CN112063662A - 一种l-亮氨酸的生产方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种L‑亮氨酸的生产方法及其设备，涉及L‑亮氨酸生产技术领域，具有能够使得物料对流增加，提高发酵质量的优点，其技术方案要点是：发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中醋酸钠的浓度为0.1‑1g/L,直至发酵结束，所述醋酸钠水溶液的浓度为50‑100g/L；当发酵至28h时，往发酵罐中流加丙二酸水溶液，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中丙二酸的浓度为0.1‑0.5ml/L，直至发酵结束；所述丙二酸水溶液的浓度为10‑20％；当发酵至36h时，往发酵罐中添加壳聚糖，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中壳聚糖的浓度为20‑80mg/L，直至发酵结束。

Description

一种L-亮氨酸的生产方法及其设备
技术领域
本发明涉及L-亮氨酸生产技术领域，更具体地说，它涉及一种L-亮氨酸的生产方法及其设备。
背景技术
L-亮氨酸又称白氨酸,化学名为α-氨基异己酸，分子式为C6H13O2N，相对分子量131.18，是一种非极性氨基酸，味微苦，溶于水，等电点5.98，在医药、食品、调味剂、动物饲料及化妆品的制造等许多行业中有着广泛的应用。我国对于L-亮氨酸的研究起步相对较晚，部分企业发酵法生产L-亮氨酸水平较低，而且对下游预处理及提取工艺的研究相对较少，很难实现工业化生产，并且存在酸碱消耗高、污染严重以及现产品收率和纯度低等问题。
目前，L-亮氨酸生产方法主要是发酵法，发酵法生产的L-亮氨酸发酵液经过提取、蒸发浓缩、离心烘干等步骤才能制成成品。随着发酵工业的快速发展和发酵工业规模的扩大，应用于大型发酵罐的搅拌器也经历了一个快速发展的过程，各种新型搅拌设备及多种组合形式得到推广和应用。
公开号为CN110541013A的中国专利公开了一种发酵生产L-亮氨酸的方法，其包括如下步骤：采用产L-亮氨酸的黄色短杆菌发酵44h以上；当发酵至30h时，往发酵罐中流加醋酸钠水溶液，控制发酵液中醋酸钠的浓度为0.1-1g/L，直至发酵结束，所述醋酸钠水溶液的浓度为50-100g/L；当发酵至30h时，往发酵罐中流加丙二酸水溶液，控制发酵液中丙二酸的浓度为0.1-0.5ml/L，直至发酵结束；所述丙二酸水溶液的浓度为10-20％；当发酵至40h时，往发酵罐中添加壳聚糖，控制发酵液中壳聚糖的浓度为20-80mg/L，直至发酵结束。
但是发酵罐中搅拌设备上的搅拌叶片只能搅拌罐体内一定区域内的液体，从而使得发酵罐内的物料对流不足，物料混合不够均匀，影响发酵质量。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种L-亮氨酸的生产方法，具有能够使得物料对流增加，提高发酵质量的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种L-亮氨酸的生产方法，采用产L-亮氨酸的黄色短杆菌发酵44h以上；当发酵至30h时，往发酵罐中流加醋酸钠水溶液，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中醋酸钠的浓度为0.1-1g/L,直至发酵结束，所述醋酸钠水溶液的浓度为50-100g/L；当发酵至28h时，往发酵罐中流加丙二酸水溶液，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中丙二酸的浓度为0.1-0.5ml/L，直至发酵结束；所述丙二酸水溶液的浓度为10-20％；当发酵至36h时，往发酵罐中添加壳聚糖，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中壳聚糖的浓度为20-80mg/L，直至发酵结束。
通过采用上述技术方案，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，从而使得发酵罐内的物料对流，加快液体内物质的接触，提高发酵质量，减小发酵时间，减小生产的时间成本。
本发明的另一个目的是提供一种应用于上述L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，包括转动设置在罐体内的搅拌轴，所述搅拌轴外壁周向设有若干搅拌叶片，所述搅拌轴内开设有沿搅拌轴长度方向延伸的抽水孔，所述抽水孔的一端延伸出搅拌轴靠近罐体的一端，所述搅拌轴在抽水孔上方开设有放置槽，所述放置槽内设有抽水泵，所述抽水泵的进水管与抽水孔连通，所述搅拌轴外壁套设有中空的固定盘，所述抽水泵的出水管与固定盘内腔连通，所述固定盘周边设有若干与固定盘连通的分水管，所述分水管上开设有排水孔，所述排水孔的孔底与分水管的管底齐平。
优选地：所述排水孔设置在分水管背向搅拌轴的一侧且所述分水管通过排水孔连接有两头开口的排水管，所述排水管向远离分水管的方向倾斜向下延伸。
优选地：所述分水管包括与固定盘连接的第一管以及设置排水孔的第二管，所述第一管和第二管通过伸缩件连通。
优选地：所述伸缩件包括一端转动连接在第二管上的转筒，所述转筒另一端螺纹连接在第一管上。
优选地：所述固定盘沿搅拌轴长度方向滑移连接在搅拌轴上，所述搅拌轴外壁设有支撑固定盘的支撑板，所述固定盘由设置在搅拌轴上的驱动件驱动。
优选地：所述驱动件包括设置在固定盘上端的竖直杆，所述竖直杆上端设有回形的驱动框，所述搅拌轴上转动设有垂直搅拌轴的驱动杆，所述驱动杆由固定在搅拌轴上的电动机驱动，所述驱动杆上同轴设有转动盘，所述转动盘外壁部分周边设有若干驱动齿，所述驱动框一侧内壁设有与驱动齿啮合的齿条。
优选地：所述支撑板上设有若干与固定盘底部连接的压缩弹簧，当驱动齿与齿条接触时，所述压缩弹簧被拉伸而具有弹性回复力。
优选地：所述搅拌轴上开设有若干与抽水孔连通的连通孔，所述搅拌轴上设有封闭连通孔的封闭塞，当封闭塞封闭连通孔时，所述封闭塞一端与搅拌轴外壁抵触。
优选地：所述固定盘下端面设有若干拉杆，所述拉杆沿搅拌轴长度方向分布，所述拉杆上设有若干拨板。
综上所述，本发明具有以下有益效果：发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，从而使得发酵罐内的物料对流，加快液体内物质的接触，提高发酵质量，减小发酵时间，减小生产的时间成本。
附图说明
图1为实施例2的结构示意图；
图2为图1中A部的放大结构示意图；
图3为实施例2的用于体现驱动齿的结构示意图。
图中：1、罐体；11、搅拌轴；12、搅拌叶片；13、抽水孔；14、放置槽；141、抽水泵；142、进水管；143、出水管；15、固定盘；151、分水管；1511、第一管；1512、第二管；1513、转筒；152、排水孔；153、排水管；16、支撑板；17、竖直杆；171、驱动框；172、驱动杆；173、电动机；174、转动盘；175、驱动齿；176、齿条；18、压缩弹簧；19、连通孔；191、封闭塞；192、拉杆；193、拨板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种L-亮氨酸的生产方法，如图1和图2，采用产L-亮氨酸的黄色短杆菌发酵44h以上；当发酵至30h时，往发酵罐中流加醋酸钠水溶液，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中醋酸钠的浓度为0.1-1g/L,直至发酵结束，所述醋酸钠水溶液的浓度为50-100g/L；当发酵至28h时，往发酵罐中流加丙二酸水溶液，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中丙二酸的浓度为0.1-0.5ml/L，直至发酵结束；所述丙二酸水溶液的浓度为10-20％；当发酵至36h时，往发酵罐中添加壳聚糖，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中壳聚糖的浓度为20-80mg/L，直至发酵结束。
发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，从而使得发酵罐内的物料对流，加快液体内物质的接触，提高发酵质量，减小发酵时间，减小生产的时间成本。
实施例2：一种应用于实施例1的发酵罐中的搅拌对流设备，如图1和图2，包括转动设置在罐体1内的搅拌轴11，搅拌轴11外壁周向设有若干搅拌叶片12，搅拌轴11内开设有沿搅拌轴11长度方向延伸的抽水孔13，抽水孔13的一端延伸出搅拌轴11靠近罐体1的一端，搅拌轴11在抽水孔13上方开设有放置槽14，放置槽14内设有抽水泵141，抽水泵141的进水管142与抽水孔13连通，搅拌轴11外壁套设有中空的固定盘15，抽水泵141的出水管143与固定盘15内腔连通，抽水泵141的出水管143为软管，固定盘15周边设有若干与固定盘15连通的分水管151，分水管151为L形，分水管151上开设有排水孔152，排水孔152的孔底与分水管151的管底齐平，减小在罐体1排出液体时，分水管151内液体的滞留。
如图1和图2，分水管151位于两个相邻搅拌叶片12之间，此时设置在罐体1外壁的电机驱动搅拌轴11转动，此时搅拌轴11上的搅拌叶片12对罐体1内的液体进行搅拌，便于加入的物质能够与罐体1内原物质进行混合，搅拌轴11转动带动分水管151也随着一起转动，随后抽水泵141开始工作，将罐体1内的液体通过抽水孔13抽入固定盘15内，并通过分水管151散落在罐体1上层液体内，此时实现了将罐体1底部的液体抽入罐体1上端，使得上层液体与下层液体实现对流，增加了上下两层液体之间的混合，提高发酵质量，减小发酵时间，减小生产的时间成本。
如图1和图2，排水孔152设置在分水管151背向搅拌轴11的一侧且分水管151通过排水孔152连接有两头开口的排水管153，排水管153向远离分水管151的方向倾斜向下延伸。此时排水孔152设置在分水管151背向搅拌轴11的一侧便于搅拌轴11在转动时，带动固定盘15转动，且带动分水管151跟着一起转动，此时分水管151内的液体由于惯性，便于从排水孔152内甩出，且排水管153倾斜向下延伸，一方面便于排水管153对液体的搅拌，另一方面便于在排出液体时，减小排水管153内液体的滞留。
如图1和图2，为了改变排水孔152的高度，以便于改变下层液体流到上层液体内的位置，以满足不同液位，因此分水管151包括与固定盘15连接的第一管1511以及设置排水孔152的第二管1512，第一管1511和第二管1512通过伸缩件连通。伸缩件改变了第一管1511和第二管1512之间的距离，进而便于调节位于第二管1512上排水孔152的位置。
如图1和图2，伸缩件包括一端转动连接在第二管1512上的转筒1513，转筒1513另一端螺纹连接在第一管1511上。此时使用者只需要转动转筒1513，使得转筒1513旋入或者旋出第一管1511上即可，此时改变了第二管1512距离第一管1511的位置，操作简单，增加了酵罐中的搅拌对流设备的适用范围。
如图1和图2，在罐体1内液体发酵过程中，为了进一步的增大液体之间的流动，因此将固定盘15沿搅拌轴11长度方向滑移连接在搅拌轴11上，搅拌轴11外壁设有支撑固定盘15的支撑板16，固定盘15由设置在搅拌轴11上的驱动件驱动。支撑板16限制固定盘15的位置，以免驱动件驱动固定盘15移动失效时，支撑板16能够限制固定盘15的位置，使得酵罐中的搅拌对流设备依然能够使用，驱动件驱动固定盘15移动时，使得排水孔152的位置也发生改变，进而使得下层液体通过排水孔152排出的位置能够发生改变，增加罐体1内液体的对流。
如图2和图3，驱动件包括设置在固定盘15上端的竖直杆17，竖直杆17上端设有回形的驱动框171，搅拌轴11上转动设有垂直搅拌轴11的驱动杆172，驱动杆172由固定在搅拌轴11上的电动机173驱动，驱动杆172上同轴设有转动盘174，转动盘174外壁部分周边设有若干驱动齿175，驱动框171一侧内壁设有与驱动齿175啮合的齿条176。
如图2和图3，当转动盘174转动时，驱动齿175逐渐与齿条176啮合且通过齿条176带动驱动框171向远离支撑板16的方向移动，进而带动固定盘15沿着搅拌轴11向上移动，当齿条176与驱动齿175分离时，驱动框171由于重力下落至支撑板16，此时固定盘15沿着搅拌轴11向下移动，实现了固定盘15的往返移动，驱动方便。
如图1和图2，固定盘15在上下往返移动时，固定盘15下端面设有若干拉杆192，拉杆192沿搅拌轴11长度方向分布，拉杆192上设有若干拨板193。拨杆随着拉杆192上下移动，进而使得罐体1内的液体有上下移动的波动力，便于增大罐体1内液体的对流。
如图1和图2，支撑板16上设有若干与固定盘15底部连接的压缩弹簧18，当驱动齿175与齿条176接触时，即驱动齿175从下往上逐渐与齿条176接触时，压缩弹簧18被拉伸而具有弹性回复力。当驱动齿175与齿条176分离时，固定盘15在压缩弹簧18的作用下逐渐向支撑板16方向移动，减小了固定盘15与支撑板16的碰撞。
如图1和图2，搅拌轴11上开设有若干与抽水孔13连通的连通孔19，连通孔19增大了搅拌轴11抽水时的进水面积。搅拌轴11上设有封闭连通孔19的封闭塞191，当封闭塞191封闭连通孔19时，封闭塞191一端与搅拌轴11外壁抵触，此时便于将封闭塞191从连通孔19内拿出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种L-亮氨酸的生产方法，采用产L-亮氨酸的黄色短杆菌发酵44h以上；当发酵至30h时，往发酵罐中流加醋酸钠水溶液，其特征是：发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中醋酸钠的浓度为0.1-1g/L,直至发酵结束，所述醋酸钠水溶液的浓度为50-100g/L；当发酵至28h时，往发酵罐中流加丙二酸水溶液，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中丙二酸的浓度为0.1-0.5ml/L，直至发酵结束；所述丙二酸水溶液的浓度为10-20％；当发酵至36h时，往发酵罐中添加壳聚糖，发酵罐中的搅拌对流设备对发酵罐中的液体进行搅拌，控制发酵液中壳聚糖的浓度为20-80mg/L，直至发酵结束。
2.一种应用于权利要求1所述的L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：包括转动设置在罐体(1)内的搅拌轴(11)，所述搅拌轴(11)外壁周向设有若干搅拌叶片(12)，所述搅拌轴(11)内开设有沿搅拌轴(11)长度方向延伸的抽水孔(13)，所述抽水孔(13)的一端延伸出搅拌轴(11)靠近罐体(1)的一端，所述搅拌轴(11)在抽水孔(13)上方开设有放置槽(14)，所述放置槽(14)内设有抽水泵(141)，所述抽水泵(141)的进水管(142)与抽水孔(13)连通，所述搅拌轴(11)外壁套设有中空的固定盘(15)，所述抽水泵(141)的出水管(143)与固定盘(15)内腔连通，所述固定盘(15)周边设有若干与固定盘(15)连通的分水管(151)，所述分水管(151)上开设有排水孔(152)，所述排水孔(152)的孔底与分水管(151)的管底齐平。
3.根据权利要求2所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述排水孔(152)设置在分水管(151)背向搅拌轴(11)的一侧且所述分水管(151)通过排水孔(152)连接有两头开口的排水管(153)，所述排水管(153)向远离分水管(151)的方向倾斜向下延伸。
4.根据权利要求2或3所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述分水管(151)包括与固定盘(15)连接的第一管(1511)以及设置排水孔(152)的第二管(1512)，所述第一管(1511)和第二管(1512)通过伸缩件连通。
5.根据权利要求4所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述伸缩件包括一端转动连接在第二管(1512)上的转筒(1513)，所述转筒(1513)另一端螺纹连接在第一管(1511)上。
6.根据权利要求2所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述固定盘(15)沿搅拌轴(11)长度方向滑移连接在搅拌轴(11)上，所述搅拌轴(11)外壁设有支撑固定盘(15)的支撑板(16)，所述固定盘(15)由设置在搅拌轴(11)上的驱动件驱动。
7.根据权利要求6所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述驱动件包括设置在固定盘(15)上端的竖直杆(17)，所述竖直杆(17)上端设有回形的驱动框(171)，所述搅拌轴(11)上转动设有垂直搅拌轴(11)的驱动杆(172)，所述驱动杆(172)由固定在搅拌轴(11)上的电动机(173)驱动，所述驱动杆(172)上同轴设有转动盘(174)，所述转动盘(174)外壁部分周边设有若干驱动齿(175)，所述驱动框(171)一侧内壁设有与驱动齿(175)啮合的齿条(176)。
8.根据权利要求7所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述支撑板(16)上设有若干与固定盘(15)底部连接的压缩弹簧(18)，当驱动齿(175)与齿条(176)接触时，所述压缩弹簧(18)被拉伸而具有弹性回复力。
9.根据权利要求2所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述搅拌轴(11)上开设有若干与抽水孔(13)连通的连通孔(19)，所述搅拌轴(11)上设有封闭连通孔(19)的封闭塞(191)，当封闭塞(191)封闭连通孔(19)时，所述封闭塞(191)一端与搅拌轴(11)外壁抵触。
10.根据权利要求6所述的一种应用于L-亮氨酸的生产方法的发酵罐中的搅拌对流设备，其特征是：所述固定盘(15)下端面设有若干拉杆(192)，所述拉杆(192)沿搅拌轴(11)长度方向分布，所述拉杆(192)上设有若干拨板(193)。
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