一种低毒、低残留生物抑藻剂的制备方法、装置及应用与流程

1.本发明涉及抑藻剂生产制备技术领域，具体公开了一种低毒、低残留生物抑藻剂的制备方法、装置及应用。


背景技术：

2.真核藻病毒是一大类病毒，绝大多数为多角体粒子，通常被称作“藻病毒”，它们是完全不同于蓝藻病毒或噬藻体的病毒类型。真核藻病毒的感染特点主要表现在两个水平上：一是在细胞水平上。一般宿主细胞受到感染后处于“濒死”状态，并很快溶解。细胞器和细胞结构发生一定程度，上的损伤和破坏，如：叶绿体片层结构破坏、核膜消失、细胞器破裂、细胞壁不能形成、细胞形状改变、核仁消失。二是在组织水平上。一般情况下，病毒或病毒类粒子只破坏宿主的生殖细胞而不侵染宿主的营养细胞。电镜下可以观察到受感染细胞的外形已不同于正常细胞，当病毒或病毒类粒子的核酸并入宿主dna后，细胞遭到更严重的破坏。
3.溶藻细菌能够通过直接或间接方式抑制藻类生长或杀死藻类。自1924年溶藻细菌被发现以来，国内外研究者陆续发现了多种溶藻细菌。目前已经报道的各类溶藻细菌多为革兰氏阴性菌，它们的作用对象比较广泛，既有蓝藻，也有硅藻、甲藻以及海洋赤潮藻种等，细菌溶藻的方式主要分为两种：一是直接溶藻，即在溶藻过程中活菌直接进攻宿主，细菌与藻细胞直接接触，甚至侵入藻细胞内进行溶藻；二是间接溶藻，即细菌通过分泌某种代谢产物溶解藻类。
4.解淀粉芽孢杆菌在自然界广泛分布，解淀粉芽孢杆菌通过其代谢产生的抗生素、抗菌蛋白或多肽类物质能够有效抑制球等鞭金藻细胞的生长，并且研究发现解淀粉芽孢杆菌的代谢产物的抑制作用优于解淀粉芽孢杆纯菌液，而两种混合后的抑制作用最显著，具有致死效果，抑制效果具有剂量效应，基本呈现抑制效果与添加剂量成正相关。但是在实现以解淀粉芽孢杆菌及其代谢产物作为抑藻剂的工业化生产过程中发现其制备的抑藻剂容易在灌装时以及灌装后的储存过程中与空气中的氧气进行长时间的接触，从而导致其代谢产物中的部分重要成分易于洋槐，从而降低了以解淀粉芽孢杆菌及其代谢产物作为抑藻剂的效果。因此，针对上述技术问题，本技术提出了一种能够有效解决上述技术问题的低毒、低残留物生物抑藻剂的制备方法、装置及应用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有以解淀粉芽孢杆菌及其代谢产物作为抑藻剂的工业化生产过程中，因灌装后的抑藻剂容易氧化失效等问题，本技术提出了一种能够有效解决上述技术问题的低毒、低残留物生物抑藻剂的制备方法、装置及应用。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种低毒、低残留物生物抑藻剂的制备方法，包括如下步骤：
8.s1：取解淀粉芽孢杆菌的菌种接种于斜面培养基中培养16-28h；
9.s2：将步骤1培养的解淀粉芽孢杆菌接入装有液体培养基的三角瓶中，并摇床培养20-26h备用；
10.s3：取适量步骤2制备的种子液接入固体发酵培养基中培养24-30h，并且每隔8-12h搅拌一次；
11.s4：将步骤3制备的发酵完毕的固体培养物烘干粉碎得解淀粉芽孢杆菌粉料；
12.s5：将步骤4制备的解淀粉芽孢杆菌粉料投入混合制剂罐中，同时向混合制剂罐中加入营养液，在25-32℃的温度下培养2-3天，并搅拌均匀后过滤，再将过滤后的滤液进行无氧灌装即得。
13.优选地，所述步骤1中的斜面培养基为牛肉膏蛋白胨斜面培养基，所述步骤2中的液体培养基为牛肉膏蛋白胨液体培养基。
14.优选地，所述步骤1、步骤2和步骤3中的培养温度均控制在33-38℃。
15.一种用于上述低毒、低残留物生物抑藻剂的制备装置，该制备装置为步骤五中的设备，包括混合制剂罐、无氧灌装机以及控制柜，所述混合制剂罐包括罐体，所述罐体的上端设置有搅拌驱动装置，所述搅拌驱动装置的输出轴伸入罐体内腔的端部连接有搅拌架，所述罐体的内腔下端设置有滤网，所述罐体的上端一侧面设置有绞龙送料装置，所述罐体的上端设置有菌种投入斗，所述罐体的上端还连接有加液管；
16.所述无氧灌装机包括机座、顶板和储料箱，所述罐体的下端连接有输料管，所述输料管上设置有输料泵，所述输料管的上端与储料箱相连接，所述机座的上表面两端均固定有立板，所述顶板固定设置在两个立板的上端，所述储料箱设置在顶板的上表面；
17.所述机座的上表面设置有贯穿左右两个立板的传送带，且位于传送带处的两个立板上分别开设有进口和出口，位于传送带前后两侧的机座的上表面均固定有第一伸缩装置，两个所述第一伸缩装置的活动端均连接有定位夹板，且两个定位夹板的相对面上间隔开设有若干瓶身夹口；
18.两个所述立板之间固定连接有水平设置的u型导向架，两个所述u型导向架的两端内侧面均开设有导向滑槽，每个所述导向滑槽上均设置有滑动块，两个所述滑动块之间设置有瓶口塞载板，所述瓶口塞载板的左右两端面连接有水平转轴，每个所述水平转轴的端部与对应滑动块上的轴承转动连接，每个所述水平转轴上设置有齿轮，位于所述传送带正上方的u型导向架两端的上方设置有齿条，所述齿条上的齿数为齿轮的一半，且齿轮移动至传送带上方时与齿条相啮合，所述u型导向架的后端两侧固定连接有水平设置的第二伸缩装置，所述第二伸缩装置的活动前端连接有与对应水平转轴活动连接的套筒，所述瓶口塞载板上等间隔开设有与瓶身夹口对齐的瓶口塞放置孔；
19.所述顶板的下表面左右两端均固定有第三伸缩装置，两个所述第三伸缩装置的下端共同连接有灌装嘴固定板，所述灌装嘴固定板上固定设置有与每个瓶口塞放置孔对齐的灌装嘴，所述灌装嘴的下端连接有硬质插管，且硬质插管的上端设置有挡环，每个所述灌装嘴的上端均连接有注液管，多个所述注液管端部汇聚后与注液泵相连接，所述注液泵的进料端与储料箱相连接，每个所述灌装嘴上均连接有负压抽气管，所述负压抽气管上设置有电磁阀，多个所述负压抽气管端部汇聚后连接有真空泵。
20.作为上述方案的进一步设置，所述搅拌驱动装置包括搅拌电机和减速机，所述减速机的输出轴下端与搅拌架相连接。
21.作为上述方案的进一步设置，所述罐体的下端外圆面设置有加热夹套，所述罐体的内壁下端设置有温度传感器。
22.作为上述方案的进一步设置，所述定位夹板上开设的间隔开设的瓶身夹口为2-5个。
23.作为上述方案的进一步设置，所述第一伸缩装置、第二伸缩装置和第三伸缩装置均为气缸或者液压缸其中的一种。
24.作为上述方案的进一步设置，所述控制柜设置在机座的前侧面，所述混合制剂罐上还设置有显示屏。
25.本发明还公开了上述制备的低毒、低残留物生物抑藻剂在真核藻病毒治理方面的应用。
26.与现有技术相比，具有以下有益效果：
27.1)本发明公开的低毒、低残留物生物抑藻剂的制备方法以解淀粉芽孢杆菌作为重要菌种对其进行培养，使得培养后的培养液中含有解淀粉芽孢杆菌的代谢产物以及解淀粉芽孢杆菌，然后直接将解淀粉芽孢杆菌以及其代谢产物与培养固体料分离后直接进行无氧灌装，能够有效防止解淀粉芽孢杆菌的代谢产物被氧化导致其抑藻效果不佳，使得制备的抑藻剂的抑制作用最显著，具有致死效果，抑制效果具有剂量效应。
28.2)本发明公开的制备装置在对生物抑藻剂进行灌装时，通过定位夹板先将灌装瓶进行夹紧定位，然后再橡胶瓶口塞放入瓶口塞载板上端放置孔中，然后再第二伸缩装置的推动下，整个瓶口塞载板沿着u型导向架向灌装瓶的上端移动，并在移动的过程中由于齿轮受到齿条的作用使得整个瓶口塞载板翻转180
°
，从而将橡胶瓶口塞扣在对应的灌装瓶上，然后再通过第三伸缩装置将灌装嘴固定板压下，灌装嘴下方的硬质插管穿过对应橡胶瓶口塞，然后挡环的作用下降橡胶瓶口塞紧紧压在对应的灌装瓶上，接着再真空泵、注液泵的作用下先将灌装瓶内的空气抽走，然后再进行灌装过程中，从而实现了整个生物抑藻剂的全程无氧灌装，能够有效防止灌装后瓶内少量氧气将解淀粉芽孢杆菌的代谢产物氧化，从而降低整个生物抑藻剂的效果，整个制备装置的结构设计新颖、使用效果优异。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明的制备工艺流程图；
31.图2为本发明的第一角度立体结构示意图；
32.图3为本发明的第二角度立体结构示意图；
33.图4为本发明中混合制剂罐的立体结构示意图；
34.图5为本发明中混合制剂罐的内部平面结构示意图；
35.图6为本发明中无氧灌装机的主视平面结构示意图；
36.图7为本发明中u型导向架、瓶口塞载板等立体结构示意图；
37.图8为本发明中u型导向架的立体结构示意图；
38.图9为本发明中瓶口塞载板的立体结构示意图；
39.图10为本发明中灌装嘴固定板、灌装嘴等第一角度立体结构示意图；
40.图11为本发明中灌装嘴固定板、灌装嘴等第二角度立体结构示意图
41.其中：
42.100-混合制剂罐，101-罐体，102-搅拌驱动装置，103-搅拌架，104-滤网，105-绞龙送料装置，106-菌种投入斗，107-加液管，108-输料管，109-输料泵，110-加热夹套，111-温度传感器，112-显示屏；
43.200-无氧灌装机，201-机座，202-顶板，203-储料箱，204-立板，205-传送带，206-第一伸缩装置，207-定位夹板，2071-瓶身夹口，208-u型导向架，2081-导向滑槽，209-滑动块，210-瓶口塞载板，2101-瓶口塞放置孔，211-水平转轴，212-齿轮，213-齿条，214-第二伸缩装置，215-套筒，216-第三伸缩装置，217-灌装嘴固定板，218-灌装嘴，219-硬质插管，220-挡环，221-注液管，222-注液泵，223-负压抽气管，224-电磁阀，225-真空泵。
具体实施方式
44.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
45.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1～11，并结合实施例来详细说明本技术。
47.实施例1
48.实施例1公开了一种低毒、低残留物生物抑藻剂的制备方法，包括如下步骤：
49.步骤一：取解淀粉芽孢杆菌的菌种接种于牛肉膏蛋白胨斜面培养基中培养中，并在34℃的温度下恒温培养26h；
50.步骤二：将步骤1培养的解淀粉芽孢杆菌接入装有牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，并在35℃的温度下摇床恒温培养22h备用；
51.步骤三：取上述步骤2制备的种子液接入固体发酵培养基中，在35℃的温度下培养28h，并且每隔9h搅拌一次；
52.步骤四：将步骤3制备的发酵完毕的固体培养物在55℃的热风下烘干至含水量低于8％，然后再粉碎得解淀粉芽孢杆菌粉料；
53.步骤五：将步骤4制备的解淀粉芽孢杆菌粉料投入混合制剂罐中，同时向混合制剂罐中加入营养液，在30℃的温度下培养2.5天，并搅拌均匀后过滤，再将过滤后的滤液进行无氧灌装即得。
54.本实施例1灌装得到的液体即为低毒、低残留物生物抑藻剂，该低毒、低残留物生
物抑藻剂在真核藻病毒治理方面的具有优异的应用效果。
55.实施例2
56.实施例2公开了一种低毒、低残留物生物抑藻剂的制备方法，包括如下步骤：
57.步骤一：取解淀粉芽孢杆菌的菌种接种于牛肉膏蛋白胨斜面培养基中培养中，并在35℃的温度下恒温培养22h；
58.步骤二：将步骤1培养的解淀粉芽孢杆菌接入装有牛肉膏蛋白胨液体培养基的三角瓶中，并在38℃的温度下摇床恒温培养20h备用；
59.步骤三：取上述步骤2制备的种子液接入固体发酵培养基中，在38℃的温度下培养25h，并且每隔10h搅拌一次；
60.步骤四：将步骤3制备的发酵完毕的固体培养物在55℃的热风下烘干至含水量低于8％，然后再粉碎得解淀粉芽孢杆菌粉料；
61.步骤五：将步骤4制备的解淀粉芽孢杆菌粉料投入混合制剂罐中，同时向混合制剂罐中加入营养液，在32℃的温度下培养3天，并搅拌均匀后过滤，再将过滤后的滤液进行无氧灌装即得。
62.本实施例2灌装得到的液体即为低毒、低残留物生物抑藻剂，该低毒、低残留物生物抑藻剂在真核藻病毒治理方面的具有优异的应用效果。
63.实施例3
64.本实施例3公开了一种用于上述实施例1和实施例2的步骤五中的设备，参考附图2和附图3，包括混合制剂罐100、无氧灌装机200以及控制柜300。其中混合制剂罐100参考附图4和附图5，包括罐体101，在罐体101的上端设置有搅拌驱动装置102，该搅拌驱动装置102的输出轴伸入罐体101内腔的端部连接有搅拌架103，具体设置时该搅拌驱动装置102包括搅拌电机和减速机，减速机的输出轴下端与搅拌架103相连接。在罐体101的内腔下端设置有滤网104，该滤网能够将溶液中的固体料进行分离。罐体101的上端一侧面设置有绞龙送料装置105，并在罐体101的上端设置有菌种投入斗106，同时罐体101的上端还连接有加液管107，其中绞龙送料装置105能够送入固体培养料，加液管107能够加入液体培养料。另外，还在罐体101的下端外圆面设置有加热夹套110，罐体101的内壁下端设置有温度传感器111，通过加热夹套110和温度传感器111的设置能够对罐体101具有恒温培养的作用，并在混合制剂罐100上还设置有显示屏112，通过显示屏112上的显示作用能够实时贯穿内部培养的情况以及相关参数。
65.参考附图2、附图6，该无氧灌装机200包括机座201、顶板202和储料箱203，其中控制柜300设置在机座201的前侧面。在罐体101的下端连接有输料管108，输料管108上设置有输料泵109，输料管108的上端与储料箱203相连接。在机座201的上表面两端均固定有立板204，顶板202固定设置在两个立板204的上端，储料箱203设置在顶板202的上表面。同时在机座201的上表面设置有贯穿左右两个立板204的传送带205，并且位于传送带205处的两个立板204上分别开设有进口和出口，位于传送带204前后两侧的机座201的上表面均固定有第一伸缩装置206，两个第一伸缩装置206的活动端均连接有定位夹板207，且两个定位夹板207的相对面上间隔开设有若干瓶身夹口2071，其中瓶身夹口2071的数量根据实际灌装机的大小进行确定，一般设置在2-5个。上述无氧灌装机200的结构设计当灌装瓶输送至前后两个定位夹板207之间时，通过第一伸缩装置206作用将灌装瓶固定夹持在两个定位夹板
207上，从而实现灌装前灌装瓶的定位。
66.参考附图2、附图7、附图8和附图9，在两个立板204之间固定连接有水平设置的u型导向架208，两个u型导向架208的两端内侧面均开设有导向滑槽2081，同时在每个导向滑槽2081上均设置有滑动块209，两个滑动块209之间设置有瓶口塞载板210，瓶口塞载板210上等间隔开设有与瓶身夹口2071对齐的瓶口塞放置孔2101。在瓶口塞载板210的左右两端面连接有水平转轴211，每个水平转轴211的端部与对应滑动块209上的轴承转动连接，每个水平转轴211上设置有齿轮212，同时在位于传送带205正上方的u型导向架208两端的上方设置有齿条213，并且齿条213上的齿数为齿轮212的一半，当齿轮213移动至传送带205上方时与齿条213相啮合。在u型导向架208的后端两侧固定连接有水平设置的第二伸缩装置214，第二伸缩装置214的活动前端连接有与对应水平转轴211活动连接的套筒215。上述通过第二伸缩装置214的伸长推动作用，先将橡胶瓶口塞塞入灌装瓶的瓶口，然后在推动过程中由于齿条与齿轮的啮合作用使得瓶口塞载板210翻转180
°
，从而将每个瓶口塞对应扣在灌装瓶上。
67.参考附图4、附图10和附图11，在顶板202的下表面左右两端均固定有第三伸缩装置216，两个第三伸缩装置216的下端共同连接有灌装嘴固定板217，灌装嘴固定板217上固定设置有与每个瓶口塞放置孔2101对齐的灌装嘴218，灌装嘴218的下端连接有硬质插管219，并且硬质插管219的上端设置有挡环220。在每个灌装嘴218的上端均连接有注液管221，多个注液管221端部汇聚后与注液泵222相连接，注液泵222的进料端与储料箱203相连接。在每个灌装嘴218上均连接有负压抽气管223，负压抽气管223上设置有电磁阀224，多个负压抽气管223端部汇聚后连接有真空泵225。此处，需要说明的是本实施例中的第一伸缩装置206、第二伸缩装置214和第三伸缩装置216均可选用气缸或者液压缸其中的一种。
68.当橡胶瓶口塞扣在灌装瓶上时，然后通过第三伸缩装置216在灌装嘴固定板217向下推动，灌装嘴218下端的硬质插管219穿插过橡胶塞，然后再挡环220的作用下使得橡胶瓶口塞完全卡入灌装瓶中，接着再打开电磁阀224，通过真空泵225和负压抽气管223将灌装前的瓶内的空气抽走，然后再关闭电磁阀通过注液泵222、注液管221将制备的生物抑藻剂进行无氧灌装，从而极大延迟了整个生物抑藻剂的储存周期以及后续使用的抑藻效果。
69.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。