二流體噴嘴系統(tǒng)示意圖。
[0036] 圖3為實(shí)施例2中單批次固體發(fā)酵y -聚谷氨酸示意圖。
[0037] 圖4為實(shí)施例2中重復(fù)批次固體發(fā)酵y -聚谷氨酸。
[0038]圖5為實(shí)施例5中單批次固體發(fā)酵生產(chǎn)丁酸梭菌活菌制劑示意圖。
[0039] 圖6為實(shí)施例5中重復(fù)批次固體發(fā)酵生產(chǎn)丁酸梭菌活菌制劑示意圖。
[0040] 圖7為實(shí)施例6中單批次固體發(fā)酵豆柏示意圖。
[0041] 圖8為實(shí)施例6中重復(fù)次固體發(fā)酵豆柏示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí) 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限 制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0043] 實(shí)施例1
[0044] 如圖1所示的固態(tài)發(fā)酵帶式反應(yīng)器，它包括發(fā)酵罐1、培養(yǎng)基制備罐10和傳送帶 系統(tǒng)11;其中，發(fā)酵罐1為不銹鋼臥式發(fā)酵罐，通過(guò)底部的第一支架3-1和第二支架3-2固 定在底座3上。發(fā)酵罐外周設(shè)有夾套4-1，所述的夾套4-1上設(shè)有熱交換介質(zhì)進(jìn)口 4-2和 熱交換介質(zhì)出口 4-3,熱交換介質(zhì)進(jìn)口 4-2設(shè)于夾套4-1最頂端，熱交換介質(zhì)出口 4-3設(shè)于 夾套4-1最底端，且熱交換介質(zhì)進(jìn)口 4-2和熱交換介質(zhì)出口 4-3在水平方向上的位置遠(yuǎn)離。 熱交換介質(zhì)為水蒸氣和循環(huán)冷卻水。
[0045] 發(fā)酵罐1水平方向兩側(cè)設(shè)有第一活動(dòng)頂蓋2-1和第二活動(dòng)頂蓋2-2,第一活動(dòng)頂蓋 2-1與發(fā)酵罐1側(cè)壁連接處設(shè)有固定螺栓2-3,第二活動(dòng)頂蓋2-2與酵罐1側(cè)壁連接處設(shè)有 固定螺栓2-3。
[0046] 發(fā)酵罐1底端設(shè)有出料口 8,發(fā)酵罐1內(nèi)部自上而下設(shè)有三層傳輸帶，分別為第一 傳輸帶5-1、第二傳輸帶5-2和第三傳輸帶5-3,相鄰兩層傳輸帶傳輸方向相反，且保證物料 沿第一傳輸帶5-1傳輸至盡頭時(shí)可以自由下落至第二傳輸帶5-2沿傳輸方向的起始處，物 料再沿第二傳輸帶5-2傳輸至盡頭時(shí)可以自由下落至第三傳輸帶5-3沿傳輸方向的起始 處，第三傳輸帶5-3沿傳輸方向的傳輸盡頭正對(duì)出料口 8的正上方。
[0047] 發(fā)酵罐1頂部還設(shè)有第一出氣孔9,第一出氣孔9附近設(shè)有溫度探頭7-1、濕度探 頭7-2和壓力探頭7-3。
[0048] 發(fā)酵罐1內(nèi)靠近活動(dòng)頂蓋2-2的位置垂直設(shè)置二流體噴嘴系統(tǒng)6,如圖2所示，二 流體噴嘴系統(tǒng)6包括4個(gè)噴嘴6-1、第一二流體噴嘴管路6-2和第二二流體噴嘴管路6-3,4 個(gè)噴嘴6-1采用并聯(lián)的方式同時(shí)與第一二流體噴嘴管路6-2和第二二流體噴嘴管路6-3連 通；無(wú)菌水管路和蒸汽管路相互并聯(lián)，再與第一二流體噴嘴管路6-2串聯(lián)；種子液管路和氣 體管路相互并聯(lián)，再與第二二流體噴嘴管路6-3串聯(lián)；無(wú)菌水管路上設(shè)有第一液體過(guò)濾器 6-5和第二液體過(guò)濾器6-6,蒸汽管路上設(shè)有蒸汽發(fā)生器6-4,種子液管路外接接種瓶6-9， 氣體管路上設(shè)有第一氣體過(guò)濾器6-7和第二氣體過(guò)濾器6-8 ;無(wú)菌水管路和種子液管路上 分別設(shè)有氣體流量計(jì)，蒸汽管路和氣體管路上分別設(shè)有氣體流量計(jì)。
[0049] 其中，培養(yǎng)基制備罐10主體為補(bǔ)料罐10-1，補(bǔ)料罐10-1頂部設(shè)有壓力傳感探頭 10- 2和第二出氣孔10-3,補(bǔ)料罐10-1底部設(shè)有出料管10-4,出料管10-4與發(fā)酵罐1相連 且正對(duì)最上層傳輸帶沿傳輸方向的起始處；出料管10-4上設(shè)有蝶閥10-5,蝶閥10-5位于 發(fā)酵罐1外。
[0050] 其中，傳送帶系統(tǒng)包括依次相連的電動(dòng)機(jī)11-1、減速箱11-2、加料斗11-3和輸送 螺桿11-4,輸送螺桿11-4 一端與補(bǔ)料罐10-1相連；其中，輸送螺桿11-4外部設(shè)有冷卻夾 套11-5和加熱夾套11-6其中，冷卻夾套11-5由循環(huán)水進(jìn)行冷卻，加熱夾套11-6由電加 熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱；且保證沿螺桿11-4傳輸方向物料先經(jīng)過(guò)加熱夾套11-6,再經(jīng)過(guò)冷卻夾套 11- 5〇
[0051] 實(shí)施例2:好氧微生物（以枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸農(nóng)業(yè)肥料為 例）
[0052] y _聚谷氨酸y-polyglutamic acid, y-PGA)是由微生物合成的一類(lèi)均聚氨基 酸，相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)200X 104Da。由于其結(jié)構(gòu)中存在著大量的氫鍵和親水性游離羧基，具 有優(yōu)良的保濕性能，已被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)肥料中。
[0053] 本實(shí)施例中發(fā)酵的微生物為本實(shí)驗(yàn)室已獲得授權(quán)的枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis NX-2(菌種保藏號(hào)：CGMCC 0833)，直接用微生物菌劑5X101(lcfu/g)接種，接種量 為 25g/kg。
[0054] 固體發(fā)酵培養(yǎng)基：香葫培養(yǎng)后的菌澄600g/kg，味精柏400g/kg，工業(yè)甘油40g/kg。
[0055] 在本實(shí)施例1的固態(tài)發(fā)酵帶式反應(yīng)器上進(jìn)行連續(xù)化固體發(fā)酵生產(chǎn)Y _聚谷氨酸農(nóng) 業(yè)肥料，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。發(fā)酵罐主體1是采用不銹鋼材料制成， 罐體內(nèi)徑50cm，長(zhǎng)度80cm，厚度6mm，左右兩端為活動(dòng)頂蓋2-1、2-2,罐體外壁中部鑄有夾套 4-1，夾套左上端連接有蒸汽進(jìn)口、循環(huán)水出口 4-2、右下端有蒸汽出口、循環(huán)水進(jìn)口 4-3,夾 套可對(duì)罐體進(jìn)行加熱和冷卻。出氣口 9、溫度探頭7-1、濕度探頭7-2、壓力表7-3位于罐體 左上端，出料口、取樣口、排污口 8位于罐體左下端。傳送帶5-1、5-2、5-3位于罐體內(nèi)部上、 中、下三層，每層錯(cuò)開(kāi)排列，傳送帶長(zhǎng)度為60cm，寬度為40cm，由外接發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，傳送 方向如圖1所示，該傳送帶在發(fā)酵過(guò)程中兼作淺盤(pán)。發(fā)酵罐主體1的右上端與培養(yǎng)基制備 罐10通過(guò)蝶閥10-1連接，該培養(yǎng)基制備罐包括補(bǔ)料罐10-2、螺桿輸送系統(tǒng)10-4、冷卻夾套 10-5、加熱夾套10-6、加料斗10-7、減速箱10-8、電動(dòng)機(jī)10-9,補(bǔ)料罐的規(guī)格為內(nèi)徑15cm，高 度 28cm，
[0056] 該培養(yǎng)基制備罐可實(shí)現(xiàn)物料滅菌與輸送同時(shí)進(jìn)行。二流體噴嘴裝置6與主體1 右側(cè)連接，該系統(tǒng)在罐體外部由氣體管道和液體管道組成，所述的氣體管道設(shè)有氣體預(yù)過(guò) 濾器6-8、精過(guò)濾器6-9,并由流量計(jì)控制流速；液體管道設(shè)有液體預(yù)過(guò)濾器6-5、精過(guò)濾器 6-6,并由流量計(jì)控制流速，該管道即為加濕器管道，為罐體內(nèi)部物料補(bǔ)充水分；蒸汽輸送管 道位于兩側(cè)，并設(shè)有蒸汽過(guò)濾器6-4,另在氣體管道一側(cè)設(shè)有接種管道6-9,外接接種瓶。
[0057] 具體操作如下：稱取3kg香菇菌渣、2kg味精柏、200g工業(yè)甘油，由加料斗加入開(kāi)啟 螺桿輸送到加熱夾套，啟動(dòng)電加熱系統(tǒng)對(duì)物料進(jìn)行121°C、20min滅菌，滅菌完成后經(jīng)過(guò)冷 卻夾套輸送物料到補(bǔ)料罐備用。同時(shí)，從二流體噴嘴通入蒸汽進(jìn)入發(fā)酵罐主體，對(duì)罐體內(nèi)及 管道進(jìn)行滅菌，維持121°C、15min。滅菌結(jié)束后，通入無(wú)菌空氣對(duì)罐體進(jìn)行保壓，啟動(dòng)傳送帶 動(dòng)力，控制速度為5cm/s，開(kāi)發(fā)蝶閥，讓物料均勻分布于傳輸帶上，待物料輸送完畢，控制罐 體溫度35°C，物料濕度60-65%，通氣量100ml/min。稱取125g B. subtilisNX-2菌劑溶 于100ml無(wú)菌水中，通過(guò)接種瓶負(fù)壓接入種子液，并由二流體噴嘴噴灑于物料表面，發(fā)酵過(guò) 程中通過(guò)PLC系統(tǒng)維持發(fā)酵參數(shù)溫度，取樣過(guò)程中，打開(kāi)取樣口，開(kāi)啟傳輸帶速度3cm/s，完 成取樣后關(guān)閉傳送帶、取樣口。48h為發(fā)酵終點(diǎn)。打開(kāi)卸料口，完成卸料。對(duì)于連續(xù)發(fā)酵，發(fā) 酵的過(guò)程中由培養(yǎng)基制備罐準(zhǔn)備好滅菌的物料，在卸料的同時(shí)或之后，進(jìn)行物料傳送，連續(xù) 發(fā)酵過(guò)程中無(wú)需再次接入種子液，直接利用殘留的菌體進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵。
[0058] 由圖3可知，在本發(fā)明的固態(tài)發(fā)酵帶式反應(yīng)器中，單批次過(guò)程中物料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 能夠迅速被菌體消耗，最終產(chǎn)生的y-聚谷氨酸濃度達(dá)到162gkg'活菌落數(shù)