專利名稱：廢菌體制作的納米生物顆粒及其生產方法和應用以及所用的納米級菌體破碎機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對發酵廢菌體處理而得到的抽提物或納米顆粒，本發明同時涉及得到該抽提物或納米顆粒的生產方法以及實施該方法所用的納米級物料破碎機。本發明還涉及該抽提物或納米顆粒在生產抗生素及食品產品發酵中的應用。
背景技術：
在生產抗生素及食品產品發酵中使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物即發酵廢菌體，是指發酵藥廠的抗生素廢菌體，例如青霉素廢菌絲、土霉素廢菌絲、頭孢霉素廢菌體、鏈霉素廢菌絲、林可廢菌絲、慶大霉素廢菌體等等；還有發酵藥廠的維生素C廢菌體，例如假單孢菌、蠟狀芽孢桿菌；味精廠的發酵廢菌體，例如短棒桿菌；啤酒廠的廢菌體，例如啤酒酵母等等。目前，這些廢菌體一部分是做飼料，另一部分放入地溝，其再回收利用的價值沒有得到充分發揮，給環境造成了很大污染，其對人類潛在的危害正在逐漸暴露出來，例如已經出現了含青霉素的肉、蛋、奶等。

發明內容
本發明的目的在于提供一種廢菌體制作的納米生物顆粒，所要解決的技術問題是使該納米生物顆粒具有應用價值，在生產抗生素及食品產品發酵中能替代糧食作原料，還能修補微生物細胞中不健康的細胞器，從而為上述廢菌體尋求一種回收后再充分利用的途徑，進而消除廢菌體對環境造成的污染及對人類的危害。
為此，本發明的另一個目的是提供該納米生物顆粒的生產方法和應用。為實施該生產方法，本發明的再一個目的是提供所用的納米級菌體破碎機。
為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案一種廢菌體制作的納米生物顆粒，其技術方案是所用原料的重量配比為廢菌體1份，清水2～9份，所制得的顆粒的平均直徑不大于100納米，其中，廢菌體為生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物。上述所用的廢菌體若為調味品行業生產用的廢菌體，則上述配方中還應加入由麥芽根1份、清水6～8份制得的含5′-磷酸二酯酶的清液。
上述技術方案中，廢菌體可以為青霉素廢菌絲、土霉素廢菌絲、頭孢霉素廢菌體、鏈霉素廢菌絲、林可廢菌體、慶大霉素廢菌體、假單孢菌、蠟狀芽孢桿菌、短棒桿菌、啤酒酵母中的其中一種。
上述納米生物顆粒的生產方法包括以下步驟①對廢菌體進行處理采用生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物作為廢菌體原料，取廢菌體1份，加清水2～9份，攪拌，配制成乳狀液，過40～80目篩，除去大雜物，除去砂石、金屬物等，存放于自然室溫，待用。上述所用的廢菌體若為調味品行業生產用的廢菌體，則再繼續進行深層處理另取麥芽根1份，加清水6～8份，在4～10℃溫度下抽提(浸出)，經10～22小時后濾掉固形物，取清液將其倒入上述存放于自然溫度下的乳狀液中，調pH值至4.5～6，在65～75℃溫度下分解3～5小時，待用。②納米生物顆粒的制作采用納米級菌體破碎機，把廢菌體的上述乳狀液倒入破碎機的物料口內，乳狀液在輸液管受冷卻后經高壓泵出兩股射流，這兩股射流對射后的射流體進入破碎機的呈環形腔體的破碎室內，并與破碎室的起碰撞壁作用的內壁碰撞，破碎物從破碎機的排出口排出即得納米生物顆粒，上述的兩股射流其溫度為-10～-40℃，射流壓力均為300～2000kg/cm2(其合力為600～4000kg/cm2)。經測定，所得納米顆粒粒度(或顆粒的平均直徑)不大于100納米。設備的生產能力為20～4000升/小時。)上述技術方案中，使乳狀液在輸液管受冷卻的方法是將輸液管通過液態二氧化碳冷卻器的冷卻室；所采用的高壓泵為柱塞式高壓泵。
實現納米生物顆粒的生產方法所用的納米級菌體破碎機，具有動力源、高壓泵、輸液管，其技術方案是它還具有機殼、與機殼密封固定連接的各連通一個輸液管的兩個噴嘴體、其內壁作為碰撞壁的套體、將輸液管內的物料(乳狀液)進行冷卻的物料冷卻器，兩個噴嘴體以其噴嘴形成射流對射的方式相對設置，在與兩個噴嘴體的噴頭對應位置上述套體安裝于機殼內，兩個噴嘴體的噴頭的外側壁與套體的作為碰撞壁的內壁之間形成環形腔體的破碎室，上述形成射流對射的兩個噴嘴體的噴嘴之間具有對射后的射流體進入破碎室與破碎室的內壁碰撞的間隙通道，機殼上的排出口與破碎室相連通。
上述技術方案中，上述兩個噴嘴體的噴嘴之間的距離最好是可以調節的，兩個噴嘴體與機殼螺紋連接，兩個噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩之間的距離大于套體的長度。上述環形腔體的破碎室可以為圓環形腔體的破碎室，套體可以為圓柱體形，安裝于機殼內的套體與機殼的內壁可以間隙配合或固定連接，二者固定連接可以采用螺紋連接。當兩個噴嘴體與機殼螺紋連接時，兩個噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩之間的距離大于套體的長度，軸肩還可以不與套體的兩端面接觸，排出口可以位于破碎室的端部一側，排出口通過該側噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩與套體的一個端面之間的通道，與破碎室相連通。上述兩個噴嘴體的噴嘴形狀可以為喇叭口形，物料冷卻器可以為液態二氧化碳冷卻器。
以上所述的納米生物顆粒是在生產抗生素及食品產品發酵中的應用。
本發明的納米生物顆粒具有以下特點①在發酵中能替代糧食作原料。該納米生物顆粒取代除淀粉外的糧食作原料占所替代糧食的百分數可達50％～100％，一般情況下取代糧食作原料占的百分數是50％。在取代糧食之前，先將原料配方配好，之后與其它原料一起使用。②能修補微生物細胞中不健康的細胞器。本發明選用活力強廢菌體制作成納米生物顆粒，使用滲透壓技術，靠滲透壓差，把納米生物顆粒輸入活體菌體細胞中，可自然修補微生物不健康細胞器。③為活菌體細胞提供營養。由于納米顆粒很小，其粒度與氨基酸、維生素、微量元素、嘌呤、嘧啶的幾何尺寸相當，它作為營養物質，活菌體細胞可以作為營養成分吸收，參與活菌體細胞代謝。
以下為本發明的納米生物顆粒應用行業及產品1、抗生素行業的產品青霉素、鏈霉素、土霉素、四環素、慶大霉素、林可霉素、先鋒霉素、頭孢霉素等等，節約糧食1/2，提高效價0-6％，可以消除該行業的廢菌環境污染。
2、調味品行業的產品醬油、味精等等，使特級醬油縮短發酵期3/4。
3、制酒行業的產品啤酒、白酒、果酒等，在啤酒生產中提高α-氨基氮，增加大米輔料；可將白酒催熟。
4、維生素行業可提高Vc產酸率2-5％，提高VB12得率5-10％。
綜上所述，本發明的納米生物顆粒具有應用價值，為上述廢菌體尋求了一種回收后再充分利用的途徑，不但消除了廢菌體對環境造成的污染及對人類的危害，而且提高了企業的經濟效益。


圖1為本發明的納米級菌體破碎機一個實施例的結構示意圖。
圖2為本發明的納米級菌體破碎機另一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1利用廢菌體生產納米生物顆粒的方法，它包括以下步驟①對廢菌體進行處理采用生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物作為廢菌體原料，取10千克的土霉素廢菌絲(或青霉素廢菌絲、頭孢霉素廢菌體、鏈霉素廢菌絲、林可廢菌體、慶大霉素廢菌體、假單孢菌、蠟狀芽孢桿菌)，加清水80千克，攪拌，配制成乳狀液，過40目篩，除去大雜物，除去砂石、金屬物等，存放于自然室溫，待用，②納米生物顆粒的制作開動納米級菌體破碎機，把廢菌體的上述乳狀液倒入所述破碎機的物料口內，乳狀液在輸液管受冷卻后經高壓泵出兩股射流，這兩股射流對射后的射流體進入破碎機的呈環形腔體的破碎室內，并與破碎室的起碰撞壁作用的內壁碰撞，破碎物從破碎機的排出口排出即得納米生物顆粒，在常溫下將其儲存。上述的兩股射流采用液態二氧化碳冷卻器冷卻，其溫度為-20℃，射流壓力為1000kg/cm2。經測定，所得納米顆粒粒度(或顆粒的平均直徑)為50nm。將其用于土霉素的生產。
實施例2利用廢菌體生產納米生物顆粒的方法，它包括以下步驟①對廢菌體進行處理采用生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物作為廢菌體原料，取10千克的啤酒酵母(或短棒桿菌)，加清水75千克，攪拌，配制成乳狀液，過40目篩，除去大雜物，除去砂石、金屬物等，存放于自然室溫，待用。上述所用的廢菌體為調味品行業生產用的廢菌體，需再繼續進行深層處理另取重量份數為1的麥芽根，加入清水7千克，在4℃溫度下抽提(浸出)，經20小時后濾掉固形物，取清液(內含5′-磷酸二酯酶)將其倒入上述存放于自然溫度下的乳狀液中，調pH值至5.3，在70℃溫度下分解4小時，待用。②納米生物顆粒的制作開動納米級菌體破碎機，把廢菌體的上述乳狀液倒入所述破碎機的物料口內，乳狀液在輸液管受冷卻后經高壓泵出兩股射流，這兩股射流對射后的射流體進入破碎機的呈環形腔體的破碎室內，并與破碎室的起碰撞壁作用的內壁碰撞，破碎物從破碎機的排出口排出即得納米生物顆粒，在常溫下將其儲存。上述的兩股射流采用液態二氧化碳冷卻器冷卻，其溫度為-20℃，射流壓力為1500kg/cm2。經測定，所得納米顆粒粒度(或顆粒的平均直徑)為40nm。將其用于醬油的生產。
實施例3以下詳述納米級菌體破碎機的技術方案。如圖1所示，納米級菌體破碎機具有機座11、動力源(電動機)12、高壓泵10、兩個輸液管8、機殼2、與機殼密封固定連接的各連通一個輸液管的兩個噴嘴體1和5、其內壁作為碰撞壁的圓柱體形套體(圓筒)3、分別將兩個輸液管內的物料進行冷卻的兩個物料冷卻器9。機殼2具有一個圓形通孔，其兩端帶有內螺紋，噴嘴體1(和噴嘴體5)具有與機殼2的連接部分(此部分帶有外螺紋)、噴頭1a(和噴頭5a)、位于噴頭另一側的安裝用六邊擰頭及用于與輸液管連接的帶有外螺紋的連接頭。兩個噴嘴體1、5均具有一個圓形軸向通孔，用以傳輸射流。兩個噴嘴體的噴嘴1b、5b形狀為喇叭口形(即其直徑由里向外逐漸變大的圓臺形)，噴嘴也可以采用(直射式)圓孔形。兩個噴嘴體1、5以其噴嘴1b、5b形成射流對射的方式相對設置，在與兩個噴嘴體的噴頭1a、5a對應位置，上述套體3安裝于機殼2內。兩個噴嘴體的噴頭1a、5a的外側壁與套體3的作為碰撞壁的內壁之間形成圓環形腔體的破碎室7，上述形成射流對射的兩個噴嘴體的噴嘴1b、5b之間具有對射后的射流體進入破碎室7與破碎室的內壁碰撞的間隙通道6，機殼2上的排出口4與破碎室7相連通。安裝于機殼2內的套體3與機殼2的內壁間隙配合，機殼2與套體3間隙配合時二者的間隙可以達到0.5毫米，當射流壓力較小時可使套體產生高頻振蕩，以利于納米顆粒的形成。上述兩個噴嘴體的噴嘴1b、5b之間的距離是可以調節的，兩個噴嘴體1、5與機殼2螺紋連接。兩個噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩之間的距離大于套體3的長度，軸肩不與套體3的兩端面接觸，從而便于(旋轉兩個或一個噴嘴體)調節兩個噴嘴體的噴嘴1b、5b之間的相對距離，達到調節納米顆粒粒度大小的目的。排出口4位于破碎室7的端部一側，排出口4通過該側噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩與套體3的一個端面之間的通道，與破碎室7相連通。排出口可以為兩個帶內螺紋的圓孔。物料冷卻器9為液態二氧化碳冷卻器。高壓泵10可選用三柱式柱塞泵，其參數見附表1。如圖2所示，安裝于機殼2內的套體3與機殼2的內壁還可以固定連接，二者可以采用螺紋連接，當射流壓力較大時采用機殼與套體固定連接的方式，其它結構可以同上。開動納米級菌體破碎機，把廢菌體的上述乳狀液倒入所述破碎機的物料口10a內，乳狀液在輸液管受冷卻后經高壓泵出兩股射流，這兩股射流對射后的射流體進入破碎機的呈環形腔體的破碎室內，并與破碎室的起碰撞壁作用的內壁碰撞，破碎物從破碎機的排出口排出即得納米生物顆粒。
附表1

實施例4以上所述的納米生物顆粒是在生產抗生素及食品產品發酵中應用。即土霉素廢菌絲制作的納米生物顆粒在土霉素生產中應用，青霉素廢菌絲制作的納米生物顆粒在青霉素生產中應用，其它依此類推。
以下為本發明在土霉素生產中的應用(1)在土霉素生產中，原配方為水600毫升、淀粉180克、大豆粉24克、磷酸二氫鉀0.96克、硫酸銨16.8克、碳酸鈣16.8克、玉米漿8毫升、氯化鈉6克、酶0.18克。發酵終了平均效價值為21733.3，其總億值為517.2。采用本發明的納米生物顆粒，完全取代原配方中的大豆粉，即在原配方中去掉24克大豆粉，加36克由土霉素廢菌絲制作的納米生物顆粒。發酵終了平均效價值為21400，其總億值為531.36。由上述分析可知，在土霉素生產中，采用本發明的納米生物顆粒后按新配方得到的總億值大于按原配方得到的總億值，新配方優于原配方，即本發明的納米生物顆粒產生了顯著效果。(2)另在土霉素生產中，原配方為水400毫升、淀粉120克、硫酸銨11.2克、氯化鈉4克、碳酸鈣11.2克、大豆粉16克、磷酸二氫鉀0.64克、玉米漿4毫升、酶0.12克。發酵終了平均效價值為20867，其總億值為486.201。采用本發明的納米生物顆粒，完全取代原配方中的玉米漿，即在原配方中去掉4毫升玉米漿，加7克由土霉素廢菌絲制作的納米生物顆粒。發酵終了平均效價值為21978，其總億值為512.087。由上述分析可知，在土霉素生產中，采用本發明的納米生物顆粒后按新配方得到的總億值大于按原配方得到的總億值，新配方優于原配方，即本發明的納米生物顆粒產生了顯著效果。
本發明的納米生物顆粒取代除淀粉外的糧食作原料占所替代糧食的百分數可達50％～100％。從廣義上講，它替代糧食后應將原來使用的配方中糧食占的量再提高10％～30％。
權利要求
1.一種廢菌體制作的納米生物顆粒，其特征在于所用原料的重量配比為廢菌體1份，清水2～9份，所制得的顆粒的平均直徑不大于100納米，其中，廢菌體為生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物，上述所用的廢菌體若為調味品行業生產用的廢菌體，則上述配方中還應加入由麥芽根1份、清水6～8份制得的含5′-磷酸二酯酶的清液。
2.根據權利要求1所述的納米生物顆粒，其特征在于上述廢菌體可以為青霉素廢菌絲、土霉素廢菌絲、頭孢霉素廢菌體、鏈霉素廢菌絲、林可廢菌體、慶大霉素廢菌體、假單孢菌、蠟狀芽孢桿菌、短棒桿菌、啤酒酵母中的其中一種。
3.一種權利要求1所述的納米生物顆粒的生產方法，其特征在于它包括以下步驟①對廢菌體進行處理采用生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物作為廢菌體原料，取廢菌體1份，加清水2～9份，攪拌，配制成乳狀液，過40～80目篩，除去大雜物，存放于自然室溫，待用，上述所用的廢菌體若為調味品行業生產用的廢菌體，則再繼續進行深層處理另取麥芽根1份，加清水6～8份，在4～10℃溫度下抽提，經10～22小時后濾掉固形物，取清液將其倒入上述存放于自然溫度下的乳狀液中，調pH值至4.5～6，在65～75℃溫度下分解3～5小時，待用；②納米生物顆粒的制作采用納米級菌體破碎機，把廢菌體的上述乳狀液倒入破碎機的物料口內，乳狀液在輸液管受冷卻后經高壓泵出兩股射流，這兩股射流對射后的射流體進入破碎機的呈環形腔體的破碎室內，并與破碎室的起碰撞壁作用的內壁碰撞，破碎物從破碎機的排出口排出即得納米生物顆粒，上述的兩股射流其溫度為-10～-40℃，射流壓力均為300～2000kg/cm2。
4.根據權利要求3所述的納米生物顆粒的生產方法，其特征在于上述使乳狀液在輸液管受冷卻的方法是將輸液管通過液態二氧化碳冷卻器的冷卻室；所采用的高壓泵為柱塞式高壓泵。
5.實現權利要求3所述的納米生物顆粒的生產方法所用的納米級菌體破碎機，具有動力源、高壓泵、輸液管，其特征在于它還具有機殼(2)、與機殼密封固定連接的各連通一個輸液管的兩個噴嘴體(1、5)、其內壁作為碰撞壁的套體(3)、將輸液管內的物料進行冷卻的物料冷卻器(9)，兩個噴嘴體(1、5)以其噴嘴(1b、5b)形成射流對射的方式相對設置，在與兩個噴嘴體的噴頭(1a、5a)對應位置上述套體(3)安裝于機殼(2)內，兩個噴嘴體的噴頭(1a、5a)的外側壁與套體(3)的作為碰撞壁的內壁之間形成環形腔體的破碎室(7)，上述形成射流對射的兩個噴嘴體的噴嘴(1b、5b)之間具有對射后的射流體進入破碎室(7)與破碎室的內壁碰撞的間隙通道(6)，機殼(2)上的排出口(4)與破碎室(7)相連通。
6.根據權利要求5所述的破碎機，其特征在于上述兩個噴嘴體的噴嘴(1b、5b)之間的距離是可以調節的，兩個噴嘴體(1、5)與機殼(2)螺紋連接，兩個噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩之間的距離大于套體(3)的長度。
7.根據權利要求5所述的破碎機，其特征在于上述環形腔體的破碎室(7)為圓環形腔體的破碎室，套體(3)為圓柱體形，安裝于機殼(2)內的套體(3)與機殼(2)的內壁間隙配合或固定連接，二者固定連接可以采用螺紋連接。
8.根據權利要求7所述的破碎機，其特征在于上述兩個噴嘴體的噴嘴(1b、5b)之間的距離是可以調節的，兩個噴嘴體(1、5)與機殼(2)螺紋連接，兩個噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩之間的距離大于套體(3)的長度，軸肩不與套體(3)的兩端面接觸，排出口(4)位于破碎室(7)的端部一側，排出口(4)通過該側噴嘴體的其與機殼的連接部分和噴頭的結合處形成的軸肩與套體(3)的一個端面之間的通道，與破碎室(7)相連通。
9.根據權利要求4所述的破碎機，其特征在于上述兩個噴嘴體的噴嘴(1b、5b)形狀為喇叭口形，物料冷卻器(9)為液態二氧化碳冷卻器。
10.權利要求1～4中所述的任一項的納米生物顆粒在生產抗生素及食品產品發酵中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種廢菌體制作的納米生物顆粒及其生產方法和應用，以及所用的納米級菌體破碎機。生產生物顆粒用的原料重量配比為廢菌體1份，清水2～9份，所制得的顆粒的平均直徑不大于100納米，其中，廢菌體為生產抗生素及食品產品發酵使用的微生物在發酵終了產生的廢微生物。所用的廢菌體若為調味品行業生產用的廢菌體，則上述配方中還應加入由麥芽根1份、清水6～8份制得的含5′－磷酸二酯酶的清液。本發明的納米生物顆粒具有應用價值，在發酵中能替代糧食作原料，能修補微生物細胞中不健康的細胞器，從而為廢菌體尋求了一種回收后再充分利用的途徑，進而消除了廢菌體對環境造成的污染及對人類的危害，提高了企業的經濟效益。
文檔編號A23L1/23GK1528526SQ0314332
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月29日 優先權日2003年9月29日
發明者姚洪文, 張芬菊, 姚飛 申請人:姚洪文