CN113773944A - 发酵系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种发酵系统，包括若干容量不同的种子罐、移种管、若干发酵罐及放料管，所述移种管与所述种子罐连接，即通过所述移种管将所述种子罐依次进行连接，且按所述种子罐容量大小依次从小到大布置，所述放料管与所述发酵罐连接，以通过所述放料管使所述发酵罐能两两进行发酵液输送，所述移种管还与一个所述发酵罐连接，即容量最大的所述种子罐与一个所述发酵罐通过所述移种管连接，以将培养成熟的种子从种子罐输送至发酵罐内，减少了对种子罐的空消及加入培养基后的实消次数，以及对移种管的灭菌次数，有效的降低了培养运行污染，节省了蒸汽、电及水等能耗，相对应种子培养基原辅减少，从而降低了生产成本。本发明还提供了一种发酵方法。

Description

发酵系统及方法
技术领域
本发明涉及乳酸发酵技术领域，具体涉及一种发酵系统及方法。
背景技术
发酵指借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。
现有技术中，通过种子罐与发酵罐来完成种子的培养与发酵，请参看图2，其中，若干个种子罐之间依次连接，最后连接一个发酵罐，即若干个种子罐对应一台发酵罐，在进行生产时，首先通过种子罐对种子进行逐级扩大培养，再将培养成熟的种子移种进发酵罐内进行发酵，且在种子培养与发酵前要对种子罐与发酵罐进行空消、实消灭菌；
在实际生产过程中，为了达到生产要求，需要多组种子罐与发酵罐来对种子进行培养与发酵，以提升生产效率，而种子罐与发酵罐的增多不仅增加灭菌次数，还增加了配置原辅料的使用量，造成生产成本上升，且种子罐增多容易造成对种子罐灭菌不透，提高了种子出现污染的风险，而进一步，在发酵罐内发酵液纯度达到要求后不输送至下一个发酵罐继续发酵，也导致发酵液发酵批次减少，降低了发酵液的利用率，浪费生产资源，降低了生产效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种降低污染风险且节省成本的发酵系统。
还有必要提供一种发酵方法。
一种发酵系统，包括若干容量不同的种子罐、移种管、若干发酵罐及放料管，所述移种管与所述种子罐连接，即通过所述移种管将所述种子罐依次进行连接，且按所述种子罐容量大小依次从小到大布置，所述放料管与所述发酵罐连接，以通过所述放料管使所述发酵罐能两两进行发酵液输送，所述移种管还与一个所述发酵罐连接，即容量最大的所述种子罐与一个所述发酵罐通过所述移种管连接，以将培养成熟的种子从种子罐输送至发酵罐内。
优选的，所述发酵罐包括第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐，所述第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐用所述放料管分别进行连接，以通过所述放料管将所述第一发酵罐内的发酵液输送至以上所述的第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐或第六发酵罐中的任意一个发酵罐内，即通过所述放料管使所述第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐能两两进行发酵液输送，当以上所述的任意一个发酵罐被输送发酵液后，待发酵成熟后再将部分发酵液输送至没有发酵液的发酵罐，且重复上述操作，直至所有发酵罐内输送到发酵液，所述种子罐包括一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐，所述一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐用所述移种管依次连接，以通过所述移种管使所述一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐内的种子培养成熟后依次输送至下一种子罐，且所述五级种子罐通过所述移种管与所述第一发酵罐连接，以通过移种管将所述五级种子罐中的种子输送到所述第一发酵罐内。
优选的，所述发酵罐在进行发酵液输送时，装有发酵液的所述发酵罐的罐压控制在0.15MPa-0.18MPa，装有培养基的发酵罐罐压控制在0.03 MPa-0.05MPa，即通过输送与被输送发酵罐之间的压差，来实现两两发酵罐之间发酵液的输送，且在输送时监控发酵罐内发酵液液位，防止发酵液输入过多或过少，影响发酵培养。
一种发酵方法，包括以下步骤：
将种子在菌种室内进行摇床培养，待培养结束后接入到一级种子罐进行扩大培养；
将一级种子罐的种子接入三级种子罐进行菌种扩大培养，培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行三四级种子罐移种管灭菌，种子成熟后通过移种管输送到四级种子罐进行菌种扩大培养；
四级种子罐培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行四五级种子罐移种管灭菌，种子成熟后通过移种管输送到五级种子罐进行菌种扩大培养；
五级种子罐培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行五级种子罐与第一发酵罐移种管灭菌，并通过移种管将种子输送到第一发酵罐内进行发酵培养；
第一发酵罐种子发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第一发酵罐内的部分发酵液输送至第二发酵罐内，第二发酵罐与第一发酵罐同时继续进行发酵培养；
第二发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第二发酵罐内的部分发酵液输送至第三发酵罐内，第三发酵罐与第二发酵罐同时继续进行发酵培养；
第三发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第三发酵罐内的部分发酵液输送至第四发酵罐内，第四发酵罐与第三发酵罐同时继续进行发酵培养；
第四发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第四发酵罐内的部分发酵液输送至第五发酵罐内，第五发酵罐与第四发酵罐同时继续进行发酵培养；
第五发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第五发酵罐内的部分发酵液输送至第六发酵罐内，第六发酵罐与第五发酵罐同时继续进行发酵培养。
优选的，在第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐进行培养时，一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐停止培养。
优选的，种子在输入一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐前要对种子罐进行灭菌，并在灭菌后加入培养基，再次进行灭菌。
优选的，在第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐输入发酵液前也要进行灭菌，并对罐底的培养基进行灭菌。
优选的，以上所述任意一个发酵罐输出完发酵液后还要继续进行发酵，且不再进行第二次发酵液输送，即每个发酵罐只进行一次发酵液输送。
本发明采用上述技术方案，其有益效果在于：本方案减少了种子罐的数量，并使发酵罐之间进行连接，即一组种子罐与若干个相互连接的发酵罐连接，从而改变了原有的一组种子罐对应一个发酵罐的连接方式，相对应减少了对种子罐的空消及实消灭菌次数，间接节省了蒸汽、电及水等能耗，相对应利用种子罐对种子的培养基原辅也减少，从而降低了生产成本；
其中，在进行培养发酵时，首先采用种子罐对种子进行逐级扩大培养，最后将种子输送到发酵罐内进行发酵，当种子在发酵罐内达到发酵纯度后，再使发酵液从发酵罐输送到发酵罐，且在发酵罐发酵期间种子罐停止培养，有效的降低了种子的培养运行污染，通过采用发酵液从发酵罐输送至发酵罐，还使得发酵接种时间缩短，有效提升了发酵的上罐率，且提升了发酵液的利用率及生产效率。
附图说明
图1为本发明发酵罐及种子罐的连接示意图。
图2为现有技术中发酵罐及种子罐的连接示意图。
图中：发酵罐1、第一发酵罐11、第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15、第六发酵罐16、种子罐2、一级种子罐21、三级种子罐22、四级种子罐23、五级种子罐24、移种管3、放料管4。
具体实施方式
请参看图1，本发明实施例提供了一种发酵系统，包括若干容量不同的种子罐2、移种管3、若干发酵罐1及放料管4。
移种管3与种子罐2连接，即通过移种管3将种子罐2依次进行连接，且按种子罐2容量大小依次从小到大布置，放料管4与发酵罐1连接，以通过放料管4使发酵罐1能两两进行发酵液输送，移种管3还与一个发酵罐1连接，即容量最大的种子罐2与一个发酵罐1通过移种管3连接，以将培养成熟的种子从种子罐2输送至发酵罐1内。
进一步，发酵罐1包括第一发酵罐11、第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15及第六发酵罐16，第一发酵罐11、第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15及第六发酵罐16用放料管4分别进行连接，以通过放料管4将第一发酵罐11内的发酵液输送至以上的第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15或第六发酵罐16中的任意一个发酵罐1内，即通过放料管4使第一发酵罐11、第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15及第六发酵罐16能两两进行发酵液输送，当以上的任意一个发酵罐1被输送发酵液后，待发酵成熟后再将部分发酵液输送至没有发酵液的发酵罐1，且重复上述操作，直至所有发酵罐1内输送到发酵液，种子罐2包括一级种子罐21、三级种子罐22、四级种子罐23及五级种子罐24，一级种子罐21、三级种子罐22、四级种子罐23及五级种子罐24用移种管3依次连接，以通过移种管3使一级种子罐21、三级种子罐22、四级种子罐23及五级种子罐24内的种子培养成熟后依次输送至下一种子罐2，且五级种子罐24通过移种管3与第一发酵罐11连接，以通过移种管3将五级种子罐24中的种子输送到第一发酵罐11内。
进一步，发酵罐1在进行发酵液输送时，装有发酵液的发酵罐1的罐压控制在0.15MPa-0.18MPa，装有培养基的发酵罐1罐压控制在0.03 MPa-0.05MPa，即通过输送与被输送发酵罐1之间的压差，来实现两两发酵罐1之间发酵液的输送，且在输送时监控发酵罐1内发酵液液位，防止发酵液输入过多或过少，影响发酵培养。
本发明实施例还提供了一种发酵方法，包括以下步骤：
将种子在菌种室内进行摇床培养，待培养结束后接入到一级种子罐21进行扩大培养；
将一级种子罐21的种子接入三级种子罐22进行菌种扩大培养，培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行三四级种子罐23移种管3灭菌，种子成熟后通过移种管3输送到四级种子罐23进行菌种扩大培养；
四级种子罐23培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行四五级种子罐24移种管3灭菌，种子成熟后通过移种管3输送到五级种子罐24进行菌种扩大培养；
五级种子罐24培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行五级种子罐24与第一发酵罐11移种管3灭菌，并通过移种管3将种子输送到第一发酵罐11内进行发酵培养；
第一发酵罐11种子发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管4将第一发酵罐11内的部分发酵液输送至第二发酵罐12内，第二发酵罐12与第一发酵罐11同时继续进行发酵培养；
第二发酵罐12发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管4将第二发酵罐12内的部分发酵液输送至第三发酵罐13内，第三发酵罐13与第二发酵罐12同时继续进行发酵培养；
第三发酵罐13发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管4将第三发酵罐13内的部分发酵液输送至第四发酵罐14内，第四发酵罐14与第三发酵罐13同时继续进行发酵培养；
第四发酵罐14发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管4将第四发酵罐14内的部分发酵液输送至第五发酵罐15内，第五发酵罐15与第四发酵罐14同时继续进行发酵培养；
第五发酵罐15发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管4将第五发酵罐15内的部分发酵液输送至第六发酵罐16内，第六发酵罐16与第五发酵罐15同时继续进行发酵培养。
进一步，在第一发酵罐11、第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15及第六发酵罐16进行培养时，一级种子罐21、三级种子罐22、四级种子罐23及五级种子罐24停止培养。
进一步，种子在输入一级种子罐21、三级种子罐22、四级种子罐23及五级种子罐24前要对种子罐2进行灭菌，并在灭菌后加入培养基，再次进行灭菌。
种子在培养结束进行移种前，对需要移种的空罐进行灭菌，灭菌结束后加入种子培养基，使种子罐2夹层进行升温，待温度达到90度，开始种子罐2底部三路进汽，对种子培养基进行灭菌，灭菌结束后，种子罐2夹层通水对培养基进行降温，温度降至种子培养温度后接入种子进行扩大培养。
进一步，在第一发酵罐11、第二发酵罐12、第三发酵罐13、第四发酵罐14、第五发酵罐15及第六发酵罐16输入发酵液前也要进行灭菌，并对罐底的培养基进行灭菌。
进一步，以上任意一个发酵罐1输出完发酵液后还要继续进行发酵，且不再进行第二次发酵液输送，即每个发酵罐1只进行一次发酵液输送。
因发酵罐1在进行输送发酵液时都是待发酵液纯度达到最高时进行输送，即将部分活性最高的发酵液输送到下一台发酵罐1内，而留在前一台发酵罐1内的发酵液活性相对降低，不需要再次进行输送。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种发酵系统，其特征在于：包括若干容量不同的种子罐、移种管、若干发酵罐及放料管，所述移种管与所述种子罐连接，即通过所述移种管将所述种子罐依次进行连接，且按所述种子罐容量大小依次从小到大布置，所述放料管与所述发酵罐连接，以通过所述放料管使所述发酵罐能两两进行发酵液输送，所述移种管还与一个所述发酵罐连接，即容量最大的所述种子罐与一个所述发酵罐通过所述移种管连接，以将培养成熟的种子从种子罐输送至发酵罐内。
2.根据权利要求1所述的发酵系统，其特征在于：所述发酵罐包括第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐，所述第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐用所述放料管分别进行连接，以通过所述放料管将所述第一发酵罐内的发酵液输送至以上所述的第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐或第六发酵罐中的任意一个发酵罐内，即通过所述放料管使所述第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐能两两进行发酵液输送，当以上所述的任意一个发酵罐被输送发酵液后，待发酵成熟后再将部分发酵液输送至没有发酵液的发酵罐，且重复上述操作，直至所有发酵罐内输送到发酵液，所述种子罐包括一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐，所述一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐用所述移种管依次连接，以通过所述移种管使所述一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐内的种子培养成熟后依次输送至下一种子罐，且所述五级种子罐通过所述移种管与所述第一发酵罐连接，以通过移种管将所述五级种子罐中的种子输送到所述第一发酵罐内。
3.根据权利要求2所述的发酵系统，其特征在于：所述发酵罐在进行发酵液输送时，装有发酵液的所述发酵罐的罐压控制在0.15MPa-0.18MPa，装有培养基的发酵罐罐压控制在0.03 MPa-0.05MPa，即通过输送与被输送发酵罐之间的压差，来实现两两发酵罐之间发酵液的输送，且在输送时监控发酵罐内发酵液液位，防止发酵液输入过多或过少，影响发酵培养。
4.一种发酵方法，其特征在于：包括以下步骤：
将种子在菌种室内进行摇床培养，待培养结束后接入到一级种子罐进行扩大培养；
将一级种子罐的种子接入三级种子罐进行菌种扩大培养，培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行三四级种子罐移种管灭菌，种子成熟后通过移种管输送到四级种子罐进行菌种扩大培养；
四级种子罐培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行四五级种子罐移种管灭菌，种子成熟后通过移种管输送到五级种子罐进行菌种扩大培养；
五级种子罐培养至16小时后，待种子成熟前1小时进行五级种子罐与第一发酵罐移种管灭菌，并通过移种管将种子输送到第一发酵罐内进行发酵培养；
第一发酵罐种子发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第一发酵罐内的部分发酵液输送至第二发酵罐内，第二发酵罐与第一发酵罐同时继续进行发酵培养；
第二发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第二发酵罐内的部分发酵液输送至第三发酵罐内，第三发酵罐与第二发酵罐同时继续进行发酵培养；
第三发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第三发酵罐内的部分发酵液输送至第四发酵罐内，第四发酵罐与第三发酵罐同时继续进行发酵培养；
第四发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第四发酵罐内的部分发酵液输送至第五发酵罐内，第五发酵罐与第四发酵罐同时继续进行发酵培养；
第五发酵罐发酵至12小时，当发酵液纯度达到90%时，通过放料管将第五发酵罐内的部分发酵液输送至第六发酵罐内，第六发酵罐与第五发酵罐同时继续进行发酵培养。
5.根据权利要求4所述的发酵方法，其特征在于：在第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐进行培养时，一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐停止培养。
6.根据权利要求4所述的发酵方法，其特征在于：种子在输入一级种子罐、三级种子罐、四级种子罐及五级种子罐前要对种子罐进行灭菌，并在灭菌后加入培养基，再次进行灭菌。
7.根据权利要求6所述的发酵方法，其特征在于：在第一发酵罐、第二发酵罐、第三发酵罐、第四发酵罐、第五发酵罐及第六发酵罐输入发酵液前也要进行灭菌，并对罐底的培养基进行灭菌。
8.根据权利要求4所述的发酵方法，其特征在于：以上所述任意一个发酵罐输出完发酵液后还要继续进行发酵，且不再进行第二次发酵液输送，即每个发酵罐只进行一次发酵液输送。
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