CN115367850B - 一种生物絮凝剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于絮凝剂加工技术领域，具体而言，是一种生物絮凝剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一：配置发酵培养液，将发酵培养液灌入至密封培养设备中的培养盒内；步骤二：通过自动取放设备，对培养盒进行抽取转移至接种区域；步骤三：将微生物菌种置入在培养盒内；步骤四：密封发酵处理后，将溶液离心处理后，取上清液加入无水乙醇，搅拌处理，冷冻制得本品微生物絮凝剂；密封培养设备还包括斜面基台和培养架，斜面基台设置在封闭接种车间内，斜面基台能够对培养架进行容纳放置，培养架上设置有多个承载板，承载板滑动连接在培养架上，利用承载板对培养盒进行封闭处理，增加培养盒转移过程中的封闭性能，避免微生物菌种对人员造成健康影响。
Description
技术领域
本发明属于絮凝剂加工技术领域，具体而言，是一种生物絮凝剂的制备方法。
背景技术
微生物絮凝剂是由微生物或其分泌物产生的代谢产物构成，通过将微生物例如细菌和真菌进行发酵，之后分离提取后精制得到微生物絮凝剂产品；因其具有生物分解性和无毒、无二次污染的特性而广泛使用；
微生物絮凝剂克服了对于高分子材料自身的缺陷，但是对于发酵处理的环境具有一定的要求，并且在对于微生物菌种的接种操作时，需要一定的防护措施，从而避免微生物菌种对人员造成健康影响。
发明内容
为了实现降低人工手动接种微生物菌种的需求的目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的在于提供一种通过自动取放设备，将微生物培养容器进行转移至接种区域内进行微生物菌种的添加的方案，并使用培养架对微生物培养容器进行密封存放，增加了微生物培养容器转移过程中的安全性，降低微生物在空气中大量溢散的情况。
为了实现上述目的，本发明提供的生物絮凝剂的制备方法采用以下步骤：
步骤一：配置发酵培养液，将发酵培养液灌入至培养盒内；
步骤二：通过自动取放设备，对培养盒进行抽取转移至接种区域；
步骤三：将微生物菌种置入在培养盒内；
步骤四：密封发酵处理后，将溶液离心处理后，取上清液加入无水乙醇，搅拌处理后，冷冻制得本品微生物絮凝剂。
本申请中的发酵培养液主要包括：生活污水、养殖废水和食品工业废水等。
首先对发酵培养液进行灭菌处理，之后通向其内接种微生物菌种，在31～33℃温度下进行密封发酵培养。
本申请中的微生物菌种为红平红球菌或枯草芽孢杆菌。
本发明提供的生物絮凝剂的制备方法中对于培养盒的转移、微生物接种和密封处理的操作方法是通过密封培养设备来进行的；
通过密封培养设备中的自动取放设备对培养架上的培养盒进行取放操作，从而替代人工手动操作，使培养盒在封闭接种车间内进行接种处理，在完成接种操作后，对封闭接种车间进行空气净化15～30min，进一步降低微生物溢散到空气中对人员造成影响。
所述密封培养设备包括斜面基台、培养架、承载板和培养盒。
斜面基台设置在封闭接种车间内，斜面基台能够对培养架进行容纳放置，培养架上设置有多个承载板，承载板滑动连接在培养架上，利用承载板对培养盒进行盛放，并利用并列设置的另一个承载板对培养盒进行封闭处理，从而增加培养盒转移过程中的封闭性能。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，其中：
图1为本发明的生物絮凝剂制备方法的流程图；
图2为本发明的发酵培养液的物料组成图；
图3为本发明的承载板和培养架的结构示意图；
图4为本发明的培养架的结构示意图；
图5为本发明的横板的结构示意图；
图6为本发明的同步抬升杆的结构示意图；
图7为本发明的斜面基台的结构示意图；
图8为本发明的培养盒的结构示意图；
图9为本发明的自动取放设备的结构示意图；
图10为本发明的横向移动架和丝杆的结构示意图；
图11为本发明的抓取臂的结构示意图；
图12为本发明的抓取臂和插筒的结构示意图；
图13为本发明的料台、滑柱和灌料筒的结构示意图；
图14为本发明的灌料筒和横片的结构示意图；
图15为本发明的密封板的结构示意图；
图16为本发明的灌料筒的结构示意图。
图中：培养架11；横板12；隔离条13；锥度盖板14；培养盒15；把手16；多边形连接柱17；同步抬升杆21；L型臂22；第一伸缩驱动器23；斜面基台3；横向移动架31；丝杆32；空心移动台33；升降座34；第二伸缩驱动器35；转动架36；第三伸缩驱动器37；抓取臂41；插筒42；第四伸缩驱动器43；夹紧柱44；料台51；滑柱52；灌料筒53；横片54；插杆55；密封板61；L型压板62；定位块63。
具体实施方式
微生物絮凝剂是由微生物产生的，可使水体中的悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子凝聚、沉淀的一类次生代谢产物，主要含有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和脱氧核糖核酸等物质，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的绿色水处理剂，但是部分微生物与人体直接接触的量较大时，会对人体健康造成影响。
为了实现降低人工手动接种微生物菌种的需求的目的，本发明提供的生物絮凝剂的制备方法采用以下步骤：
步骤一：配置发酵培养液，将发酵培养液灌入至培养盒15内；
步骤二：通过自动取放设备，对培养盒15进行抽取转移至接种区域；
步骤三：将微生物菌种置入在培养盒15内；
步骤四：将培养盒15进行封闭，转移至培育仓库内进行微生物培育；
步骤五：密封发酵处理后，将溶液离心处理后，取上清液加入无水乙醇，搅拌处理后，冷冻制得本品微生物絮凝剂。
本申请中的发酵培养液主要包括：生活污水、养殖废水和食品工业废水等。
首先对发酵培养液进行灭菌处理，之后通向其内接种微生物菌种，在31～33℃温度下进行密封发酵培养。
本申请中的微生物菌种为红平红球菌或枯草芽孢杆菌。
培育仓库温度为31～33℃，提供微生物菌在发酵培养液内的培育温度。
本申请中的溶液离心方式为：以6300～7200r/min的转速离心11min，取上清液加入两倍体积的无水乙醇，搅拌处理后，在-2～3.5℃下冷冻40min得到本品微生物絮凝剂。
本发明提供的生物絮凝剂的制备方法中对于培养盒的转移、微生物接种和密封处理的操作方法是通过密封培养设备来进行的。
以下对本发明的具体实施例进行说明。
参照图3-8所示，说明本发明提供的生物絮凝剂的制备方法中使用的密封培养设备，将多排的培养盒敞开处理和封闭处理的实施例：
密封培养设备的主体为斜面基台3，斜面基台3上活动放置有培养架11，斜面基台3上设置有多个凹槽，凹槽能够对培养架11底部滑轮进行嵌合容纳，从而对培养架11在斜面基台3上进行定位处理；
培养盒15在转移存放过程中，通过培养架11进行存放，培养架11上竖向滑动安装有多个承载板，承载板用于对培养盒15进行承托和封闭处理，进而增加培养盒15转移过程中的封闭性能。
承载板的主体为横板12，横板12滑动连接在培养架11内部的两侧之间，横板12下侧通过紧固件固定连接有锥度盖板14，锥度盖板14扣合在培养盒15开口处，能够对培养盒15进行封堵，实现密封处理。
横板12上侧通过紧固件固定连接有多个用于对培养盒15的放置位置进行定位的隔离条13，培养盒15放置在多个隔离条13之间进行定位，并且培养盒15能够在多个隔离条13之间进行滑动。
参照图3-6所示，说明通过同步抬升杆21对多个横板12的移动进行控制的具体方式；
培养架11外侧U型架内竖向滑动连接有同步抬升杆21，同步抬升杆21上焊接固定连接有多个贯穿培养架11侧部的L型臂22，L型臂22上端能够与横板12下侧边缘处抵接配合；
U型架上安装有用于驱动同步抬升杆21竖向滑动的第一伸缩驱动器23，第一伸缩驱动器23的活动端与同步抬升杆21通过紧固件固定连接；
通过启动第一伸缩驱动器23，使同步抬升杆21上的多个L型臂22从上至下依次带动多个横板12竖向升起，使多排的培养盒15敞开，便于将培养盒15进行取放；
同步抬升杆21可设置有两个，将两个同步抬升杆21分别设置在培养架11的两侧，增加横板12移动平稳性。
其中，对于培养盒15内的微生物菌种的接种流程为：
首先向空的培养盒15内加入发酵培养液；
之后将培养架11转移至封闭接种车间内，使用自动取放设备对培养盒15进行取放，并在向培养盒15内加入微生物菌种，然后控制同步抬升杆21下落，对培养盒15进行密封处理；
最后对封闭接种车间进行空气净化15～30min，进一步降低微生物溢散到空气中对人员造成影响。
其中，最上层的横板12上设置有配重块，使其下落过程中，能够对上层的培养盒15密封效果提高。
参照图3和图7-12所示，说明本发明提供的生物絮凝剂的制备方法中使用的密封培养设备，使用自动取放设备对培养盒15进行取放操作的具体实施例：
在向培养盒15内接种微生物菌种时，培养架11放置在斜面基台3上，利用安装在斜面基台3上的自动取放设备对培养盒15进行取放操作；
自动取放设备上设置有插筒42，插筒42与培养盒15端部的把手16插接配合后，通过滑动连接在插筒42侧部的夹紧柱44将把手16夹紧，进行后续的培养盒15取放操作，具体方式如下：
斜面基台3上固定连接有横向移动架31，横向移动架31内滑动连接有空心移动台33，空心移动台33上竖向滑动连接有升降座34，升降座34上侧横向滑动连接有转动架36，转动架36上转动连接有抓取臂41，插筒42固定连接在抓取臂41上；
横向移动架31内转动连接有丝杆32，横向移动架31端部安装有用于控制丝杆32以自身的轴线为轴进行转动的转动驱动器Ⅰ，转动驱动器Ⅰ的输出轴与丝杆32通过联轴器连接；
转动架36上安装有用于驱动抓取臂41的转轴以自身的轴线为轴进行转动的转动驱动器Ⅱ，转动驱动器Ⅱ的输出轴与抓取臂41的转轴通过联轴器连接；
空心移动台33上安装有用于驱动升降座34竖向移动的第二伸缩驱动器35，第二伸缩驱动器35的活动端与升降座34通过紧固件固定连接；
升降座34上安装有用于驱动转动架36横向滑动的第三伸缩驱动器37，第三伸缩驱动器37的活动端与转动架36通过紧固件固定连接；
抓取臂41上安装有用于驱动夹紧柱44滑动的第四伸缩驱动器43，第四伸缩驱动器43的活动端与夹紧柱44通过紧固件固定连接；
本申请中的转动驱动器可选用步进电机或伺服电机；
本申请中的伸缩驱动器可选用电动伸缩杆或液压缸；
启动转动驱动器Ⅰ，带动空心移动台33在横向移动架31上水平移动，配合启动第二伸缩驱动器35和第三伸缩驱动器37，带动插筒42插入指定的培养盒15上的把手16处；
之后启动第四伸缩驱动器43，使夹紧柱44对培养盒15上的把手16进行夹紧，再单独启动第三伸缩驱动器37，实现对培养盒15的抽出处理，之后将培养盒15转移至接种区域，将微生物菌种置入到培养盒15内。
参照图7-8所示，对把手16的结构进行改进；
在把手16的中部一体成型设置多边形连接柱17，使抓取臂41与水平面呈一定角度后，滑动连接在插筒42侧部的多个夹紧柱44中的几个仍能与多边形连接柱17侧部呈面接触的方式抵接配合，实现对把手16定位夹持稳定效果，使培养盒15抽出后能够保持水平状态向接种区域处稳定转移。
参照图9-16所示，说明本发明提供的生物絮凝剂的制备方法中使用的密封培养设备，培养盒15在接种区域内接种微生物菌种的实施例：
斜面基台3端部的接种区域内安装有料台51，料台51上竖向安装有灌料筒53，粉末状态的微生物菌种存储在灌料筒53内，灌料筒53开口朝下设置，灌料筒53的开口处可拆卸固定连接有多孔板，多孔板下侧贴合安装有密封板61，密封板61上的漏孔能够与多孔板上的孔连通或错开；
所述料台51设置多个，多个料台51竖向高度不同，对不同竖直高度存放的培养盒15进行微生物菌种接种。
灌料筒53竖向滑动连接在料台51上的滑柱52上，滑柱52套接安装有拉簧，拉簧的两端分别与灌料筒53和料台51焊接固定连接；
灌料筒53靠近开口的一侧安装有横片54，横片54的端部与料台51支架主体抵接贴合，横片54内插接安装有插杆55，密封板61上固定连接有L型压板62和定位块63，定位块63滑动连接在插杆55上，插杆55外侧套接安装有弹簧，弹簧的两端分别与定位块63和横片54焊接固定连接；
常态下，定位块63在插杆55端部靠近灌料筒53开口一侧的位置顶紧，此时，密封板61上的漏孔与多孔板上的孔错开，实现封堵处理，此时L型压板62侧部与料台51支架主体之间留有一截间隔空隙。
通过自动取放设备将培养盒15在水平状态下移动至密封板61下侧，使培养盒15一侧边缘与L型压板62折弯处抵接，通过移动培养盒15，带动培养盒15对L型压板62进行横向和竖向的移动，使灌料筒53内的粉末状态的微生物菌种随灌料筒53的抖动落入到培养盒15内完成微生物菌种的接种操作。
Claims (6)
1.一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：配置发酵培养液，将发酵培养液灌入至培养盒（15）内；
步骤二：通过自动取放设备，对培养盒（15）进行抽取转移至接种区域；
步骤三：将微生物菌种置入在培养盒（15）内；
步骤四：将培养盒（15）进行封闭，转移至培育仓库内进行微生物培育；
步骤五：密封发酵处理后，将溶液离心处理后，取上清液加入无水乙醇，搅拌处理后，冷冻制得本品微生物絮凝剂；
所述培养盒（15）在转移存放过程中，通过底部设有滑轮的培养架（11）进行密封存放，培养架（11）上滑动安装有用于对培养盒（15）进行封闭处理的承载板；
所述承载板的主体为横板（12），横板（12）滑动连接在培养架（11）内部的两侧之间，横板（12）上安装有锥度盖板（14），锥度盖板（14）扣合在培养盒（15）开口处，对培养盒（15）进行密封封堵处理；
所述自动取放设备安装在斜面基台（3）上，自动取放设备上设置有插筒（42），插筒（42）与培养盒（15）端部的把手（16）插接配合后，通过滑动连接在插筒（42）侧部的夹紧柱（44），实现对把手（16）定位夹持操作；
斜面基台（3）上固定连接有横向移动架（31），横向移动架（31）内滑动连接有空心移动台（33），空心移动台（33）上竖向滑动连接有升降座（34），升降座（34）上侧横向滑动连接有转动架（36），转动架（36）上转动连接有抓取臂（41），插筒（42）固定连接在抓取臂（41）上，
培养架（11）外侧U型架内竖向滑动连接有同步抬升杆（21），同步抬升杆（21）上焊接固定连接有多个贯穿培养架（11）侧部的L型臂（22），L型臂（22）上端能够与横板（12）下侧边缘处抵接配合；U型架上安装有用于驱动同步抬升杆（21）竖向滑动的第一伸缩驱动器（23），第一伸缩驱动器（23）的活动端与同步抬升杆（21）通过紧固件固定连接；通过启动第一伸缩驱动器（23），使同步抬升杆（21）上的多个L型臂（22）从上至下依次带动多个横板（12）竖向升起，使多排的培养盒（15）敞开，便于将培养盒（15）进行取放。
2.根据权利要求1所述的生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述微生物菌种为红平红球菌。
3.根据权利要求1所述的生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述微生物菌种为枯草芽孢杆菌。
4.根据权利要求1所述的生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述微生物菌在发酵培养液内的培育温度为31～33℃。
5.根据权利要求1所述的生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述横板（12）上侧固定连接有多个用于对培养盒（15）的放置位置进行定位的隔离条（13）。
6.根据权利要求5所述的生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述培养架（11）转移至斜面基台（3）上，通过斜面基台（3）上的多个凹槽与培养架（11）底部滑轮的嵌合容纳，对培养架（11）进行位置锁定。
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