CN108905240A - 一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,包括以下步骤:S1、将初步除去40%~60%发酵母液的虫草发酵液打入料液贮罐;S2、开启真空泵,向加热器、加热管通入热水或蒸汽,当真空度、温度达到预设值后,将虫草发酵液泵入真空旋转薄膜蒸发器中,加热器开启旋转、开启喷淋装置进行超低温真空连续浓缩;S3、当进料体积达到1/2~2/3时,启动气动隔膜泵自控进出物料,同时开启在线自动检测装置;每隔一定时间记录含固量、总氨基酸及PH,根据在线检测数据适度调节各浓缩工艺参数;S4、当含固量或总氨基酸或PH达到控制指标时,自动出浓缩液;S5、浓缩液经干燥、粉碎、过筛、包装即得发酵虫草菌粉成品。本发明得到的产品品质高,极大地保存了产品有效成分。

Description

一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法
技术领域
本发明涉及药品加工领域,尤其涉及一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法。
背景技术
冬虫夏草是冬虫夏草菌寄生在蝙蝠蛾幼虫上形成的菌核与子座的干燥体,是我国的名贵强壮滋补类中药材,研究表明冬虫夏草含有多种药理活性物质,包括多糖、核苷、氨基酸、糖醇、甾醇等,具有多种药理作用。在双向调节免疫力、辅助抗肿瘤、抗氧化/防衰老、抗肝损伤、抗糖尿病、降血脂等诸多方面均有显著效果。临床用量日益增大,然而,冬虫夏草仅分布于青藏高原海拔3000~5000m的高寒草甸中,其生境特殊,自然资源极其有限。加上人为过度采挖,野生冬虫夏草资源逐年减少。本公司生产的发酵虫草菌粉系采用中国医学科学院药物研究所从天然虫草中分离的菌株经发酵生产而得,经毒理、药理、化学研究,均与原分离株天然虫草化学组成、药理作用基本一致,可替代天然虫草生产虫草制品,以弥补自然资源的短缺。
人工发酵法制备冬虫夏草菌丝时,发酵结束后需将菌丝和发酵液分离,菌丝部分经浓缩后干燥粉碎。现有技术中,常用的浓缩方法有常压浓缩、真空浓缩、多效浓缩、薄膜浓缩等,但都较为复杂烦琐;而虫草菌丝体中含有多种有效成分,而很难用一种方法将之充分提取浓缩,收率较低。浓缩过程中存在细胞坏死这一现象:若浓缩过程时间过长,会造成细胞(虫草菌丝体)细胞膜受到损伤,细胞溶酶体内的各种水解酶被释放到细胞质基质中,使得细胞内其他结构的损伤进一步加重,显性表达就是腺苷含量大幅下降,细胞膜上的麦角甾醇含量降低。
目前,本公司的发酵虫草菌粉浓缩工艺为双锥干燥浓缩:将含固量≥35%的湿菌丝体从双锥加料口加入双锥干燥机内,盖好罐盖,开启搅拌,开启螺旋板冷凝器进、出冷却水,开启真空阀门。双锥干燥机夹层、轴套放尽蒸汽冷凝水后关闭旁通阀,开启自动压力控制***进入蒸汽,开启真空及蒸汽阀门进行真空干燥,夹套压力≤0.25MPa,搅拌轴压力≤0.2Mpa,真空度≤-0.04Mpa,温度50-90℃,浓缩时间为8~18h。
此工艺在生产中由于物料粘度较大,致使现有混合装置难以做到有效混合,易在圆筒内壁形成粘壁皮子层,造成局部传热效果下降,皮子层又因长期处于超温环境,致使产品腺苷及麦角甾醇含量总体水平波动较大,皮子层腺苷及麦角甾醇含量明显偏低,不得不将皮子层废弃,且生产工艺耗时耗力,生产成本较高。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,提供一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,能够提高浓缩效率,有效的稳定并提高发酵虫草菌粉的腺苷及麦角甾醇含量,提高产品收率,降低生产成本。本发明所采用的技术方案如下:
一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,包括以下步骤:
S1、将初步除去40%~60%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入料液贮罐;
S2、开启真空泵,打开进水阀通过热水/蒸汽进出口、打开加热管进水阀分别向真空旋转薄膜蒸发器内的加热器、消泡器内的加热管内通入热水或蒸汽,当超低温真空连续浓缩装置内真空度、温度达到预设值后,开启进料阀将所述虫草发酵液泵入真空旋转薄膜蒸发器中,加热器开启旋转;同时真空旋转薄膜蒸发器内的虫草发酵液泵入喷淋装置喷淋至加热管上,消泡器与喷淋装置形成第二薄膜蒸发器,进行超低温真空连续浓缩;浓缩蒸汽在真空泵的作用下进入冷凝器经过冷却水管在循环水的冷凝作用下凝结成液态水,进入回收储罐;
S3、当进料体积达到真空旋转薄膜蒸发器体积的1/2~2/3时,启动气动隔膜泵自控进出物料,同时开启在线自动检测装置;每隔一定时间记录含固量、总氨基酸及PH;根据在线检测数据适度调节真空度、加热温度、进出料量、加热器转速;
S4、当含固量或总氨基酸或PH达到控制指标时,开启出料阀出浓缩液;
S5、浓缩液经干燥、粉碎、过筛、包装即得发酵虫草菌粉成品。
本发明在真空条件下实现连续进料与连续出料,降低了物料的沸点,浓缩工艺实现管道化、连续化、自动化;解决了传统浓缩工艺中物料易干涸、过热、结垢的问题,浓缩时物料表面始终保持湿润状态;消泡器设有加热管,与喷淋装置形成第二薄膜蒸发器,与真空旋转薄膜蒸发器形成协同作用,料液浓缩时间大大缩短,提高浓缩效率与产品品质,产品质量损失小;超低温的蒸发可保存产品有效成分,产品质量高。
进一步地,步骤S1中所述初步除去40%~60%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液是指以板框或陶瓷膜过滤除去40%~60%发酵母液的虫草发酵液。
和/或步骤S1中所述虫草发酵液打入料液贮罐的的贮存温度≤20℃,贮存时间≤3h,防止虫草菌细胞水解,影响浓缩产率。
进一步地,所述加热器中心的圆筒设有搅拌装置,优选地,所述搅拌装置为与加热器中心的圆筒连通的中空结构。所述搅拌装置可以起到多个方面的作用:使真空旋转薄膜蒸发器内的料液得到均匀混合,加热器的热量也可以均匀传递到料液,同时由于搅拌作用,产生的泡沫也被大量搅破,从而大量减少了泡沫,从而提高蒸馏浓缩的质量和效率;另外,所述搅拌装置也可对料液进行加热,增加了料液的受热面积。
进一步地,所述加热管为圆柱状或螺旋管状,具有较大的表面积,可增大料液与加热管的换热面积与换热时间;和/或所述加热管在消泡器内均匀分布,保证料液受热均匀。
进一步地,所述冷凝器的冷却水管为螺旋盘管结构,增大蒸汽与冷却水的接触面积,提高换热效率。
进一步地,所述超低温真空连续浓缩为所述虫草发酵液在加热器不断旋转的作用下,不断接触旋转的加热器中心的圆筒和圆筒外周缠绕的螺旋管表面呈膜状流动而使水分受热蒸发,圆筒上设有的搅拌装置使料液得到均匀混合,加热器的热量也可以均匀传递到料液,同时由于搅拌作用,还可以将产生的大量泡沫搅破,减少物料损失;同时将虫草发酵液泵入喷淋装置化成细小的液滴喷淋至消泡器内壁的加热管上,沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发,形成二次薄膜蒸发,可以大大提高浓缩效率;蒸汽在真空泵的作用下进入冷凝器冷凝成液态水,进入回收储罐,可实现溶剂回收。
进一步地,所述在线自动检测装置包括温度传感器、在线pH检测仪、在线近红外水分及总氨基酸检测装置、真空度监测装置,多种在线自动检测装置使浓缩工艺的自动化程度高,提高了生产效率。
进一步地,还包括以下技术特征至少之一:
步骤S2中所述真空度为-0.08~-0.10MPa;
步骤S2中所述加热器转速为60~120r/min;
步骤S2中所述温度为25~50℃。
进一步地,步骤S4中所述含固量达到20~28%、或总氨基酸≥15%、或PH≥6时,自动开启出料阀出料。
进一步地,步骤S4中所出浓缩液存于分隔式料液贮罐中于≤70℃贮存,保证物料的活性。
进一步地,步骤S5中所述干燥方法为真空烘箱干燥、远红外干燥或低温真空带式连续干燥。
进一步地,所述出料阀为真空自平衡出料阀,可平衡装置内外的压力。
进一步地,步骤S5中所述发酵虫草菌粉成品的含水量≤3.5%,腺苷含量≥0.300%,麦角甾醇含量≥0.350%,本发明得到的发酵虫草菌粉成品的质量好,产品收率高,极大地保存了产品有效成分。
本发明取得的有益效果如下:
1、真空条件下实现连续进料与连续出料,降低了物料的沸点,浓缩工艺实现管道化、连续化、自动化;
2、超低温的蒸发保存了产品有效成分,可适用于高粘度热敏性物料,工作温度低,节能效益好,工艺温度在(25~50℃)可调,温度可调范围广;
3、加热管设有螺旋结构,物料层被加热管分成小单元,物料返混小,物料的浓度在有流动性的条件下不受限制;
4、具备在线浓度和pH监测功能,可根据浓度和pH监测实现自动排料;
5、解决了传统浓缩工艺中物料易干涸、过热、结垢的问题,浓缩时物料表面始终保持湿润状态,得到的产品品质高;
6、加热器设有与中心圆筒连通的搅拌装置,可在搅拌的同时对料液进行加热,使料液能够得到充分混合,热量能够均匀传递到料液,同时将加热浓缩产生的大量泡沫搅破,从而提高浓缩的质量和效率;
7、消泡器设有加热管,与喷淋装置形成第二薄膜蒸发器,与设有与中心圆筒连通的搅拌装置的真空旋转薄膜蒸发器形成协同作用,料液浓缩时间可减少20~40%,可大幅提高浓缩效率,虫草发酵液中虫草菌细胞水解低,保证发酵虫草菌产品的品质,质量损失降低;冷凝器与回收储罐配合,可实现溶剂回收;
8、本发明得到的发酵虫草菌粉成品的质量好,产品收率高,极大地保存了产品有效成分。
附图说明
图1为本发明的超低温真空连续浓缩装置的结构示意图;
图2为本发明的浓缩方法流程图;
附图标记:真空旋转薄膜蒸发器1,消泡器2,冷凝器3,回收储罐4,真空泵5,气动隔膜泵6,工控机7,料液贮罐8,分隔式料液贮罐9,加热器11,圆筒111,螺旋管112,搅拌装置113,热水/蒸汽进出口12,进水阀121,出水阀122,喷淋装置13,真空度监测装置14,温度传感器15,在线pH检测仪16,在线近红外水分及总氨基酸检测装置17,进料管18,出料管19,进料阀181,出料阀191,加热管21,加热管进水阀211,加热管出水阀212,冷却水管31。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图,对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的超低温真空连续浓缩装置,其结构如图1所示,包括真空旋转薄膜蒸发器1,消泡器2,冷凝器3,回收储罐4,真空泵5,气动隔膜泵6,工控机7,料液贮罐8,分隔式料液贮罐9。其中,真空旋转薄膜蒸发器1内设有加热器11,加热器11由中心的圆筒111和圆筒111外周缠绕的螺旋管112组成,圆筒111上还设有与之连通的搅拌装置113,可在搅拌的同时对料液进行加热,使料液能够得到充分混合,热量能够均匀传递到料液,同时将加热浓缩产生的大量泡沫搅破;打开进水阀121,加热器11通过热水/蒸汽进出口12通入热水/蒸汽进行加热,打开出水阀122,热水/蒸汽通过热水/蒸汽进出口12排出。真空旋转薄膜蒸发器1连接气动隔膜泵6,气动隔膜泵6可双向进出料液,通过进料管18将料液贮罐8内的料液送入真空旋转薄膜蒸发器1内,通过出料管19将浓缩液出料至分隔式料液贮罐9;真空旋转薄膜蒸发器1内设有在线pH检测仪16(采用PH450G四线制pH计),出料管19上设有在线近红外水分及总氨基酸检测装置17(采用HYD-8B在线红外水分仪和NR-800型在线近红外光谱分析仪),与工控机7连接,根据在线监测数据控制出料。真空旋转薄膜蒸发器1上方设有与之连通的消泡器2,消泡器2上设有真空度监测装置14(采用Y-100Z型压力表)和温度传感器15,与工控机7连接;消泡器2具有一定高度,使真空旋转薄膜蒸发器1内浓缩产生的气泡在消泡器2破灭,料液落回真空旋转薄膜蒸发器1内,降低质量损失。消泡器2上部设有喷淋装置13,与真空旋转薄膜蒸发器1通过管道连通,连通管道上设有泵,可将真空旋转薄膜蒸发器1内的料液泵入喷淋装置13喷淋至消泡器2内;消泡器2内壁设有竖直均匀分布的加热管21,可以设计成圆柱状或螺旋管状,具有较大的表面积,可增大料液与加热管21的换热面积与换热时间;加热管21内通过加热管进水阀211与加热器11同步通入热水或蒸汽,热水或蒸汽再通过加热管出水阀212排出,加热管21可与料液进行换热,因此,消泡器2与喷淋装置13形成第二薄膜蒸发器,料液通过喷淋装置13喷淋至加热管21上,沿加热管21壁呈膜状流动而进行传热和蒸发。回收储罐4上方设有两个冷凝器3,冷凝器3内设有螺旋盘管结构的冷却水管31;其中一个冷凝器3通过管道连接消泡器2,进入回收储罐4,另一个冷凝器3通过管道连接真空泵5,从真空旋转薄膜蒸发器1和消泡器2浓缩产生的蒸汽在真空泵5的作用下进入冷凝器3经过冷却水管31冷凝下来。连接真空泵5的冷凝器3还可以起到防止回收储罐4内液体倒吸的作用。所有在线检测数据并入工控机7,工控机7(TSX08CD12F8D型)采用PLC控制***,通过数字或模拟式输入/输出控制超低温真空连续浓缩装置的各种操作动作。
实施例1:
图1、2所示,本发明的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,包括以下步骤:
1)将50kg以板框初步过滤除去50%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐8,贮存温度≤20℃,贮存时间≤3h。
2)接通电源,启动工控机7控制***,控制整个装置的操作。初始设定真空旋转薄膜蒸发器1内真空度为-0.09MPa,加热器转速为80r/min,温度为50℃,开启真空泵5,打开进水阀121通过热水/蒸汽进出口12、打开加热管进水阀211分别向加热器11、加热管21内通入热水,当温度达到预设值后,开启进料阀181,将虫草发酵液泵入真空旋转薄膜蒸发器1中,加热器11开启旋转进行超低温真空连续浓缩;浓缩时虫草发酵液在加热器11不断旋转的作用下,不断接触旋转的加热器11中心的圆筒111、搅拌装置113和圆筒111外周缠绕的螺旋管112表面而使水分受热蒸发,搅拌装置113使料液能够得到充分混合,热量能够均匀传递到料液,同时将加热浓缩产生的大量泡沫搅破;同时真空旋转薄膜蒸发器1内的虫草发酵液泵入喷淋装置13喷淋至加热管21上,消泡器2与喷淋装置13形成第二薄膜蒸发器,虫草发酵液沿加热管21壁呈膜状流动而进行传热和蒸发,从而被浓缩;浓缩产生的蒸汽在真空泵5的作用下进入冷凝器3冷凝成液态水,进入回收储罐4回收。
3)当进料体积达到真空旋转薄膜蒸发器1体积的3/5时,启动气动隔膜泵6自控进出物料,使进料体积维持在3/5左右;同时开启在线自动检测装置,包括温度传感器15、在线pH检测仪16、在线近红外水分及总氨基酸检测装置17、真空度监测装置14,每隔10min记录含固量、总氨基酸及PH,根据在线检测数据适度调节真空度、进出料量、加热器转速、通过调节热水进出量和热水温度调节真空旋转薄膜蒸发器1内温度,使各数据保持在初始设定值左右。
4)当出料含固量达22%时启动出料阀191,所出浓缩液存于分隔式料液贮罐9中于50±2℃贮存。
5)浓缩液经低温真空带式连续干燥、粉碎、过筛、包装得发酵虫草菌粉成品4.53kg。
整个浓缩时间约2.5h,得到的产品品质高、质量损失少、有效成分含量高。
实施例2:
图1、2所示,本发明的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,包括以下步骤:
1)将60kg以陶瓷膜初步过滤除去55%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐8,贮存温度20℃,贮存时间2h。
2)接通电源,启动工控机7控制***,控制整个装置的操作。初始设定真空旋转薄膜蒸发器1内真空度为-0.10MPa,加热器转速为100r/min,温度为30℃,开启真空泵5,打开进水阀121通过热水/蒸汽进出口12、打开加热管进水阀211分别向加热器11、加热管21内通入热水,当温度达到预设值后,开启进料阀181,将虫草发酵液泵入真空旋转薄膜蒸发器1中,加热器11开启旋转进行超低温真空连续浓缩;浓缩时虫草发酵液在加热器11不断旋转的作用下,不断接触旋转的加热器11中心的圆筒111、搅拌装置113和圆筒111外周缠绕的螺旋管112表面而使水分受热蒸发,搅拌装置113使料液能够得到充分混合,热量能够均匀传递到料液,同时将加热浓缩产生的大量泡沫搅破;同时真空旋转薄膜蒸发器1内的虫草发酵液泵入喷淋装置13喷淋至加热管21上,消泡器2与喷淋装置13形成第二薄膜蒸发器,虫草发酵液沿加热管21壁呈膜状流动而进行传热和蒸发,从而被再次浓缩;浓缩产生的蒸汽在真空泵5的作用下进入冷凝器3冷凝成液态水,进入回收储罐4回收。
3)当进料体积达到真空旋转薄膜蒸发器1体积的2/3时,启动气动隔膜泵6自控进出物料,使进料体积维持在2/3左右;同时开启在线自动检测装置,包括温度传感器15、在线pH检测仪16、在线近红外水分及总氨基酸检测装置17、真空度监测装置14,每隔10min记录含固量、总氨基酸及PH。根据在线检测数据适度调节真空度、进出料量、加热器转速、通过调节热水进出量和热水温度调节真空旋转薄膜蒸发器1内温度,使各数据保持在初始设定值左右。
4)当出料含固量24%或总氨基酸≥15%或PH≥6时开启真空自平衡出料阀191,所出浓缩液存于分隔式料液贮罐9中于60±2℃贮存。
5)浓缩液经低温真空带式连续干燥、粉碎、过筛、包装得发酵虫草菌粉成品5.91kg。
整个浓缩时间约2.3h,得到的产品品质高、质量损失少、有效成分含量高。
实施例3:
图1、2所示,本实施例的浓缩方法,与实施例1、2类似,包括以下步骤:
1)将55kg以陶瓷膜初步过滤除去50%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐8,贮存温度15℃,贮存时间3h。
2)接通电源,启动工控机7控制***,控制整个装置的操作。初始设定真空旋转薄膜蒸发器1内真空度为-0.10MPa,加热器转速为90r/min,温度为35℃,开启真空泵5,打开进水阀121通过热水/蒸汽进出口12、打开加热管进水阀211分别向加热器11、加热管21内通入蒸汽,当温度达到预设值后,开启进料阀181,进行超低温真空连续浓缩。
3)当进料体积达到真空旋转薄膜蒸发器1体积的3/5时,启动气动隔膜泵6自控进出物料,使进料体积维持在3/5左右;同时开启各在线自动检测装置,每隔10min记录含固量、总氨基酸及PH,根据在线检测数据适度调节真空度、温度、进出料量、加热器转速,使各数据保持在初始设定值左右。
4)当出料含固量达26%或总氨基酸≥15%或PH≥6时开启真空自平衡出料阀191,所出浓缩液存于分隔式料液贮罐9中于55±2℃贮存。
5)浓缩液经低温真空带式连续干燥、粉碎、过筛、包装得发酵虫草菌粉成品4.95kg。
整个浓缩时间约2.2h,得到的产品品质高、质量损失少、有效成分含量高。
实施例4:
图1、2所示,本实施例的浓缩方法,与实施例1、2类似,包括以下步骤:
1)将65kg初步除去45%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐8,贮存温度10℃,贮存时间1h。
2)接通电源,启动工控机7控制***,控制整个装置的操作。初始设定真空旋转薄膜蒸发器1内真空度为-0.08MPa,加热器转速为70r/min,温度为45℃,开启真空泵5,打开进水阀121通过热水/蒸汽进出口12、打开加热管进水阀211分别向加热器11、加热管21内通入热水,当温度达到预设值后,开启进料阀181,进行超低温真空连续浓缩。
3)当进料体积达到真空旋转薄膜蒸发器1体积的1/2时,启动气动隔膜泵6自控进出物料,使进料体积维持在1/2左右;同时开启各在线自动检测装置,每隔10min记录含固量、总氨基酸及PH,根据在线检测数据适度调节真空度、温度、进出料量、加热器转速,使各数据保持在初始设定值左右。
4)当出料含固量达28%或总氨基酸≥15%或PH≥6时开启真空自平衡出料阀191,所出浓缩液存于分隔式料液贮罐9中于45±2℃贮存。
5)浓缩液经真空烘箱干燥、粉碎、过筛、包装得发酵虫草菌粉成品6.48kg。
整个浓缩时间约2.8h,得到的产品品质高、质量损失少、有效成分含量高。
实施例5:
图1、2所示,本实施例的浓缩方法,与实施例1、2类似,包括以下步骤:
1)将45kg初步除去60%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩设备料液贮罐,贮存温度10℃,贮存时间0.5h。
2)接通电源,启动工控机7控制***,控制整个装置的操作。初始设定真空旋转薄膜蒸发器1内真空度为-0.09MPa,加热器转速为120r/min,温度为25℃,开启真空泵5,打开进水阀121通过热水/蒸汽进出口12、打开加热管进水阀211分别向加热器11、加热管21内通入蒸汽,当温度达到预设值后,开启进料阀181,进行超低温真空连续浓缩。
3)当进料体积达到真空旋转薄膜蒸发器1体积的2/3时,启动气动隔膜泵6自控进出物料,同时开启各在线自动检测装置,每隔10min记录含固量、总氨基酸及PH,根据在线检测数据适度调节真空度、温度、进出料量、加热器转速,使各数据保持在初始设定值左右。
4)当出料含固量达20%或总氨基酸≥15%或PH≥6时开启真空自平衡出料阀191,所出浓缩液存于分隔式料液贮罐9中于≤70℃贮存。
5)浓缩液经远红外干燥、粉碎、过筛、包装得发酵虫草菌粉成品4.36kg。
整个浓缩时间约2.5h,得到的产品品质高、质量损失少、有效成分含量高。
为了考察发酵虫草菌粉的最佳浓缩工艺方法,将本发明实施例1的浓缩工艺方法与现有工艺进行了对比实验。本发明对比实验所用发酵液均为江西国药有限责任公司提供的同一罐批发酵液,按各工艺要求除去相应发酵母液或达到相应含固量要求。对比例1~7得到的浓缩液干燥方法采用与实施例1相同的方法。
对比例1:
将50kg未过滤除去发酵母液的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐8,浓缩过程各工艺参数与实施例1相同,最终得到发酵虫草菌粉成品3.85kg。整个浓缩时间约4h。
对比例2:
将50kg以板框初步过滤除去70%发酵母液的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐8,浓缩过程各工艺参数与实施例1相同,最终得到发酵虫草菌粉成品4.08kg。整个浓缩时间约2h。
对比例3:
将50kg以板框初步过滤除去50%发酵母液的虫草发酵液打入MJ-NS-03型超低温真空连续浓缩机进行浓缩,浓缩过程各工艺参数与实施例1相同,浓缩时间约为3.5h,最终得到发酵虫草菌粉成品4.03kg。
对比例4:
真空浓缩:将含固量≥35%的湿菌丝体从双锥加料口加入双锥干燥机内,盖好罐盖,开启搅拌,开启螺旋板冷凝器进、出冷却水,开启真空阀门。双锥干燥机夹层、轴套放尽蒸汽冷凝水后关闭旁通阀,开启自动压力控制***进入蒸汽,开启真空及蒸汽阀门进行真空干燥,夹套压力≤0.25MPa,搅拌轴压力≤0.2Mpa,真空度≤-0.04Mpa,温度≤70℃,浓缩时间为16h。
对比例5:
常压浓缩:将含固量≥35%的湿菌丝体加入水浴锅内,于70℃水浴浓缩,浓缩时间为24h。
对比例6:
多效浓缩:将初步除去50%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入多效浓缩设备,真空度≤-0.08Mpa,温度≤60℃,浓缩时间为6h。
对比例7:
薄膜浓缩:将初步除去50%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入薄膜浓缩设备真空度≤-0.08Mpa,温度≤60℃,浓缩时间为6h。
对比例1~7得到的浓缩液经低温真空带式连续干燥、粉碎、过筛、包装得发酵虫草菌粉成品。
实施例1~5和对比例1~7得到的发酵虫草菌粉的质量如表1所示:
表1
由以上数据可知,相较于其他对比例的方法,本发明采用超低温真空连续浓缩方法得到的发酵虫草菌粉各项指标均能达到标准,与对比例1~2相比,发现虫草发酵液中的发酵母液含量过高或过低,均不利于浓缩工艺的进行,得到的发酵虫草菌粉产品质量不高,质量也有损失;与对比例3相比,采用本发明的超低温真空连续浓缩装置,浓缩时间可缩短28%左右,且得到的产品品质高、质量损失小;与对比例4~7相比,本发明的方法不仅达到良好的干燥效果,产品中水分可达3.5%以下,腺苷及麦角甾醇含量较对比例1~7高的多,极大地保存了产品有效成分,质量好。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将初步除去40%~60%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液打入超低温真空连续浓缩装置的料液贮罐;
S2、开启真空泵,打开进水阀通过热水/蒸汽进出口、打开加热管进水阀分别向真空旋转薄膜蒸发器内的加热器、消泡器内的加热管内通入热水或蒸汽,当超低温真空连续浓缩装置内真空度、温度达到预设值后,开启进料阀将所述虫草发酵液泵入真空旋转薄膜蒸发器中,加热器开启旋转;同时真空旋转薄膜蒸发器内的虫草发酵液泵入喷淋装置喷淋至加热管上,消泡器与喷淋装置形成第二薄膜蒸发器,进行超低温真空连续浓缩;浓缩蒸汽在真空泵的作用下进入冷凝器经过冷却水管在循环水的冷凝作用下凝结成液态水,进入回收储罐;
S3、当进料体积达到加热器体积的1/2~2/3时,启动气动隔膜泵自控进出物料,同时开启在线自动检测装置;每隔一定时间记录含固量、总氨基酸及PH;根据在线检测数据适度调节真空度、加热温度、进出料量、加热器转速;
S4、当含固量或总氨基酸或PH达到控制指标时,开启出料阀出浓缩液;
S5、浓缩液经干燥、粉碎、过筛、包装即得发酵虫草菌粉成品。
2.根据权利要求1所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,步骤S1中所述初步除去40%~60%发酵母液的待浓缩的虫草发酵液是指以板框或陶瓷膜过滤除去40%~60%发酵母液的虫草发酵液,和/或步骤S1中所述虫草发酵液打入料液贮罐的的贮存温度≤20℃,贮存时间≤3h。
3.根据权利要求1或2所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,所述加热器由中心的圆筒和圆筒外周缠绕的螺旋管组成,中心的圆筒设有搅拌装置,所述搅拌装置为与加热器中心的圆筒连通的中空结构。
4.根据权利要求3所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,所述加热管为圆柱状或螺旋管状,和/或所述加热管在消泡器内均匀分布。
5.根据权利要求4所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,所述超低温真空连续浓缩为所述虫草发酵液在加热器不断旋转的作用下,不断接触旋转的加热器中心的圆筒、搅拌装置和圆筒外周缠绕的螺旋管表面呈膜状流动而使水分受热蒸发,圆筒上设有的搅拌装置使料液得到均匀混合,加热器的热量均匀传递到料液,将产生的大量泡沫搅破;同时将虫草发酵液泵入喷淋装置化成液滴喷淋至消泡器内壁的加热管上,沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发,形成二次薄膜蒸发;蒸汽在真空泵的作用下进入冷凝器冷凝成液态水,进入回收储罐。
6.根据权利要求5所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,所述在线自动检测装置包括在线pH检测仪、在线近红外水分及总氨基酸检测装置、真空度监测装置。
7.根据权利要求6所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,还包括以下技术特征至少之一:
步骤S2中所述真空度为-0.08~-0.10MPa;
步骤S2中所述加热器转速为60~120r/min;
步骤S2中所述温度为25~50℃。
8.根据权利要求7所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,步骤S4中所述含固量达到20~28%、或总氨基酸≥15%、或PH≥6时,自动开启出料阀出料。
9.根据权利要求8所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,步骤S4中所出浓缩液存于分隔式料液贮罐中于≤70℃贮存;步骤S5中所述干燥方法为真空烘箱干燥、远红外干燥或低温真空带式连续干燥。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发酵虫草菌粉生产过程中的浓缩方法,其特征在于,步骤S5中所述发酵虫草菌粉成品的含水量≤3.5%,腺苷含量≥0.300%,麦角甾醇含量≥0.350%。
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