一种培菌桶及其使用制备有机硒肥的方法与流程

本发明涉及肥料生产制备领域，具体涉及一种培菌桶及其使用制备有机硒肥的方法。

背景技术：

硒是一种化学元素，是动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素，硒又分为有机硒和无机硒两种，有机硒容易在人体组织内存储、吸收，被吸收后可以迅速被人体利用，有效改善人体缺硒状况。硒在人体内无法合成，所以要满足人体对硒的需求，就需要每天补充硒，硒浓度的平衡对许多器官、组织的生理功能有着重要的保护作用和促进作用，当硒缺乏的时候，就很容易导致人体免疫能力下降，威胁人类健康和生命的四十多种疾病都与人体缺硒有关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等症状。中国是一个缺硒大国，中国居民普遍习惯以食用植物性食物为主，中国粮食主要种植地东北平原、长江三角洲、珠江三角洲均为低硒地区，从而造成全国性缺硒。因此在农作物生长过程中使用富硒肥，能够有效提高农作物产品中的硒含量，对于提高国民硒摄入具有重要意义。

在有机硒肥培育的工业化生产过程中，需要为微生物发酵提供合适的温度、充足的光照和适宜的流动，实现工业化生产的定质定时定量，传统的发酵罐不能适应光合菌类微生物生长需要。光合菌具有趋光性，在提供光照环境的发酵桶中，光合菌容易附着在发光内壁，影响光照强度。

技术实现要素：

本发明是为解决现有技术中有机硒肥转化率低，生产成本高的问题，提供一种培菌桶及其使用制备有机硒肥的方法，能够有效提高制备过程中硒的转化率，提高有机硒肥中的硒含量，实现有机硒肥定质定时定量的工业化生产。

本发明提供一种培菌桶，包括桶体和与桶体密封固定的桶盖，其特征在于：还包括设置在桶体上方的投料口，设置在桶体下方的u型出口，设置在桶体中部的透明管体，设置在透明管体内部的照明装置，设置在透明管体外侧与透明管体接触的毛刷，设置在透明管体一侧的搅拌装置，设置在桶体外侧并连接至桶体内部的进水管路、清洗管路、co2管路、液位计、温度传感器。将照明装置放置在透明管体内避免光合细菌附着在照明装置上难以清除，同时使培菌桶内的光照均匀；透明管体材料可采用传统硅酸盐玻璃、钢化玻璃、有机玻璃或聚碳酸酯塑料等。

本发明提供一种培菌桶，作为优选方式，桶体外侧还设置有用于实现对培菌桶功能控制的操作箱、用于观察桶内陪菌情况的观察视窗。在培菌桶内设置监测装置，同时还设置有控制各项功能的操作箱，便于实现微生物培养的工业化生产，精确控制所需的生长条件，实现定时定质定量生产。

本发明提供一种培菌桶，作为优选方式，u型出口一端为排污口，一端为排料口。排料口和排污口分开设置，避免污染。

本发明提供一种培菌桶，作为优选方式，毛刷和搅拌装置固定连接，通过设置在桶盖上的电机带动共同旋转。毛刷的背板和搅拌叶片固定在一起，使用一个旋转支杆与电机相连，节省安装空间，同时毛刷的转动同样可以起到搅拌的作用，提高搅拌效率。

本发明提供一种培菌桶，作为优选方式，照明装置为沿透明管体径向均匀设置的3个100w灯泡。根据培菌桶的体积设置照明装置，为光合细菌的生长提供适宜的光照强度，照明装置径向设置，有利于使培菌桶内的光照均匀。

本发明提供一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，包括以下步骤：

s1、加入培养基：通过进水管路，向培菌桶内加入蒸馏水，打开投料口，向培菌桶内加入培养基材料，通过操作箱启动搅拌装置，搅拌速率设置为30转/分钟，将培养基材料搅拌均匀；

s2、加入菌种：维持搅拌，通过投料口加入菌种；

s3、加入硒源：步骤s2搅拌8～16h后加入亚硒酸钠；

s4、除氧操作：关闭投料口，通过co2管路向桶内充入co2，排出桶内氧气；

s5、密封培育：设置将培养温度设置为26℃，打开照明装置，密闭培育20天；

s6、排料分装：打开排料口，将培育完成的有机硒肥排出，灌封分装；

s7、清洗干燥：通过清洗管路，向培菌桶内加入清水进行清洗，打开排污口排出污水，重复3～4次，打开桶盖进行干燥，干燥完成后固定桶盖，以备下次使用。

本发明提供一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，作为优选方式，在步骤s5中，培育10～15天后将搅拌速率调节至50转/分钟。根据培养时间的延长，菌液浓度逐渐增加，可以逐步提高搅拌速率，搅拌速率过低会使菌种下沉局部富集，影响转化率，搅拌速率过高，产生的剪切力可能会对菌体产生影响，不利于菌体生长。

本发明提供一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，作为优选方式，有机硒肥由以下质量百分比的组分制备而成：蒸馏水93.65％～93.8％、培养基0.4％～0.53％，菌种5.7％～5.8％，硒源0.06％～0.07％。加入硒源的量降低至60％时，有机硒的转化率可提高至96％。

本发明提供一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，作为优选方式，培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁4.5％～6％、无水氯化钙0.9％～2％、无水乙酸钠35％～40％、尿素10％～12.5％、磷酸二氢钾14％～16.5％、磷酸氢二钾21％～25％、酵母膏1.5％～3％、微量元素溶液8％～13％。

本发明提供一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，作为优选方式，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3e-5％～4e-5％锌、3e-6％～4e-6％铜元素和2e-4％～3e-4％硼酸的蓝色溶液，含有2e-4％～4e-4％铁、2e-5％～5e-5％钴、4e-6％～7e-6％锰元素的黄色溶液，含有2e-4％～4e-4％生物素、0.02％～0.04％对氨基苯甲酸、0.02％～0.04％尼克酸、0.02％～0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，各组分体积比为蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。本发明优化了光合细菌培养基的配比，以及培养基、菌种、硒源之间的比例，并探索出了加入硒源的最优时间，生产出了每升有机硒含量不低于0.18g的有机硒肥，使有机硒的转化率不低于80％。

本发明提供的培菌桶，桶体内设置有透明管体，透明罐体内部设置有照明装置。将照明装置放置在透明管体内避免光合细菌附着在照明装置上难以清除，同时使培菌桶内的光照均匀。

本发明提供的培菌桶进一步将将毛刷的背板和搅拌叶片固定在一起，节省安装空间，提高搅拌效率。

本发明提供的培菌桶使用制备有机硒肥的方法，能够有效提高有机硒的转化率，转化率最高可达90％，基于此制备的有机硒肥，每升有机硒肥中硒含量不低于0.18g，可以有效提高植物含硒量。

附图说明

图1为一种培菌桶的立体图；

图2为一种培菌桶的剖面图；

附图标记：1、桶体；2、桶盖；3、投料口；4、u型出口；41、排污口；42、排料口；5、透明管体；6、毛刷；7、进水管路；8、清洗管路；9、co2管路；10、液位计；11、温度传感器；12、搅拌装置；13、操作箱；14、观察视窗；15、电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。

实施例1

一种培菌桶，包括桶体1和与桶体1密封固定的桶盖2，还包括设置在桶体1上方的投料口3，设置在桶体1下方的u型出口4，u型出口3一端为排污口41，一端为排料口42，设置在桶体1中部的透明管体5，设置在透明管体5内部的照明装置51，照明装置为沿透明管体4径向均匀设置的3个100w灯泡，设置在透明管体5外侧与透明管体5接触的毛刷6，设置在透明管体5一侧的搅拌装置12，毛刷6和搅拌装置12固定连接，通过设置在桶盖1上的电机15带动共同旋转，设置在桶体1外侧并连接至桶体1内部的进水管路7、清洗管路8、co2管路9、液位计10、温度传感器11，桶体1外侧还设置有用于实现对培菌桶功能控制的操作箱13、用于观察桶内陪菌情况的观察视窗14。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，包括以下步骤：

s1、加入培养基：通过进水管路，向培菌桶内加入蒸馏水650l，打开投料口，向培菌桶内加入培养基材料3500g，通过操作箱启动搅拌装置，搅拌速率设置为30转/分钟，将培养基材料搅拌均匀；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁164g、无水氯化钙33g、无水乙酸钠1235g、尿素364g、磷酸二氢钾495g、磷酸氢二钾754g、酵母膏65g、微量元素溶液390g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3.5e-5％锌、3.5e-6％铜元素和2.5e-4％硼酸的蓝色溶液，含有3e-4％铁、4.5e-5％钴、5e-6％锰元素的黄色溶液，含有3e-4％生物素、0.03％对氨基苯甲酸、0.03％尼克酸、0.035％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

s2、加入菌种：维持搅拌，通过投料口加入菌种40l；

s3、加入硒源：步骤s2搅拌8～16h后加入亚硒酸钠450g；

s4、除氧操作：关闭投料口，通过co2管路向桶内充入co2，排出桶内氧气；

s5、密封培育：设置将培养温度设置为26℃，打开照明装置，密闭培育20天；培育10～15天后将搅拌速率调节至50转/分钟；

s6、排料分装：打开排料口，将培育完成的有机硒肥排出，灌封分装；

s7、清洗干燥：通过清洗管路，向培菌桶内加入清水进行清洗，打开排污口排出污水，重复3～4次，打开桶盖进行干燥，干燥完成后固定桶盖，以备下次使用。

本实施例中所得的有机硒肥中的总硒(以se计)为215mg/ml，有机硒为196mg/ml，转化率达到91％。

实施例2

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，包括以下步骤：

s1、加入培养基：通过进水管路，向培菌桶内加入蒸馏水650l，打开投料口，向培菌桶内加入培养基材料3675g，通过操作箱启动搅拌装置，搅拌速率设置为30转/分钟，将培养基材料搅拌均匀；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁220g、无水氯化钙72g、无水乙酸钠1323g、尿素368g、磷酸二氢钾515g、磷酸氢二钾809g、酵母膏74g、微量元素溶液294g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为4e-5％锌、4e-6％铜元素和3e-4％硼酸的蓝色溶液，含有4e-4％铁、4.5e-5％钴、7e-6％锰元素的黄色溶液，含有4e-4％生物素、0.04％对氨基苯甲酸、0.04％尼克酸、0.035％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

s2、加入菌种：维持搅拌，通过投料口加入菌种39.54l；

s3、加入硒源：步骤s2搅拌8～16h后加入亚硒酸钠416g；

s4、除氧操作：关闭投料口，通过co2管路向桶内充入co2，排出桶内氧气；

s5、密封培育：设置将培养温度设置为26℃，打开照明装置，密闭培育20天；培育10～15天后将搅拌速率调节至50转/分钟；

s6、排料分装：打开排料口，将培育完成的有机硒肥排出，灌封分装；

s7、清洗干燥：通过清洗管路，向培菌桶内加入清水进行清洗，打开排污口排出污水，重复3～4次，打开桶盖进行干燥，干燥完成后固定桶盖，以备下次使用。

本实施例中所得的有机硒肥中的总硒(以se计)为202mg/ml，有机硒为186mg/ml，转化率达到92％。

实施例3

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，包括以下步骤：

s1、加入培养基：通过进水管路，向培菌桶内加入蒸馏水650l，打开投料口，向培菌桶内加入培养基材料3675g，通过操作箱启动搅拌装置，搅拌速率设置为30转/分钟，将培养基材料搅拌均匀；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁184g、无水氯化钙55g、无水乙酸钠1286g、尿素385g、磷酸二氢钾535g、磷酸氢二钾790g、酵母膏110g、微量元素溶液330g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为4e-5％锌、4e-6％铜元素和3e-4％硼酸的蓝色溶液，含有4e-4％铁、5e-5％钴、7e-6％锰元素的黄色溶液，含有4e-4％生物素、0.04％对氨基苯甲酸、0.04％尼克酸、0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

s2、加入菌种：维持搅拌，通过投料口加入菌种39.85l；

s3、加入硒源：步骤s2搅拌8～16h后加入亚硒酸钠485g；

s4、除氧操作：关闭投料口，通过co2管路向桶内充入co2，排出桶内氧气；

s5、密封培育：设置将培养温度设置为26℃，打开照明装置，密闭培育20天；培育10～15天后将搅拌速率调节至50转/分钟；

s6、排料分装：打开排料口，将培育完成的有机硒肥排出，灌封分装；

s7、清洗干燥：通过清洗管路，向培菌桶内加入清水进行清洗，打开排污口排出污水，重复3～4次，打开桶盖进行干燥，干燥完成后固定桶盖，以备下次使用。

实施例4

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，包括以下步骤：

s1、加入培养基：通过进水管路，向培菌桶内加入蒸馏水650l，打开投料口，向培菌桶内加入培养基材料3050g，通过操作箱启动搅拌装置，搅拌速率设置为30转/分钟，将培养基材料搅拌均匀；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁140g、无水氯化钙28g、无水乙酸钠1068g、尿素305g、磷酸二氢钾427g、磷酸氢二钾640g、酵母膏46g、微量元素溶液396g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3e-5％锌、3e-6％铜元素和2e-4％硼酸的蓝色溶液，含有2e-4％铁、2e-5％钴、4e-6％锰元素的黄色溶液，含有2e-4％生物素、0.02％对氨基苯甲酸、0.02％尼克酸、0.02％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

s2、加入菌种：维持搅拌，通过投料口加入菌种39.5l；

s3、加入硒源：步骤s2搅拌8～16h后加入亚硒酸钠416g；

s4、除氧操作：关闭投料口，通过co2管路向桶内充入co2，排出桶内氧气；

s5、密封培育：设置将培养温度设置为26℃，打开照明装置，密闭培育20天；培育10～15天后将搅拌速率调节至50转/分钟；

s6、排料分装：打开排料口，将培育完成的有机硒肥排出，灌封分装；

s7、清洗干燥：通过清洗管路，向培菌桶内加入清水进行清洗，打开排污口排出污水，重复3～4次，打开桶盖进行干燥，干燥完成后固定桶盖，以备下次使用。

实施例5

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，由以下质量百分比的组分制备而成：蒸馏水650l、培养基2775g，菌种39.7l，亚硒酸钠485g；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁125g、无水氯化钙25g、无水乙酸钠1055g、尿素278g、磷酸二氢钾390g、磷酸氢二钾635g、酵母膏42g、微量元素溶液225g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3.5e-5％锌、3.5e-6％铜元素和2.5e-4％硼酸的蓝色溶液，含有3e-4％铁、4e-5％钴、6e-6％锰元素的黄色溶液，含有3e-4％生物素、0.02％对氨基苯甲酸、0.03％尼克酸、0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

实施例6

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，由以下质量百分比的组分制备而成：蒸馏水650l、培养基2775g，菌种39.7l，亚硒酸钠485g；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁125g、无水氯化钙25g、无水乙酸钠1110g、尿素278g、磷酸二氢钾390g、磷酸氢二钾583g、酵母膏42g、微量元素溶液222g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3.5e-5％锌、3.5e-6％铜元素和2.5e-4％硼酸的蓝色溶液，含有3e-4％铁、4e-5％钴、6e-6％锰元素的黄色溶液，含有3e-4％生物素、0.02％对氨基苯甲酸、0.03％尼克酸、0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

实施例7

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，由以下质量百分比的组分制备而成：蒸馏水650l、培养基2775g，菌种39.7l，亚硒酸钠485g；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁125g、无水氯化钙25g、无水乙酸钠974g、尿素347g、磷酸二氢钾458g、磷酸氢二钾582g、酵母膏42g、微量元素溶液222g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3.5e-5％锌、3.5e-6％铜元素和2.5e-4％硼酸的蓝色溶液，含有3e-4％铁、4e-5％钴、6e-6％锰元素的黄色溶液，含有3e-4％生物素、0.02％对氨基苯甲酸、0.03％尼克酸、0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

实施例8

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，由以下质量百分比的组分制备而成：蒸馏水650l、培养基2775g，菌种39.7l，亚硒酸钠485g；培养基由以下质量百分比的组分制备而成：硫酸镁125g、无水氯化钙25g、无水乙酸钠1000g、尿素320g、磷酸二氢钾430g、磷酸氢二钾611g、酵母膏42g、微量元素溶液222g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3.5e-5％锌、3.5e-6％铜元素和2.5e-4％硼酸的蓝色溶液，含有3e-4％铁、4e-5％钴、6e-6％锰元素的黄色溶液，含有3e-4％生物素、0.02％对氨基苯甲酸、0.03％尼克酸、0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

实施例9

本实施例与实施例1具有不同的制备组成。

一种培菌桶使用制备有机硒肥的方法，由以下质量百分比的组分制备而成：蒸馏水650l、培养基2775g，菌种39.7l，亚硒酸钠485g；硫酸镁125g、无水氯化钙25g、无水乙酸钠973g、尿素305g、磷酸二氢钾388g、磷酸氢二钾695g、酵母膏42g、微量元素溶液222g，微量元素溶液包括含有质量百分含量为3.5e-5％锌、3.5e-6％铜元素和2.5e-4％硼酸的蓝色溶液，含有3e-4％铁、4e-5％钴、6e-6％锰元素的黄色溶液，含有3e-4％生物素、0.02％对氨基苯甲酸、0.03％尼克酸、0.04％盐酸硫胺素的无色溶液，蓝色溶液：黄色溶液：无色溶液＝1:1:4。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围之内。