[发明专利]动态发酵制备核壳结构细菌纤维素复合材料的装置及方法

权利要求书

1.一种动态发酵制备核壳结构细菌纤维素复合材料的装置，该装置包括：

发酵培养容器和设置在发酵培养容器中的两个滚筒和两块加热导流板；

两个滚筒的转轴两端分别与所述发酵培养容器的内壁活动连接，两个滚筒在水平方向上平行排列，滚筒之间设有间隙，且滚筒的转轴之间距离可调；

两块加热导流板与两个滚筒的转轴平行，其中一个加热导流板的一端与所述发酵培养容器活动连接，另一端向斜下方延伸至两个滚筒的间隙上方并与其中一个滚筒抵接；另一块加热导流板一端与所述发酵培养容器活动连接，另一端向斜下方延伸至两个滚筒的间隙上方并与另一个滚筒抵接；

所述装置还包括驱动两个滚筒转动的驱动部件，所述驱动部件用于驱动两个滚筒同向转动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括对两块加热导流板进行加热的加热部件。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述两个滚筒为形状大小相同的圆柱状滚筒。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，两块加热导流板分别与所述发酵培养容器内侧壁的夹角为15~60度。

5.一种动态发酵制备核壳结构细菌纤维素复合材料的方法，其是采用权利要求1~4任一项所述的装置进行动态发酵，包括以下步骤：

调整滚筒间距使其间隙最小宽度小于芯材的直径或长度，将待包覆的芯材灭菌后置于两个滚筒的间隙上方，保证芯材能够在间隙上方分别与两个滚筒相抵接；设置滚筒的转动速度和转动方向，使芯材随滚筒的转动能够实现无水平位移的转动；

设置加热板的长度和调节加热板的角度，保证两个加热板的一端位于芯材与滚筒抵接的缝隙处；

配制细菌纤维素发酵培养液并高压灭菌，然后与菌株种子醪液混合获得发酵混合液；

将发酵混合液倒入发酵培养容器中，浸没芯材，启动滚筒同向转动进行动态发酵，发酵结束后，排出发酵液，此时芯材外层包覆有菌株发酵获得的细菌纤维素，形成芯材-细菌纤维素复合物；启动加热导流板，将热塑性高分子的加热液分别沿两端的加热导流板流下，伴随滚筒转动，热塑高分子均匀涂覆在芯材-细菌纤维素复合物的表面，从而制备获得核壳结构细菌纤维素复合材料；或者，

启动加热导流板，将热塑性高分子的加热液分别沿两端的加热导流板流下，伴随滚筒转动，热塑高分子均匀涂覆在芯材的表面，获得芯材-热塑性高分子复合物；将发酵混合液倒入发酵培养容器中，浸没滚筒，启动滚筒同向转动进行动态发酵，发酵结束后，排出发酵液，此时芯材-热塑性高分子复合物的外层包覆有菌株发酵获得的细菌纤维素，从而制备获得核壳结构细菌纤维素复合材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括重复动态发酵包覆细菌纤维素的步骤和/或包覆热塑性高分子的步骤，获得更多层次核壳结构细菌纤维素复合材料。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述芯材包括无机材料和/或有机高分子材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述无机材料包括金属材料。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述芯材的形状为球型、类球形、圆柱形、棒状体或任意不规则体。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述热塑性高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚酯和聚乳酸中的一种或多种的组合。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述聚酯包括聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚氨酯。

12.根据权利要求5所述的方法，其中，所述加热导流板的加热温度为50~300℃。