CN101525590A - 固体发酵真菌孢子的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体发酵真菌孢子的分离方法，包括以下步骤：1)将含孢固体培养基烘干并辗散成颗粒，利用吸力使颗粒以切线方向进入旋流进料器内；2)孢子粉及菌丝从颗粒上脱离后，随气流以切线方向进入主分离器内；3)孢子粉及菌丝在主分离器内发生双旋涡运动，菌丝进入副收集筒；孢子粉进入主收集筒；4)分离工作结束后，关闭风机。采用本发明的方法分离固体发酵真菌孢子，具有分离效率高的特点。

Description

固体发酵真菌孢子的分离方法

技术领域

本发明涉及一种固体发酵真菌孢子的分离方法。

背景技术

真菌杀虫剂(Mycoinsecticides)是近年来国际上发展十分迅速、以生防真菌(Fungalbiocontrol agents)的有效侵染体(通常为气生分生孢子)作为活性成份的一类微生物杀虫剂；其中分生孢子粉的纯度和质量直接关系到孢子制剂(如油剂、悬乳剂等)的质量、货架寿命及田间应用效果(是否堵喷头和杀虫效果好)；另外由于孢子粉含杂质过多等质量问题，导致我国真菌杀虫剂产业化进展缓慢；因此需要高效地分离高纯度和高质量的孢子粉，才能全面推进真菌杀虫剂产业的快速发展。

现有的分离固体微粒物料的方法通常以旋风分离为主。由于真菌孢子粒径微小(直径往往不到10微米)，在分离过程中孢子粉易悬浮在空气中，难于沉降和收集，因此需要利用气流的离心力来达到分离的效果。筛网分离方法具有筛分时劳动强度大、分离后杂质多等缺点。离心分离方法由于孢子与固体发酵培养基颗粒未完全脱离，故会使分离有效率低下。而过滤分离方法对滤料的性能要求都比较高，分离过程中很容易引起过滤阻力过大影响分离效果。

专利号87107268的分离装置中真菌孢子的气粉分离采用滤料方法，但其气固两相流通阻力大，能耗也较大。专利号01275732.2的真菌孢子分离器，先将固体培养基颗粒在分离室内粉碎，然后用循环气流将悬浮于分离室上方的孢子粉导入旋风分离器中，再利用旋转离心分离和布袋除尘器相结合的技术进行气固两相流分离。该设备的优点是结构简单，对微细粉尘的分离性能较好，但也容易出现搅拌的死角、加料量大时搅拌能耗高以及布袋阻力大的问题。公开号200510047737.x的真菌孢子分离器，先将固体颗粒物料在分离前期循环流动，使真菌孢子和培养基充分分离，再利用旋风分离器从引入的含孢气流中分离收集孢子。其结构简单，分离速度快，对微细粉尘的分离也较彻底。国外其它的旋风分离装置一般利用流化床将固体发酵培养基颗粒与其表面的孢子分离，然后用气流将孢子导入到多个并联的旋风分离器中，以提高工作效率，但是通常也是由于不能解决孢子的逃逸问题，仍需增设保护装置。上述这些专利所使用的旋风除尘器一般适用于净化大于5-10微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘；但是分离固体发酵物破碎过后的孢子与菌丝时，总存在旋风过程中两者混杂在一起难以分离的问题，最终使得收集到的孢子粉中夹杂着菌丝片段，严重影响孢子粉的纯度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种分离效率高的固体发酵真菌孢子的分离方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种固体发酵真菌孢子的分离方法，包括以下步骤：

1)、将含孢固体培养基烘干并将其辗散成颗粒；启动风机，利用风机产生的吸力使上述颗粒随气流经进料口以切线方向进入旋流进料器内；

2)、颗粒在旋流进料器内沿着旋流进料器的筒壁高速旋转并相互摩擦碰撞，孢子粉及菌丝从颗粒上脱离后，随气流从出料口离开旋流进料器，接着以切线方向进入主分离器内；

3)、孢子粉及菌丝在主分离器内发生双旋涡运动，由于形态大小的不同，孢子粉及菌丝在双旋涡分界处被分离；菌丝随下漩涡气流分离至主分离器的内壁，通过通道进入副分离器，最后进入与副分离器相连的副收集筒；孢子粉由向下气流带入与主分离器相连的主收集筒；

4)、分离工作结束后，关闭风机。

作为本发明的固体发酵真菌孢子的分离方法的改进：当旋流进料器的出料口不再有孢子粉和菌丝随气流通过时，即表示分离工作结束。即当旋流进料器内不再有孢子粉和菌丝因旋风扬起时，即表示可结束分离工作。

作为本发明的固体发酵真菌孢子的分离方法的改进：气流的流速控制在8.5～44.5米/秒。

作为本发明的固体发酵真菌孢子的分离方法的进一步改进：颗粒大小控制在≤10mm，例如为1～10mm。

作为本发明的固体发酵真菌孢子的分离方法的进一步改进：将含孢固体培养基烘干至含水率≤9％，上述百分比为重量百分比。

作为本发明的固体发酵真菌孢子的分离方法的进一步改进：主分离器由从上之下设置的筒形本体和锥体组成，在筒形本体和锥体的交接处设置环形的环翼，筒形本体通过通道与副分离器相连通；孢子粉及菌丝在筒形本体内发生双旋涡运动；菌丝随下漩涡气流分离至筒形本体的内壁，经环翼的阻挡后通过通道进入副分离器；孢子粉由向下气流带入与锥体相连的主收集筒。

本发明的固体发酵真菌孢子分离方法的运行原理为：颗粒(即含孢固体培养基颗粒)在旋流进料器内沿着筒壁高速旋转并相互摩擦碰撞，由于重力作用，颗粒不能通过出料口进入旋风分离器的主分离器内；而颗粒表面附着的孢子粉和菌丝充分脱离颗粒后，会随气流依次通过出料口和进风通道切向进入主分离器内。由于选用了根据双旋涡气流原理改进设计的旋风分离器，因此含孢子粉与菌丝的气流在主分离器内获得旋转运动的同时，气流上下分开形成双旋涡运动，形成上下两个气流环。在双旋涡分界处产生强烈的分离作用，较粗的菌丝颗粒随下漩涡气流分离至主分离器的内壁(即筒形本体的内壁)，经环翼的阻挡作用后通过通道进入副分离器，最后进入副收集筒。孢子粉由向下的气流带入主收集筒。

在本发明中，可通过风量调节器来调整空气流速，从而调节风量，能使颗粒表面附着的孢子粉和菌丝脱离的更加彻底。

本发明的方法可用于分离金龟子绿绿僵菌、绿色木霉、球孢白僵菌等发酵后产生的真菌孢子。

本发明的固体发酵真菌孢子分离方法，具有高效分离和分离速度快的优点：通过主，副分离器的设置，可以将不同重量的物质分离和收集，例如可以将菌丝和孢子粉分别分离和收集，提高了孢子的收集纯度，使分离纯度高。本发明方法所选用的孢子分离装置具有以下有益效果：(1)安全低耗：整个系统密闭，分离彻底，净化过滤完全，操作环境安全，节能(总功率为1.4kw)；(2)结构简单：主要部件为旋流进料器组件、旋风分离器和风机组件；(3)装置结构紧凑，占用面积小，例如占地面积仅为1000×500×1200mm。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的孢子分离装置的结构示意图；

图2是图1中旋风分离器的局部剖切后的放大示意图；

图3是图2的俯视局部示意图；

图4是图1中A-A剖的旋转放大示意图。

具体实施方式

实施例1、一种孢子分离装置，如图1～图4所示，已由申请人于同日申请了发明专利《旋风分离器和带有该旋风分离器的孢子分离装置》，具体内容如下：

其包括旋风分离器、旋流进料器组件200和风机组件300。

旋风分离器包括中空的主分离器和中空的副分离器8。主分离器包括相连通的筒形本体3和锥体5，筒形本体3位于锥体5的正上方，即筒形本体3的中心轴线和锥体5的中心轴线相重叠；锥体5为上大下小的倒置形锥体，锥体5的上端与筒形本体3相连。由筒形本体3和锥体5组成的主分离器以及副分离器8均由不锈钢制成。

在筒形本体3的顶面设置不锈钢制成的出风通道2，此出风通道2呈L形，出风通道2与筒形本体3的顶面密封地固定相连，出风通道2的下端11位于筒形本体3的内腔中。在筒形本体3的侧壁上设有切口，此切口与筒形本体3侧壁的切线相平行，且此切口靠近筒形本体3的顶面；由不锈钢制成的进风通道1为一个前窄后宽的通道，此进风通道1的窄端与筒形本体3侧壁上的切口密封地相连通；此进风通道1垂直于筒形本体3的侧壁，从而实现了进风通道1与筒形本体3侧壁的切向相连、且进风通道1与筒形本体3的内腔相连通。进风通道1内设有风量调节器10。出风通道2的下端11位于进风通道1的下方(即出风通道2的下端11低于筒形本体3侧壁上的切口)。在筒形本体3和锥体5的交接处设置呈环形的环翼4。锥体5的底部与主收集筒6相连。

副分离器8呈筒体状，副分离器8的中心轴线平行于筒形本体3的中心轴线，副分离器8的上半部分侧壁与筒形本体3的侧壁相接触。在与筒形本体3相接触的副分离器8侧壁上设有长方形的通孔II，同样，在与副分离器8相接触的筒形本体3侧壁上设有长方形的通孔I，上述通孔II和通孔I组成了长方形的通道9；依靠此通道9，筒形本体3的内腔与副分离器8的内腔相连通。通道9位于环翼4的上方，出风通道2的下端11位于通道9的上方。副分离器8的底部与副收集筒7相连。

旋流进料器组件200包括中空的旋流进料器22，在旋流进料器22的顶面设置出料口20，在旋流进料器22的侧壁上设有切口，此切口与旋流进料器22侧壁的切线相平行，且此切口靠近旋流进料器22的底面；进料口23与旋流进料器22侧壁上的切口密封地相连通，此进料口23垂直于旋流进料器22的侧壁；从而实现了进料口23与旋流进料器22侧壁的切向相连、且进料口23与旋流进料器22的内腔相连通。在旋流进料器22内设有筛网21，筛网21位于出料口20和进料口23之间；即筛网21位于进料口23之上、出料口20之下。出料口20通过连管42与进风通道1密封相连。旋流进料器22的底面与旋流进料器22的侧壁依靠螺纹相连。

风机组件300包括风机箱体33，在风机箱体33上设有风机进风口30和排风口，在风机箱体33内设有风机32；风机箱体33内还设有过滤器31，过滤器31位于风机进风口30和风机32之间，即气流要经过过滤器31的过滤后才能进入风机32。在风机箱体33上设有控制风机32开关的控制元器件34。出风通道2的上端通过连管41与风机进风口30密封相连。

实施例2、一种固体发酵真菌孢子分离方法，利用上述孢子分离装置，其工作过程具体如下：

1、将含孢固体培养基烘干至含水率≤9％(该百分比为重量百分比)，然后将其辗散成1～10mm大小的颗粒；接着将上述颗粒装入洁净容器内，使该容器与进料口23相连。

通过控制元器件34启动风机32，利用风机32产生的吸力，上述颗粒随气流经进料口23以切线方向进入旋流进料器22内。可通过风量调节器10，从而改变空气流速，空气流速一般控制在8.5～44.5米/秒。

2、颗粒在旋流进料器22内沿着旋流进料器22的筒壁高速旋转并相互摩擦碰撞，孢子粉及菌丝从颗粒上脱离后，依次经过筛网21、出料口20、连管42和进风通道1以切线方向进入筒形本体3内。

颗粒在重力的作用下无法上升至出料口20，且筛网21也起到阻挡颗粒上升的作用。

3、孢子粉及菌丝以切线方向进入筒形本体3内作进一步分离，具体如下：

含孢子粉与菌丝的气流在获得旋转运动的同时，气流上下分开形成双旋涡运动，形成上下两个气流环。由于形态大小的不同，孢子粉与菌丝在双旋涡分界处产生强烈的分离作用，较粗的菌丝颗粒随下漩涡气流分离至筒形本体3的内壁，经环翼4的阻挡作用后通过通道9进入副分离器8，最后进入副收集筒7。绝大多数的孢子粉由向下的气流带入主收集筒6。

极少部分的孢子粉随着气流依次经出风通道2、连管41、风机进风口30，然后再经过滤器31的过滤后被风机32经排风口排出。过滤器31的作用是避免进入外界的气流中夹杂着孢子粉。

4、当旋流进料器22内不再有孢子粉和菌丝因旋风扬起时，即当旋流进料器22的出料口20不再有孢子粉和菌丝随气流通过时，就表示可结束分离工作。关闭风机32。打开旋流进料器22底部的旋盖，倒掉残余的颗粒。

实验一、从大麦固体培养基中分离金龟子绿僵菌：

称324.4克干燥后的金龟子绿僵菌ARSEF 576大麦固体发酵培养基(含水量8％±1％)，辗散成颗粒后置于干净容器内；采用上述分离方法，先利用风量调节器10调整空气流速至20.9米/秒。

分离进行30秒后，调整空气流速至40米/秒，目的是使孢子粉与菌丝从颗粒上脱离的更加彻底。保持40米/秒的空气流速，再分离1分钟；关闭风机32，结束整个分离工作。

在主收集筒6得到12.7克绿僵菌孢子粉(含孢量为：0.61±0.15×10¹¹/克粉)，采用悬浮后用血球计数板法检测。在副收集筒7内得到2.6克绿僵菌菌丝。

实验二：从稻米固体培养基中分离绿色木霉：

称832克干燥后的绿色木霉CICC 40495稻米固体发酵培养基(含水量7.5％±1％)，辗散成颗粒后置于干净容器内，采用实施例2所述的分离方法，调整空气流速至20米/秒。分离进行1分钟后，关闭风机32，结束整个分离工作。

在主收集筒6内得到15克绿色木霉孢子粉(含孢量为：0.63±0.01×10¹¹/克粉)。在副收集筒7内得到12克绿色木霉菌丝。

实验三：从稻米固体培养基中分离球孢白僵菌

称354.2克干燥后的球孢白僵菌ARSEF 734稻米固体发酵培养基(含水量7.4％±1％)，辗散成颗粒后置于干净容器内，采用实施例2所述的分离方法，调整空气流速至12.9米/秒。分离进行1分钟后；关闭风机32，结束整个分离工作。

在主收集筒6内得到5.4克球孢白僵菌孢子粉(含孢量为：1.73±0.05×10¹¹/克粉)。在副收集筒7内得到0.4克球孢白僵菌菌丝。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1、一种固体发酵真菌孢子的分离方法，其特征是包括以下步骤：

1)、将含孢固体培养基烘干并将其辗散成颗粒；启动风机，利用风机产生的吸力使上述颗粒随气流经进料口以切线方向进入旋流进料器内；

2)、颗粒在旋流进料器内沿着旋流进料器的筒壁高速旋转并相互摩擦碰撞，孢子粉及菌丝从颗粒上脱离后，随气流从出料口离开旋流进料器，接着以切线方向进入主分离器内；

3)、孢子粉及菌丝在主分离器内发生双旋涡运动，由于形态大小的不同，孢子粉及菌丝在双旋涡分界处被分离；菌丝随下漩涡气流分离至主分离器的内壁，通过通道进入副分离器，最后进入与副分离器相连的副收集筒；孢子粉由向下气流带入与主分离器相连的主收集筒；

4)、分离工作结束后，关闭风机。

2、根据权利要求1所述的固体发酵真菌孢子的分离方法，其特征是：当旋流进料器的出料口不再有孢子粉和菌丝随气流通过时，即表示分离工作结束。

3、根据权利要求1或2所述的固体发酵真菌孢子的分离方法，其特征是：气流的流速为8.5～44.5米/秒。

4、根据权利要求3所述的固体发酵真菌孢子的分离方法，其特征是：所述颗粒大小为≤10mm。

5、根据权利要求4所述的固体发酵真菌孢子的分离方法，其特征是：将含孢固体培养基烘干至含水率≤9％，上述百分比为重量百分比。

6、根据权利要求5所述的固体发酵真菌孢子的分离方法，其特征是：主分离器由从上之下设置的筒形本体和锥体组成，在筒形本体和锥体的交接处设置环形的环翼4，筒形本体通过通道与副分离器相连通；孢子粉及菌丝在筒形本体内发生双旋涡运动；菌丝随下漩涡气流分离至筒形本体的内壁，经环翼的阻挡后通过通道进入副分离器；孢子粉由向下气流带入与锥体相连的主收集筒。

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