固态发酵真菌孢子分离器及分离方法

摘要

一种固态发酵真菌孢子分离器，它包括带加料口和排料口的加料斗、电机、搅拌器、带调节阀门的离心风机、加速管、惯性分离器、旋风分离器，其特征在于惯性分离器上部设有目筛网，底部设有锥形盘，并通过回流管连通加料斗，惯性分离器的顶端通过导管连接旋风分离器，旋风分离器排气口通过导管连接含尘气体净化装置。本发明的优点是(1)结构简单：主要部件为加料斗、惯性分离器、旋风分离器；(2)占地面积小(2600×500×1700mm)；(3)性能优良：分离速度快，分离彻底；(4)操作简便，加料、卸料容易，风机、搅拌机由电钮控制；(5)与筛网分离相比劳动强度小，且灰尘少、操作环境好；(6)节能(总功率1.1kw)、高效(η＝90％)。

说明书

技术领域

本发明是一种固态发酵真菌孢子分离机械及与之相匹配的孢子制取方法，属于生物加工领域。

背景技术

当前为提高生物农药的有效成分，需要高效地分离真菌孢子。利用固态发酵生产的真菌孢子附着在培养基表面，由于粒径微小，在分离过程中真菌孢子易悬浮在空气中，难于沉降和收集，因此需要在密闭条件下利用离心场作用分离并收集孢子。

现有的固体微粒物料分离技术主要有：筛网分离，离心分离，过滤分离。筛网分离的缺点是，筛分时，劳动强度大，杂质多；离心分离，分离过程中，由于孢子与培养基颗粒未完全脱离，因此效率低；过滤分离，滤料引起的过滤阻力很大。上述三种方法均不能很好地满足真菌孢子的分离要求。

中国专利号87107268的真菌孢子分离装置，其气粉分离部分采用滤料，且内部结构复杂，气固两相流通阻力大，功耗较大。

中国专利号01275732.2的真菌孢子分离器，采用的方式为：固体培养基颗粒在分离室内粉碎，用循环气流将悬浮于分离室上方的孢子导入旋风分离器中，此设备容易出现搅拌的死角以及加料量大时搅拌耗能高的问题。

国外相关资料显示：利用流化床将固态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，但是逃逸孢子会污染工作环境。需增设保护装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种固态发酵真菌孢子分离器及使用方法，设备结构简单、性能优良、操作方便、高效节能。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

1、一种固态发酵真菌孢子分离器，它包括带加料口和排料口的加料斗、电机、搅拌器、带调节阀门的离心风机、加速管、惯性分离器、旋风分离器，其特征在于：惯性分离器上部设有目筛网，底部设有锥形盘，并通过回流管连通加料斗，惯性分离器的顶端通过导管连接旋风分离器，旋风分离器排气口通过导管连接含尘气体净化装置。

2、利用上述分离器进行固态发酵真菌孢子提取的方法：将真菌固态发酵培养基自然干燥至含水率低于10％时，将其投入到加料斗中，常温下开动搅拌器，搅拌后，打开离心风机，调节阀门，使空气流速达到20-25米/秒，待固体培养基颗粒在加料斗、加速管、惯性分离器、回流管、加料斗中往复循环3-7次，关闭风机与搅拌器，在旋风分离器底部收集纯净的孢子，最后打开加料斗的排料口卸料。

本发明的运行原理为：固体颗粒在加速管内循环流动，孢子与培养基颗粒分离，再将含孢子的气体引入旋风分离器中，使其分离并收集孢子。

本发明提供的固态发酵真菌孢子分离器的运行过程：首先打开加料口3，将经干燥的固态发酵培养基(含水率≤10％)投入加料斗2中，依次开动搅拌器4和风机1。

加料斗2内的下部设有搅拌桨，在搅拌过程中干燥的发酵培养基被打碎并送入加速管7，在风机的作用下悬浮、加速，在运动过程中，培养基颗粒与颗粒之间以及颗粒与管壁之间产生碰撞和摩擦，实现孢子与培养基颗粒逐渐脱离。

加速气体进入惯性分离器5后，与惯性分离器底部锥形盘发生碰撞，固体发酵培养基颗粒由于密度大，由回流管6流回加料斗2中，并在加料斗上部形成封闭体系(可使加料斗底部形成负压，利于颗粒进入加速管中)，而含孢子的空气穿过筛网(在惯性分离器上部设有40目筛网，用以防止某些固体颗粒进入到旋风分离器中)并通过连接管进入旋风分离器9。

高速含孢子气体从惯性分离器顶部排出，通过连接管进入旋风分离器9中，在离心场作用下彻底将孢子从气体中分离出来。由于气流扰动以及粒径微小等原因，一小部分孢子将随气流从旋风分离器顶部逃逸，将气流引入净化装置8中，气体从400目筛网中穿过，逃逸孢子则被拦截。

固体颗粒在：加料斗→加速管→惯性分离器→回流管→加料斗中循环流动，在连续流动过程中，孢子与培养基颗粒进一步分离。培养基颗粒进行3-5个循环流动以后，其表面附着的孢子脱离殆尽，关闭风机，打开加料斗底部排料口10卸料。

本发明的优点是：(1)结构简单：主要部件为加料斗、惯性分离器、旋风分离器；(2)占地面积小(2600×500×1700mm)；(3)性能优良：分离速度快，分离彻底；(4)操作简便，加料、卸料容易，风机、搅拌机由电钮控制；(5)与筛网分离相比劳动强度小，且灰尘少、操作环境好；(6)节能(总功率1.1kw)、高效(η＝90％)。

附图说明

图1是本发明的固态发酵真菌孢子分离器结构示意图。

图2是加料装置俯视图。

图3是加料装置结构示意图。

图4是惯性分离器剖面图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是锥形盘的俯视图。

具体实施方式

本发明提供的固态发酵真菌孢子分离器具体结构是：上料装置设置有加料口3的加料斗2，在加料斗2上组装由电机带动的搅拌器4，在加料斗2的下部设置有带门的排料口10；与离心风机1连接的加速管7连通加料斗2的下端，在加料斗2的下端组装阀门15，在离心风机1的出口装有调节阀门14。加速管7的上端插入连接惯性分离器5，惯性分离器5上部设有40目筛网16，底部设有锥形盘17，加速管7上端的开口端部向下垂直朝向锥形盘17的顶部。惯性分离器5的顶端通过导管11切向连接旋风分离器9。惯性分离器5的底端通过物料回流管6切向连接加料斗2。旋风分离器9上端的排气口通过导管12切向连接含尘气体净化装置8，在含尘气体净化装置8的上部组装400目筛网13，含尘气体净化装置8的下端设置卸料口。

使用本发明提供的孢子分离器提取固态发酵真菌孢子的方法如下：

实施例1：

称1kg干燥后的绿色木霉固态发酵培养基，(含水率10％)，投入到加料斗2中，封闭加料口3，开动搅拌器4，搅拌速度为1500转/分，7分钟后开动离心风机1，打开风机，调节阀门14，用阀门调整空气流速至25米/秒，此时固体颗粒随气流进入加速管7，经加速的固体颗粒以18-20米/秒的速度撞击惯性分离器5底部的锥形盘17，经过高速撞击，固体颗粒表面附着的孢子脱离随气流进入到旋风分离器9中，而固体颗粒本身则沿锥形盘17向下滑落至回流管6，接着回到加料斗2中，10分钟后，加料斗2中所有的固体培养基颗粒在加料斗2、加速管7、惯性分离器5、回流管6、加料斗中2循环流动6次，关闭风机1、搅拌机4；可在旋风分离器9底部收集到30g左右的绿色木霉孢子粉，打开卸料口10，可看到原绿色的培养基变为土黄色。

实施例2：

称2kg干燥后的绿色木霉固态发酵培养基，(含水率7％)，投入到加料斗2中，封闭加料口3，开动搅拌器4，搅拌速度为2000转/分，5分钟后开动离心风机1，用阀门14调整空气流速至25米/秒，6分钟后，加料斗2中所有的固体培养基颗粒在加料斗2、加速管7、惯性分离器5、回流管6、加料斗2中循环流动5次，关闭风机1、搅拌机4；可在旋风分离器9底部收集到75g左右的绿色木霉孢子粉，打开卸料口10，可看到原绿色的培养基变为土黄色。

实施例3：

称1.5kg干燥后的绿色木霉固态发酵培养基，(含水率5％)，投入到加料斗2中，封闭加料口3，开动搅拌器4，搅拌速度为3000转/分，3分钟后开动离心风机1，用阀门调整空气流速至25米/秒，5分钟后，加料斗2中所有的固体培养基颗粒在加料斗2、加速管7、惯性分离器5、回流管6、加料斗2中循环流动5次，关闭风机1、搅拌机4；可在旋风分离器9底部收集到40g左右的绿色木霉孢子粉，打开卸料口10，可看到原绿色的培养基变为土黄色。