本發(fā)明專利技術(shù)公開一種發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，該裝置由攪拌式反應(yīng)器部分和好氧固定化柱部分組成，兩部分通過恒流泵相連接進(jìn)行物料交換。攪拌式反應(yīng)器部分，由攪拌式反應(yīng)器、補(bǔ)料裝置、第一通氣裝置及攪拌裝置組成；好氧固定化柱部分，由固定化柱、恒溫水浴及第二通氣裝置組成。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了利用上述柱式固定化反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的工藝。本發(fā)明專利技術(shù)工藝具有γ-聚谷氨酸生產(chǎn)強(qiáng)度高、時間短、產(chǎn)物濃度高等優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，是一種有效的生產(chǎn)方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于發(fā)酵工程和過程工程
，涉及一種發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器及其工藝。
技術(shù)介紹
Y -聚谷氨酸(Y-polyglutamic acid,簡稱Y-PGA)是由微生物產(chǎn)生的一種聚氨基酸型生物高分子，它由一分子谷氨酸的Y-羧基與另一分子谷氨酸的α-氨基縮合而成，分子量可達(dá)2000kDa以上，結(jié)構(gòu)式如式(I)所示。Y-PGA具有極佳的生物可降解性、成膜性、成纖維性、可塑性、粘結(jié)性、保濕性等許多獨(dú)特的理化和生物學(xué)特性，在注重環(huán)保、強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，Y-PGA及其衍生物有十分廣闊的應(yīng)用前景，可用于化妝品、肥料增效劑、食品、分散劑、螯合劑、建筑涂料、防塵等領(lǐng)域。權(quán)利要求1.一種發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，該裝置由攪拌式反應(yīng)器部分與好氧固定化柱部分組成，兩部分通過恒流泵(3-2)相連接進(jìn)行物料交換； 攪拌式反應(yīng)器部分，由攪拌式反應(yīng)器(9)、補(bǔ)料裝置、第一通氣裝置及攪拌裝置(7)組成；攪拌裝置(7)位于攪拌式反應(yīng)器(9)內(nèi)；補(bǔ)料裝置位于攪拌式反應(yīng)器(9)外并通過恒流泵(3-1)與其連接；第一通氣裝置向攪拌式反應(yīng)器(9)內(nèi)通氣； 好氧固定化柱部分，由固定化柱(10)、恒溫水浴(13)及第二通氣裝置組成；固定化材料(11)置于固定化柱(10)中；恒溫水浴(13)與固定化柱(10)的夾套連通以控制固定化柱(10)內(nèi)部溫度；第二通氣裝置向固定化柱(10)內(nèi)通氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，所述的補(bǔ)料裝置，由恒流泵(3-1)、補(bǔ)料瓶(I)、空氣過濾器(2-1)及相互連接的管路所構(gòu)成，當(dāng)需要進(jìn)行補(bǔ)料操作時，補(bǔ)料瓶(I)通過恒流泵(3-1)將培養(yǎng)基補(bǔ)入攪拌式反應(yīng)器(9 )中，空氣過濾器(2-1)置于補(bǔ)料瓶(I)密封口處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，所述的第一通氣裝置，由空氣流量計(4-1)、空氣過濾器(2-2)、通氣進(jìn)管(8)及相互連接的管路所構(gòu)成，通入進(jìn)攪拌式反應(yīng)器(9)中的空氣，經(jīng)空氣流量計(4-1)調(diào)節(jié)流量，并經(jīng)空氣過濾器(2-2 )進(jìn)行過濾后通過通氣進(jìn)管(8 )進(jìn)入攪拌式反應(yīng)器(9 )中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，所述的固定化材料(11)經(jīng)支撐材料繞成桶狀或螺旋狀固定于固定化柱(10)中而不影響通氣與物質(zhì)交換。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，所述的固定化材料(11)為植物纖維、動物纖維或合成纖維；所述的支撐材料為耐高溫塑料、不銹鋼材料或鋁制材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，所述的第二通氣裝置由空氣流量計(4-2)、空氣過濾器(2-3)及相互連接的管路所構(gòu)成，通入固定化柱(10 )中的空氣，經(jīng)空氣流量計(4-2 )調(diào)節(jié)流量，并經(jīng)空氣過濾器(2-3 )進(jìn)行過濾后由固定化柱(10)的底部帶孔氣體分布器(12)均勻分布通入固定化柱(10)中。7.利用權(quán)利要求1所述的柱式固定化反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的工藝，其特征在于，將Y-聚谷氨酸生產(chǎn)菌枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis NX-2接入裝有滅菌發(fā)酵培養(yǎng)基的攪拌式反應(yīng)器(9)后，開啟恒流泵(3-2)實(shí)現(xiàn)攪拌式反應(yīng)器(9)和固定化柱(10)中的物質(zhì)交換，開啟恒溫水浴實(shí)現(xiàn)固定化柱(10)中的物料溫度恒定且與攪拌式反應(yīng)器(9)中的物料溫度相同，培養(yǎng)24 100h，實(shí)現(xiàn)B.subtilis NX-2在固定化材料(11)上的固定與γ-聚谷氨酸單批次固定化發(fā)酵。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用固定化反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的工藝，其特征在于，Y-聚谷氨酸單批次固定化發(fā)酵結(jié)束后，將攪拌式反應(yīng)器(9)及固定化柱(10)中的Y -聚谷氨酸發(fā)酵液全部移出，僅保留固定于固定化材料(11)中的枯草芽孢桿菌Bacillussubtilis NX-2，將新鮮滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基補(bǔ)入攪拌式反應(yīng)器(9)中，通過恒流泵(3-2)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)下一批次Y-聚谷氨酸的固定化發(fā)酵生產(chǎn)，如此循環(huán)操作，即可實(shí)現(xiàn)Y-聚谷氨酸的多批次固定化發(fā)酵生產(chǎn)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用固定化反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的工藝，其特征在于，攪拌式反應(yīng)器(9)中發(fā)酵反應(yīng)溫度為28 37°C，初始pH為6.0 7.5，通氣量為0.5 .1.5vvm，攪拌轉(zhuǎn)速為300 1000r/min ;固定化柱(10)中反應(yīng)溫度為28 37°C，初始pH為.6.0 7.5，通氣量為0.5 1.5vvmo全文摘要本專利技術(shù)公開一種發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，該裝置由攪拌式反應(yīng)器部分和好氧固定化柱部分組成，兩部分通過恒流泵相連接進(jìn)行物料交換。攪拌式反應(yīng)器部分，由攪拌式反應(yīng)器、補(bǔ)料裝置、第一通氣裝置及攪拌裝置組成；好氧固定化柱部分，由固定化柱、恒溫水浴及第二通氣裝置組成。本專利技術(shù)還公開了利用上述柱式固定化反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的工藝。本專利技術(shù)工藝具有γ-聚谷氨酸生產(chǎn)強(qiáng)度高、時間短、產(chǎn)物濃度高等優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，是一種有效的生產(chǎn)方法。文檔編號C12P13/02GK103194374SQ201310111449公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日專利技術(shù)者徐虹, 馮小海, 周哲, 雷鵬, 粱金豐, 李莎 申請人:南京工業(yè)大學(xué), 南京軒凱生物科技有限公司本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種發(fā)酵生產(chǎn)γ?聚谷氨酸的柱式固定化反應(yīng)器，其特征在于，該裝置由攪拌式反應(yīng)器部分與好氧固定化柱部分組成，兩部分通過恒流泵（3?2）相連接進(jìn)行物料交換；攪拌式反應(yīng)器部分，由攪拌式反應(yīng)器（9）、補(bǔ)料裝置、第一通氣裝置及攪拌裝置（7）組成；攪拌裝置（7）位于攪拌式反應(yīng)器（9）內(nèi)；補(bǔ)料裝置位于攪拌式反應(yīng)器（9）外并通過恒流泵（3?1）與其連接；第一通氣裝置向攪拌式反應(yīng)器（9）內(nèi)通氣；好氧固定化柱部分，由固定化柱（10）、恒溫水浴（13）及第二通氣裝置組成；固定化材料（11）置于固定化柱（10）中；恒溫水浴（13）與固定化柱（10）的夾套連通以控制固定化柱（10）內(nèi)部溫度；第二通氣裝置向固定化柱（10）內(nèi)通氣。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐虹，馮小海，周哲，雷鵬，粱金豐，李莎，
申請(專利權(quán))人：南京工業(yè)大學(xué)，南京軒凱生物科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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