝?、調(diào)理和/或發(fā)酵期間添加Cl(V可以向蒸煮容 器、發(fā)酵槽、繁殖槽、調(diào)理槽、酵母槽中或者在液化期間添加C102溶液。還可以向段間熱交 換系統(tǒng)或熱交換器中添加C102溶液。在一個具體實(shí)施方式
中，(:102具有以流體中的C102計(jì) 至少約90%的效率。添加已知純度的C102能夠控制添加的C102量。
如上所述，可以將C102直接添加到發(fā)酵混合物中。例如在SSF階段期間，將C102 與酵母和葡糖淀粉酶一起添加，這能夠?qū)崿F(xiàn)。圖2是在發(fā)酵期間用各種濃度C102處理發(fā)酵 配料的時(shí)間(小時(shí))與所生產(chǎn)的乙醇(克)的圖。此圖顯示出向發(fā)酵混合物中添加的C102 與所生產(chǎn)的乙醇量之間的關(guān)系。表明在發(fā)酵期間添加C10y乙醇產(chǎn)量提高。少于約15mg/ L，優(yōu)選少于約10mg/L，最優(yōu)選少于約7. 5mg/L的二氧化氯劑量直接應(yīng)用于發(fā)酵混合物顯示 了比不含(:102的對照物更大的乙醇產(chǎn)量。 還可以在發(fā)酵工藝之前例如SSF階段之前將C102添加到麥芽漿中。圖3是在發(fā)酵 工藝之前用各種濃度C102處理的麥芽漿的時(shí)間(小時(shí))與所生產(chǎn)的乙醇(克)的關(guān)系圖。 此圖顯示出在發(fā)酵工藝之前向玉米醪中添加C102和所生產(chǎn)的乙醇的量之間的關(guān)系。表明 在發(fā)酵之前添加C102，乙醇產(chǎn)量提高。在發(fā)酵之前將介于約10mg/L和約75mg/L之間，優(yōu)選 在約10mg/L和約50mg/L之間，最優(yōu)選在約20mg/L和約50mg/L之間的二氧化氯劑量應(yīng)用 于麥芽漿，顯示了比不含C1(^的對照物更大的乙醇產(chǎn)量。 還可以在繁殖和/或調(diào)理期間添加二氧化氯。例如可以在SSF之前替代酸洗步驟 向酵母漿中添加(:102。圖4是在0、10以及500ppm C102處理過的玉米醪中生存能力(初 始數(shù)值的酵母細(xì)胞的存活％)隨時(shí)間(小時(shí))的柱狀圖。此圖顯示出在繁殖/調(diào)理階段期 間用(:102處理過的酵母比未處理的酵母顯示出高達(dá)大于80%的生存能力。酵母能夠忍受 。102環(huán)境并且在高濃度(:102下保持存活。競爭菌(competing bacteria)、野生酵母、霉菌 等將受制于Cl(^，僅剩下用于發(fā)酵的高活力的酵母而不必采用另外的常規(guī)酸洗。在繁殖期 間小于約50mg/L的二氧化氯劑量可以直接應(yīng)用于酵母。 圖5是顯示在不同時(shí)間(小時(shí))用不同濃度的抗微生物劑(卯m) (C102或抗生素) 處理過的發(fā)酵麥芽漿中存在的細(xì)菌量(CFU/g)的柱狀圖。此圖顯示出C1(^作為抗微生物 劑的有效性。72小時(shí)后用C102處理過的玉米醪比未處理的麥芽漿顯示出更大的微生物降 低。72小時(shí)后，用大于10ppm的C102處理過的玉米醪還顯示出比用抗生素處理過的玉米醪 更大的微生物降低。 C102達(dá)到或超過抗生素作為抗微生物劑的效率的能力是本方法的優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)酵 工藝中采用抗生素作為微生物劑伴生許多問題?？股匕嘿F并且不是對所有的細(xì)菌菌株有 效。另一方面的擔(dān)心是用于動物飼養(yǎng)的干酒糟。如果在乙醇工廠中使用了抗生素，歐洲國 家不允許工廠的副產(chǎn)品作為動物飼料出售。干酒糟銷售最高占乙醇工廠收入的20%。副產(chǎn) 品中抗生素的濃度可能從1 3wt^變化，從而使這個重要的財(cái)源作廢。
另外，在使用抗生素時(shí)有其它問題需要考慮。計(jì)算恰當(dāng)?shù)目股貏┝靠赡苁橇钊?氣餒的工作。甚至在已經(jīng)確定劑量之后，為了避免會導(dǎo)致耐抗生素菌株的單獨(dú)運(yùn)用，應(yīng)當(dāng)不 斷地或至少經(jīng)常地衡量和改變抗生素混合物。采用Cl(^作為抗微生物劑為制造商提供了 對于抗生素的有價(jià)值的選擇。 采用C102相對于抗生素來說的另一個優(yōu)點(diǎn)是處理還原副產(chǎn)物。C102還原形成亞 氯酸根離子然后進(jìn)一步還原形成氯離子和/或鹽。從C102還原為氯離子很快地發(fā)生，并且 與已經(jīng)存在的本底殘余物相比是不確定的。不同于由許多抗生素產(chǎn)生的那些副產(chǎn)物，氯離 子是無危險(xiǎn)的副產(chǎn)物。迄今為止研究顯示氯離子不會對人體健康產(chǎn)生顯著的不利風(fēng)險(xiǎn)。
因?yàn)镃1(^氣體能夠爆炸性地分解，它典型地在現(xiàn)場生產(chǎn)。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員知 道有許多生產(chǎn)已知純度C1(^氣體的方法?？梢允褂眠@些方法中的一種或更多種。采用電化學(xué)電池以及亞氯酸鈉或氯酸鈉溶液能夠產(chǎn)生C102氣體?；谠O(shè)備的氯酸鈉/過氧 化氫方法同樣存在?；蛘?，可以采用非基于設(shè)備的二元、多種前驅(qū)體的干燥或液體前驅(qū)體 技術(shù)。非基于設(shè)備產(chǎn)生C1(^的方法的例子包括含有亞氯酸鹽前驅(qū)體包和酸性活化劑包 的干混合的二氧化氯包。這樣的工藝包括但不局限于亞氯酸鈉的酸化；亞氯酸鹽被氯 氧化；亞氯酸鹽被過硫酸鹽氧化；對亞氯酸鹽使用乙酸酐；采用次氯酸鈉和亞氯酸鈉；采 用干氯/亞氯酸鹽；在存在草酸下通過酸化還原氯酸鹽；氯酸鹽被二氧化硫還原；以及 ERCO R_2 、R-3 、 R-5 、 R-8 、 R-1(^和R-11⑧工藝，在存在NaCl和H2S04下從NaC103 產(chǎn)生C102 (R-2和R-3工藝)，在存在HC1下從NaC103產(chǎn)生C102 (R-5工藝)，在存在H2S04和 CH3OH下從NaC103產(chǎn)生C102 (R-8和R-10工藝)，以及在存在H202和H2S04下從NaC103產(chǎn)生 C102(R-11工藝)。 這里，三種方法將說明一些可能性。第一種方法中，氯與水反應(yīng)以形成次氯酸和鹽 酸。然后這些酸與亞氯酸鈉反應(yīng)形成二氧化氯、水和氯化鈉。第二種方法中，次氯酸鈉與鹽 酸或其它酸化合以形成次氯酸。然后向此反應(yīng)混合物中添加亞氯酸鈉以產(chǎn)生二氧化氯。第 三種方法使亞氯酸鈉和足夠的鹽酸混合。在一個實(shí)施方式中，所產(chǎn)生的Cl(^氣體在空氣中 為0. 0005 5. Owt%。
使(:102氣體溶于溶劑中以便產(chǎn)生(:102溶液。(:102易溶于水。在一個實(shí)施方式中，
水和C102氣體按照產(chǎn)生具有小于約15mg/L的濃度直接應(yīng)用于發(fā)酵混合物的溶液的量混 合，優(yōu)選小于約10mg/L，最優(yōu)選小于約7. 5mg/L。在另一個實(shí)施方式中，水和C102氣體按照 產(chǎn)生具有在約10mg/L和約75mg/L之間的濃度在發(fā)酵之前應(yīng)用于玉米醪的溶液的量化合， 優(yōu)選在約10mg/L和約50mg/L之間，最優(yōu)選在約20mg/L和約50mg/L之間。在又一個實(shí)施 方式中，水和C102按照產(chǎn)生具有少于約50mg/L的濃度在繁殖期間應(yīng)用于酵母的溶液的量 混合。在一個實(shí)施方式的溶液中，C102溶液具有以流體中的C102計(jì)至少約90%的效率。
純或基本上純的C102是所希望的，因?yàn)樗褂脩裟軌蚓_地保持添加到酵母中的 C102的量(下文中單個術(shù)語"純的"將用于表示純或基本上純)。如果添加過少的Cl(^，劑 量不足以有效地殺死所不希望的微生物。如果添加過多的C1(^，它可能殺死所希望的酵母。 如果這些情況中的任一種發(fā)生，添加C102不會導(dǎo)致更有效率的乙醇生產(chǎn)。添加純的C102使 用戶能夠仔細(xì)地監(jiān)控和調(diào)理向酵母中添加的C102的量。這使用戶能夠添加足夠的C102確 保微生物的效力而不會殺死酵母。 因?yàn)榱硪粋€原因純的(:102同樣是所希望的。在乙醇生產(chǎn)中將短鏈淀粉(或糊精) 轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的葡萄糖分子，葡萄糖淀粉酶是重要的。C102未顯示出與葡萄糖淀粉酶的明 顯反應(yīng)。然而，C1(^可能還原形成亞氯酸根離子。圖6是用不同濃度亞氯酸根離子(mg/L) 處理的5%麥芽糖溶液中通過葡糖淀粉酶作用產(chǎn)生的葡萄糖的量(麥芽糖轉(zhuǎn)換的％)與時(shí) 間(分鐘)的關(guān)系圖。圖5顯示了亞氯酸根離子在大約14mg/L及以上可能抑制葡糖淀粉 酶。抑制葡糖淀粉酶會降低乙醇產(chǎn)量。通過約50mg/L到60mg/L的C102劑量率能夠產(chǎn)生 14mg/L的氯離子濃度。添加純的C102使用戶能夠添加低于可能發(fā)生抑制葡糖淀粉酶的水 平的劑量率。 在生產(chǎn)乙醇期間在一些點(diǎn)引入C1(^溶液?？梢栽诜敝场⒄{(diào)理和/或發(fā)酵期間添加 。102溶液。還可以直接向玉米醪中添加C1(^溶液。可以向蒸煮容器、發(fā)酵槽、繁殖槽、調(diào)理 槽、酵母槽中或者在液化期間添加C102溶液。還可以將C102溶液添加到在這些單元或換熱器之間的管子中。 Cl(^還可以用于生產(chǎn)纖維素乙醇。與用于生產(chǎn)基于碳水化合物的乙醇的糖和淀 粉相反，纖維素乙醇是由纖維素產(chǎn)生的一種乙醇。纖維素存在于非常規(guī)生物資源例如柳枝 稷、玉米秸以及林木中。這種乙醇生產(chǎn)是特別有吸引力的，因?yàn)槔w維素來源是可大量獲得 的。由非常天然的原料制得的纖維素乙醇將較高濃度的污染物和競爭微生物(competing microorganism)引入發(fā)酵工藝。C102在纖維素乙醇生產(chǎn)中作為抗微生物劑可能是特別有 益的。 由纖維素生產(chǎn)乙醇有兩種主要的工藝。 一種工藝是利用真菌例如里氏木霉菌 (Trichoderma reesei)和綠色木霉菌(Trichoderma viride)的水解工藝。另一種是采用 細(xì)菌例如產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium Ijungdahlii的)氣化工藝。在任一工藝中可以利 用C102。 在水解工藝中，在發(fā)酵工藝之前纖維素鏈分解為五個碳和六個碳的糖。這可以通 過化學(xué)或酶中任一種實(shí)現(xiàn)。 在化學(xué)水解方法中，可以在高的溫度和壓力用稀酸或者在較低的溫度和大氣壓下 用濃酸處理纖維素。在化學(xué)水解工藝中，纖維素與酸和水反應(yīng)形成單獨(dú)的糖分子。然后中 和這些糖分子并采用酵母發(fā)酵以生產(chǎn)酒精。在如上所述本方法的酵母發(fā)酵部分期間可以使 用C102。 采用兩種方法可以進(jìn)行酶水解。第一種被稱為直接微生物轉(zhuǎn)化(DMC)。此方法采 用單一微生物將纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇。由相同的微生物生產(chǎn)乙醇和所需的酶。在利用 該專門的有機(jī)體繁殖/調(diào)理或發(fā)酵期間可以使用C102。 第二種方法被稱為酶水解法。在此方法中，利用纖維素酶分解纖維素鏈。這些酶 典型地存在于反芻動物如母牛和綿羊的胃中以分解它們吃下的纖維素。在此工藝中經(jīng)發(fā) 酵由分解纖維素的真菌如里氏木霉菌(Trichoderma reesei)和綠色木霉菌(Trichoderma viride)制造纖維素。 酶方法典型地按四個或五個階段進(jìn)行。預(yù)處理纖維素使原料如木材或稻草更易于 水解。接著用纖維素酶將纖維素分子分解成可發(fā)酵的糖。水解后從剩余的材料中將糖分離 并添加到酵母中。用酵母使水解產(chǎn)物糖發(fā)酵成乙醇。最后，通過蒸餾回收乙醇?；蛘?，通過 采用完成兩個工藝的專門的細(xì)菌或真菌可以同時(shí)進(jìn)行水解和發(fā)酵。當(dāng)同時(shí)進(jìn)行兩個步驟 時(shí)，該工藝被稱為連續(xù)水解和發(fā)酵(SHF)。 C102與各種木霉素菌系相容，并且可以在酶水解方法的各個點(diǎn)引入微生物效力。 C102可以用于由木霉素和其它真菌菌株制造的纖維素酶的生產(chǎn)、制造以及發(fā)酵?？梢栽诶w 維素同時(shí)糖化和發(fā)酵階段(SSF)添加(:102?？梢栽谶B續(xù)水解和發(fā)酵(SHF)階段引入(:102。 還可以在產(chǎn)生纖維素酶的分解纖維素的真菌發(fā)酵之前、在此期間或之后的點(diǎn)引入它?；蛘?如以上的討論可以在酵母發(fā)酵階段期間添加C102。 氣化工藝不會將纖維素鏈分解成糖分子。首先，纖維素中的碳在局部燃燒反應(yīng) 中轉(zhuǎn)化為一氧化碳、二氧化碳和氫。然后，將一氧化碳、二氧化碳和氫輸入專門的發(fā)酵器， 該發(fā)酵器采用能夠消耗一氧化碳、二氧化碳和氫產(chǎn)生乙醇和水的微生物如產(chǎn)氣莢膜梭菌 (Clostridium Ijungdahlii)。最后，在蒸餾步驟中將乙醇與水分離。在包括能夠消耗一 氧化碳、二氧化碳和氫產(chǎn)生酒精和水的微生物如產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium Ijungdahlii的)發(fā)酵步驟中可以將C1(^用作抗微生物劑。 圖7說明用于執(zhí)行發(fā)酵工藝的帶有集成C102系統(tǒng)的裝置。 該裝置具有C102發(fā)生器202。 C102發(fā)生器具有用于電流204的輸入端。還有用于 至少一種含氯化學(xué)品206的進(jìn)口。有三種不同類型的化學(xué)品給料系統(tǒng)真空系統(tǒng)、壓力系統(tǒng) 和聯(lián)合系統(tǒng)。許多種給料系統(tǒng)可以用來輸送流體狀態(tài)的化學(xué)品。例如可以通過真空或聯(lián)合 給料系統(tǒng)添加氯氣。(:102發(fā)生器還應(yīng)該具有用于從發(fā)生器中排出(:102氣流208的出口。在 一個實(shí)施方式中，排出發(fā)生器的C102氣流在空氣中介于0. 0005wt^和5. Owt^之間。
對于小規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品，安裝在滑動底板上的設(shè)備是理想的。安裝在滑動底板 上使設(shè)備能夠在場外制造、運(yùn)至預(yù)定位置并且易于安裝。這確保便于運(yùn)輸、更快裝配以及試 車?？梢园匆苿影惭b的方式制造C1(^發(fā)生器、計(jì)量箱、酵母容器和連接設(shè)備。
接收C102氣流的計(jì)量箱210流體連接到C102發(fā)生器出口 208。在計(jì)量箱中使C102 氣體溶于水中形成(:102溶液。計(jì)量箱有用于引入水流212的進(jìn)口。水流和C1(^氣流結(jié)合形 成C102溶液。計(jì)量箱中C102溶液的濃度可以在寬范圍內(nèi)變化?？梢垣@得高達(dá)約5， OOOmg/ L的濃度，并且用另外的設(shè)備可以獲得高達(dá)約8， OOOmg/L的濃度。然后C102溶液以規(guī)定的 劑量率經(jīng)出口 214從計(jì)量箱排出以產(chǎn)生希望濃度的溶液。在一個實(shí)施方式中，直接應(yīng)用于 發(fā)酵混合物的調(diào)配的C102溶液具有小于約15mg/L的濃度，優(yōu)選小于約10mg/L，最優(yōu)選小于 約7. 5mg/L。在另一個實(shí)施方式中，在發(fā)酵之前應(yīng)用于玉米醪的調(diào)配的C102溶液具有在約 10mg/L和約75mg/L之間的濃度，優(yōu)選在約10mg/L和約50mg/L之間，最優(yōu)選在約20mg/L和 約50mg/L之間。在又一個實(shí)施方式中，用于繁殖的調(diào)配的C102溶液具有小于約50mg/L的 濃度。在一個實(shí)施方式中，排出的C102溶液具有以流體中的C102計(jì)至少約90%的效率。
容納酵母水溶液218的酵母容器216經(jīng)C102溶液出口 214流體連接到計(jì)量箱。酵 母容器可以是蒸煮容器、發(fā)酵槽、調(diào)理槽、酵母槽、繁殖槽、液化容器和/或在這些單元之間 的管子或換熱器。將C102溶液引入酵母容器能夠促進(jìn)已有的酵母繁殖同時(shí)降低所不希望 的微生物的濃度。 盡管已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的具體的要素具體實(shí)施方式
和應(yīng)用，當(dāng)然應(yīng)理解 本發(fā)明不局限于此，因?yàn)樗鶎兕I(lǐng)域技術(shù)人員在未脫離本公開的范圍的情況下，尤其根據(jù)上 述教導(dǎo)能夠作出各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
在應(yīng)用于發(fā)酵工藝的水成液流中降低不希望的微生物的濃度、促進(jìn)酵母繁殖/調(diào)理以及提高酵母效率的方法，該方法包括步驟(a)將一些發(fā)酵性碳水化合物引入所述液流中；(b)將一些酵母引入所述液流中；(c)產(chǎn)生ClO2氣體；(d)使所述ClO2氣體溶解以形成ClO2溶液；(e)將ClO2水溶液引入所述液流中。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，依序進(jìn)行所述步驟。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過使氯氣與水反應(yīng)然后添加亞氯酸鈉產(chǎn)生所述 (:102氣體。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過使次氯酸鈉與酸反應(yīng)然后添加亞氯酸鈉產(chǎn)生 所述(:102氣體。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過使亞氯酸鈉和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生所述C102氣體。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，采用電化學(xué)電池和亞氯酸鈉產(chǎn)生所述C102氣體。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，采用電化學(xué)電池和氯酸鈉產(chǎn)生所述C102氣體。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，采用基于設(shè)備的氯酸鈉和過氧化氫方法產(chǎn)生所述 (:102氣體。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述C102溶液的濃度小于約15mg/L。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述C102溶液的濃度在約10mg/L和約75mg/L之間。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述C102溶液具有以液流中的C102計(jì)至少約90% 的效率。
12. 在應(yīng)用于發(fā)酵工藝的水成液流中降低不希望的微生物的濃度、促進(jìn)酵母繁殖/調(diào) 理以及提高酵母效率的方法，該方法包括步驟(a) 將一些發(fā)酵性碳水化合物引入所述液流中；(b) 將一些酵母引入所述液流中；以及(c) 將具有以液流中的C102計(jì)至少90%效率的C102引入所述液流中。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，依序進(jìn)行所述步驟。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述C102是濃度小于約15mg/L的水溶液。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述C102是濃度在約10mg/L和約75mg/L之間 的水溶液。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述C102是氣體。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過使氯酸鈉和過氧化氫反應(yīng)生成所述(:102氣體。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過含有亞氯酸鹽前驅(qū)體包和酸活化劑包的干 混合的二氧化氯包生產(chǎn)所述C102。
19. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，采用電化學(xué)電池和亞氯酸鈉產(chǎn)生所述C102氣體。
20. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，采用電化學(xué)電池和氯酸鈉產(chǎn)生所述C102氣體。
21. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，采用基于設(shè)備的氯酸鈉和過氧化氫方法產(chǎn)生所述。102氣體。
22. 用于降低不希望的微生物的濃度、促進(jìn)真菌繁殖/調(diào)理以及提高真菌效率的應(yīng)用于發(fā)酵工藝的裝置，該裝置包括 a) Cl(^發(fā)生器，其包括用于引入至少一種含氯進(jìn)料化學(xué)品的進(jìn)口和用于排出所述發(fā) 生器中的C1(^氣流的出口 ；(b) 與所述C102發(fā)生器出口流體連接的計(jì)量箱，所述計(jì)量箱接收來自于所述C102發(fā)生 器出口的所述C1(^氣流，所述計(jì)量箱包括用于引入第二水流的進(jìn)口和用于排出所述計(jì)量箱 的(:102水溶液的出口 ；(c) 用于容納真菌水溶液的容器，所述容器與所述計(jì)量箱流體連接； 其中，將所述(:102溶液從所述計(jì)量箱引入到所述容器中促進(jìn)了存在于所述容器中的真菌的繁殖。
23. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述真菌容器是可加熱的。
24. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述真菌容器是發(fā)酵槽，其具有連接到處理設(shè)備 的真菌進(jìn)口 、水進(jìn)口 、發(fā)酵化學(xué)品進(jìn)口以及發(fā)酵產(chǎn)品的出口 。
25. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述真菌容器能夠進(jìn)行液化。
26. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述真菌容器是酵母繁殖槽。
27. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述真菌容器是酵母調(diào)理槽。
28. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，從所述計(jì)量箱排出的所述C102水溶液被調(diào)配為 小于約15mg/L的濃度。
29. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，從所述計(jì)量箱排出的所述C102水溶液被調(diào)配為 約10mg/L 約75mg/L的濃度。
30. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述C102發(fā)生器是安裝在滑動底板上的。
31. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述計(jì)量箱是安裝在滑動底板上的。
32. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，用于容納所述真菌水溶液的所述容器是安裝在 滑動底板上的。
33. 在應(yīng)用于發(fā)酵工藝的水成液流中降低不希望的微生物的濃度、促進(jìn)所希望的微生 物繁殖/調(diào)理以及提高所希望的微生物的效率的方法，該方法包括步驟(a) 將一些纖維素引入所述液流中；(b) 將一些所希望的微生物引入所述液流中；(c) 產(chǎn)生C102氣體;(d) 使所述C102氣體溶解以形成C102溶液；(e) 將C102水溶液引入所述液流中。
34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中，依序進(jìn)行所述步驟。
35. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述C102溶液具有以液流中的C102計(jì)至少約 90%的效率。
36. 在應(yīng)用于發(fā)酵工藝的水成液流中降低不希望的微生物的濃度、促進(jìn)所希望的微生 物繁殖/調(diào)理以及提高所希望的微生物的效率的方法，該方法包括步驟(a) 將一些纖維素引入所述液流中；(b) 將一些所希望的微生物引入所述液流中；以及(c)將具有以C102計(jì)至少90%效率的C102引入所述液流中。
37. 如權(quán)利要求36所述的方法，其中，依序進(jìn)行所述步驟。
38. 在應(yīng)用于發(fā)酵工藝的水成液流中降低細(xì)菌濃度而不使用抗生素的方法，該方法包 括步驟(a) 將一些所希望的微生物引入所述液流中；以及(b) 將具有以C102計(jì)至少90 %的C102引入所述液流中。
全文摘要
在水成液流中降低所不希望的微生物濃度、促進(jìn)所希望的微生物繁殖/調(diào)理以及提高所希望的微生物的效率的方法，該方法包括(a)將一些發(fā)酵性碳水化合物或纖維素引入水成液流中；(b)將一些所希望的微生物引入所述液流中；(c)產(chǎn)生ClO2氣體；(d)使ClO2氣體溶解以形成ClO2溶液；以及(e)將ClO2水溶液引入所述水成液流中。另一種方法包括(a)將發(fā)酵性碳水化合物或纖維素引入水成液流中；(b)將一些所希望的微生物引入該水成液流中；以及(c)將具有以ClO2計(jì)至少大約90％效率的ClO2引入水成液流中。用于降低細(xì)菌濃度、促進(jìn)真菌繁殖/調(diào)理并且提高發(fā)酵效率的裝置包括流體連接到計(jì)量箱、流體連接到真菌容器的ClO2發(fā)生器。
文檔編號C12P1/02GK101712967SQ20091020837
公開日2010年5月26日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者埃倫·邁克爾·齊格勒 申請人:雷澤南特生物科學(xué)有限責(zé)任公司