本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠的設(shè)備及用該設(shè)備生產(chǎn)生物纖維素凝膠的方法。該設(shè)備罐體、設(shè)置在罐體上部的培養(yǎng)基進(jìn)口和設(shè)置在罐體底部的培養(yǎng)基出口、氣孔、中心軸以及連接在中心軸上的至少一組槳葉，其中每組槳葉至少包括一個(gè)葉片，中心軸能夠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)槳葉6在罐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。連接有槳葉的中心軸能夠從罐體上拆卸并重新安裝，且中心軸和槳葉均是空心的，槳葉的外表面上設(shè)置有多個(gè)透氣孔，中心軸上還設(shè)置有進(jìn)氣口。通過本發(fā)明專利技術(shù)中的設(shè)備和方法，實(shí)現(xiàn)生物纖維素凝膠的連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)，有效提高發(fā)酵的效率，縮短發(fā)酵時(shí)間，還能快速實(shí)現(xiàn)收獲，大大提高生產(chǎn)效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及生物纖維素凝膠的生產(chǎn)設(shè)備及方法，具體涉及一種連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠的設(shè)備及用該設(shè)備生產(chǎn)生物纖維素凝膠的方法。
技術(shù)介紹
生物纖維素(Biocellulose)又稱為細(xì)菌纖維素(Bacterial cellulose)，未干燥脫水的產(chǎn)品呈凝膠狀，因此被稱為生物纖維素凝膠。其通常是由醋酸菌屬等細(xì)菌合成的纖維素。其與植物或海藻產(chǎn)生的天然纖維素具有相同的分子結(jié)構(gòu)單元，但是其中沒有木質(zhì)素、 果膠和半纖維素等伴生產(chǎn)物，具有更高的結(jié)晶度和更高的聚合度。生物纖維素還具有超精細(xì)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通常由直徑3-4納米的微纖組成纖維素，并相互交織形成發(fā)達(dá)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這些特性使得生物纖維素具有更好的機(jī)械強(qiáng)度和超高的持水能力，且具有良好的生物相容性、適應(yīng)性和生物可降解性。目前已經(jīng)在食品、醫(yī)藥、造紙、紡織等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。生物纖維素的生產(chǎn)，常使用靜態(tài)培養(yǎng)或動(dòng)態(tài)培養(yǎng)，菌種常用木醋桿菌或木葡糖酸醋桿菌，培養(yǎng)基常用的有天然培養(yǎng)基，如椰子水培養(yǎng)基、菠蘿汁培養(yǎng)基、玉米漿培養(yǎng)基等、人工配置培養(yǎng)基(即直接用葡萄糖、蛋白胨等成分配置而成的培養(yǎng)基和混合培養(yǎng)基，即往天然成分中添加營養(yǎng)成分而制得的培養(yǎng)基)。靜態(tài)培養(yǎng)又稱為淺盤培養(yǎng)或表面培養(yǎng)，即在淺盤中裝入液態(tài)的培養(yǎng)基，接種菌種發(fā)酵培養(yǎng)，8-15天后會(huì)在液體培養(yǎng)基液面上生成生物纖維素凝膠產(chǎn)品。這種方法得到的生物纖維素產(chǎn)品空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較為致密，產(chǎn)品的品質(zhì)較高，例如具有良好的機(jī)械性能，口感爽脆等。動(dòng)態(tài)培養(yǎng)目前仍然停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，其是采用搖床或攪拌培養(yǎng)的方式來生產(chǎn)生物纖維素凝膠，這種方法發(fā)酵的效率雖然更高，但是獲得產(chǎn)品的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較為松散，機(jī)械性能和口感相對較差。不論是上述的靜態(tài)培養(yǎng)法還是動(dòng)態(tài)培養(yǎng)法，均無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，操作困難；且靜態(tài)培養(yǎng)法發(fā)酵效率低下，這是由于在靜態(tài)發(fā)酵過程中，逐步產(chǎn)生的生物纖維素凝膠會(huì)隔絕氧氣(空氣)，導(dǎo)致后續(xù)的發(fā)酵效率降低； 而動(dòng)態(tài)培養(yǎng)雖然能夠保證較高的發(fā)酵效率，但是其產(chǎn)品的品質(zhì)卻受到了較大影響，無法推廣使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述缺陷，本專利技術(shù)首先提供一種連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠的設(shè)備，其包括罐體、設(shè)置在罐體上部的培養(yǎng)基進(jìn)口和設(shè)置在罐體底部的培養(yǎng)基出口、氣孔、中心軸以及連接在中心軸上的至少一組槳葉,其中每組槳葉至少包括一個(gè)葉片，中心軸的旋轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)槳葉在罐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。上述的設(shè)備中，罐體優(yōu)選是夾層罐體，且設(shè)置有保溫溶液的進(jìn)口和出口。上述的設(shè)備中，優(yōu)選中心軸在罐體外連接有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)。上述的設(shè)備中，優(yōu)選中 心軸和槳葉均是空心的，且槳葉的外表面上設(shè)置有多個(gè)透氣孔，中心軸上還設(shè)置有進(jìn)氣口。上述的設(shè)備中，優(yōu)選中心軸用不銹鋼制成。上述的設(shè)備中，優(yōu)選槳葉用聚乙烯制成。上述的設(shè)備中，優(yōu)選槳葉的外表面是經(jīng)過打磨的粗糙表面。上述的設(shè)備中，優(yōu)選在罐體的一側(cè)設(shè)置有可開啟或封閉的罐體艙門，該罐體艙門的大小大于每組槳葉的大小。上述的設(shè)備中，優(yōu)選連接有槳葉的中心軸可以從罐體上拆卸并重新安裝。上述的設(shè)備中，優(yōu)選連接在中心軸上的每組或每片槳葉可以從中心軸上卸下并重新安裝到中心軸上。本專利技術(shù)還提供了一種用上述的設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素凝膠的方法，具體包括1)封閉培養(yǎng)基出口，保持氣孔通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口注入至少70°c的熱水，保持10-20 分鐘后，開啟培養(yǎng)基出口，放出熱水，以對設(shè)備進(jìn)行清洗和消毒；2)再封閉培養(yǎng)基出口，并保持氣孔通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口注入滅菌后接種了生物纖維素產(chǎn)生菌的液體培養(yǎng)基至液面至少與槳葉接觸，開動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，開始發(fā)酵；3)開啟罐體艙門，將連接有槳葉的中心軸從罐體上卸下，收獲生物纖維素凝膠。上述方法的步驟I)中，優(yōu)選在注入熱水后開啟驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，帶動(dòng)中心軸及其上的槳葉旋轉(zhuǎn)；開啟培養(yǎng)基出口之前關(guān)閉驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。上述方法的步驟2)中，經(jīng)過接種的液體培養(yǎng)基的注入量優(yōu)選是液面不超過中心軸的高度。上述方法的步驟2)中，優(yōu)選通過保溫溶液的進(jìn)口和出口在罐體的夾層內(nèi)循環(huán) 25-32 °C的保溫介質(zhì)。上述方法的步驟2)中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速20_120rpm。上述方法的步驟2)中。發(fā)酵的同時(shí)，將培養(yǎng)基進(jìn)口也封閉，通過氣孔向罐體內(nèi)輸送氧氣。上述方法的步驟3)中，優(yōu)選用氣泵通過卸下的中心軸上的進(jìn)氣口向中心軸和槳葉的空心內(nèi)部吹氣，以使生物纖維素凝膠能夠迅速地從槳葉上分離下來，從而快速收獲生物纖維素凝膠。上述方法中，優(yōu)選發(fā)酵一段時(shí)間后通過培養(yǎng)基進(jìn)口向培養(yǎng)基中補(bǔ)充碳源、氮源和/ 或無菌水。上述方法中，優(yōu)選一批發(fā)酵完成后，用滅菌的、連接有槳葉的中心軸替換罐體內(nèi)的中心軸和槳葉，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵。本專利技術(shù)中的所提供的設(shè)備和方法，可以不斷補(bǔ)充培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，并通過替換中心軸和槳葉的方式實(shí)現(xiàn)生物纖維素凝膠的連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)；且通過槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在與液體培養(yǎng)基接觸時(shí)吸附液體培養(yǎng)基，其離開液體培養(yǎng)基液面時(shí)能夠獲得充分的氧氣供應(yīng)， 即使在槳葉上形成了生物纖維素凝膠，由于液體培養(yǎng)基仍然會(huì)吸附在已生成的生物纖維素凝膠上，當(dāng)其離開液體培養(yǎng)基液面后仍然能夠獲得充足的氧氣，因此能有效提高發(fā)酵的效率，縮短發(fā)酵時(shí)間。采用吹氣法能夠快速將生物纖維素凝膠與中心軸和槳葉分離，快速實(shí)現(xiàn)收獲。附圖說明附圖1是本專利技術(shù)中設(shè)備的正面剖視示意圖；附圖2是本專利技術(shù)中設(shè)備的側(cè)面剖視示意圖。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例僅用于說明本專利技術(shù)，其不應(yīng)該限制本專利技術(shù)的范圍，任何在本領(lǐng)域可以容易的作出的改變都可以被認(rèn)為在本專利技術(shù)的范圍之內(nèi)。實(shí)施例1用本專利技術(shù)的設(shè)備和方法連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠封閉培養(yǎng)基出口 3，保持氣孔4通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口 2注入70°C的熱水，開啟驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7，帶動(dòng)中心軸5及其上的槳葉6旋轉(zhuǎn)，槳葉6的外表面上設(shè)置有多個(gè)透氣孔8，中心軸上還設(shè)置有進(jìn)氣口 ；保持20分鐘后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)馬達(dá)后開啟培養(yǎng)基出口 3放出熱水，完成對設(shè)備進(jìn)行清洗和消毒；然后再封閉培養(yǎng)基出口 3，并保持氣孔4通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口 2注入滅菌后接種了生物纖維素產(chǎn)生菌的液體培養(yǎng)基至液面至少與槳葉接觸，但不超過中心軸5，開動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為20rpm開始發(fā)酵；5天后，開啟罐體艙門10，將連接有槳葉6的中心軸5從罐體上卸下，重新安裝上滅菌的、連接有槳葉的中心軸，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵；用氣泵通過替換下來的中心軸上的進(jìn)氣口 9向中心軸5和槳葉6的空心內(nèi)部吹氣，使生物纖維素凝膠與中心軸5和槳葉6分離，收獲生物纖維素凝膠。實(shí)施例2用本專利技術(shù)的設(shè)備和方法連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠封閉培養(yǎng)基出口 3，保持氣孔4通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口 2注入90°C的熱水，開啟驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7，帶動(dòng)中心軸5及其上的槳葉6旋轉(zhuǎn)，保持10分鐘后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)馬達(dá)后開啟培養(yǎng)基出口 3 放出熱水，完成對設(shè)備進(jìn)行清洗和消毒；然后再封閉培養(yǎng)基出口 3，并保持氣孔4通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口 2注入滅菌后接種了生物纖維素產(chǎn)生菌的液體培養(yǎng)基至液面至少與槳葉接觸， 但不超過中心軸5，開動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為120rpm，關(guān)閉培養(yǎng)基進(jìn)口 2，通過氣孔向罐體I內(nèi)輸送氧氣開始發(fā)酵；8天后,開啟罐體艙門10，將連接有槳葉6的中心軸5從罐體上卸下，重新安裝上滅菌的、連接有槳葉的中心軸，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵；用氣泵通過替換下來的中心軸上的進(jìn)氣口 9向中心軸5和槳葉6的空心內(nèi)部吹氣，使生物纖維素凝膠與中心軸5和槳葉6分離，收獲生物纖維素凝膠。以上所述僅是本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠的設(shè)備，其特征在于：該設(shè)備包括罐體（1）、設(shè)置在罐體（1）上部的培養(yǎng)基進(jìn)口（2）和設(shè)置在罐體底部的培養(yǎng)基出口（3）、氣孔（4）、中心軸（5）以及連接在中心軸（5）上的至少一組槳葉（6），其中每組槳葉至少包括一個(gè)葉片，中心軸（5）能夠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)槳葉（6）在罐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種連續(xù)生產(chǎn)生物纖維素凝膠的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括罐體(I)、設(shè)置在罐體(I)上部的培養(yǎng)基進(jìn)口(2)和設(shè)置在罐體底部的培養(yǎng)基出口(3)、氣孔(4)、中心軸(5)以及連接在中心軸(5)上的至少一組槳葉(6)，其中每組槳葉至少包括一個(gè)葉片，中心軸(5)能夠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)槳葉(6)在罐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于罐體(I)是夾層罐體，且設(shè)置有保溫介質(zhì)的進(jìn)口和出口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于中心軸(5)在罐體(I)外連接有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(7),通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(7)帶動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于中心軸(5)和槳葉(6)均是空心的，且槳葉(6 )的外表面上設(shè)置有多個(gè)透氣孔(8 )，中心軸(5 )上還設(shè)置有進(jìn)氣口( 9 )。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的設(shè)備，其特征在于中心軸(5)用不銹鋼制成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于槳葉(6)用聚乙烯制成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于槳葉(6)的外表面是經(jīng)過打磨的粗糙表面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于在罐體(I)的一側(cè)設(shè)置有可開啟或封閉的罐體艙門(10)，該罐體艙門(10)的大小大于一組槳葉(6)的大小。9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的設(shè)備，其特征在于連接有槳葉(6)的中心軸能夠從罐體(I)上拆卸并重新安裝。10.一種用權(quán)利要求1-6所述之一的設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素凝膠的方法，其特征在于步驟包括 1)封閉培養(yǎng)基出口(3 )，保持氣孔(4)通暢，通過培養(yǎng)基進(jìn)口( 2 )注入至少70 V的熱水，保持10-20分鐘后，開啟培養(yǎng)基出口...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘春燕，其他發(fā)明人請求不公開姓名，
申請(專利權(quán))人：海南椰國食品有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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