枯草芽孢杆菌粉剂生产工艺研究范文

1实验方法

生产基本流程：枯草芽孢杆菌发酵液→蝶片式自动排渣分离机→菌泥与菌体载体按比例混匀→高效沸腾干燥机烘干→万能粉碎机粉碎。

1.1蝶片式自动排渣分离机的参数设定首先设定进入碟片式分离机的流速分别为200、400、600、800、1000L/h，通过平板计数法[8]测定上清液中菌数确定流速。待流速确定之后设定排渣时间分别为4、6、8、10、12min，利用平板计数法测定上清液（废液）中残留的菌落数确定排渣时间。

1.2菌泥与载体的比例确定设定载体与菌泥的混合比例为1∶1，2∶1，3∶1，4∶1（重量比），烘干后测定回收率。烘干条件为50℃，直至烘干。回收率的计算方式为：首先将离心后的菌泥混合均匀，测定菌泥中单位菌落数（cfu/g），乘上重量就是菌泥的总菌数。然后按比例混合均匀，烘干后测定成品单位菌落数，乘上成品重量就是成品总的菌数。两者之比就是回收率。通过测定混合后水分[9]与烘干后活菌的回收率，确定最佳的混合比例，以确保在最短的时间内得到最高的活菌回收率[10]。

1.3高效沸腾干燥机参数设定热空气的进风温度直接影响着烘干时间和活菌回收率。设定进风温度在50、70、90、110℃，通过测定烘干后活菌的回收率，确定最佳的进风温度。活菌回收率的计算方法同1.3.2。

2结果

2.1蝶片式自动排渣分离机参数实验结果从图1可以看出进入离心机的流量在200L/h时，上清液中残留的菌数为0.24亿cfu/mL，当进入离心机的流量在400L/h时，上清液中残留的菌数为1.09亿cfu/mL。虽然400L/h离心时废液中残留的菌数很大，但是考虑占发酵液（发酵液为180亿cfu/mL）中菌数的比重、离心所需时间、工人成本以及耗电量等问题，最终确定流量为400L/h。从图2可以看到，在流速（400L/h）恒定的前提下发酵液进入离心机，排渣时间为4min时，废液中残留的菌数为0.09亿cfu/mL，当排渣时间为6min时，上清液中残留的菌体为0.89亿cfu/mL。虽然排渣时间为4min时，废液中菌体数量最少，但是分离出来的菌泥含水量很大，给后续混合，烘干带来很大的负担。排渣时间为6min时，废液中有0.89亿cfu/mL的菌体，但是相比发酵液母液180亿cfu/mL的量来讲，其比重是很小的。考虑到烘干时成本以及混合时用载体的量等多种因素，确定排渣时间为6min。综合两组实验确定离心机的参数为：进入离心机的流量为400L/h，排渣时间为6min。

2.2菌泥与载体的混合比例实验结果从图3可以看出载体与菌泥的混合比例为2∶1，也就是载体的比例为66.7%时，菌泥与载体混合后水分为60%，活菌回收率最高为67.2%。因此选择混合比例2∶1作为最佳的混合条件。按照常规认为，载体比例越大，水分含量越少，烘干所需的时间就越少，菌体的回收率越大，但是实际上并不这样。分析如下：水份太高时，烘干时间太长，芽孢经历的烘干时间长，所以成活率偏低。而水分太小时，高温直接接触芽孢，没有水分挥发时带来的降温保护作用，反而死亡率升高。

2.3沸腾干燥参数的确定从图4可以看到，热空气进风温度分别为50℃和70℃时，烘干时间分别为4h和3h，活菌回收率分别为67%和64%，而到进风温度为90℃时回收率急剧下降，说明这个时候的芽孢对温度还是很敏感。50℃和70℃的回收率差异不大，但是机器多运转一个小时所消耗的能源很高。综合能耗，人工等情况选择70℃烘干3h作为烘干条件。烘干后产品经过粉碎机粉碎，再经过混合机混合就可以变成成品包装了。

3讨论

通过本次研究，探索了发酵液离心，菌泥与载体混合比例，以及烘干温度控制等方面的内容。虽然试验时有最优的实验结果，但是在生产实践中，还要考虑生产能力和投入产出比等实际问题。经过比较实验我们筛选出的生产条件为：发酵液进入离心机流量为400L/h，离心机排渣时间为6min，离心出的菌泥与载体混合比例为1∶2，烘干时沸腾干燥机的进风温度为70℃，烘3h。按照这个参数进行生产时，发酵液中菌体转移到产品中的比例为68.2%。通过这个中试试验我们摸索了规模化生产中的一些经验，也意识到了自己的不足。市场需求量巨大。因此下一阶段我们的工作就是探索如何能够进一步的扩大产能，提高回收率和提高生产效率。

作者：马光友 宋慧敏 熊玥 平泉瑞 刘俐君 刘宁政 邓学兵 单位：南京日升昌生物技术有限公司 江苏省兽药饲料检验所 达州市动物疫病预防控制中心 南京市江宁区人民政府东山街道办事处