專利名稱：一種微生物固定化載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及醫(yī)藥、食品中的微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用 于糖蜜或淀粉等糖質(zhì)原料酒精酵母發(fā)酵的微生物固定化載體。
背景技術(shù)：
在醫(yī)藥、食品發(fā)酵過程中使用載體固定化微生物，可提高反應(yīng)器中微生 物的濃度，從而提高反應(yīng)器的處理效率。但現(xiàn)有載體經(jīng)常使用塊狀(球狀)
或蜂窩狀，且載體厚度大，據(jù)文獻報道(1995年第2期江蘇食品與發(fā)酵，"膜 狀固定化載體JF-3研制及其應(yīng)用")營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣很難進入到載體3mm以 下的內(nèi)部，故營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣不能進入載體內(nèi)部深處，致使載體內(nèi)細胞只能 在載體表層附近生長，生物量相對較少，直接影響固定化酵母細胞發(fā)酵效果。 而將載體制作的過薄，則影響了載體的強度，降低了使用壽命，載體在實際 使用中難以應(yīng)用。
對微生物載體的空間結(jié)構(gòu)進行設(shè)計是近來微生物固定化領(lǐng)域備受關(guān)注的 一個發(fā)展方向，它能改善固定化體系內(nèi)微生物的發(fā)酵性能。在多孔載體的設(shè) 計與制備中，載體的材質(zhì)選擇、表面結(jié)構(gòu)設(shè)計、比表面積大小直接影響到負 載微生物性能效果的好壞及載體成本的高低，也是載體的處理效果和推廣應(yīng) 用程度的關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)中的固定化微生物載體目前主要以塊狀或蜂窩狀為 主，材質(zhì)主要以海藻酸鈉、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等材料為主，它存在價格 昂貴、生物活性差和抗化學(xué)、熱穩(wěn)定性差等問題，因而其應(yīng)用受到一定限制。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種可控的多孔微生物固定化載體，這種載 體具有良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時具有良好的親水性和微生物親和性、比表面積 大、易再生以及成本低的特點。
本實用新型的多孔微生物固定化載體(主要用于糖蜜或淀粉等糖質(zhì)原料 酒精發(fā)酵過程)，是一種均勻吸附了含酵母凝膠的海綿狀或纖維狀結(jié)構(gòu)材料， 具體結(jié)構(gòu)為用片狀的高分子樹脂做為多孔載體基片，由該基片組合成一個立體形狀的載體(圓柱體、正方體或長方體等)，可一次成型或通過卡環(huán)固定 基片。
本實用新型的有益效果是-
1. 載體構(gòu)型經(jīng)過特殊設(shè)計，具有更大的比表面積，從而與發(fā)酵液接觸更 加充分。
2. 有利于載體周圍流速差的產(chǎn)生，實現(xiàn)對微生物及固體懸浮顆粒的捕獲。 該載體比表面積較大，不但可以使載體基片表面吸附生長大量的微生物，而 且由于發(fā)酵液流經(jīng)載體的過程中存在發(fā)酵液和顆粒的流速差，也會將發(fā)酵液 中的懸浮固體顆粒捕獲聚集在載體表面，隨著捕獲過程的不斷積累和微生物 的不斷生長、富集，有利于微生物的繁殖，增加了微生物濃度，可以提高載 體的處理效率，降低生產(chǎn)成本。
3. 本固定化載體由于采用海綿、橡膠或化學(xué)纖維材料制成，材料孔道豐 富、吸附性能好，且不易被微生物分解，使用壽命長。
4. 本固定化載體在發(fā)酵中遇到雜菌感染、機械故障、或水電受阻時對載 體清洗除雜菌及活化等工作比現(xiàn)有技術(shù)更方便。


圖1是本實用新型的多孔微生物固定化載體的整體外形圖； 圖2是本實用新型的多孔微生物固定化載體的整體外形圖； 圖3是本實用新型的多孔微生物固定化載體的整體外形圖。
具體實施方式
本實用新型的多孔微生物固定化載體是用片狀的高分子樹脂做為多孔載 體基片，由該基片1組合成一個立體形狀的載體，通過卡環(huán)2(圖中的虛線部 分)固定基片，并控制基片間距，從而控制載體比表面積。
具體制作步驟如下
1)選用吸附性能好，易于規(guī)模化加工的高分子樹脂一次成型形成如圖1 至圖3的多孔載體；通過改變模具間葉片間距，從而控制載體比表面積，得 到不同微生物負載量的多孔載體。
上述多孔載體可以是圓柱體、球體、立方體、長方體等，其中以圓柱體 效果最佳。其構(gòu)成材料是開孔海綿橡膠、開孔膠乳海綿或化學(xué)纖維材料。多孔載體基片形狀可以是正方形，長方形，其中以長方形為最佳。
圖1所示的是圓柱體多孔微生物載體，長方形基片長100~500mm，寬 100~500mm，厚度l~5mm，基片外間距2~50mm;其空隙率可以在50% 85% 之間調(diào)整，從而整個圓柱體多孔載體的直徑可以是110~510mm，高 110~510mm，其中壁厚10mm。
圖2所示是長方體多孔微生物載體，選用高分子樹脂一次成型。多孔長 方形基片長100~500mm,寬100~500mm,厚度l~5mm,基片外間距2 50mm。 其空隙率可以在50%~85%之間調(diào)整，從而整個長方體多孔載體的長、寬、高 分別可以是110 510mm、 110~510mm、 110~510mm，其中壁厚10mm。
圖3所示是立方體多孔微生物載體，將單獨生產(chǎn)多孔正方形基片組裝在 一起，通過卡環(huán)控制基片間距。多孔正方形基片邊長100~500mm,厚度 1 5rnrn，基片外間距2 50mm。其空隙率可以在50%~85%之間調(diào)整，從而整 個立方體多孔載體的邊長可以是110 510mm，其中壁厚10mm。
權(quán)利要求1、一種多孔微生物載體，其特征在于用片狀的高分子樹脂做為多孔載體基片，由該基片組合成一個立體形狀的載體，可一次成型或通過卡環(huán)固定基片成立體形狀。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多孔微生物固定化載體，其特征在于所述多孔載 體是圓柱體、立方體或長方體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多孔微生物固定化載體，其特征在于基片長100 500rnrn，寬100-5OOmm，厚度1 5mm，基片外間距2 50mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多孔微生物固定化載體，其特征在于圓柱體、立 方體、長方體多孔載體的直徑是110~510mm，長110~510mm，寬U0 510mm， 高110 510mm,其中壁厚10mm。
專利摘要本實用新型是一種多孔微生物固定化載體。它是將無毒，易于規(guī)?；庸さ母叻肿訕渲ㄟ^模具一次成型，或者將不同形狀的多孔載體基片通過卡環(huán)控制基片間距組裝形成的多孔載體。多孔載體的外形可以是圓柱體，立方體、長方體等。載體材料可以是開孔海綿橡膠、開孔膠乳海綿或化學(xué)纖維材料，如PVC、UPVC、乙烯醇系纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維等易加工耐腐蝕的材料，也可以是廢棄回收利用的這些材料。本實用新型用于固定化酵母并可通過卡環(huán)控制基片間距，得到不同微生物負載量的多孔載體，同時采用易加工耐腐蝕材料，可以提高載體的使用壽命，降低生產(chǎn)及產(chǎn)品成本；該載體還具有比表面積大、價格低廉的特點。
文檔編號C12N11/00GK201220944SQ2008200810
公開日2009年4月15日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者關(guān)乃佳, 孫曉紅, 朱紹偉, 章福祥, 耿長江, 燦 趙, 鄭春明, 鐘元俊, 陶耀佳 申請人:南開大學(xué)云南研究院