专利名称：连续进料旋转型木霉菌孢子分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及木霉菌生物农药制备中所用的孢子分离设备，它可连续不间断地进料，在中试及生产过程中使用，属生物农药设备技术领域
背景技术：
生物农药是指利用生物活体或其代谢产物，对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂，或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。按照联合国粮农组织的标准，生物农药一般是天然化合物或遗传基因修饰剂，主要包括生物化学农药(信息素、激素、植物调节剂、昆虫生长调节剂)和微生物农药(真菌、细菌、昆虫病毒、原生动物，或经遗传改造的微生物)两个部分，农用抗生素制剂不包括在内。我国生物农药按照其成分和来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农药、植物源农药、动物源农药四个部分。按照防治对象可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。就其利用对象而言，生物农药一般分为直接利用生物活体和利用源于生物的生理活性物质两大类，前者包括细菌、真菌、线虫、病毒及拮抗微生物等，后者包括农用抗生素、植物生长调节剂、性信息素、摄食抑制剂、保幼激素和源于植物的生理活性物质等。但是，在我国农业生产实际应用中，生物农药一般主要泛指可以进行大规模工业化生产的微生物源农药。木霉菌生物农药系新型高效生物防治制剂。木霉菌是一类普遍存在的真菌，属真菌门，半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，丛梗孢科，木霉属广泛分布于土壤、空气、枯枝落叶及各种发酵物上，从植物根圈、叶片及种子，球茎表面经常可以分离到，是目前生产与应用中最普遍使用的生物防治的真菌菌种。自19世纪中叶，人类对木霉菌已有了初步的认识，但直到上世纪60年代木霉菌的分类地位才得以确定。大多数木霉菌可产生多种对植物病原真菌、细菌及昆虫具有拮抗作用的生物活性物质，比如细胞壁降解酶类和次级代谢产物，并能提高农作物的抗逆性，促进 植物生长和提高农产品产量，目前报道木霉菌可抑制约二十多种有害真菌病，研究最多的真菌是根腐病、立枯病、猝倒病、枯萎病、灰霉菌、腐霉菌、丝核菌、炭疽菌、镰刀菌、菌核病等土传病害。通过针对土壤传播性病害所筛选的木霉菌菌株，以天然基质发酵生产，通过产生抗生素、营养竞争、微寄生、细胞壁分解酵素、超寄生与抗生，以及诱导植物产生抗性等机制，对于多种植物病原菌具有拮抗作用及保护和治疗双重功效，它破坏并分解病原菌菌体。减少土壤中病原真菌的密度，降低病害的发生，它的作用位点多，不产生抗药性，突破常规杀菌剂受限条件，不怕高湿，而且湿度越大防治效果越好。杀菌谱广，无残留毒性，对作物没有任何不良影响。因此被广泛用于生物防治、生物肥料及土壤改良剂。由于化学农药对环境的负面影响较为严重，随着社会的进步，人们越来越深刻地认识到长期大量使用化学农药对生态环境和人类健康的危害。生物防治可以有效地克服这些弊端，因而生物农药越来越受到人们的重视。所以对环境较为友好的生物农药木霉菌受到了广泛的关注，国外木霉菌相关的研究与应用起步比较早，发展非常迅速，已有多种登记注册的产品，例如木霉菌T22和T39。国外对木霉菌生防作用机制的研究也较为深入，不仅在木霉菌发酵过程控制方面具有先进的经验和设备，并且对木霉菌所产生的具有生物防治活性的代谢产物的种类、化学结构及作用机理等方面也进行了较为详细的研究。特别是近几年，国外利用一些新的方法如蛋白质组学分析和基因报告系统等，研究植物、病原菌及木霉菌三方互作的关系。通过基因表达的差异分析进一步了解木霉菌生防作用的机理，从而为开发木霉菌新的生物防治技术提供理论支持。然而相关的研究在国内还未引起足够的重视。国内对木霉菌生物防治方面的研究还局限于木霉菌对植物病原菌拮抗机理的初步分析，拮抗菌株的筛选，发酵条件的优化等。近些年，木霉菌的研究与应用得到了快速的发展。结合遗传学、分子生物学、生物化学及生态学等研究方法，木霉菌及其代谢产物在促进植物生长，增加营养物质的吸收利用率，提高农作物的产量，以及增强对病害的防御性方面势必有更为广阔的应用前景。特别是在倡导绿色农业的大背景下，木霉菌的大面积推广应用已成为构建现代和高效的生物防治病虫害体系中不可或缺的一部分。国内登记生产木霉菌制剂的企业虽然较少，但木霉菌制剂在市场上的销售增长较为迅速，目前为止，木霉菌生防制剂已占据了真菌杀菌剂近一半的市场份额。木霉菌的工业化生产一般采用固态发酵技术，它具有如下优点(I)培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料；(2)投资少，能耗低，技术较简单；
(3)产物的产率较高；(4)基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便；(5)发酵过程一般不需要严格的无菌操作；近年来研发的气相双动态固态发酵技术，更使固态发酵的水平提高到一个新的水平，它解决了常规开放式发酵易染菌、发酵参数难以控制，产品质量不稳定的弊病，使染菌率降低到0. 1%以下，发酵水平比常规固态发酵提高I 2倍，一般采用稻壳，麦麸，木屑，玉米芯，作物秸杆，稻草，玉米粉等做固态发酵的培养基·，它们来源广泛而价格低廉，富含纤维素，是微生物生长的优良碳源，经过对发酵条件的优化，能在培养基上产生大量的菌丝体和孢子，经干燥处理后，培养基的表面会聚集一层孢子粉未，经本实用新型的孢子分离器分离，能产生以干燥孢子形式存在的孢子粉成品，它具有更高的接种体密度，相对于菌丝体，能够长时间储存和运输，并能保持很高的活力，将价格低廉的生物资源转化为生防菌孢子制剂，能获得经济和环境双重效益，具有良好的应用推广价值。由于木霉菌生长过程中的分泌物、菌丝体将培养基和木霉菌孢子粘合在一起，传统方法很难将其有效完整地分离，目前使用的主要方法是用粉粹机将培养基和孢子一起打碎，然后用不同孔径的筛子多次筛选，得到符合纯度要求的孢子，这不仅工作效率低，在操作过程中，弥漫在空气中的真菌孢子被操作者吸入，会产生损害健康的问题。现在也有一种旋风离心式分离器，它的前端也是使用传统的机械式粉碎机将固态培养基打碎，再通过旋转的风力及质量离心的作用将孢子分离开来，由于培养基破碎后它的比重和孢子差别不大，在高速的风力下分离的效果并不好，孢子中会夹杂着大量的基质碎片，无法再分开，产品的纯度不是太好，而且整套设备体积大，操作维护较复杂。我们也设计研制出一种气流悬浮式真菌孢子分离器，并申请了实用新型专利，它不仅有体积小，使用方便，分离纯度较高，功耗小，但进料为间断式的，一盒料处理完，要倒了装新料才能进行下一轮处理，只适合小批量的实验室应用，不适合大量连续生产，而现在一些企业和科研院所，由于需要量的增力口，需要较大批量的木霉菌孢子分离设备，为此我们设计了本实用新型
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种连续进料旋转型木霉菌孢子分离器装置，解决连续进料问题。本实用新型的连续进料旋转型木霉菌孢子分离器装置，是一个对于气体密闭的循环系统，包括进料室、旋转分离器、尾料室、悬浮室和收集室，旋转分离器为透明亚克力管，倾斜设置；旋转分离器内设有叶片轮，旋转分离器和叶片轮是作反方向转动，两者的速差由传动变速齿轮及旋转分离器的外齿轮提供；旋转分离器的两端有相对于旋转分离器主体固定的密封盖板，前端盖板上方有出风管，下方有螺旋进料管，后端盖板上方有进风管，下方有出料管；悬浮室下方为三通结构，分别连通悬浮室、螺旋进料器和出风管，悬浮室顶部设有气流管，气流管的另一端为收集袋；收集袋位于一收集室的上部空间，收集室通过分离器进气管连接于旋转分离器的进风管；收集室的下部空间设有一涡轮可调速风扇，该风扇在分离室进气管产生一个正压力，在收集室产生一个负压力；使得整个气流能形成自循环密闭系统。附有孢子的培养基在分离室内经叶片拍打和搅动，不断将孢子和培养基分离，被分离的孢子和部分细碎的培养基碎片在循环风的吹动下经过出风口进入悬浮室，纯孢子体积小重量轻，在风的吹动下可上升至较高的位置，在适合风速的情况下，孢子通过气流管进入收集室并落入收集袋中，收集袋位于一收集室的上部空间，收集室的下部空间设有一涡轮可调速风扇，该风扇在分离室进气管产生一个正压力，在收集室产生一个负压力；从而产生气流的循环。 悬浮室下室下方为三通管状结构，随气流进入悬浮室的培养基碎片会因重力下沉到进料管内，和进料混合。由于旋涡分离器的倾斜角和转动，被分离过的培养基逐步下降，最后落入尾料口并进入尾料箱中。尾料室位于旋转分离器下方，与旋转分离器的出料口相通。收集室是一个密封体，通过一片滤网将它分割成上、下两部分，本发明中旋转分离器的转动是由于外齿轮的带动，并设有3个转轮。本实用新型主体采用气流悬浮式孢子分离器的原理，干燥过后的培养基被送入不停旋转的分离室，分离室内有四组转动的叶片，它将培养基的反复拍打而使得孢子和培养基相分离，由于转速不是很快，它不会将培养基打得很细碎，这样的目的是为了在拍打下的木霉菌孢子的同时，尽量保持培养基的完整性，增加两者的质量差异，从而在下一步的气流悬浮分离过程，使它们相距的较远，就能有效地将它们分离开，在悬浮室，孢子和培养基的碎片都会在气流的吹动下悬浮在空中，由于两者的重量不同，较轻的物质会上升到较高的高度，孢子的颗粒一般比较细小，它上升的高度会比基质更高些，由于气流是可调节的，我们只要调到合适的风速，大部分孢子就会进入气流管而进入收集袋中，由于整个风道的截面积是不同的，在分离室截面积较大，风速祗，培养基和粘在上面的孢子有更长的停留时间，也就有更多的机会被快速转动的叶轮拍打而脱落进而被风吹到收集袋中，有利于分离的进行，进入下气流管面积变小，风速变大，使孢子及培养基碎片混合物不易在管道的转弯处下落聚集。在悬浮室，风道的截面积又变大，风速以慢了下来，这样有利于调节风速，能更精确地调整孢子和基质的悬浮距离，使分离的效果更好。在上气流管处，截面积又变得较小，风速变大，使得已分离开的孢子不易沉积在这个地方。收集袋采用长形的袋状，分离开的孢子随着出风口直接将孢子吹向袋子的底部，这样所有的孢子都会受到一个向下的力，加上孢子本身的重力，使所有已分开的孢子全部在袋底聚集，避免了袋子侧面的小孔被堵，增加四周的透风，减小了风阻。收集袋由100至200目的尼龙过滤布制成，它能阻挡住孢子逸出而能让空气较顺利地通过，具体所用的过滤布的目数由真菌孢子的品种而定。
图1是本实用新型结构示意图。1-收集室，2-收集袋，3-滤网，4-涡轮调速风扇，5-进气口，6_传动变速齿轮，7-调速电机，8-分离器外齿轮，9-出料口，10-气流管，11-悬浮室，12-进料室，13-出气管，14-叶片轮，15-螺旋进料器，16-转轮，17-旋转分离器，18-挡片，19-尾料箱。
具体实施方式
装置结构如图1，整个装置为一个全密闭的循环系统，螺旋进料器15由可调电机驱动，可由电子电路控制它的进料量。旋转分离器17是由透明亚克利管制成，使用者可清楚地看到它内部的工作情况，并能对它实时调整控制。分离器17倾斜安放，这样螺旋进料器15推入的培养基料通过进料口进入旋转分离器，由于它的不断转动，在重力的作用下，逐步地下滑到分离器的另一头，最后落入出料口 9，掉进尾料箱19中，在这个过程中，快速转动的叶片轮14不断的地拍打由于分离器转动而带起的基质料，从而使木霉菌孢子和基质料充分地分离，在叶片轮14的间隔中，旋转分离器上还设有按一定间隔安置的挡片18，它的作用是阻止培养基料下滑过快，并由于分离器的旋转将培养基料扬起，更有利于叶片轮去充分拍打。旋转分离过程中，孢子和部分碎小的基质在风力的吹动下，通过进气管13，进入悬浮室11中，由于悬浮室 的截面积较大，这里的风速变小，这时孢子和基质料由于质量和比重有较大的差异，就能较有效地分开，悬浮在不同的高度，只要将风速调到合适的大小，就会使孢子进入到气流管10而进入收集室I中，最后落到收集袋2里，而较重的基质就会随机下落到悬浮室的底部，最后被进料器带着重新送入分离器。收集室I是一个密封体，通过一片滤网3将它分割成上、下两部分，滤网3的作用是截住泄漏的孢子和培养基粹片，防止对后面的转动机件产生不良的作用。它的下方装有一涡轮可调速风扇4，它会在分离室进气管5产生一个正压力，在收集室产生一个负压力，由于这个压差的存在，从而推动整个密封系统内的气流循环运动，将分离出的木霉菌孢子源源不断地送入收集袋中。分离室17和叶片轮14是作反方向转动的，并且叶片轮的转速是分离室转速的100倍左右，两者的速差由传动变速齿轮6及分离室外齿轮8提供，通过两次变速，也使分离室有较大的转动力矩，从而克服分离室两端密封盖产生的摩擦力及基质转动所需的能量。旋转分离室17及叶片轮14的动力来源于可调电机7，通过齿轮传动和减速，产生各机件所需的转速和转动力距，减少了电机使用数量并简化了电路，降低了成本和维修难度。分离室转轮16是为了保持分离室倾斜旋转姿态而设计的，三只转轮使分离器能在固定的倾斜位置旋转，又可方便将分离室拆下清洗。出气管13设计成一个三通形状，为的是使被气流吹到悬浮室11的培养基坠落时，可返回到螺旋进料器，不会使悬浮室被下落的培养基料瘀塞。由于进料室12和尾料室19工作时均为关闭状态，所以没有气流流过，工作气流不会对进料出 料产生影响。
权利要求1.一种连续进料旋转型木霉菌孢子分离器装置，其特征在于该装置为一个对于气体密闭的循环系统，包括进料室、旋转分离器、尾料室、悬浮室和收集室，旋转分离器为透明亚克力管，倾斜设置； 旋转分离器内设有叶片轮，旋转分离器和叶片轮是作反方向转动，两者的速差由传动变速齿轮及旋转分离器的外齿轮提供； 旋转分离器的两端有相对于旋转分离器主体固定的密封盖板，前端盖板上方有出风管，下方有螺旋进料管，后端盖板上方有进风管，下方有出料管，附有孢子的培养基在分离室内经叶片拍打和搅动，不断将孢子和培养基分离，被分离的孢子和部分细碎的培养基碎片在循环风的吹动下经过出风管进入悬浮室，纯孢子体积小重量轻，在风的吹动下可上升至较高的位置，在适合风速的情况下，孢子通过气流管进入收集室并落入收集袋中，收集袋位于一收集室的上部空间，收集室的下部空间设有一涡轮可调速风扇，该风扇在分离室进气管产生一个正压力，在收集室产生一个负压力；从而产生气流的循环； 悬浮室下室下方为三通管状结构，随气流进入悬浮室的培养基碎片会因重力下沉到进料管内，和进料混合；由于旋涡分离器的倾斜角和转动，被分离过的培养基逐步下降，最后落入尾料口并进入尾料箱中； 尾料室位于旋转分离器下方，与旋转分离器的出料口相通。
2.根据权利要求1所述的连续进料旋转型木霉菌孢子分离器装置，其特征在于，旋转分离器的转动是由于外齿轮的带动，并设有3个转轮。
专利摘要本实用新型涉及木霉菌生物农药制备中所用的孢子分离设备，它可连续不间断地进料，在中试及生产过程中使用，属生物农药设备技术领域。该装置为一个对于气体密闭的循环系统，包括进料室、旋转分离器、尾料室、悬浮室和收集室，旋转分离器为透明亚克力管，倾斜设置；旋转分离器内设有叶片轮，旋转分离器和叶片轮是作反方向转动，两者的速差由传动变速齿轮及旋转分离器的外齿轮提供；旋转分离器的前端与进料管，悬浮室连接，后端与进风管和尾料室相连；悬浮室通过气流管与收集室相通。本实用新型有效地解决了连续进料的问题。
文档编号C12M1/00GK202898399SQ20122062939
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者林家彬, 余刚, 秦竹, 周忠凯, 唐玉新, 汤赤, 陈俊 申请人:江苏省农业科学院