CN209555221U - 生产莱鲍迪苷d和莱鲍迪苷m的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所是提供一种重复利用固定化菌体生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，涉及食品添加剂生产设备领域。生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，包括提纯设备、浓缩设备和转化发酵罐，所述转化发酵罐设有固体进料口和出料口，所述提纯设备与所述浓缩设备相连，还包括第一过滤装置以及输送设备。本实用新型可节约生产成本。

Description

生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统

技术领域

本实用新型涉及食品添加剂生产设备技术领域，具体是生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统。

背景技术

甜菊糖(steviol glycosides)是从甜叶菊(Stevia rehaudiana)叶片中提取分离得到的一类甜菊糖苷类化合物，具有高甜度(为蔗糖的250～300倍)、低热量(为蔗糖的1/300)，无毒副作用，无致癌物质，食用安全等优点，受到了科学界、产业界等多个领域的广泛重视，成为继甘蔗糖、甜菜糖之外的第三种具有开发价值和健康推崇的天然蔗糖替代品，被国际上誉为“世界第三糖源”。

甜菊糖苷类化合物组分众多，均具有四环二萜母核并且有不同程度的糖基化修饰及不同程度的甜味口感，目前，被识别的甜菊糖苷化合物主要有甜菊苷(Stevioside.ST)、莱鲍迪苷A(RA)、莱鲍迪苷C(RC)、莱鲍迪苷D(RD)、莱鲍迪苷M(RM)等。其中甜菊苷和莱鲍迪苷A具有低热量、高甜度，但是还存在除甜味之外的苦后味，其口感风味无法与蔗糖相当。相较于甜菊苷和莱鲍迪苷A，莱鲍迪苷D(RD)和莱鲍迪苷M(RM)的组合物的口感更好，更能够达到与蔗糖相似的口感风味。

现制备莱鲍迪苷D(RD)和莱鲍迪苷M(RM)的组合物的生产系统包括发酵罐、纯化设备和浓缩设备等。首先是将重组微生物在发酵罐发酵培养后加入莱鲍迪苷A底物以及蔗糖、氯化锌和柠檬酸三钠进行转化反应；再将转化反应所得产物与重组微生物送入纯化设备如：膜分离设备提取出莱鲍迪苷D(RD)和莱鲍迪苷M(RM)，最后由浓缩设备如：蒸发器浓缩结品。由于上述生产系统的重组微生物是以单个个体混杂在产物中而不便于单独分离，分离时易失活，从而导致重组微生物不能重复利用。为了保证生产，需要不断的培养大量重组微生物，从而增加了生产成本，因此，需要一种新的生产系统，以降低生产鲍迪苷D(RD)和莱鲍迪苷M(RM)的组合物的成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种重复利用固定化菌体生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，包括提纯设备、浓缩设备和转化发酵罐，所述转化发酵罐设有固体进料口和出料口，所述提纯设备与所述浓缩设备相连，还包括第一过滤装置以及输送设备，所述第一过滤装置设有固体出料口、液体出料口和进料口，所述转化发酵罐出料口与所述第一过滤装置进料口相连，所述第一过滤装置的固体出料口通过输送设备与所述转化发酵罐固体进料口相连，所述第一过滤装置的液体出料口与所述提纯设备相连。

进一步的，还包括依次相连的菌体培养发酵罐、菌体分离机、固化菌体设备以及第二过滤装置；所述第二过滤装置设有固体出料口，所述第二过滤装置的固体出料口通过输送设备与所述转化发酵罐固体进料口相连。

进一步的，所述固化菌体设备包括固化罐、基质罐以及输送泵；所述固化罐顶部设有出料头，所述出料头下端设有出料的筛网孔，所述筛网孔下方设有由切料电机驱动的切料片；所述基质罐罐体上安装有搅拌电机，所述基质罐罐体内设有与所述搅拌电机传动连接的搅拌轴；所述基质罐通过所述输送泵与所述出料头相连；所述菌体分离机与所述基质罐相连，所述固化罐与第二过滤装置相连。

进一步的，还包括制冷设备和锅炉；所述基质罐设有第一夹层和第二夹层；所述第一夹层与所述锅炉相连通，所述第二夹层内设有与所述制冷设备相连接的制冷管。

进一步的，所述固化罐设有防结板装置。

进一步的，所述菌体培养发酵罐与所述菌体分离机之间、所述菌体分离机与所述固化罐之间以及所述基质罐出料口与所述第二过滤装置进料口之间均设有输送泵。

进一步的，所述锅炉与所述基质罐之间也设有输送泵。

进一步的，所述输送设备为皮带输送机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，系统采用固定化菌体发酵，通过第一过滤装置将固定化菌体与产物分离，并将分离后的固定化菌体由输送设备送入转化发酵罐以便再次利用，分离的产物送入提纯设备提纯后再由浓缩设备浓缩结品，本生产系统通过重复利用固化化菌体，可实现发酵的连续发酵生产，减少了生产对重组微生物的培养量，且整个生产过程可实现自动化，因此可节约生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的固化菌体设备的结构示意图；

图3是本实用新型的固化菌体设备的出料头结构示意图；

图中所示：1.转化发酵罐，2.第一过滤装置，3.提纯设备，4.浓缩设备，5.输送设备，6.菌体培养发酵罐，7.菌体分离机，8.基质罐，9.固化罐，10.第一过滤装置，11.制冷设备，12.锅炉，13.输送泵，81.搅拌电机，82.搅拌轴，83.第一夹层，84.第二夹层，85.制冷管，91.出料头，92.切料片，93.切料电机，94.过滤网，95.上腔体，96.下腔体，97.循环泵，911.筛网孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，包括提纯设备3、浓缩设备4和转化发酵罐1，所述转化发酵罐1设有固体进料口和出料口，所述提纯设备3与所述浓缩设备4相连，还包括第一过滤装置2以及输送设备5，所述第一过滤装置2设有固体出料口、液体出料口和进料口，所述转化发酵罐1出料口与所述第一过滤装置2进料口相连，所述第一过滤装置2的固体出料口通过输送设备5与所述转化发酵罐1固体进料口相连，所述第一过滤装置2的液体出料口与所述提纯设备3相连。

第一过滤装置可选用现有过滤设备或固液分离设备。输送设备5优选皮带输送机，以便于安装、维护。第一过滤装置2的液体出料口与提纯设备3、转化发酵罐1出料口与第一过滤装置2进料口均通过管道相连。生产时，将固定化菌体、底物(莱鲍迪苷A)以及在蔗糖、氯化锌和柠檬酸三钠加入到转化发酵罐1中进行转化反应，反应后将产物与固定化菌体一并排入到第一过滤装置2进行固液分离，分离后的固定化菌体由输送设备5送入转化发酵罐1以便再次利用，分离的产物(液体)送入提纯设备提纯后再由浓缩设备浓缩结品，因此本生产系统通过重复利用固化化菌体，可实现发酵的连续发酵生产，减少了生产对重组微生物的培养量，且整个生产过程可实现自动化，从而可节约生产成本。

如图1所示，系统还包括依次相连的菌体培养发酵罐6、菌体分离机7、固化菌体设备以及第二过滤装置10；第二过滤装置10设有固体出料口，第二过滤装置10的固体出料口通过输送设备5与转化发酵罐1固体进料口相连。重组细菌在菌体培养发酵罐6培养后，送入菌体分离机7将菌体和培养液分离，分离的菌体再送入固化菌体设备制得固定化菌体，再通过第二过滤装置10将固定化菌体与固定液分离，最后通过输送设备5将固定化菌体添加到转化发酵罐1中，以便及时补充生产损耗的固定化菌体。

制备固定化菌体有吸附法、包埋法，不同方法设备不同。如图2所示，具体的，固化菌体设备包括固化罐9、基质罐8以及输送泵13；固化罐9顶部设有出料头91，出料头91下端设有出料的筛网孔911，筛网孔911下方设有由切料电机93驱动的切料片92；基质罐8罐体上安装有搅拌电机81，基质罐8罐体内设有与搅拌电机81传动连接的搅拌轴82；基质罐8通过输送泵13与出料头91相连；菌体分离机7与基质罐8相连，固化罐9与第二过滤装置10相连。切料电机93可以安装在固化罐9罐体上，图2中，切料电机93安装在出料头91上，以方便驱动切料片92旋转切料。搅拌轴82可选用螺旋搅拌轴或浆叶搅拌轴等。搅拌电机81可通过齿轮、带传动、链传动等传动连接搅拌轴82。设备使用时，将固化液如：戊二醇溶液(根据不同基质选择)加入到固化罐9内、将固定菌体的基质如：明胶(可根据不同酶系选择不同基质)加热融化、杀菌后加入到基质罐8中，再将菌体分离机7分离的菌体浓缩液加入到基质罐8中，通过搅拌轴82将菌体和基质搅拌混合均匀后冷却至胶状，再通过输送泵13输送至固化罐9，菌体和基质的混合物经过出料头91的筛网孔911后形成细条状出料，再由切料电机93驱动的切料片92将出料切成颗粒，颗粒掉入到固化罐9由戊二醇溶液浸泡1-2h固化后得到固定化的菌体。本固化菌体设备可采用包埋法生产固定化菌体，且生产效率高。

为了便于固定化菌体的自动化生产以及提高生产效率，系统还包括制冷设备11和锅炉12；基质罐8设有第一夹层83和第二夹层84；第一夹层83与锅炉12相连通，第二夹层84内设有与制冷设备11连接的制冷管85。第一夹层83与第二夹层84可分别设置在基质罐8罐体内外，也可都设置在基质罐罐体外或内，第二夹层84可位于第一夹层83内，也可位于第一夹层83外，图中第二夹层84位于第一夹层83外。通过锅炉12通过向第一夹层83内通入热水从而对基质罐8中的基质进行加热、杀菌，再通过制冷设备11，如：空调对基质罐的快速降温冷却。

经切料片92切割后的颗粒在固化罐9中固定液中浸泡固化，由于固化需要一定的浸泡时间，在完全固化前颗粒沉积在罐底易相互粘连在一起，为了防止颗粒结板，固化罐9设有防结板装置。防结板装置可以是搅拌器、磁力振荡器等。搅拌器搅拌易将颗粒打散，磁力振荡器成本高，作为优选的，如图2，固化罐9内设有过滤网94，过滤网94将固化罐9的腔体分为上腔体95和下腔体96，固化罐9外设有将下腔体96中固定液抽向上腔体95的循环泵97。过滤网94将颗粒与固定液分开，通过循环泵97的作用将下腔体96中固定液抽向上腔体95，实现使上腔体95中的固定液保持流动，从而使颗粒在上腔体中运动。这样既可防止其粘连，又可防止将其打散，且设备成本低。

菌体培养发酵罐6与菌体分离机7之间、菌体分离机7与固化罐9之间、基质罐8出料口与第二过滤装置10进料口之间以及锅炉12与基质罐8之间均设有输送泵13以方便输送物质。

Claims (8)

1.生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，包括提纯设备(3)、浓缩设备(4)和转化发酵罐(1)，所述转化发酵罐(1)设有固体进料口和出料口，所述提纯设备(3)与所述浓缩设备(4)相连，其特征在于：还包括第一过滤装置(2)以及输送设备(5)，所述第一过滤装置(2)设有固体出料口、液体出料口和进料口，所述转化发酵罐(1)出料口与所述第一过滤装置(2)进料口相连，所述第一过滤装置(2)的固体出料口通过输送设备(5)与所述转化发酵罐(1)固体进料口相连，所述第一过滤装置(2)的液体出料口与所述提纯设备(3)相连。

2.如权利要求1所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：还包括依次相连的菌体培养发酵罐(6)、菌体分离机(7)、固化菌体设备以及第二过滤装置(10)；所述第二过滤装置(10)设有固体出料口，所述第二过滤装置(10)的固体出料口通过输送设备(5)与所述转化发酵罐(1)固体进料口相连。

3.如权利要求2所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：所述固化菌体设备包括固化罐(9)、基质罐(8)以及输送泵(13)；所述固化罐(9)顶部设有出料头(91)，所述出料头(91)下端设有出料的筛网孔(911)，所述筛网孔(911)下方设有由切料电机(93)驱动的切料片(92)；所述基质罐(8)罐体上安装有搅拌电机(81)，所述基质罐(8)罐体内设有与所述搅拌电机(81)传动连接的搅拌轴(82)；所述基质罐(8)通过所述输送泵(13)与所述出料头(91)相连；所述菌体分离机(7)与所述基质罐(8)相连，所述固化罐(9)与第二过滤装置(10)相连。

4.如权利要求3所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：还包括制冷设备(11)和锅炉(12)；所述基质罐(8)设有第一夹层(83)和第二夹层(84)；所述第一夹层(83)与所述锅炉(12)相连通，所述第二夹层(84)内设有与所述制冷设备(11)相连接的制冷管(85)。

5.如权利要求3所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：所述固化罐(9)设有防结板装置。

6.如权利要求3所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：所述菌体培养发酵罐(6)与所述菌体分离机(7)之间、所述菌体分离机(7)与所述固化罐(9)之间以及所述基质罐(8)出料口与所述第二过滤装置(10)进料口之间均设有输送泵(13)。

7.如权利要求4所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：所述锅炉(12)与所述基质罐(8)之间也设有输送泵(13)。

8.如权利要求1所述的生产莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M的生产系统，其特征在于：所述输送设备(5)为皮带输送机。