[发明专利]微生物菌剂的清洁高效生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物菌剂的清洁高效生产方法，属于发酵工程领域。

背景技术

微生物菌剂是指以一种或多种微生物菌株经过一系列发酵及后加工工艺而得到的微生物活菌及其代谢产物。其剂型有液体、粉状或颗粒。主要发酵方法为固体发酵和液体发酵。主要用途有：用作药品、饲料添加剂、农作物杀虫剂，用于农作物防病增产、生态环境保护和污染防治。其中环保微生物菌剂广泛用于养殖水体改良、生活垃圾处理、畜禽粪便无害化处理、工业、生活污水脱氮除磷和COD的降解等。

众所周知，由于固体发酵很难实行自动化，所以劳动强度大，生产效率低，产物很难避免感染杂菌。液体发酵是指营养基质悬浮或溶解在水中的发酵方式，易于自动化和大规模生产，生产效率高，生产流程可以标准化控制，产品质量稳定，可以生产不含杂菌的医药级微生物菌剂。采用液体发酵微生物菌剂是目前行业发展的大趋势。但是，液体发酵后的产物如以水剂做为产品形态，存在着产品保质期短、包装和运输费用高等问题。目前一般是将发酵液经一系列工艺处理后，得到粉剂的产品。主要工艺有：1、离心法：用高速离心机将菌体离下后，加入载体混匀后干燥粉碎。此工艺的缺点是不但会对菌体造成损伤，代谢产物如酶等活性物质也无法同时获取。2、沉淀法：发酵液加絮凝剂或调节pH值利用等电点沉淀法沉淀菌体，菌体沉淀后，去上清液，菌泥加入载体混匀后干燥粉碎。此工艺的缺点是易引起杂菌污染，并且如果添加絮凝剂，会使菌粉中残留絮凝剂形成污染，菌剂的使用范围受限。等电点沉淀法上清液残留的菌体和代谢物较多。3、过滤法：微孔滤膜过滤是近几年新发展起来的一种微生物细胞收集方法，用微孔滤膜过滤后，收集菌泥，菌泥加入载体混匀后干燥粉碎。此工艺的缺点是处理成本高，滤膜易堵塞，影响处理效率。并且代谢产物同样不能有效收集。4、喷雾干燥：发酵液直接喷雾干燥，得到菌粉。此工艺的缺点是能耗特别大，菌活性低。除喷雾干燥外，其他工艺还都存在产物提取后的废水处理困难的问题。

本公司的发明专利：生物活性蒙脱石粉的制备方法及其作为动物饲料添加剂的应用(专利申请号：201110042591.5)涉及到液体发酵产物的提取方法的优化，但只针对用于饲料添加的产品，吸附剂也仅限于蒙脱石粉。

公开号为CN101554204A，名称为一种发酵乳酸杆菌制剂的发明专利中，应用矿物载体沸石粉提高乳酸菌的生物活性，但是属于发酵后加入。

以多孔、微孔材料做为活性污泥载体处理污水，目前应用较多，如《水工业工程设计手册》(聂梅生，1999年9月，P644-653。)中提及将活性炭作为微生物载体，利用其优异的吸附性能，使轻度污染废水中的有机物质进行富集浓缩以达到微生物生长代谢的基质件件，通过自然驯化形成微生物体系。但将活性炭、沸石等用于微生物菌剂的发酵生产，提高培养基质的利用率，在国内文献中还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于改进现有液体发酵工艺产物提取难度大，能耗高的问题；本发明的目的还在于降低发酵废水中有机物的含量，降低发酵废水处理费用，或者获取产物后，直接回用于产品的发酵生产，使发酵废水零排放；本发明的目的还在于通过加入矿物载体，提高培养基质的利用率，提高单位体积发酵液的菌含量；本发明的目的还在于所获得产品不但含有微生物活菌体，还有细菌素、酶等代谢产物，提高产品的使用价值。

利用本发明的工艺生产微生物制剂，具有以下优点：

1、单位体积内菌含量提高30％以上，产物得率高。

2、菌体和代谢产物吸附到载体上，形成团粒，可快速自然沉淀。

3、培养基的营养物质利用率高，上清液废水有机物含量降低70％以上。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

1、制作种子液。种子液的制取采用常规的逐级扩大培养，种子液的量为发酵培养基体积的1-10％。

所述菌种包括细菌和酵母菌，如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、粘乳产碱杆菌、裂腈无色杆菌、杀鲑气单胞菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、啤酒酵母等，包括但不限于以上举例菌种。

2、发酵系统空消。按常规方法对空气过滤系统和发酵罐进行高温消毒。

3、配制发酵培养基，培养基的成分根据菌种的不同，包括但不限于以下成分中的一种或多种，如蛋白胨、酵母浸粉、牛肉浸膏、玉米浆、硫酸铵、氯化铵、硝酸钾、尿素、淀粉、葡萄糖、蔗糖、乳糖、水苏糖、糖蜜、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、醋酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铵、硫酸亚铁、硫酸锰、硼酸、钼酸钠、硫酸锌、硫酸铜等。

按培养基体积的0.01-1％加入消泡剂。