CN205821326U - 一种模拟浅盘固态发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种模拟浅盘固态发酵装置，所述模拟浅盘固态发酵装置主要包括布氏漏斗、抽滤瓶和增氧泵，在抽滤瓶的一侧中上部设有滤嘴，滤嘴通过橡皮管与增氧泵相连通，在滤嘴与橡皮管之间设有空气过滤器，布氏漏斗为主要的发酵单元，布氏漏斗的上端用纱布包裹密封，布氏漏斗的下端用橡皮圈与抽滤瓶相连，在布氏漏斗中间设置带孔的隔层，在带孔的隔层上平铺一块六层厚的湿纱布，在湿纱布上均匀放置配置好的固体培养基。本实用新型的模拟浅盘固态发酵装置具有通气装置、结构简单、装置配件易得、操作方便等优点，有利于固态发酵培养基的均匀分布、溶氧和散热，从而促进固态发酵过程中的菌体生长代谢和产物合成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种固态发酵装置，特别是一种模拟浅盘固态发酵装置。
背景技术
固态发酵技术广泛应用于生产酶类、有机酸、生物燃料、发酵饲料和堆肥等工、农业生产中。在前期以摇瓶为反应器先对发酵条件进行优化的基础上，为了能达到工业生产的需要，还需要对固态发酵过程进行逐级放大。为确保发酵指标(产量)不会下降，能实现从摇瓶到小试或中试反应器的平稳过渡，发酵过程中通气、搅拌、填料层厚度等控制参数有必要进行进一步的验证和确定。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种结构简单、装置配件易得、操作方便、附带通气功能的模拟浅盘固态发酵装置。对从摇瓶到小试反应器固态发酵的通气、搅拌、填料层厚度等控制参数进行初步的验证和确定，进一步为小试反应器中固态发酵的控制参数作参考。
技术方案：本实用新型的技术方案如下：本实用新型提供了一种模拟浅盘固态发酵装置，所述模拟浅盘固态发酵装置主要包括布氏漏斗、抽滤瓶和增氧泵，在抽滤瓶的一侧中上部设有滤嘴，滤嘴通过橡皮管与增氧泵相连通，在滤嘴与橡皮管之间设有空气过滤器，布氏漏斗为主要的发酵单元，布氏漏斗的上端用纱布包裹密封，布氏漏斗的下端用橡皮圈与抽滤瓶相连，在布氏漏斗中间设置带孔的隔层，在带孔的隔层上平铺一块六层厚的湿纱布，在湿纱布上设置固体培养基层。本实用新型的布氏漏斗上端用纱布包裹密封，隔离空气中的微生物，中间设置带孔隔层，便于向固体基质传递无菌空气，下端通过橡胶圈与抽滤瓶紧密连接。在滤嘴与橡皮管之间设有空气过滤器，过滤从增氧泵通入抽滤瓶的空气中的微生物。抽滤瓶底部盛有部分无菌水，用于维持装置内的空气湿度。增氧泵用于向装置中连续通入无菌空气，以增加固态发酵基质的溶氧和热传递等。
其中，上述布氏漏斗顶端直径为120mm～250mm。优选地，布氏漏斗顶端直径为120mm、150mm、200mm或250mm。
其中，上述抽滤瓶容积为2500mL。
其中，上述固体培养基层中的固体培养基为普通的固体培养基。优选地，所述固态培养基为固体LB培养基。
其中，上述固体培养基层中的固体培养基为菊芋渣或麸皮渣或苹果渣中添加氮源和营养盐溶液得到固体培养基。
其中，上述营养盐溶液包括MgSO4·7H2O、K2HPO4、MnSO4·H2O、NH4Cl、FeSO4·7H2O和ZnSO4·7H2O。
有益效果：本实用新型的模拟浅盘固态发酵装置具有通气装置、结构简单、装置配件易得、操作方便等优点，有利于固态发酵培养基的均匀分布、溶氧和散热，从而促进固态发酵过程中的菌体生长代谢和产物合成。本实用新型适用于需氧微生物的固态发酵，有利于菌体生长，促进培养基内的热传递和氧溶解。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
具体结构如图1所示，一种模拟浅盘固态发酵装置，主要包括布氏漏斗1、抽滤瓶3和增氧泵6，在抽滤瓶3的一侧中上部设有滤嘴4，滤嘴4通过橡皮管5与增氧泵6相连通，在滤嘴4与橡皮管5之间设有空气过滤器7，布氏漏斗1为主要的发酵单元，布氏漏斗1的上端用纱布8包裹密封，布氏漏斗1的下端用橡皮圈2与抽滤瓶3相连。在布氏漏斗1中间设置带孔的隔层9，在带孔的隔层9上平铺一块六层厚的湿纱布10，在湿纱布10上设置固体培养基层11，固体培养基层上均匀放置配制好的固体培养基。本实施例的布氏漏斗1的顶端直径为250mm，采用的固体培养基为普通的市售的固体LB培养基。布氏漏斗1的圆柱体部分即为发酵单元。
使用方法：首先将一块六层厚的湿纱布10平铺于布氏漏斗1内的带孔的隔层9上，之后再将配制好的固体培养基均匀铺于湿纱布10表面。布氏漏斗1的下端通过橡皮圈2与抽滤瓶3紧密相连，上端用纱布8包裹密封。抽滤瓶3底部装有部分纯净水，另外其一侧的滤嘴4与橡皮管5和空气过滤器7连接后，用锡箔纸包裹空气过滤器7的进气口。装有培养基的固态发酵装置置于高压灭菌锅中121℃，30min灭菌。待培养基冷却至室温后，接种微生物菌株后用纱布8密封布氏漏斗1上端。将空气过滤器7进气口的锡箔纸取下，用橡皮管5与增氧泵6出气口相连通。最后，于恒温恒湿的环境下静置培养。每隔一定的时间取样检测并对培养基进行搅拌，使菌种和培养基基质混合均匀。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的在于，本实施例采用的布氏漏斗1的顶端直径为120mm。
实施例3
与实施例1基本相同，所不同的在于，本实施例采用的布氏漏斗1的顶端直径为150mm。
实施例4
与实施例1基本相同，所不同的在于，本实施例采用的布氏漏斗1的顶端直径为200mm。
实施例5
与实施例1基本相同，所不同的在于本实施例的固体培养基为菊芋渣中添加氮源和营养盐。
固体培养基的制备如下：1)菊芋渣的制备：取粉碎过60目筛后的菊芋干粉原料，在固液质量比1:6的条件下先充分混合，75℃水浴搅拌反应2h后，降至室温后，用Ca(OH)2调节混合液的pH值到9.0，之后再用85℃水浴浸提1h，固液分离，得到含有丰富菊粉的菊粉粗提液和含有部分菊粉的菊芋渣。
2)往浸提过菊粉粗提液的菊芋渣中添加有机氮源酵母粉(质量比1％)和混合的营养盐溶液(每100mL营养盐溶液中含有MgSO4·7H2O 0.05g，K2HPO40.309g，MnSO4·H2O0.0001g，NH4Cl 0.093g，FeSO4·7H2O 0.004g，ZnSO4·7H2O0.0001g)，固液比为1:4，pH值为7，充分搅拌，使营养物质和基质含水量分布均匀得到配制好的固体培养基。
本实施例接种的微生物菌株为多粘芽孢杆菌P.polymyxa ZJ-9(购于中国普通微生物菌种保藏中心(CGMCC No.3044))，多粘芽孢杆菌P.polymyxa ZJ-9接种于种子培养液中，在30℃有氧条件下培养18-20h，使菌体生长至对数生长中后期，得到供固态发酵的多粘芽孢杆菌P.polymyxa ZJ-9种子液。种子培养液配方为：菊粉20g/L，蛋白胨10g/L，酵母膏3g/L，NaCl 5g/L。
具体实施方法为将配制好的固态发酵培养基基质，厚度均一的平铺于布氏漏斗中，随后用纱布密封布氏漏斗上端，用橡皮圈密封布氏漏斗下端与抽滤瓶的接口，121℃高压蒸汽灭菌30min，冷却后，按质量比为16％的接种量均匀接种多粘芽孢杆菌种子液，然后，将整个发酵反应器置于恒温恒湿箱中，在抽滤瓶的滤嘴处用橡皮管连接空气过滤器和增氧泵，给布氏漏斗中的发酵基质匀速通入无菌空气，恒速供氧，发酵温度设定为30℃。
2,3-丁二醇的发酵：接种完种子液的固体发酵培养基，每12h需要用无菌的玻璃棒对固态基质进行搅拌，使得菌种和固体培养基接触更充分，提高菌种对底物的利用效率，进一步提高产量。与此同时，也要进行取样检测底物中的残余糖含量和主副产物的含量。
连续发酵培养84h，发酵产物经无菌水浸提，检测底物糖含量、产物2,3-丁二醇及副产物的含量。
发酵产物的检测方法为：高效液相色谱法，色谱柱：Aminex HPX-87H；流动相：0.005M的H2SO4；流速：0.6mL/min；柱温：65℃采用示差检测器检测。发酵底物浓度的检测方法为蒽酮比色法。本发明中发酵底物质量浓度的计算方法为：C1(g/Kg)＝(C1*V)/M，即每千克烘干的固体培养基中含有底物的质量(g)。发酵产物质量浓度的计算方法为：C2(g/Kg)＝(C2*V)/M，即每千克烘干的固体培养基中含有产物的质量(g)。
经检测，固态基质在模拟浅盘固态发酵装置中，发酵60h时，检测产物2,3-丁二醇的产量最高，到达67.90g/Kg，相较于用锥形瓶发酵时，产量提高了36.3％，底物糖含量由141.5g/Kg降至29.42g/Kg。发酵结束后，通过蒸馏水充分浸提基质中的产物，提取后的残渣再用作饲料添加剂或者加工为有机肥料。
Claims (6)
1.一种模拟浅盘固态发酵装置，其特征在于，所述模拟浅盘固态发酵装置主要包括布氏漏斗(1)、抽滤瓶(3)和增氧泵(6)，在抽滤瓶(3)的一侧中上部设有滤嘴(4)，滤嘴(4)通过橡皮管(5)与增氧泵(6)相连通，在滤嘴(4)与橡皮管(5)之间设有空气过滤器(7)，布氏漏斗(1)为主要的发酵单元，布氏漏斗(1)的上端用纱布(8)包裹密封，布氏漏斗(1)的下端用橡皮圈(2)与抽滤瓶(3)相连，在布氏漏斗(1)中间设置带孔的隔层(9)，在带孔的隔层(9)上平铺一块六层厚的湿纱布(10)，在湿纱布(10)上设置固体培养基层(11)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟浅盘固态发酵装置，其特征在于，所述布氏漏斗(1)顶端直径为120mm～250mm。
3.根据权利要求1所述的一种模拟浅盘固态发酵装置，其特征在于，所述抽滤瓶(3)容积为2500mL。
4.根据权利要求1所述的一种模拟浅盘固态发酵装置，其特征在于，所述固体培养基层(11)中的固体培养基采用的是普通的固体培养基。
5.根据权利要求1所述的一种模拟浅盘固态发酵装置，其特征在于，所述固体培养基层(11)中的固体培养基为菊芋渣或麸皮渣或苹果渣中添加氮源和营养盐溶液得到固体培养基。
6.根据权利要求5所述的一种模拟浅盘固态发酵装置，其特征在于，所述营养盐溶液包括MgSO4·7H2O、K2HPO4、MnSO4·H2O、NH4Cl、FeSO4·7H2O和ZnSO4·7H2O。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620769938.4U CN205821326U (zh) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | 一种模拟浅盘固态发酵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620769938.4U CN205821326U (zh) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | 一种模拟浅盘固态发酵装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205821326U true CN205821326U (zh) | 2016-12-21 |
Family
ID=57561414
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| CN (1) | CN205821326U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107446804A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-08 | 佛山市海天调味食品股份有限公司 | 一种固态通量培养装置及其应用 |
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2016
- 2016-07-20 CN CN201620769938.4U patent/CN205821326U/zh active Active
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| CN107446804A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-08 | 佛山市海天调味食品股份有限公司 | 一种固态通量培养装置及其应用 |
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