[发明专利]一种γ-氨基丁酸的制备方法及其发酵装置

权利要求书

1.一种γ-氨基丁酸的发酵装置，其包括罐体，其特征在于，还包括用于促进发酵物发酵的搅拌机构；所述搅拌机构包括：旋转组件，其包括同轴设置于罐体内部的搅拌轴；所述搅拌轴能够在该位置处周向转动；所述搅拌轴的内部中空形成有注气通道，并且搅拌轴侧壁上沿圆周方向均匀贯穿设置有活动槽；偏摆组件，其包括沿圆周方向均匀设于搅拌轴外侧的搅拌杆，以及轴向滑动设置在注气通道内部的活动板；所述搅拌杆包括卡设在活动槽内部的卡接部，以及搅拌部；所述卡接部与活动槽活动密封配合，并且仅能在搅拌轴径向平面上转动；所述活动板与卡接部之间通过传动件连接，能在所述活动板轴向移动时，带动所述卡接部转动；所述偏摆组件还包括能在活动板轴向移动时提供阻尼的第一复位弹簧；

注气组件，用于间歇式向注气通道的内部注气。

2.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述卡接部呈圆柱状，搅拌部呈杆状，所述活动槽包括与卡接部的周面贴合的第一贴合面，以及与卡接部的端面贴合的第二贴合面。

3.根据权利要求2所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述传动件包括铰接杆，所述铰接杆铰接设置在所述卡接部位于注气通道内部的端面上，并且铰接杆的另一端延伸与活动板顶部铰接。

4.根据权利要求3所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述搅拌杆的内部中空，其中，所述卡接部的内部形成有柱形腔，卡接部的侧壁设置有与柱形腔连通的进气孔，所述搅拌部的内部形成有条形腔，且搅拌部靠近搅拌轴一侧均匀设置有与条形腔连通的出气微孔。

5.根据权利要求4所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述搅拌部靠近搅拌轴的一侧与搅拌轴外壁相互适配。

6.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述搅拌轴的顶端延伸至罐体顶部连接有驱动源。

7.根据权利要求5所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述注气组件包括气体发生件以及驱动件；所述气体发生件包括固定在罐体顶部的负压箱、水平滑动设置在负压箱内部的活塞、垂直设置在活塞靠近搅拌轴一侧的活动杆，以及设置在负压箱远离搅拌轴一端的进气管与出气管；所述活动杆远离活塞的一端延伸至负压箱一端固定连接有按压板，所述进气管和出气管上分别设置有第一单向阀与第二单向阀，所述出气管远离负压箱的一端通过旋转接头与搅拌轴连接，所述出气管与注气通道连接；所述驱动件用于驱动按压板在水平方向左右移动。

8.根据权利要求7所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，所述驱动件包括固定在搅拌轴上的凸轮，在搅拌轴转动时，所述凸轮能够推动按压板向靠近负压箱一侧移动，所述驱动件还包括在所述按压板靠近负压箱一侧移动时提供阻尼的第二复位弹簧。

9.根据权利要求8所述的γ-氨基丁酸的发酵装置，其特征在于，还包括排气机构，所述排气机构用于排放罐体内部的空气；所述排气机构包括隔筒，所述隔筒设置在注气通道顶部，以将注气通道分割形成有环形排气腔，所述环形排气腔的一端位于罐体内部，环形排气腔的另一端位于罐体顶部，位于罐体内的环形腔一侧的搅拌轴上均匀设置有第一排气孔，位于罐体顶部的环形腔一侧的搅拌轴上均匀设置有第二排气孔，并且第二排气孔上设置有封堵件，所述封堵件包括位于第二排气孔处的封堵球，以及在封堵球向远离排气孔一侧移动时提供阻尼的第三复位弹簧。

10.基于权利要求9所述γ-氨基丁酸的发酵装置的γ-氨基丁酸的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将经过培养的γ-氨基丁酸生产菌株接种到发酵培养基中，并导入罐体1中，进行有氧、厌氧两段组合发酵，第一阶段为好氧发酵阶段，控制pH5.5～6.0后，启动驱动源，使得旋转组件中的搅拌轴2转动带动偏摆组件中的搅拌杆2周向转动对发酵物进行搅拌；并使得注气组件间隙式向注气通道内部注气，带动偏摆组件中的搅拌杆2上下偏转并排出气体，在此过程中，维持溶氧浓度为60～90％，温度控制在30～32℃，好氧培养10～20小时，当细胞浓度达到15～30时，进行第二阶段厌氧发酵，关闭驱动源，使得罐体1内部形成密封，厌氧培养直至发酵结束，厌氧阶段温度控制在35～38℃，发酵40～50小时，得到γ-氨基丁酸。