CN106434291B - 一种不间断培养生产赖氨酸的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不间断培养生产赖氨酸的装置，包括一级种子罐、二级种子罐和发酵罐组，所述一级种子罐、二级种子罐和发酵罐组依序串联，所述发酵罐组由依序串联的一号发酵罐、二号发酵罐、三号发酵罐和四号发酵罐组成，所述发酵罐组的最末端依序串联有放料混合器和沉降罐，所述沉降罐的下游依序设置有离交树脂系统、MVR浓缩器以及连续结晶系统、离心系统、流化床干燥系统。本发明同时公开了不间断培养生产赖氨酸的方法。本发明减少了种子罐和发酵罐的投资成本，缩减了发酵流程，大幅降低了赖氨酸发酵成本。

Description

一种不间断培养生产赖氨酸的装置和方法
技术领域
本发明涉及氨基酸生产技术领域，尤其涉及一种不间断培养生产赖氨酸的方法和装置。
背景技术
赖氨酸是人体必需的八种基本氨基酸(又称必需氨基酸，它们是赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸及色氨酸)之一。赖氨酸在水中的溶解度很大，且易吸收空气中的二氧化碳，很难得到其结晶。因此作为商品它常以单盐酸盐的形式出现。赖氨酸用途广泛，主要应用于以下行业：食品工业，制备营养强化剂、鲜味剂、甜味剂；饲料工业，制备营养强化剂；医药工业，制备氨基酸输液、氨基酸衍生物、氨基酸盐；化学工业，制备洗涤剂、护肤品、人造革；农业，制备无公害农药等。目前，90％以上的赖氨酸产品用于饲料工业，如饲料中添加适量的赖氨酸，可以增加动物机体内蛋白质的合成，促进动物生长发育。
赖氨酸盐酸盐一般采用如下方法制备：菌种发酵得到发酵液，发酵液中加入大量的浓硫酸调pH至2.0-3.0进行酸化，酸化后经过金属膜或陶瓷膜过滤除去菌体，得到赖氨酸膜滤液即含赖氨酸溶液，含赖氨酸溶液采用强酸型阳离子交换树脂进行吸附交换，树脂吸附饱和后用稀氨水进行洗脱，洗脱下来的赖氨酸经浓缩、盐酸调节pH值、结晶、固液分离、烘干，得到赖氨酸盐酸盐成品。
目前，我国赖氨酸发酵均采用一级种子罐到二级种子罐再到发酵罐的三级发酵模式，每批发酵罐都对应着一个一级罐和一个二级罐。摇瓶种子按照一定的接种量接入一级罐中，一级罐罐菌体浓度生长到一定程度后接入到二级罐中，二级罐菌体浓度生长到一定程度后接入到发酵罐中，发酵罐培养到一定时间，菌体浓度和产酸速率开始降低时，结束发酵，进入提取工段。目前的赖氨酸发酵存在一级罐、二级罐、发酵罐设备利用率较低的问题，每次发酵罐都要准备一级罐与二级罐，都要对一二级罐进行检查、空消、实消等，增加了生产成本和劳动量。发酵结束调酸罐存放一段时间，易发生染菌问题，发酵液调酸采用分批调节，存在批次与批次之间不稳定，为后续工段提取造成负担。然后进陶瓷膜进行过滤，清液进入连续离子交换树脂，离子交换后出来的废水直接排掉，对环境污染较大。在发酵及提取过程中需要对部分赖氨酸数据进行检测，例如发酵罐中赖氨酸浓度、发酵液过膜后清液中赖氨酸含量、离交后高浓废水中赖氨酸含量、离交后收集液中赖氨酸含量，浓缩后收集液中赖氨酸含量等指标，按照常规检测都是需要取样采用茚三酮方法检测，不仅费时费力，而且对连续生产的参数控制滞后。
因此，开发一种不间断培养生产赖氨酸的方法和装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。
发明内容
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种不间断培养生产赖氨酸的装置和方法，以解决上述的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种不间断培养生产赖氨酸的装置，包括一级种子罐、二级种子罐和发酵罐组，所述一级种子罐、二级种子罐和发酵罐组依序串联。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述发酵罐组由依序串联的一号发酵罐、二号发酵罐、三号发酵罐和四号发酵罐组成。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述发酵罐组的最末端依序串联有放料混合器和沉降罐。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述沉降罐包括
罐体，所述罐体上半部分为圆筒形，下半部位为锥形，所述罐体上半部分的轴线位置转动安装有搅拌轴，所述搅拌轴的上端动力连接有电机，所述罐体下半部分的最底部设置有排料口，
高温盘管，所述高温盘管设置于所述罐体的上方，并与所述罐体的进料口相连，
以及喷射器，所述喷射器包括壳体、气体喷嘴和液体喷嘴，所述壳体包围设置于所述气体喷嘴和液体喷嘴的外部，所述液体喷嘴与所述壳体的侧壁相连，向所述壳体的内部延伸至所述壳体的轴线位置，弯折后沿着所述壳体的轴线方向延伸，所述液体喷嘴与所述壳体之间的间隙形成环形的气体流道，所述气体喷嘴设置于所述液体喷嘴的上游位置，并与所述气体流道连通，所述液体喷嘴与所述放料混合器连通，所述壳体的末端与所述高温盘管相连。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述壳体的末端设置有变径缩口管，所述变径缩口管的最小流通截面面积小于所述气体流道的流通截面面积。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述气体流道的尾端处，在所述壳体的内壁上设置有旋流片。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述罐体的上半部分采用敞口结构，且敞口上安装有筛网。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述筛网为中部向下弯曲的弧形结构。
在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，作为一种改进，所述排料口连接一浓渣罐。
另外，在本发明的所述一种不间断培养生产赖氨酸的装置中，所述沉降罐的下游依序设置有离交树脂系统、MVR浓缩器以及连续结晶系统、离心系统、流化床干燥系统。
其中，连续结晶系统包括
结晶机构，所述结晶机构包括依序串联的一次结晶罐和二次结晶罐，所述一次结晶罐和二次结晶罐的罐体结构相同，所述罐体上端均设有进料口，所述罐体下端均设有出料口，所述罐体外壁均安装有夹套，所述罐体的轴线位置均转动安装有搅拌轴，所述搅拌轴的上端动力连接电机，所述搅拌轴的周壁上安装有搅拌叶片；
结晶分离机构，所述结晶分离机构包括碟片离心机，所述碟片离心机的进料管道与所述二次结晶罐的出料口相连，所述碟片离心机设有晶体出料管道和母液出料管道；
以及结晶沉降机构，所述结晶沉降机构包括沉降罐和冷却部件，所述沉降罐的进料端与所述母液出料管道相连，所述沉降罐的下端设有出料端，所述沉降罐的轴线位置安装有转轴，所述转轴内部开设有液体流道，所述转轴动力连接电动机，所述转轴处于所述沉降罐内的部分安装有两个转盘，所述冷却部件包括冷水盘管、转动冷管、冷水循环管和制冷循环泵，所述冷水盘管盘绕布置在所述沉降罐的外壁，所述转动冷管设置于两个所述转盘之间，所述冷水循环管的两端与所述液体流道的两端连通，所述冷水循环管安装有所述制冷循环泵。
流化床干燥系统，具有流化床除湿降温装置。流化床除湿降温装置，包括流化床、加热器、第一翅片换热器、第一鼓风机、第二翅片换热器和空调水储罐，所述流化床设有进料口和出料口，所述流化床、加热器和第一鼓风机均设有进风口和出风口，所述第一翅片换热器和第二翅片换热器均设有壳程流体进口、壳程流体出口、管程流体进口和管程流体出口，所述空调水储罐设有进水口和出水口；所述流化床的进风口与所述加热器的出风口连通，所述加热器的进风口与所述第一翅片换热器的壳程流体出口连通，所述第一翅片换热器的壳程流体进口与所述第一鼓风机的出风口连通，所述第一鼓风机的进风口与所述第二翅片换热器的壳程流体出口连通；所述第一翅片换热器的管程流体进口和所述第二翅片换热器的管程流体进口分别与所述出水口连通，所述第一翅片换热器的管程流体出口和所述第二翅片换热器的管程流体出口分别与所述进水口连通。
作为一种改进，所述流化床的进风口与所述加热器的出风口之间设有温湿度传感器。温湿度传感器可实时监测空气进入流化床时的温度和湿度，通过鼓风机功率、第一翅片换热器、第二翅片换热器及加热器实现温湿度的稳定控制。
作为一种改进，所述第二翅片换热器的壳程流体进口处设有空气过滤器。空气过滤器可过滤空气中较大的灰尘，避免造成灰尘进入流化床腔体内而堵塞多孔板，使流化床硫化冷却效果不好，成品中粉尘较多，从而影响成品的质量。
作为一种改进，所述第一翅片换热器与所述加热器之间设有第一集水罐，所述第一集水罐上设有第一排水阀，所述第二翅片换热器与所述第一鼓风机之间设有第二集水罐，所述第二集水罐上设有第二排水阀。第一集水罐和第二集水罐用于收集空气中冷凝下来的水，通过开启第一排水阀和第二排水阀可将冷凝水排出去，避免其增加空气的湿度，水分随空气而进入流化床内。
作为一种改进，所述流化床的后端靠近所述出料口处设有冷却风进口，所述冷却风进口依次连通有第二鼓风机和第三翅片换热器，所述第三翅片换热器设有壳程流体进口、壳程流体出口、管程流体进口和管程流体出口，所述第三翅片换热器的管程流体进口与所述出水口连通，所述第三翅片换热器的管程流体出口与所述进水口连通。流化床后端设有的冷却风进口，利用第三翅片换热器的冷却风与产品接触，可进一步解决产品返潮、积块的问题，也降低了产品的温度，有利于包装。
一种不间断培养生产赖氨酸的方法，包括如下步骤：
(1)不间断培养：一级种子罐培养到一定菌体浓度后按照一定的接种量移入二级种子罐中培养，而一级种子罐补入一定体积的一级种子罐培养基后继续培养，根据一级种子罐的生长时间，达到所需菌体浓度后再进行二级种子罐接种，依次循环不间断培养；
(2)不间断发酵：将二级种子罐培养得到的菌液转移到发酵罐组的首个发酵罐中，再按照当前发酵罐中菌液的生长程度，分量将菌液转移到下一个发酵罐，利用发酵罐组进行不间断的发酵，在发酵过程中，向各个发酵罐中流加所需的物料；
(3)连续调酸，后续提取。
步骤(1)中，利用一级培养基流加的方式维持一级种子罐内种子生长配方不变，即：保持培养基流加和放料平衡、排料和生长速度的平衡，发明人经过反复长期的试验得到，当维持一级种子罐内菌液OD在0.45-0.65时，最利于连续培养、发酵的进行。因为OD过大，会导致一级种子罐菌体衰退，菌种活性衰退；而OD过小，菌种数量较小，在分量进入下一罐时，菌体生长时间延长，效果也不是很好。
同样的，利用二级培养基流加和糖流加的方式维持二级种子罐配方不变，保持培养基流加和放料平衡，发明人经过反复长期的试验得到，当维持二级种子罐内菌体OD在0.9-1.1时，最利于连续培养、发酵的进行。
步骤(2)中，所述发酵罐组采用四个发酵罐连续培养，其中，
一号发酵罐为菌体生长阶段的罐，此罐主要为生长菌体，将二级种子罐部分结束物料加入其中，然后再流加底料、糖、硫酸铵和营养物质(组成新鲜的发酵培养基)，保证一号发酵罐内菌体的浓度，即一号发酵罐内液体OD控制为0.6-0.9，确保菌种的活力；
二号发酵罐为产酸阶段的罐，此罐流加来自一号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期，控制糖和硫酸铵浓度，检测控制赖氨酸含量在7-15g/dl；
三号发酵罐也为产酸阶段的罐，此罐流加来自二号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期后期，检测控制赖氨酸含量在13-23g/dl，控制糖浓度在0.6-1.0g/dl，硫酸铵浓度在0.4-1.0g/dl；
四号发酵罐为衰退期，此罐只流加少量的糖和硫酸铵，主要用来消耗完发酵液中的残糖和硫酸铵，培养到合适的阶段后将发酵液排出，停罐发酵液指标为：赖氨酸含量在20-25g/dl，还原糖浓度0.3-0.5g/dl，硫酸铵浓度在0.2-0.5g/dl。。
步骤(2)中，赖氨酸的含量检测传统方法为：目前常规的检测方法是化学法，也叫茚三酮比色法，其原理是茚三酮溶液与氨基酸共热，生成氨。氨与茚三酮和还原性茚三酮反应，生成紫色化合物。该化合物颜色的深浅与氨基酸的含量成正比，可通过溶液在475nm处的吸光度，测定氨基酸的含量。此方法经过多年使用验证，准确度较高，但是检测步骤繁琐，检测周期较长，一般检测一个样品需要将样品稀释不同倍数，而后加入化学试剂进行分析，检测一个样品需要60分钟左右。显然作为中控指标的控制，60分钟时间比较长，等结果出来调控已经比较滞后了，起不到很好的指导作用。
针对这一种情况，发明人进行大量反复的试验之后，得出如下的氨基酸检测方法：
建立标准样本，并对于每一种标准标本先用茚三酮法检测出赖氨酸含量，然后将数值收集到近红外分析仪中，待收集到一定数量的数据后，在近红外分析仪中建立标本检测的数据库；数据库建立后，建立待检测物料的程序入口；当进行待检测物料的检测时，检测程序程序会自动调取数据库，快速出具检测结果。
使用该方法检测物料中的赖氨酸含量时，不论是固体还是液体，都能在5分钟内出具检测检测结果，同时还能检测其它如水分、干物、氨氮等指标，做到一个数据库同时出具多个结果。相对于原先的检测方法，能够节省90％的时间，并在第一时间将结果反馈，起到很好的指导作用，尤其是在生产不稳定的时候，尤为重要。
具体而言，包括如下步骤：
A、先用茚三酮法检测出各个样本的赖氨酸含量。
检测时需要先将1ml茚三酮溶液加入到13支试管中，而后将配制好的赖氨酸曲线200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L浓度的赖氨酸溶液各取1ml加入到试管中，每个浓度两支试管，再取1ml标准溶液加入两支试管中，另取一支试管加入1ml水做空白。待测样品稀释到200mg/L-500mg/L范围内，再各取1ml加入到剩下的两支试管中，用铝箔纸封好试管口，并做好标记，于沸水浴中加热10分钟，用凉水冷却至室温，每支试管中加入8ml的蒸馏水，摇匀，然后在分光光度计上检测吸光度。计算时先以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标建立曲线，得出回归线方程式，而后将标准样品和待测样品的吸光度带入曲线中，得出赖氨酸含量，样品根据标准样品的数值进行修正。
B、将各个样本得到的检测数据导入近红外分析仪，建立数据库。
C、使用近红外分析仪检测后，只是建立数据库需用的时间的较长，但只要建立好数据库后，在分析仪上建立检测该样品的程序，例如“清液检测”，调用数据库即可。检测样品时点击检测列表中的“清液检测”，将样品用蠕动泵打入分析仪的流通池中，待流通池中全部充满清液后，并且没有气泡，点击“分析”按键，分析仪会自动进行检测，1分钟左右出具检测结果，即样品从送至化验室到出具检测结果前后不超过5分钟。
步骤(3)的连续调酸步骤，包括
A、将发酵液进行提温，温度从停罐温度提高到40-60℃；加热后物料用硫酸调节pH到4-8之间；
B、加入0.1-0.5ppm混合絮凝剂；
C、静置放置2-5小时后，将赖氨酸干物比为70％沉淀浓相进行浓缩进行喷枪造粒，清液打入离交树脂系统进行后提取；
D、离交树脂系统产生的废水，作为发酵罐营养物质配料使用。
这种连续调酸、絮凝步骤，传统的模式是：①陶瓷膜过滤技术，②离心机分离技术。其中陶瓷膜过率技术能耗高，按照每小时处理40m3物料需要膜面积要600平方以上，电机总功率到达400KW，并且需要蒸汽加热提高通量，蒸汽消耗2吨汽/吨产品。离心分离技术是使用蝶变离心机处理，蝶变离心机造价昂贵，维护成本高，主要是其离心分离效果不稳定，导致离心效果不好。
而步骤(3)就是发明人针对以上不足，同时结合步骤(1)步骤(2)连续培养发酵得到的物料性质进行特定的处理工艺，能耗大幅度降低，不再使用清洗膜管的碱液和次氯酸钠溶液，实现了分离菌体污水的零排放。
步骤(3)的后续提取，包括一种连续结晶工艺。具体工艺条件为一级结晶——二级结晶——蝶片分离——三级结晶——母液回一次结晶，具体工艺方法为母液及新鲜物料进一级结晶—二级结晶晶体回流到一级一部分及三级一部分，控制浓度60-90wt％、温度12-23℃、回流比1％-5wt％。达到快速结晶及全部结晶的目的。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明提供的罐体串联连续培养生产赖氨酸的方法，在设备不出现故障和发酵培养基不染菌的情况下，发酵可以一直进行下去，减少了种子罐和发酵罐的投资成本，缩减了发酵流程，大幅降低了赖氨酸发酵成本。发酵液结束后采用放料混合器调酸，调酸结束后直接进入沉降罐，进行菌体沉降，减少了陶瓷膜过滤这道工序，实现了分离菌体污水的零排放。连续离交出来的废水直接作为发酵罐营养物质配料使用，节约发酵用水。连续结晶工艺达到了快速结晶和全部结晶的目的，大大提高了赖氨酸的收率。整个过程中赖氨酸检测采用近红外分析仪，5min之内出检测结果，大大降低了劳动强度，迅速指导生产，提高了生产的稳定性。
附图说明
图1为本发明沉降罐的结构示意图；
图2为本发明连续结晶系统的结构示意图；
图3为本发明流化床除湿降温装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
下述的实施例中，相应的工艺阶段采用到了如下的设备。
一种不间断培养生产赖氨酸的装置，包括一级种子罐、二级种子罐和发酵罐组，所述一级种子罐、二级种子罐和发酵罐组依序串联，所述发酵罐组由依序串联的一号发酵罐、二号发酵罐、三号发酵罐和四号发酵罐组成，所述发酵罐组的最末端依序串联有放料混合器和沉降罐。所述沉降罐的下游依序设置有离交树脂系统、MVR浓缩器以及连续结晶系统、离心系统、流化床干燥系统。
如图1所示，沉降罐3a包括
罐体31a，所述罐体上半部分为圆筒形，下半部位为锥形，所述罐体上半部分的轴线位置转动安装有搅拌轴32a，所述搅拌轴的上端动力连接有电机34a，所述罐体下半部分的最底部设置有排料口35a，所述排料口连接一浓渣罐4a；
高温盘管2a，所述高温盘管设置于所述罐体31a的上方，并与所述罐体的进料口相连，
以及喷射器1a，所述喷射器包括壳体11a、气体喷嘴12a和液体喷嘴13a，所述壳体包围设置于所述气体喷嘴和液体喷嘴的外部，所述液体喷嘴与所述壳体的侧壁相连，向所述壳体的内部延伸至所述壳体的轴线位置，弯折后沿着所述壳体的轴线方向延伸，所述液体喷嘴与所述壳体之间的间隙形成环形的气体流道，所述气体喷嘴设置于所述液体喷嘴的上游位置，并与所述气体流道14a连通，所述液体喷嘴与所述放料混合器连通，所述壳体的末端与所述高温盘管相连。
为了使得发酵液与热空气混合均匀，所述壳体11a的末端设置有变径缩口管，所述壳体的末端设置有变径缩口管，所述变径缩口管的最小流通截面面积小于所述气体流道的流通截面面积。同时，所述气体流道的尾端处，在所述壳体的内壁上设置有旋流片15a。
所述罐体的上半部分采用敞口结构，且敞口上安装有筛网。所述筛网33a为中部向下弯曲的弧形结构，能够将发酵液中存在的杂质预先筛除。
如图2所示，连续结晶系统包括
结晶机构，所述结晶机构包括依序串联的一次结晶罐和二次结晶罐，所述一次结晶罐和二次结晶罐的罐体结构相同，所述罐体2b上端均设有进料口，所述罐体下端均设有出料口，所述罐体外壁均安装有夹套3b，所述罐体的轴线位置均转动安装有搅拌轴5b，所述搅拌轴的上端动力连接电机1b，所述搅拌轴的周壁上安装有搅拌叶片4b；
结晶分离机构，所述结晶分离机构包括碟片离心机6b，所述碟片离心机6b的进料管道与所述二次结晶罐的出料口相连，所述碟片离心机设有晶体出料管道和母液出料管道；
以及结晶沉降机构，所述结晶沉降机构包括沉降罐8b和冷却部件，所述沉降罐的进料端与所述母液出料管道相连，所述沉降罐的下端设有出料端，所述沉降罐的轴线位置安装有转轴11b，所述转轴内部开设有液体流道，所述转轴利用蜗轮蜗杆动力连接电动机9b，所述转轴处于所述沉降罐8b内的部分安装有两个转盘，所述冷却部件包括冷水盘管7b、转动冷管10b、冷水循环管12b和制冷循环泵13b，所述冷水盘管盘绕布置在所述沉降罐的外壁，所述转动冷管设置于两个所述转盘之间，所述冷水循环管的两端与所述液体流道的两端连通，所述冷水循环管安装有所述制冷循环泵。
如图3所示，流化床干燥系统，具有流化床除湿降温装置。流化床除湿降温装置，如图1所示，包括流化床1c、加热器2c、第一鼓风机3c、第二鼓风机4c、第一翅片换热器5c、第二翅片换热器6c、第三翅片换热器7c和空调水储罐8c，流化床1c设有进料口和出料口11c，流化床1c、加热器2c和第一鼓风机3均设有进风口和出风口，其中，流化床1c设有多个出风口和进风口，第一翅片换热器5c、第二翅片换热器6c和第三翅片换热器7c均设有壳程流体进口、壳程流体出口、管程流体进口和管程流体出口，空调水储罐8c设有进水口81c和出水口82c。
流化床1c的进风口与加热器2c的出风口连通，流化床1c的进风口与加热器2c的出风口之间设有温湿度传感器9c，加热器2c的进风口与第一翅片换热器5c的壳程流体出口连通，第一翅片换热器6c的壳程流体进口与第一鼓风机3c的出风口连通，第一鼓风机3c的进风口与第二翅片换热器6c的壳程流体出口连通，第二翅片换热器6c的壳程流体进口处设有空气过滤器10c。
第一翅片换热器5c的管程流体进口和第二翅片换热器6c的管程流体进口与出水口82c连通，第一翅片换热器5c的管程流体出口和第二翅片换热器6c的管程流体出口分别与进水口81c连通。
第一翅片换热器5c与加热器2c之间设有第一集水罐12c，第一集水罐12c上设有第一排水阀121c，第二翅片换热器6c与第一鼓风机3c之间设有第二集水罐13c，第二集水罐13c上设有第二排水阀131c。
流化床1c的后端靠近出料口11c处设有冷却风进口14c，冷却风进口14c依次与第二鼓风机4c和第三翅片换热器7c连通，第三翅片换热器7c的管程流体进口与出水口82c连通，第三翅片换热器7c的管程流体出口与进水口81c连通。
实施例1
一种不间断培养生产赖氨酸的方法，包括如下步骤：
(1)不间断培养：一级种子罐培养到一定菌体浓度后按照一定的接种量移入二级种子罐中培养，而一级种子罐补入一定体积的一级种子罐培养基后继续培养，根据一级种子罐的生长时间，达到所需菌体浓度后再进行二级种子罐接种，依次循环不间断培养；本实施例中维持一级种子罐内菌体OD在0.45，维持二级种子罐内菌体OD在0.9；
(2)不间断发酵：将二级种子罐培养得到的菌液转移到发酵罐组的首个发酵罐中，再按照当前发酵罐中菌液的生长程度，分量将菌液转移到下一个发酵罐，利用发酵罐组进行不间断的发酵，在发酵过程中，向各个发酵罐中流加所需的物料；
本实施例中，所述发酵罐组采用四个发酵罐连续培养，其中，一号发酵罐为菌体生长阶段的罐，此罐主要为生长菌体，将二级种子罐部分结束物料加入其中，然后再流加底料、糖、硫酸铵和营养物质(组成新鲜的发酵培养基)，保证一号发酵罐内菌体的浓度，即一号发酵罐内菌体OD控制为0.6，确保菌种的活力；二号发酵罐为产酸阶段的罐，此罐流加来自一号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期，控制糖和硫酸铵浓度，检测控制赖氨酸含量在13g/dl；三号发酵罐也为产酸阶段的罐，此罐流加来自二号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期后期，检测控制赖氨酸含量在20g/dl，控制糖浓度在0.6/dl，硫酸铵浓度在0.4g/dl；四号发酵罐为衰退期，此罐只流加少量的糖和硫酸铵，主要用来消耗完发酵液中的残糖和硫酸铵，培养到合适的阶段后将发酵液排出，停罐发酵液指标为：赖氨酸含量在21g/dl，还原糖浓度0.3g/dl，硫酸铵浓度在0.2g/dl；
(3)连续调酸，步骤包括
A、将发酵液进行提温，温度从停罐的温度提高到40℃；加热后物料用硫酸调节pH到5；
B、加入0.1ppm混合絮凝剂；
C、静置放置2小时后，将赖氨酸干物比为70％沉淀浓相进行浓缩进行喷枪造粒，清液打入离交树脂系统进行后提取；
D、离交树脂系统产生的废水，作为发酵罐营养物质配料使用；
得到的物料做后续的提取，后续提取包括MVR浓缩、二次调酸、连续结晶、离心、流化床干燥，最终得到盐酸盐。其中，连续结晶的工艺条件为一级结晶——二级结晶——蝶片分离——三级结晶——母液回一次结晶，具体工艺方法为母液及新鲜物料进一级结晶—二级结晶晶体回流到一级一部分及三级一部分，控制浓度60wt％、温度12℃、回流比1％。
实施例2
一种不间断培养生产赖氨酸的方法，包括如下步骤：
(1)不间断培养：一级种子罐培养到一定菌体浓度后按照一定的接种量移入二级种子罐中培养，而一级种子罐补入一定体积的一级种子罐培养基后继续培养，根据一级种子罐的生长时间，达到所需菌体浓度后再进行二级种子罐接种，依次循环不间断培养；本实施例中维持一级种子罐内菌体OD在0.65，维持二级种子罐内菌体OD在1.1；
(2)不间断发酵：将二级种子罐培养得到的菌液转移到发酵罐组的首个发酵罐中，再按照当前发酵罐中菌液的生长程度，分量将菌液转移到下一个发酵罐，利用发酵罐组进行不间断的发酵，在发酵过程中，向各个发酵罐中流加所需的物料；
本实施例中，所述发酵罐组采用四个发酵罐连续培养，其中，一号发酵罐为菌体生长阶段的罐，此罐主要为生长菌体，将二级种子罐部分结束物料加入其中，然后再流加底料、糖、硫酸铵和营养物质(组成新鲜的发酵培养基)，保证一号发酵罐内菌体的浓度，即一号发酵罐内菌体OD控制为0.9，确保菌种的活力；二号发酵罐为产酸阶段的罐，此罐流加来自一号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期，控制糖和硫酸铵浓度，检测控制赖氨酸含量在16g/dl；三号发酵罐也为产酸阶段的罐，此罐流加来自二号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期后期，检测控制赖氨酸含量在20g/dl，控制糖浓度在0.8g/dl，硫酸铵浓度在0.8g/dl；四号发酵罐为衰退期，此罐只流加少量的糖和硫酸铵，主要用来消耗完发酵液中的残糖和硫酸铵，培养到合适的阶段后将发酵液排出，停罐发酵液指标为：赖氨酸含量在25g/dl，还原糖浓度0.5g/dl，硫酸铵浓度在0.5g/dl；
(3)连续调酸，步骤包括
A、将发酵液进行提温，温度从停罐的37℃提高到60℃；加热后物料用硫酸调节pH到8之间；
B、加入0.5ppm混合絮凝剂；
C、静置放置3小时后，将赖氨酸干物比为70％沉淀浓相进行浓缩进行喷枪造粒，清液打入离交树脂系统进行后提取；
D、离交树脂系统产生的废水，作为发酵罐营养物质配料使用；
得到的物料做后续的提取，后续提取包括MVR浓缩、二次调酸、连续结晶、离心、流化床干燥，最终得到盐酸盐。其中，连续结晶的工艺条件为一级结晶——二级结晶——蝶片分离——三级结晶——母液回一次结晶，具体工艺方法为母液及新鲜物料进一级结晶—二级结晶晶体回流到一级一部分及三级一部分，控制浓度90wt％、温度23℃、回流比5wt％。达到快速结晶及全部结晶的目的。
实施例3
一种不间断培养生产赖氨酸的方法，包括如下步骤：
(1)不间断培养：一级种子罐培养到一定菌体浓度后按照一定的接种量移入二级种子罐中培养，而一级种子罐补入一定体积的一级种子罐培养基后继续培养，根据一级种子罐的生长时间，达到所需菌体浓度后再进行二级种子罐接种，依次循环不间断培养；本实施例中维持一级种子罐内菌体OD在0.5，维持二级种子罐内菌体OD在1；
(2)不间断发酵：将二级种子罐培养得到的菌液转移到发酵罐组的首个发酵罐中，再按照当前发酵罐中菌液的生长程度，分量将菌液转移到下一个发酵罐，利用发酵罐组进行不间断的发酵，在发酵过程中，向各个发酵罐中流加所需的物料；
本实施例中，所述发酵罐组采用四个发酵罐连续培养，其中，一号发酵罐为菌体生长阶段的罐，此罐主要为生长菌体，将二级种子罐部分结束物料加入其中，然后再流加底料、糖、硫酸铵和营养物质(组成新鲜的发酵培养基)，保证一号发酵罐内菌体的浓度，即一号发酵罐内菌体OD控制为0.8，确保菌种的活力；二号发酵罐为产酸阶段的罐，此罐流加来自一号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期，控制糖和硫酸铵浓度，检测控制赖氨酸含量在16g/dl；三号发酵罐也为产酸阶段的罐，此罐流加来自二号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，菌体处于稳定期后期，检测控制赖氨酸含量在18g/dl，控制糖浓度在0.7g/dl，硫酸铵浓度在0.6g/dl；四号发酵罐为衰退期，此罐只流加少量的糖和硫酸铵，主要用来消耗完发酵液中的残糖和硫酸铵，培养到合适的阶段后将发酵液排出，停罐发酵液指标为：赖氨酸含量在23g/dl，还原糖浓度0.4g/dl，硫酸铵浓度在0.3g/dl；
(3)连续调酸，步骤包括
A、将发酵液进行提温，温度从停罐的37℃提高到50℃；加热后物料用硫酸调节pH到7之间；
B、加入0.4ppm混合絮凝剂；
C、静置放置2.5小时后，将赖氨酸干物比为70％沉淀浓相进行浓缩进行喷枪造粒，清液打入离交树脂系统进行后提取；
D、离交树脂系统产生的废水，作为发酵罐营养物质配料使用；
得到的物料做后续的提取，后续提取包括MVR浓缩、二次调酸、连续结晶、离心、流化床干燥，最终得到盐酸盐。其中，连续结晶的工艺条件为一级结晶——二级结晶——蝶片分离——三级结晶——母液回一次结晶，具体工艺方法为母液及新鲜物料进一级结晶—二级结晶晶体回流到一级一部分及三级一部分，控制浓度80wt％、温度20℃、回流比3wt％。达到快速结晶及全部结晶的目的。
实施例4
一种不间断培养生产赖氨酸的方法，包括如下步骤：不间断培养：一级种子罐培养到一定菌体浓度后按照一定的接种量移入二级种子罐中培养，而一级种子罐补入一定体积的一级种子罐培养基后继续培养，根据一级种子罐的生长时间，达到所需菌体浓度后再进行二级种子罐接种，依次循环不间断培养；不间断发酵：将二级种子罐培养得到的菌液转移到发酵罐组的首个发酵罐中，再按照当前发酵罐中菌液的生长程度，分量将菌液转移到下一个发酵罐，利用发酵罐组进行不间断的发酵，在发酵过程中，向各个发酵罐中流加所需的物料；
具体为：
一级种子罐培养体积控制在40％，培养20h，菌体浓度达到0.5时，移出1m3一级种子罐物料到二级种子罐，同时补入1m3新鲜灭菌的一级种子罐物料继续培养。二级种子罐培养体积控制在28m3，接种量为4％，二级种子罐培养12h，菌体浓度达到1.0时，移出20m3物料到一号发酵罐，同时补入19m3新鲜无菌的二级种子罐培养基和1m3继续培养。一号发酵罐培养15h，菌体浓度达到0.7，将发酵第一阶段种子(来自一号发酵罐)50m3移入二号发酵罐培养，同时补入20m3新鲜无菌的发酵罐培养基和20m3二级发酵罐物料继续培养，同时流加营养物质及糖和硫酸铵。二号发酵罐培养10h，通过流加营养物质、糖和硫酸铵，使菌体继续生长，维持稳定的OD，当赖氨酸浓度达到18g/dl以上时，从二号发酵罐发酵液移出150m3到三号发酵罐，同时补入30m3新鲜无菌的发酵罐培养基和50m3发酵第一阶段种子(来自一号发酵罐)继续培养。三号发酵罐培养6-8h，流加营养物质、糖和硫酸铵，控制发酵液中糖浓度在0.6g/dl，硫酸铵浓度在0.8g/dl，当赖氨酸浓度达到22g/dl以上时，从三号发酵罐发酵液连续移出200m3到四号发酵罐，同时补入10m3新鲜无菌的发酵罐培养基和150m3发酵第二阶段种子(来自二号发酵罐)继续培养。四号发酵罐培养2-3h，使培养基中残糖和硫酸铵消耗完；
达到放料条件将发酵液进入放料混合器，将发酵液进行提温，温度从停罐的37℃提高到50℃；加热后物料用硫酸调节pH到5；加入0.3ppm混合絮凝剂；静置放置3小时后，将赖氨酸干物比为70％沉淀浓相进行浓缩进行喷枪造粒，清液打入离交树脂系统进行后提取；离交树脂系统产生的废水，作为发酵罐营养物质配料使用；得到的物料做后续的提取，后续提取包括MVR浓缩、二次调酸、连续结晶、离心、流化床干燥，最终得到盐酸盐。
上述实施例中，赖氨酸检测方法包括如下步骤：
A、先用茚三酮法检测出各个样本的赖氨酸含量。
检测时需要先将1ml茚三酮溶液加入到13支试管中，而后将配制好的赖氨酸曲线200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L浓度的赖氨酸溶液各取1ml加入到试管中，每个浓度两支试管，再取1ml标准溶液加入两支试管中，另取一支试管加入1ml水做空白。待测样品稀释到200mg/L-500mg/L范围内，再各取1ml加入到剩下的两支试管中，用铝箔纸封好试管口，并做好标记，于沸水浴中加热10分钟，用凉水冷却至室温，每支试管中加入8ml的蒸馏水，摇匀，然后在分光光度计上检测吸光度。计算时先以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标建立曲线，得出回归线方程式，而后将标准样品和待测样品的吸光度带入曲线中，得出赖氨酸含量，样品根据标准样品的数值进行修正。
B、将各个样本得到的检测数据导入近红外分析仪，建立数据库。
C、使用近红外分析仪检测后，只是建立数据库需用的时间的较长，但只要建立好数据库后，在分析仪上建立检测该样品的程序，例如“清液检测”，调用数据库即可。检测样品时点击检测列表中的“清液检测”，将样品用蠕动泵打入分析仪的流通池中，待流通池中全部充满清液后，并且没有气泡，点击“分析”按键，分析仪会自动进行检测，1分钟左右出具检测结果，即样品从送至化验室到出具检测结果前后不超过5分钟。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种不间断培养生产赖氨酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)不间断培养：一级种子罐培养至一级种子罐内液体OD在0.45-0.55后将部分菌种移入二级种子罐中培养，使二级种子罐内液体OD在0.9-1.1，而一级种子罐补入相应体积的一级种子罐培养基后继续培养，根据一级种子罐的生长时间，达到所需菌体浓度后再进行二级种子罐接种，依次循环不间断培养；
(2)不间断发酵：将二级种子罐培养得到的菌液转移到发酵罐组的首个发酵罐中，再按照当前发酵罐中菌液的生长程度，分量将菌液转移到下一个发酵罐，利用发酵罐组进行不间断的发酵，在发酵过程中，向各个发酵罐中流加所需的物料；
且：所述发酵罐组采用四个发酵罐连续培养，其中，
一号发酵罐为菌体生长阶段的罐，将二级种子罐部分结束物料加入其中，然后再流加底料、糖、硫酸铵和营养物质，一号发酵罐内液体OD控制为0.7-0.9，确保菌种的活力；
二号发酵罐为产酸阶段的罐，此罐流加来自一号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，控制糖和硫酸铵浓度，检测控制赖氨酸含量在15-18wt％；
三号发酵罐也为产酸阶段的罐，此罐流加来自二号发酵罐的物料及糖、硫酸铵、营养物质，检测控制赖氨酸含量在17-19％，控制糖浓度在0.6％wt-0.7wt％，硫酸铵浓度在0.5wt％；
四号发酵罐为衰退期，此罐只流加少量的糖和硫酸铵，主要用来消耗完发酵液中的残糖和硫酸铵，培养至使培养基中残糖和硫酸铵消耗完后将发酵液排出；
(3)连续调酸，后续提取。
2.如权利要求1所述的一种不间断培养生产赖氨酸的方法，其特征在于：赖氨酸检测方法包括如下步骤：
A、先用茚三酮法检测出各个样本的赖氨酸含量
检测时需要先将1ml茚三酮溶液加入到13支试管中，而后将配制好的赖氨酸曲线200mg/l、300mg/l、400mg/l、500mg/l浓度的赖氨酸溶液各取1ml加入到试管中，每个浓度两支试管，再取1ml标准溶液加入两支试管中，另取一支试管加入1ml水做空白；待测样品清液取1ml定容到500ml，再各取1ml加入到剩下的两支试管中，用铝箔纸封好试管口，并做好标记，于沸水浴中加热10分钟，用凉水冷却至室温，每支试管中加入8ml的蒸馏水，摇匀，然后在分光光度计上检测吸光度；计算时先以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标建立曲线，得出回归线方程式，而后将标准样品和待测样品的吸光度带入曲线中，得出赖氨酸含量，样品根据标准样品的数值进行修正；
B、将各个样本得到的检测数据导入近红外分析仪，建立数据库；
C、使用近红外分析仪检测后，只是建立数据库需用的时间的较长，但只要建立好数据库后，在分析仪上建立检测该样品的程序，即“清液检测”，调用数据库即可；检测样品时点击检测列表中的“清液检测”，将样品用蠕动泵打入分析仪的流通池中，待流通池中全部充满清液后，并且没有气泡，点击“分析”按键，分析仪会自动进行检测，1分钟作用出具检测结果，即样品从送至化验室到出具检测结果前后不超过5分钟。
3.如权利要求1所述的一种不间断培养生产赖氨酸的方法，其特征在于：步骤(3)的连续调酸步骤，包括
A、将发酵液进行提温，温度从停罐的37℃提高到40-60℃；加热后物料用硫酸调节pH到5-8之间；
B、加入0.1-0.5ppm混合絮凝剂；
C、静置放置2-3小时后，将干物比70％沉淀浓相进行浓缩进行喷枪造粒，清液打入离交树脂系统进行后提取；
D、离交树脂系统产生的废水，作为发酵罐营养物质配料使用。
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