一种脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺，脂肽发酵配料液中除酵母膏外的原料经过配料罐(1)稀释，经循环泵(2)打入粗过滤器(3)，控制压力0.15～0.2兆帕，初滤液自然流入换热器(4)，控制初滤液流出温度80℃，加热后的初滤液自然流入恒温罐(5)，恒温后的液体经过循环泵(6)打入膜过滤器(7)，膜过滤后的滤液流入冷却器(8)，冷却后的膜滤液经管线直接进入发酵罐(10)；脂肽发酵配料液中的原料酵母膏稀释5倍后，经过高温灭菌罐(9)灭菌，冷却至发酵温度35℃直接进入发酵罐(10)。本发明实现了脂肽表面活性剂发酵废液的回收利用，实现脂肽表面活性剂发酵生产过程中的零污水排放。
【专利说明】一种脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺。
【背景技术】
[0002]发酵配料液及物料灭菌是生物、医药、食品加工等行业应用最广泛的工艺方法。传统的工业灭菌方法主要有间歇高温灭菌法，连续高温瞬时灭菌法。但是对于中小发酵型企业，尤其是小型企业上述两种方法都存在着能耗高，操作费用高的缺点。脂肽是近几年研发的新型表面活性剂，在医药、石油化工等领域有着广泛的应用价值，脂肽的生产为微生物发酵法，现在发酵浓度在0.5~2.4g/L，发酵液处理方式主要有酸沉离心法、有机溶剂萃取蒸馏法，酸沉离心法最为经济实用，但是由于发酵浓度极低，产生的发酵废液处理成本很高，制约着脂肽的发酵生产。
【发明内容】
[0003]为了克服中小型企业发酵液灭菌能耗高，尤其是脂肽表面活性剂发酵配料液灭菌及发酵废液回收的难题，本发明提供了一种膜过滤低温灭菌工艺。该工艺不仅能够起到传统灭菌方法所能达到的灭菌效果，而且能够大大降低灭菌能耗，并实现脂肽表面活性剂发酵废液的回收，降低生产成本。
[0004]本发明公开了一种脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺，该工艺包括以下两大部分:A.发酵配料液(有机氮源除外)膜过滤低温灭菌部分。其中包括:发酵液配料罐、高压泵、粗滤器、换热器、恒温罐、膜过滤器、冷却器几个环节；B.有机氮源等大分子有机物高浓、高温灭菌部分。与现有技术相比，该发明克服了中小型发酵工厂发酵配料液灭菌能耗高，不能连续灭菌的缺陷；解决了脂肽表面活性剂发酵废液处理难的问题，实现了脂肽表面活性剂发酵废液的回收利用，节省了原料，实现脂肽表面活性剂发酵生产过程中的零污水排放。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在工艺设计上由配料罐、循环泵、粗滤过滤器、螺旋板换热器、膜过滤器、恒温罐、冷却器、连接管线等组合而成，通过管线将配料罐、循环泵、粗滤过滤器、螺旋板换热器、粗滤液储罐、循环泵、膜过滤器、冷却器连接，构成一个闭路循环的系统，料液的进入和滤出液的流出是连续进行的。当料液进入恒温罐，循环泵将料液以一定压力打入膜过滤器，滤出液沿着膜组件的垂直方向流出，经冷却器冷却后进入发酵罐，整个处理过程是连续进行的，而且是在全封闭的环境下完成的。高温灭菌罐经管线与发酵罐直接相连，与超滤液管线独立。
[0006]本发明的脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺包括采用粗滤器是基于除去发酵配料液中的大颗粒杂质；采用螺旋板换热器是基于对物料加热，一方面除去配料液中不耐温的杂菌微生物，一方面是为了后续恒温罐和膜过滤物料提供温度；采用恒温罐是基于为杀灭不耐温的杂菌提供灭菌时间，并作为膜过滤液的暂储罐；采用的膜过滤系统中的微滤或超滤膜的孔径为0.01~0.2微米，材料为有机或无机材质，操作压力为0.2~0.5兆帕，操作温度为5~90°C ;采用的冷却器是为了给滤液降温，已达到发酵生产的温度；高分子有机氮源物料采用高压灭菌罐高浓度高温灭菌以充分杀灭有机物中感染的杂菌。
[0007]本发明的有益效果是，实现了膜过滤代替传统高热灭菌的方法，并在系统上解决了中小型发酵企业，尤其是脂肽表面活性剂发酵生产中的不能连续灭菌，灭菌能耗高，发酵废液处理成本高的难题，提高了劳动生产率，运行操作管理方便，可广泛应用于发酵浓度低的发酵产品的物料灭菌中。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明实例的生产工艺流程简图。
【具体实施方式】
[0009]以下实施例将结合附图对本发明做进一步的说明。
[0010]如图1所示，脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺装置由配料罐⑴、循环泵(2)、粗过滤器(3)、换热器(4)、恒温罐(5)、循环泵(6)、膜过滤器(7)、冷却器(8)、高温灭菌罐(9)、发酵罐(10)组合而成。实施本发明，高分子有机氮源经过高温灭菌罐(9)高浓度高压灭菌后打入发酵罐(10);剩余物料于配料罐(I)配料溶解后，由循环泵(2)打入粗过滤器(3)，初滤液经换热器(4)加热后进入恒温罐(5)，恒温后的物料经循环泵(6)打入膜过滤器(7)，滤液经冷却器冷却后直接入发酵罐(10)。随着料液在整个工艺装置中运行，粗过滤器和膜过滤器的压差越来越大，当压差达到一定数值时，系统完成一个批次的工作。
[0011]实例I
[0012]脂肽发酵配料液除酵母膏外的糖及无机盐等经过配料罐(I)稀释，使脂肽发酵液配方中各组分达到所需浓度，脂肽发酵液配方如下:葡萄糖2%，NaNO30.2%, NH4Cl0.3%,K2HPO4 ? 3H200.3%，NaH2PO4 ? 2H201 %，MgSO4.7H200.02%，酵母膏 0.2%,MnCl2.4H202ppm。搅拌溶解，经循环泵(2)打入粗过滤器(3)，控制压力0.15~0.2兆帕，初滤液自然流入换热器(4)，控制初滤液流速，控制初滤液流出温度80°C，加热后的初滤液自然流入恒温罐(5)，控制流速以使液体在恒温罐(5)中的停留时间为30min，恒温后的液体经过循环泵(6)打入膜过滤器(7)，膜过滤后的滤液自然流入冷却器(8)，控制冷却器冷却水的流速，使膜滤出液的温度降为35°C，冷却后的膜滤液经管线直接进入发酵罐(10);脂肽发酵配料液中的原料酵母膏稀释5倍后，经过高温灭菌罐(9)灭菌，灭菌温度120°C，灭菌时间20min，冷却至发酵温度35°C直接进入发酵罐(10)。整个过程中未在膜过滤后的冷却液中检测到杂菌，系统运转良好。
[0013]实例2
[0014]脂肽发酵液用硫酸调节pHl~2，使有效成分脂肽结晶析出，静置，使脂肽沉淀至容器底部，上层为不含或含有少量脂肽的上清液。上清液打入配料罐(1)，调节pH7.5~8.0，补入适量的碳源和无机盐，使脂肽发酵液中各组分达到以下含量:葡萄糖2 %，NaNO30.2%，NH4Cl，K2HPO4 ? 3H200.3%，NaH2PO4.2H201 %，MgSO4.7H200.02%，酵母膏 0.2%,MnCl2.4H202ppm,再次调节pH7.5~8.0，搅拌溶解，经循环泵(2)打入粗过滤器(3)，控制压力0.15~0.2兆帕，初滤液自然流入换热器(4)，控制初滤液流速，控制初滤液流出温度80°C，加热后的初滤液自然流入恒温罐(5)，控制流速以使液体在恒温罐(5)中的停留时间为30min，恒温后的液体经过循环泵(6)打入膜过滤器(7)，膜过滤后的滤液自然流入冷却器(8)，控制冷却器冷却水的流速，使膜滤出液的温度降为35°C，冷却后的膜滤液经管线直接进入发酵罐(10);脂肽发酵配料液中的原料酵母膏稀释5倍后，经过高温灭菌罐(9)灭菌，灭菌温度120°C，灭菌时间20min，冷却至发酵温度35°C直接进入发酵罐(10)。整个过程中未在膜过滤后的冷却液中检测到`杂菌，系统运转良好。
【权利要求】
1.一种脂肽表面活性剂发酵配料液膜过滤低温灭菌工艺，其特征在于，包括如下步骤: 脂肽发酵配料液中除酵母膏外的原料经过配料罐(I)稀释，稀释后脂肽发酵液配方如下:葡萄糖 2 %，NaNO30.2 %，NH4Cl，K2HPO4.3H200.3 %，NaH2PO4 ? 2H201 %，MgSO4 ?7H200.02 %，酵母膏0.2%，MnCl2*4H202ppm;搅拌溶解，经循环泵⑵打入粗过滤器(3)，控制压力 0.15~0.2兆帕，初滤液自然流入换热器(4)，控制初滤液流出温度80°C，加热后的初滤液自然流入恒温罐(5)，控制流速以使液体在恒温罐(5)中的停留时间为30min，恒温后的液体经过循环泵(6)打入膜过滤器(7)，膜过滤后的滤液流入冷却器(8)，控制冷却器冷却水的流速，使膜滤出液的温度降为35°C，冷却后的膜滤液经管线直接进入发酵罐(10);脂肽发酵配料液中的原料酵母膏稀释5倍后，经过高温灭菌罐(9)灭菌，灭菌温度120°C，灭菌时间20min，冷却至发酵温度35°C直接进入发酵罐(10)。
【文档编号】A61L2/04GK103611174SQ201310476818
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】曲红涛, 陈亮 申请人:北京市捷博特能源技术有限公司