一種短小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)明涉及一種短小芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝.短小芽孢桿菌經(jīng)一、二級(jí)種子擴(kuò)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(bǔ)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(jí)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(xì)粉返回再造粒，得每克菌粉CFU不少于3.0×1011個(gè)的短小芽孢桿菌產(chǎn)品。尾氣處理，達(dá)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(dá)標(biāo)排放，能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種短小芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝

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

【背景技術(shù)】
[0002]短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)呈桿狀，圓末端，單個(gè)或呈短鏈排列，1.2?
1.3X2.0?4.0微米。能運(yùn)動(dòng)，革蘭氏陽性，芽孢1.0?1.2X 1.5?2.0微米，橢圓形，中生或次端生。該菌能水解淀粉，降解甘露聚糖、木聚糖、纖維素等。B.pumilus存在半透明型和不透明型兩種不同的菌落形態(tài)，對(duì)兩種菌落分別進(jìn)行傳代，半透明菌落能產(chǎn)生半透明和不透明型菌落，且基本各占一半。而不透明菌落在傳代過程中只產(chǎn)生少許的半透明菌落，且傳至第4代時(shí)半透明型菌落消失。
[0003]短小芽孢桿菌能分泌多種抑菌物質(zhì)和各種大分子水解酶類，因此被廣泛用于農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中。如在農(nóng)業(yè)上常被用來防治小麥根腐病和草莓灰霉病。在養(yǎng)殖業(yè)中也被用于豬、禽類、反芻動(dòng)物以及魚、蝦等水產(chǎn)動(dòng)物。具有降解非淀粉多糖，提高飼料利用率，促進(jìn)飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收；增強(qiáng)動(dòng)物的免疫功能，提高動(dòng)物的抗應(yīng)激能力；提高日增重，降低料肉比；無污染，無殘留，生物環(huán)保等等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]鑒于短小芽孢桿菌的多種用途，國(guó)內(nèi)有廠家生產(chǎn)短小芽孢桿菌類產(chǎn)品，但是相關(guān)產(chǎn)品普遍質(zhì)量不高。目前短小芽孢桿菌制劑常見的生產(chǎn)方法是采用相關(guān)的短小芽孢桿菌生產(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(shí)，采用板框過濾或者離心的方式進(jìn)行濃縮，添加助劑后烘干或者噴霧干燥得到短小芽孢桿菌的活菌制劑。這些方法存在著以下不足:
[0005]1、發(fā)酵罐裝料系數(shù)為60% -70%，設(shè)備利用率不高；
[0006]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(zhǎng)，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；
[0007]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(huì)產(chǎn)生大量的廢水，后續(xù)處理成本較高；
[0008]4、采用絮凝/板框過濾或者離心技術(shù)還會(huì)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；
[0009]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(huì)有一定程度的下降，直接影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0010]真空薄膜蒸發(fā)器是一類蒸發(fā)器的總稱，特點(diǎn)是物料液體沿加熱管壁呈膜狀流動(dòng)而進(jìn)行傳熱和蒸發(fā)，優(yōu)點(diǎn)是傳熱效率高，蒸發(fā)速度快，物料停留時(shí)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(jī)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。
[0011]多級(jí)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(jìn)的技術(shù)，t匕如塔內(nèi)用了多個(gè)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(gè)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(jìn)行粉體的重新附聚和造粒；并且塔底有流化床可對(duì)形成的顆粒進(jìn)行二次干燥，進(jìn)一步降低顆粒的含水量；該系統(tǒng)要求進(jìn)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(jí)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(diǎn)。
[0012]發(fā)酵和干燥造粒會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，里面常含有揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)，硫化氫，氨氣，硫醇類等各種污染物，同時(shí)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(jiǎn)單的用水噴淋后排放，兩種處理方式會(huì)造成對(duì)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】

[0013]本發(fā)明的目的是針對(duì)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(dá)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)成本明顯降低的短小芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝。
[0014]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，一種短小芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，具體步驟如下:
[0015]I) 一級(jí)種子培養(yǎng):5000ml三角瓶中裝有2000ml —級(jí)種子培養(yǎng)基，115°C -121 °C濕熱滅菌15-30min，取1ml短小芽孢桿菌活菌凍干管菌種接種于一級(jí)種子培養(yǎng)基中，在28°C -30°C培養(yǎng)10?12h ;—級(jí)種子培養(yǎng)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%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ；
[0016]2) 二級(jí)種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有150L或300L 二級(jí)種子培養(yǎng)基，115 0C -121 °C濕熱滅菌15-30min，將3000ml長(zhǎng)好的一級(jí)種子接種于二級(jí)種子培養(yǎng)基中；在28°C -30°C培養(yǎng)10?12h ; 二級(jí)種子培養(yǎng)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% -2.5%，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 ；
[0017]3)發(fā)酵:在5m3或40m3發(fā)酵罐中裝有4000L或30m3短小芽孢桿菌活菌發(fā)酵培養(yǎng)基，115°C -121 °C濕熱滅菌15-30min，將150L或300L長(zhǎng)好的二級(jí)種子接種于短小芽孢桿菌活菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa，在28°C _32°C培養(yǎng)30_33h ;發(fā)酵所用培養(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%，磷酸氫二鉀 0.01% -0.05%，硫酸鎂 0.1% -0.2%，硫酸錳 0.002%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ；
[0018]4)補(bǔ)料:當(dāng)發(fā)酵至8-10h開始流加由葡萄糖20% -60%、水40% -80%配制成的葡萄糖補(bǔ)料培養(yǎng)基，發(fā)酵至24-28小時(shí)結(jié)束；
[0019]5)至芽孢形成率大于等于90%時(shí)，結(jié)束發(fā)酵；
[0020]6)將發(fā)酵液加熱到35°C _60°C時(shí)進(jìn)入濃縮器，在真空度為_70kpa?_95kpa下進(jìn)行濃縮，濃縮至含固量達(dá)到10% -25%時(shí),開始出料；
[0021]7)濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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3.0X 111個(gè)的短小芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進(jìn)風(fēng)溫度130-180°C，出口溫度 60-80°C ；
[0022]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。
[0023]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、通過補(bǔ)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(bǔ)料發(fā)酵，達(dá)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；
[0025]2、采用多級(jí)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(xiǎn)；
[0026]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；
[0027]4、采用低溫多級(jí)干燥制粒新工藝，相比傳統(tǒng)離心噴霧干燥生產(chǎn)工藝，進(jìn)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;
[0028]5、發(fā)酵后不用添加助劑即可烘干或者噴霧干燥:
[0029]6、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(dá)到達(dá)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(huì)產(chǎn)生大量生化需氧量(B0D值)很高的廢水，需要進(jìn)行復(fù)雜的處理后才可能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0030]7、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(dá)標(biāo)排放。

【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明取凝結(jié)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(jí)種子培養(yǎng)基中，進(jìn)行一級(jí)種子培養(yǎng)。將一級(jí)種子接種于經(jīng)115-121°C滅菌15-30min，二級(jí)種子培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中進(jìn)行二級(jí)種子培養(yǎng)。發(fā)酵，在發(fā)酵過程中補(bǔ)料，結(jié)束發(fā)酵。
[0032]一、二級(jí)種子培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基，補(bǔ)料培養(yǎng)基經(jīng)濕熱滅菌后，培養(yǎng)基要迅速降至30°C左右。
[0033]使用真空薄膜濃縮器濃縮發(fā)酵液，濃縮器為MVR濃縮器、降膜蒸發(fā)器或板式蒸發(fā)濃縮器。采用MVR濃縮器，從蒸發(fā)室出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，壓力溫度升高至100C -115°C，送至加熱室當(dāng)加熱蒸汽使用，加熱發(fā)酵液至進(jìn)料溫度，加熱蒸汽本身冷凝成水。
[0034]多級(jí)低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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3 X 111個(gè)的短小芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進(jìn)風(fēng)溫度130°C _180°C，出口溫度60°C -80°C ；
[0035]下面用具體實(shí)施例詳述本發(fā)明:
[0036]實(shí)施例1:(以5m3發(fā)酵罐為例)
[0037]I) 一級(jí)種子培養(yǎng):5000ml三角瓶中裝有2000ml —級(jí)種子培養(yǎng)基，121 °C濕熱滅菌15min。取1ml短小芽孢桿菌活菌凍干管菌種接種于一級(jí)種子培養(yǎng)基中，在28°C培養(yǎng)12h ；一級(jí)種子培養(yǎng)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%，培養(yǎng)基pH為 7.5 ;
[0038]2) 二級(jí)種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有150L 二級(jí)種子培養(yǎng)基，121°C濕熱滅菌15min。將3000ml培養(yǎng)好的一級(jí)種子接種于二級(jí)種子培養(yǎng)基中；在281:培養(yǎng)12h ;二級(jí)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2.5%，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 ;
[0039]3)發(fā)酵:在5m3發(fā)酵罐中裝有4000L短小芽孢桿菌活菌發(fā)酵培養(yǎng)基，121°C濕熱滅菌15min。將150L長(zhǎng)好的二級(jí)種子接種于短小芽孢桿菌活菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa，在28°C培養(yǎng)33h ;發(fā)酵所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1%，豆柏I %，玉米漿I %，酵母粉3 %，磷酸氫二鉀0.01 %，硫酸鎂0.1 %，硫酸錳0.002 %，培養(yǎng)基pH為 7.5 ;
[0040]4)補(bǔ)料:當(dāng)發(fā)酵至8h開始流加由葡萄糖60%，水40%配制成的葡萄糖補(bǔ)料培養(yǎng)基，發(fā)酵至24小時(shí)結(jié)束；
[0041]5)至芽孢形成率大于等于90%時(shí)，結(jié)束發(fā)酵；
[0042]6)使用MVR濃縮器濃縮發(fā)酵液:將發(fā)酵液加熱到35°C時(shí)進(jìn)入MVR濃縮器進(jìn)行濃縮，在真空度為_95kpa下進(jìn)行蒸發(fā)，濃縮至含固量達(dá)到10% -20%時(shí)，開始出料；從蒸發(fā)室出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)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。
[0043]7)多級(jí)低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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3 X 111個(gè)的短小芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進(jìn)風(fēng)溫度130°C，出口溫度60°C ；
[0044]8)尾氣處理:干燥制粒尾氣通過收集系統(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(gè)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(dá)到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達(dá)標(biāo)排放。
[0045]實(shí)施例2、同實(shí)施例1，不同的是，
[0046]I) 一級(jí)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1.5%,蛋白胨2.5%，培養(yǎng)基pH為6.5 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后30°C培養(yǎng)1h0
[0047]2) 二級(jí)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30°C培養(yǎng)10h。
[0048]3)發(fā)酵所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖1.5%，豆柏1.5%，玉米漿1.5%，酵母粉2.5%，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.2%，硫酸錳0.002 %，培養(yǎng)基pH為6.5 ; 115 °C濕熱滅菌30min，接種后32°C培養(yǎng)30h。
[0049]4)補(bǔ)料:當(dāng)發(fā)酵至1h開始流加由葡萄糖50%，水50%配制成的葡萄糖補(bǔ)料培養(yǎng)基，發(fā)酵至28小時(shí)結(jié)束；
[0050]6)使用降膜蒸發(fā)器將發(fā)酵液加熱到60°C時(shí)進(jìn)入真空薄膜濃縮器，在真空度為-70kpa下進(jìn)行蒸發(fā)，然后依次進(jìn)入二效和三效蒸發(fā)器，濃縮至含固量達(dá)到10%-20%時(shí)，開始出料。
[0051]7)多級(jí)低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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3 X 111個(gè)的短小芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進(jìn)風(fēng)溫度180°C，出口溫度80°C ；
[0052]本實(shí)施例所制的短小芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗(yàn)每克菌粉CFU不少于3.0XlO11 個(gè)。
[0053]實(shí)施例3、同實(shí)施例1，不同的是，
[0054]I) 一級(jí)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2%，蛋白胨2%，培養(yǎng)基pH為7.0 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后30°C培養(yǎng)1h0
[0055]2) 二級(jí)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2%，蛋白胨1.5%，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7.0 ;115°C濕熱滅菌30min，接種后30°C培養(yǎng)10h。
[0056]3)發(fā)酵所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，豆柏2%，玉米漿2%，酵母粉I %，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.2%，硫酸錳0.002 %，培養(yǎng)基pH為7.0 ; 115 °C濕熱滅菌30min，接種后32°C培養(yǎng)30h。
[0057]4)補(bǔ)料:當(dāng)發(fā)酵至1h開始流加由葡萄糖20%，水80%配制成的葡萄糖補(bǔ)料培養(yǎng)基，發(fā)酵至26小時(shí)結(jié)束；
[0058]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(shí)進(jìn)入板式蒸發(fā)濃縮器進(jìn)行濃縮，在真空度_86kp下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。然后當(dāng)發(fā)酵液濃縮至含固量達(dá)到15%-25%時(shí)，開始出料。
[0059]7)多級(jí)低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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(jìn)風(fēng)溫度140°C，出口溫度70°C ；
[0060]本實(shí)施例所制的短小芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗(yàn)每克菌粉CFU不少于
3.0XlO11 個(gè)。
[0061]實(shí)施例4:(以40m3發(fā)酵罐為例)，同實(shí)施例1，不同的是
[0062]I) 一級(jí)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%，培養(yǎng)基pH為7.5 ;
[0063]2) 二級(jí)種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有300L 二級(jí)種子培養(yǎng)基，二級(jí)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2.8 %，蛋白胨I %，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短小芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，接入300L 二級(jí)種子。發(fā)酵所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，豆柏3%，玉米漿2%，酵母粉1.5%，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.1%，硫酸錳0.002 %，培養(yǎng)基pH為7.5 ;
[0065]4)補(bǔ)料:當(dāng)發(fā)酵至9h開始流加由葡萄糖30%，水70%配制成的葡萄糖補(bǔ)料培養(yǎng)基，發(fā)酵至25小時(shí)結(jié)束；
[0066]7)多級(jí)低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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(jìn)風(fēng)溫度180°C，出口溫度80°C ；
[0067]本實(shí)施例所制的短小芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗(yàn)每克菌粉CFU不少于
3.0XlO11 個(gè)。
[0068]9)尾氣處理: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(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，從而達(dá)到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達(dá)標(biāo)排放。
[0069]實(shí)施例5:(以40m3發(fā)酵罐為例)同實(shí)施例1，不同的是，
[0070]I) 一級(jí)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2%,蛋白胨2%，培養(yǎng)基pH為7.5 ;
[0071]2) 二級(jí)種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有300L 二級(jí)種子培養(yǎng)基，二級(jí)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0.5%，蛋白胨2.5%，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短小芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，接入300L 二級(jí)種子。發(fā)酵所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2 %，豆柏3 %，玉米漿3 %，酵母粉I %，磷酸氫二鉀0.01%，硫酸鎂0.1%，硫酸錳0.002%，培養(yǎng)基pH為7.5 ;
[0073]6)使用降膜蒸發(fā)器將發(fā)酵液加熱到45 °C時(shí)進(jìn)入真空薄膜濃縮器，在真空度為-90kpa下進(jìn)行蒸發(fā)，然后依次進(jìn)入二效和三效蒸發(fā)器，濃縮至含固量達(dá)到15%-25%時(shí)，開始出料。
[0074]7)多級(jí)低溫噴霧流化干燥造粒:濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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(jìn)風(fēng)溫度150°C，出口溫度70°C ；
[0075]本實(shí)施例所制的短小芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗(yàn)每克菌粉CFU不少于
3.0XlO11 個(gè)。
[0076]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(huì)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(duì)有機(jī)物有極強(qiáng)的氧化作用，能與廢氣中的有機(jī)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(dá)到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達(dá)標(biāo)排放。
[0077]實(shí)施例6:(以40m3發(fā)酵罐為例)
[0078]I) 一級(jí)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2.5%,蛋白胨2.6%，培養(yǎng)基pH為7.5 ;
[0079]2) 二級(jí)種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有300L 二級(jí)種子培養(yǎng)基，二級(jí)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
0.01%，硫酸鎂0.02%，培養(yǎng)基pH調(diào)為7.5 ；
[0080]3)發(fā)酵:在40m3發(fā)酵罐中裝有發(fā)酵培養(yǎng)基30m3短小芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，接入300L 二級(jí)種子。發(fā)酵所用培養(yǎng)基的原料及用量為:葡萄糖2%，豆柏3%，玉米漿3%，酵母粉I %，磷酸氫二鉀0.05%，硫酸鎂0.1%，硫酸錳0.002 %，培養(yǎng)基pH為7.5。
[0081]5)結(jié)束發(fā)酵:至芽孢形成率大于等于90%時(shí)，結(jié)束發(fā)酵；
[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50°C時(shí)進(jìn)入板式蒸發(fā)濃縮器進(jìn)行濃縮，在真空度_86kp下進(jìn)行蒸發(fā)。濃縮至含固量達(dá)到15% -25%時(shí)，開始出料。
[0083]本實(shí)施例所制的短小芽孢桿菌干粉活菌制劑，經(jīng)檢驗(yàn)每克菌粉CFU不少于
3.0XlO11 個(gè)。
[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(huì)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(duì)有機(jī)物有極強(qiáng)的氧化作用，能與廢氣中的有機(jī)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(dá)到去味、脫氨氮、脫硫化氫等目的，然后有組織達(dá)標(biāo)排放。
【權(quán)利要求】
1.一種短小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(jí)種子培養(yǎng):5000ml三角瓶中裝有2000ml —級(jí)種子培養(yǎng)基，115 °C -121 V濕熱滅菌15-30min，取1ml短小芽孢桿菌活菌凍干管菌種接種于一級(jí)種子培養(yǎng)基中，在28°C -30°C培養(yǎng)10?12h ;—級(jí)種子培養(yǎng)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%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ； 2)二級(jí)種子培養(yǎng):在400L發(fā)酵罐中裝有150L或300L 二級(jí)種子培養(yǎng)基，115°C -121°C濕熱滅菌15-30min，將3000ml長(zhǎng)好的一級(jí)種子接種于二級(jí)種子培養(yǎng)基中；在28°C -30°C培養(yǎng)10?12h ;二級(jí)種子培養(yǎng)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% -2.5%，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短小芽孢桿菌活菌發(fā)酵培養(yǎng)基，115°C _121°C濕熱滅菌15-30min，將150L或300L長(zhǎng)好的二級(jí)種子接種于短小芽孢桿菌活菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制罐壓0.02Mpa-0.05Mpa，在28°C _32°C培養(yǎng)30_33h ;發(fā)酵所用培養(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%，磷酸氫二鉀 0.01% -0.05%，硫酸鎂 0.1% -0.2%，硫酸錳 0.002%，培養(yǎng)基 pH 為 6.5-7.5 ； 4)補(bǔ)料:當(dāng)發(fā)酵至8-lOh開始流加由葡萄糖20%-60%,水40% -80%配制成的葡萄糖補(bǔ)料培養(yǎng)基，發(fā)酵至24-28小時(shí)結(jié)束； 5)至芽孢形成率大于等于90%時(shí)，結(jié)束發(fā)酵； 6)將發(fā)酵液加熱到35°C_60°C時(shí)進(jìn)入濃縮器，在真空度為-70kpa-95kpa下進(jìn)行濃縮，濃縮至含固量達(dá)到10% -25%時(shí)，開始出料； 7)濃縮發(fā)酵液用多級(jí)低溫噴霧流化干燥設(shè)備進(jìn)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3.0X 111個(gè)的短小芽孢桿菌產(chǎn)品；所述進(jìn)風(fēng)溫度130-180°C，出口溫度60-80°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所述的一種短小芽孢桿菌活菌制劑的制備工藝，其特征在于一、二級(jí)種子培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基，補(bǔ)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所述的一種短小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所述的一種短小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(jī)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(jìn)料溫度，加熱蒸汽本身冷凝成水。
【文檔編號(hào)】C12N1/20GK104232529SQ201410436902
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陳偉, 廖先清, 周榮華, 饒犇, 劉芳, 閔勇, 張先進(jìn), 江愛兵, 楊自文 申請(qǐng)人:湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心