一种提高聚苹果酸发酵产量的方法及设备与流程

1.本发明涉及高聚苹果酸发酵制备，具体涉及一种提高聚苹果酸发酵产量的方法及设备。


背景技术：

2.聚苹果酸是以苹果酸为唯一单体的均聚高分子聚合物，属于聚酯类聚合物。聚苹果酸结构中悬挂有可修饰的羧基，使其可作为一种分子基质与天然配体或合成配体发生特异性作用，而制得聚苹果酸酯等衍生物，这为新材料研究提供了素材，并可得到大量具有特殊功能的新聚合物。研究发现聚苹果酸具有良好的水溶性、可化学衍生性、可降解性、可再生性、生物安全性等特点。在生物制药领域，聚苹果酸可作为微胶囊材料及药物载体。聚苹果酸具有较大的溶水性和吸水性，可以作为吸水材料使用，也可以用作化妆产品。聚苹果酸对一些生物物质(如豌豆、土豆、蛋清蛋白等)的蛋白酶和某些微生物的dna聚合酶有抑制作用，可阻止某些生物的生长、繁殖。因此也可作为包装材料应用于食品生产加工。
3.目前，聚苹果酸的生产主要有化学合成法和微生物发酵法两种，生物途径制备的聚苹果酸主要是通过微生物发酵合成，生物合成聚苹果酸具有突出的优点，通过微生物发酵，产物均为β型、产物分子量高、生产条件温和、生成产物纯度较高，但是到目前为止，有关溶解氧影响聚苹果酸发酵的研究都集中在恒定搅拌转速上。事实上，出芽短梗霉细胞的生长和聚苹果酸的生物合成对溶解氧的需求可能会有所差异，因此，在发酵过程中仅始终保持恒定转速可能难以解决不同培养阶段需要不同溶氧水平的矛盾，造成发酵周期长，产率低，生产成本高的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种提高聚苹果酸发酵产量的方法，包括如下步骤：
5.步骤一，将菌株活化培养后，制得种子液；
6.步骤二，将种子液量接于发酵设备中进行发酵培养；
7.步骤三，通过将摆动发酵设备便于实现种子液混合发酵。
8.一种提高聚苹果酸发酵产量的设备，发酵设备包括底座，所述底座上对称安装有两个支架，其中一个支架上固定安装有电机，两个所述支架之间设有发酵箱体，所述发酵箱体的端部安装有轴体，所述轴体安装在两支架之间，所述轴体靠近电机的一侧固定有延长杆，所述电机上安装有带动延长杆摆动的摇臂。
9.进一步地，所述箱体的横截面为扇形结构，所述箱体两侧的斜面上均设有开口，所述开口上配合安装有端盖。
10.进一步地，所述箱体内侧顶部设有凸起结构，所述凸起结构的两侧均设有第一导流板，所述第一导流板靠近凸起结构的一侧转动安装有第二导流板，所述第二导流板的一侧边与箱体的内侧底面接触。
11.进一步地，所述凸起结构内设有腔室，其中，所述腔室主要由相对分布的第一扇形腔体和第二扇形腔体构成，第一扇形腔体和第二扇形腔体之间设有圆柱形槽体，所述第一扇形腔体和第二扇形腔体之间通过圆柱形槽体连通，所述第一扇形腔体位于第二扇形腔体上侧，所述第一扇形腔体的两侧分别通过第二进气通道和第二排气通道与发酵箱体的内部连通，所述第二扇形腔体的两侧分别通过第一进气通道和第一排气通道与发酵箱体的外部连通，其中，所述第一进气通道、第一排气通道、第二进气通道和第二排气通道均不相互连通，所述第一进气通道和第二排气通道位于同一侧，所述第一排气通道和第二进气通道位于同一侧，所述第一进气通道、第一排气通道、第二进气通道和第二排气通道内均安装有单向阀。
12.进一步地，所述腔室内安装有进气组件，所述进气组件将第一扇形腔体和第二扇形腔体分割成四个腔体。
13.进一步地，所述进气组件包括锤体、套管和销杆，所述销杆的外侧面上设有限位块，所述套管的内壁上设有第二弧形槽，所述套管套接在销杆的外侧，同时限位块与第二弧形槽配合安装，其中，所述限位块与第二弧形槽的一侧面之间安装有复位弹簧，所述套管内堆成开有两个第一弧形槽，所述第一弧形槽的两端均与套管外侧连通，所述第一弧形槽内安装有单向阀，所述锤体包括金属块和管体，所述管体的周侧面上设有两个沿管体轴线对称的金属块，所述金属块的两侧开有贯穿管体的通槽，所述管体套接在套管外侧，所述管体以及内部安装的套管和销杆配合安装在圆柱形槽体内。
14.进一步地，所述销杆的两端固定在发酵箱体的侧壁上，所述套管的外侧面上设有沿其轴线分布的限位凸棱，金属块的内侧设有与限位凸棱配合的限位槽。
15.进一步地，位于两个所述金属块一侧的腔体通过第一弧形槽
16.本发明具有以下有益效果：
17.1、本发明发酵箱体的内侧顶部设有凸起结构，使得发酵箱体内部形成u性的存储腔，在发酵箱体摆动的过程中，培养液在重力的作用下在发酵箱体的u性的存储腔内左右晃动，晃动的过程中底层的培养液沿第一导流板和第二导流板，向上运动，便于实现底层培养液与上层空气接触，提高培养液的含氧量，从而便于好样培养菌的繁衍。
18.2、本发明设有的锤体保持竖直状态，设有的凸起结构在摆动的过程中，改变安装的腔室内锤体两侧空间体积的变化，从而达到进出气的效果，便于实现发酵箱体内部气体与发酵箱体外部的气体交换，从而满足微生物发酵过程中氧气的需求量。
19.3、本发明外部空气经过长通道进入发酵箱体的内部，从而实现余热，降低发酵箱体内部温度变化幅度，便于适合培养菌的生长。
20.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的整体剖面结构示意图；
24.图3为本发明的图2的a处放大结构示意图；
25.图4为本发明的发酵箱体倾斜剖面结构示意图；
26.图5为本发明的图4的b处放大结构示意图；
27.图6为本发明的发酵箱体倾斜剖面结构示意图；
28.图7为本发明的图6的c处放大结构示意图；
29.图8为本发明的底座结构示意图；
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、底座；2、支架；3、电机；31、摇臂；4、发酵箱体；41、凸起结构；411、腔室；43、第一导流板；44、第二导流板；45、第一进气通道；46、第一排气通道；47、第二进气通道；48、第二排气通道；5、端盖；6、轴体；61、延长杆；7、锤体；71、金属块；72、管体；73、通槽；8、套管；81、第一弧形槽；82、第二弧形槽；9、销杆；10、单向阀。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
33.实施例1：
34.一种提高聚苹果酸发酵产量的方法，
35.步骤一，将菌株活化培养后，制得种子液；
36.步骤二，将种子液量接于发酵设备中进行发酵培养；
37.步骤三，通过将摆动发酵设备便于实现种子液混合发酵。
38.实施例2：
39.一种提高聚苹果酸发酵产量的设备，发酵设备包括底座1，底座1上对称安装有两个支架2，其中一个支架2上固定安装有电机3，两个支架2之间设有发酵箱体4，发酵箱体4的端部安装有轴体6，轴体6安装在两支架2之间，轴体6靠近电机3的一侧固定有延长杆61，电机3上安装有带动延长杆61摆动的摇臂31。
40.发酵箱体4的横截面为扇形结构，发酵箱体4两侧的斜面上均设有开口，开口上配合安装有端盖5。
41.发酵箱体4内侧顶部设有凸起结构41，凸起结构41的两侧均设有第一导流板43，第一导流板43靠近凸起结构41的一侧转动安装有第二导流板44，第二导流板44的一侧边与发酵箱体4的内侧底面接触。
42.凸起结构41内设有腔室411，其中，腔室411主要由相对分布的第一扇形腔体和第二扇形腔体构成，第一扇形腔体和第二扇形腔体之间设有圆柱形槽体，第一扇形腔体和第二扇形腔体之间通过圆柱形槽体连通，第一扇形腔体位于第二扇形腔体上侧，第一扇形腔体的两侧分别通过第二进气通道47和第二排气通道48与发酵箱体4的内部连通，第二扇形腔体的两侧分别通过第一进气通道45和第一排气通道46与发酵箱体4的外部连通，其中，第
一进气通道45、第一排气通道46、第二进气通道47和第二排气通道48均不相互连通，第一进气通道45和第二排气通道48位于同一侧，第一排气通道46和第二进气通道47位于同一侧，第一进气通道45、第一排气通道46、第二进气通道47和第二排气通道48内均安装有单向阀10。
43.腔室411内安装有进气组件，进气组件将第一扇形腔体和第二扇形腔体分割成四个腔体。
44.进气组件包括锤体7、套管8和销杆9，销杆9的外侧面上设有限位块，套管8的内壁上设有第二弧形槽82，套管8套接在销杆9的外侧，同时限位块与第二弧形槽82配合安装，其中，限位块与第二弧形槽82的一侧面之间安装有复位弹簧，套管8内堆成开有两个第一弧形槽81，第一弧形槽81的两端均与套管8外侧连通，第一弧形槽81内安装有单向阀10，锤体7包括金属块71和管体72，管体72的周侧面上设有两个沿管体72轴线对称的金属块71，金属块71的两侧开有贯穿管体72的通槽73，管体72套接在套管8外侧，管体72以及内部安装的套管8和销杆9配合安装在圆柱形槽体内。
45.销杆9的两端固定在发酵箱体4的侧壁上，套管8的外侧面上设有沿其轴线分布的限位凸棱，金属块71的内侧设有与限位凸棱配合的限位槽。
46.位于两个金属块71一侧的腔体通过第一弧形槽81。
47.在使用的过程中，启动电机3，通过电机3带动摇臂31以及延长杆61转动，转动的延长杆61带动轴体6以及轴体6上安装的发酵箱体4摆动；
48.由于发酵箱体4的内侧顶部设有凸起结构41，使得发酵箱体4内部形成u性的存储腔，在发酵箱体4摆动的过程中，培养液在重力的作用下在发酵箱体4的u性的存储腔内左右晃动，晃动的过程中底层的培养液沿第一导流板43和第二导流板44，向上运动，便于实现底层培养液与上层空气接触，提高培养液的含氧量，从而便于好样培养菌的繁衍；
49.在设有的发酵箱体4如图4所示，向左侧摆动时，设有的锤体7保持竖直状态，设有的套管8在销杆9的外侧面上设有的限位块以及复位弹簧的作用下不发生转动，锤体7相对于套管8发生转动，转动的套管8将两个第一弧形槽81的一端口封闭，实现构成的四个腔体互不连通，第一扇形腔体的左侧腔体被压缩，将第一扇形腔体的左侧腔体内部空气推动第二排气通道48中单向阀10打开，实现空气进入发酵箱体4内部，第一扇形腔体的右侧腔体增大，同时发酵箱体4的右侧空腔被压缩，实现发酵箱体4的右侧空腔废气推动第二进气通道47内单向阀10打开，实现废气进入第一扇形腔体右侧，便于实现发酵箱体4内部气体的更换，设有的第二扇形腔体的左侧腔体增大，在负压力作用下第一进气通道45内单向阀10打开，发酵箱体4外部空气进入第二扇形腔体的左侧，同时第二扇形腔体的右侧被压缩，第二扇形腔体的右侧气体推动第一排气通道46内单向阀10打开，实现第二扇形腔体的右侧气体排出发酵箱体4外部；
50.在设有的发酵箱体4如图6所示，向左侧摆动时，由于套管8的外侧面上设有沿其轴线分布的限位凸棱，金属块71的内侧设有与限位凸棱配合的限位槽，处于竖直状态的锤体7推动套管8压缩复位弹簧，从而绕销杆9转动，从而实现位于金属块71一侧的腔体通过第一弧形槽81连通，第一扇形腔体左侧空间增大，第二扇形腔体左侧空间压缩，实现第二扇形腔体左侧空间内部的新鲜空气推动安装在第一弧形槽81内的单向阀10打开进入第一扇形腔体左侧空间内，同时设有的第一进气通道45和第二排气通道48中单向阀10关闭；同时第一
扇形腔体右侧空间减小，第二扇形腔体右侧空间增大，从而实现第二扇形腔体右侧的废气推动安装在另一第一弧形槽81内的单向阀10打开进入第一扇形腔体右侧空间内，便于下次排出。
51.另外外部空气经过长通道进入发酵箱体4的内部，从而实现余热，降低发酵箱体4内部温度变化幅度，便于适合培养菌的生长。
52.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。