一种无污染零排放的植物免疫蛋白生产工艺的制作方法

1.本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种无污染零排放的植物免疫蛋白生产工艺。


背景技术：

2.生物发酵技术领域如免疫蛋白的生产过程中，会产生大量的废水。清洁生产、工业废水零排放，实现美好的生态环境一直是人们追求目标，但在实际的工业生产中，是不容易做到的，尤其是高浓度废水，需稀释后进行过滤、中和、氧化及生物化学等多种处理方法，才能将废水处理成合格的二、三类水。传统废水处理方法，加大了企业的运行成本，使之不能保证各企业自觉进行工业废水的处理，甚至有的企业甚至直接将污水排入下水道、甚至河流里。


技术实现要素：

发明内容
3.本发明要解决的技术问题是提供一种无污染零排放的植物免疫蛋白生产工艺，实施过程无废水、废气排放，可真正实现废水、废气零排放，节省了大量的污水处理投资与运营费用，并最大限度保护了环境，同时经冷凝回收的水又可重复用于发酵用水，为企业减少大量的工艺用水量。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无污染零排放的植物免疫蛋白生产工艺，包括以下步骤：a、菌种的制备；b、在发酵罐中进行菌种的发酵；c、发酵完成后进行细胞破碎、离心喷雾干燥后，得到植物免疫蛋白粉剂；在步骤c中发酵罐内的发酵液转移后对发酵罐罐内进行冲洗并通过废水储罐将废液收集，通过设置在离心喷雾干燥器出风口处的冷凝器回收冷凝水至废水储罐中。
5.本发明的有益效果如下：无污染：充分考虑了洗灌水废水、发酵污染废水和喷雾干燥冷凝水等所有废水的完全循环利用，完全彻底地做到废水的充分循环利用，在充分考虑废水的循环利用的同时，也充分考虑了废物，暨生产中发生污染的杂菌、废料培养基和喷雾残渣的回收利用。
6.零排放：充分考虑了生产中所排放废水和废物的特性及结合生产团队多年的生产实践经验，完整设计了水分的完全循环生产的保护与利用，同时也完全回收了生产中所产生的污染废料和喷雾所产生的废渣等再加工进行重复利用，所以完全可以做到植物免疫蛋白生产过程中的零排放。
7.环保型：通过生产过程中的废水和废物的循环回收和再利用，经过实践证明是完全可行的。在生产工艺上对所有与物料直接接触的水进行循环利用，减少对外排放，不但降低了因微生物灭菌不彻底对外界造成的环境污染问题，也大大降低了生产的成本，平均每
生产一批次产品，可节约用水12-15吨，一年能够节约用水3000吨。
8.下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
9.图1是本发明无污染零排放的植物免疫蛋白生产工艺的流程图。
具体实施方式
10.参见附图，本发明提供了一种无污染零排放的植物免疫蛋白生产工艺，其包括以下步骤。
11.a、菌种的制备。具体地，本实施例中使用的菌种为玉米大斑病菌。
12.具体地，用接种环刮取含有孢子的菌丝，接种到2000ml 马铃薯液体培养基内进行培养，温度为24-34℃、转速160~220rpm放入恒温摇床上培养30-54h。
13.上述的马铃薯液体培养基的配方包括：马铃薯 200 g、蔗糖 10 g和水1000 ml。马铃薯液体培养基的制备包括如下步骤：将去皮切片马铃薯400g，沸水煮20 min，用纱布将其过滤，滤液加入蔗糖20g并加水定容至2000 ml，121℃湿热灭菌30 min。
14.b、在发酵罐中进行菌种的发酵。
15.具体地，在发酵罐中进行菌种的发酵包括如下步骤：将步骤a制得的菌种加入发酵罐内进行发酵，发酵温度24-34℃，通气量1:1，发酵时间12-24h，ph值为6.8。培养基的配方通过光谱仪实时监控各营养物质浓度自动调整，保证发酵结束时各营养元素能被均衡的消耗完。培养基的配方以质量百分比计包括玉米淀粉3~4%、大豆粉1.5~2.3%、葡萄糖0.3~0.8%、蛋白胨1~2%、味精0.3~0.8%、硫酸铵0.3~0.8%、硫酸亚铁0.03~0.08%、硫酸镁0.03~0.08%、消泡剂0.3~0.8%、废水储罐中的废液50~60%，其余为水。
16.本实施例中将菌株培养液和培养基溶液按1比25 的比例接种时，经一站式发酵便可以获得菌丝健壮，生长饱满，蛋白质含量高的植物免疫蛋白发酵液。由于这一特点，采用常州三高生物技术工程设备有限公司为湘潭中微科生物工程有限公司定制的一站式发酵生产罐，当设计转速为：150rpm，通气量为：200m
³
/h，ph为 6.8时经24小时发酵即可达到生产需求的植物免疫蛋白发酵液，一站式发酵生产工艺可以节省生产成本，提高生产效率，获得更高植物免疫蛋白含量的发酵液。
17.c、发酵完成后进行细胞破碎、离心喷雾干燥后，得到植物免疫蛋白粉剂。
18.具体地，在发酵完成后将发酵液转移至3000l容积的储罐内，然后加入磷酸缓冲液和辅料。辅料按质量百分比计包括：白炭黑10%，黄腐酸30%，蛋白保护剂30%，亲水型载体（如香菇多糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等）30%。白炭黑用于提高产品细度及分散性、使物料干爽不吸潮；黄腐酸用于交联络合发酵液中的蛋白质氨基酸、使其聚合成大分子蛋白；蛋白保护剂用于保护蛋白质不被蛋白酶降解；亲水型载体用于吸附发酵液中的小分子物质，防止其随水分流失。磷酸缓冲液的ph值为6.8。
19.当加入的物料充分搅拌均匀后，进入串联的三台转速功率不同的胶体磨进行差速剪切，实现细胞破碎的目的，细胞破碎完成后进行高速离心喷雾干燥，得到植物免疫蛋白粉剂。
20.在本实施例中，采用的是廊坊市冠通机械有限公司生产的jms-180剪切胶体研磨
机，同时采用三个剪切胶体研磨机串联，采用相同的流速、相同规格，设计不同的剪切速度，分别是2500转/分、3500转/分和4500转/分的差速进行差速剪切的新工艺，这一工艺保证了发酵液剪切质量均一，剪切颗粒小，后续喷雾制备品质好等优点。
21.在步骤c中发酵罐内的发酵液转移后，对发酵罐壁进行清洗并通过废水储罐进行收集并用到下一批次的发酵中。
22.通过设置在离心喷雾干燥器出风口处设有布袋滤尘装置以实现对粉末状的植物免疫蛋白粉剂再次进行收集。在布袋滤尘装置的出风口处设有喷淋除尘装置。喷淋除尘装置的废水被收集至废水储罐内。喷淋除尘装置的气体出口处设有冷凝器，通过冷凝器回收冷凝水，回收效率可达70%。而对离心喷雾干燥塔进行清洗的废水也补被收集至废水储罐中。
23.通过将清洗发酵罐的废液、清洗离心喷雾干燥塔废水、喷淋除尘装置的废水以及废气冷凝水收集至废水储罐内，在储罐内加入少量溶菌酶，搅拌溶解反应30分钟，使其成为多糖、有机质等营养成分回收利用到下一批次的培养基中（对发酵罐壁清洗后的废液实质为生长在罐壁、搅拌螺杆等机械部位上的菌体）。
24.本发明的生产工艺，充分考虑了洗灌水废水、发酵污染废水和喷雾干燥冷凝水等所有废水的完全循环利用，完全彻底地做到废水的充分循环利用，在充分考虑废水的循环利用的同时，也充分考虑了废物及生产中发生污染的杂菌、废料培养基和喷雾残渣的回收利用。
25.整个生产过程没有化学处理，发酵液经过物理剪切和高温喷雾造粒而成，粉剂细度达到200目，加上其产品亲水易溶的特点，完全可以采用手提喷雾器进行农作物喷雾、也可以高浓度配制进行无人机喷雾进行大田作物的喷雾处理，也可以拌种处理和水溶后进行滴灌处理和浇灌处理，由于本专利所生产的产品颗粒细小，亲水易溶使产品使用友好，具有广泛的应用前景。
26.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。