细黄链霉菌的固体发酵工艺及其生产设备

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                         技术领域\n本发明属于细黄链霉菌发酵技术领域，更具体地说涉及细黄链霉菌的固 体发酵工艺及其生产设备的改进。\n                         背景技术\n已有的细黄链霉菌繁育在土壤中。它在生长过程中能大量解离土壤中已 经固化的大量不能被农作物吸收的氮、磷、钾，提高化肥的利用率，有效缓 解由于大量使用化肥而造成的土壤板结等负面作用。同时，又能生成多种生 长类激素，促进作物生长，提高其抗逆性状。细黄链霉菌还能产生多种抗菌 素，抑制病菌生长，这对消除土传病菌非常有利。但是，土壤中自然生长的 细黄链霉菌数量太少，微不足道。而目前国内还没有此类菌种的人工生产， 也就没有相应的生产工艺和生产设备。\n固体发酵相对液体发酵消毒的难度更大，过程较难控制，很容易污染细菌 或霉菌，技术难度很大，所以很难成功。因此，国内很少有用固体发酵的， 比较成熟的固体发酵工艺几乎没有。细黄链霉菌是从土壤中选育出来的，其 形成孢子必须在类似与土壤的固体中，必须采用固体发酵技术。\n本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种产孢率和有效活 菌比高，杂菌污染少，适于高效大量工业化生产的，有利于我国农业绿色环 保的细黄链霉菌的固体发酵工艺及其生产设备。\n                         发明内容\n为达到上述目的，本发明细黄链霉菌的固体发酵工艺至少包括下述步骤：\n(1)原辅料的混配：原辅料由质量比(下同)为10～20％的豆饼粉、15～25％ 的花生壳、5～12％的玉米粉、2～8％的小米粉、5～12％的麸皮、30～60％的塘泥、 1～5％的石灰和其余的水所组成，搅拌均匀，装入不锈钢灭菌盘，再将不锈钢 灭菌盘装入灭菌车，将灭菌车推入高压灭菌锅并把门关闭；\n(2)高压灭菌：将高压灭菌锅通入过热蒸汽使原辅料升温灭菌，压力为 1.5～3公斤/平方厘米，温度为128～135℃，时间为60～90分钟；\n(3)接种：将高压灭菌后的原辅料降温至26～30℃时，按原辅料质量比的 8～12％接种液体发酵所得的细黄链霉菌的种子并搅拌均匀，然后装入发酵架 送入发酵箱发酵；\n(4)发酵：工艺参数如下：\n①控制发酵箱内的温度为25～33℃、相对湿度为80～100RH、通风量为 0.4～0.6(换气次数/小时)，控制原辅料的温度为25～35℃、湿度为35～40％， 发酵时间为32～38小时；\n②控制发酵箱内的温度为25～30℃、相对湿度为60～70RH、通风量为1～2 (换气次数/小时)，控制原辅料的温度为30～38℃、湿度为31～35％，发酵时 间连续为22～26小时；\n③控制发酵箱内的温度为28～35℃、相对湿度为50～60RH、通风量为1～1.5 (换气次数/小时)，控制原辅料的温度为30～38℃、湿度为28～31％，发酵时 间连续为10～12小时；\n④控制发酵箱内的温度为30～35℃、相对湿度为50RH以下、通风量为 0.9～1.1(换气次数/小时)，控制原辅料的温度为30～38℃、湿度为25～28％， 发酵时间连续为22～26小时；\n⑤控制发酵箱内的温度为40～45℃、相对湿度为50RH以下、不需通风， 控制原辅料的温度为40～45℃、烘干原辅料至湿度为12％以下，发酵时间连 续为46～50小时；\n(5)出料包装。\n原辅料的混配工序中原辅料由质量比(下同)为10％的豆饼粉、20％的 花生壳、6％的玉米粉、4％的小米粉、8％的麸皮、50％的塘泥、2％的石灰和 其余的水所组成时，发酵的产孢率和有效活菌比高，效果十分理想。\n接种工序中，将高压灭菌后的原辅料降温至26～30℃时，按原辅料质量 比的10％接种液体发酵所得的细黄链霉菌的种子时，发酵的产孢率和有效活 菌比高，效果十分理想。\n细黄链霉菌的固体发酵生产设备至少包括混配、搅拌原辅料的双螺旋搅 拌器、盛装原辅料的不锈钢灭菌盘、盛装不锈钢灭菌盘的灭菌车、盛装灭菌 车的高压灭菌锅及其导轨、承接在导轨下面的接料斗、承接在接料斗下面的 皮带输送机、承接在皮带输送机出料端的双螺旋搅拌器、承接在双螺旋搅拌 器喂料斗下面的接料斗、承接在接料斗出口的发酵盘以及承装发酵盘进行发 酵的发酵箱。双螺旋搅拌器的喂料斗上安装有一个红外线固体物料测定仪， 它与接种细黄链霉菌的物料斗的进料阀联锁，物料斗上还安装着测湿探测仪。\n先将原辅料的各种固态原料用双螺旋搅拌器搅拌均匀，再按比例加入水 拌匀，装入不锈钢灭菌盘中。然后放入灭菌车中将其推入高压灭菌锅灭菌。 高压灭菌锅装有与系统微处理器相连的温度、压力传感器，整个灭菌过程由 系统自动控制完成。\n原辅料进入高压灭菌锅过程中，当最后一个灭菌车进入灭菌锅，灭菌车 的轮子正好被夹在一个横行的导轨上，导轨的未端安装一接触式时间继电器， 到了设定值时，灭菌锅的门自动关闭，当门碰到锅边的感应器时，安装在上 面的锁扣装置自动将门锁死。\n高压灭菌锅上安装有压力传感器、温度传感器。通入过热蒸汽使待灭菌 原辅料升温。通入蒸汽的量由温度变送器传给系统的信号确定。即温度变送 器与蒸汽调节阀和一记时器联锁。当压力达到1.5～3kg/平方厘米，温度达到 128～135℃，蒸汽调节阀会根据设定值自动调节其流量。保持此温度压力，系 统时钟开始计时，计时60-90分钟后，系统给蒸汽开关阀一指令将其关闭，放 汽阀打开，灭菌结束。\n当压力归零时，高压灭菌锅的门由液压系统自动打开，灭菌车随着导轨 的倾斜度自动滑到放在高压灭菌锅门口的由气缸控制的导轨上，并顺着导轨 到达接料斗上端。导轨上的自锁定位装置将灭菌车定位，由液压装置将灭菌 车吊起翻转，灭菌盘的端盖在重力作用下自动打开，原辅料倾倒于接料斗中。 接料斗中的的原辅料通过皮带输送机动性送到双螺旋搅拌器的喂料斗中。喂 料斗上安装有一个红外线固体物料测定仪，它与接种细黄链霉菌的物料斗的 进料阀联锁，喂料斗上还安装着测湿探测仪。\n测湿探测仪与接种料的出料阀联锁。出料阀下端有一个称重秤，称重秤 与下端的放料阀联锁。当在接种喂料斗中的测湿探测仪显示到达设定值 35-45％时，出料阀打开，由放料阀称重控制将发酵盘一一装满，并通过刮板 找平。然后由装入发酵箱进行固体发酵。\n整个固体发酵过程通过一套控制软件来完成。其中包括环境温度的控制、 物料温度的控制、环境湿度的控制、物料湿度的控制、循环风和无菌风量的 控制。温度变送器与蒸汽调节阀和冷却水调节阀联锁，湿度变送器与加湿器 和去湿器的电位开关联锁。循环风量的调节阀与系统时钟连接循环风将随着 发酵进程来自动的调节循环风量。无菌风的控制类似。在不同的发酵时期的 发酵程度是根据电子显微成像仪来确定的，当电子显微成像仪反馈的信号为 发酵终点时，干燥系统自动起动。干燥物料的水份到达10-15％时，包装系统 自动起动。\n本发明提供了一种产孢率和有效活菌比高，杂菌污染少，适于高效大量 工业化生产的，有利于我国农业绿色环保的细黄链霉菌的固体发酵工艺及其 生产设备。其产孢率达到90％以上，有效活菌数达80亿/克以上，杂菌率在 5％以下。其生长刺激圈在20毫米以上，抑菌率达到50％以上。它可广泛应用 于细黄链霉菌菌肥的生产中。\n                         附图说明\n图1为本发明细黄链霉菌的固体发酵生产设备的示意图。\n图2为其自动控制系统的方框图。\n图3为固体发酵的工艺参数表。\n图4为使用实施例1的细黄链霉菌菌肥拌种对花生叶斑病的影响对照表\n                        具体实施方式\n实施例1.一种细黄链霉菌的固体发酵工艺，它至少包括下述步骤：\n(1)原辅料的混配：原辅料由质量比(下同)为10％的豆饼粉、20％的花 生壳、6％的玉米粉、4％的小米粉、8％的麸皮、50％的塘泥、2％的石灰和其 余的水所组成，搅拌均匀，装入不锈钢灭菌盘，再将不锈钢灭菌盘装入灭菌 车，将灭菌车推入高压灭菌锅并把门关闭；\n(2)高压灭菌：将高压灭菌锅通入过热蒸汽使原辅料升温灭菌，压力为2 公斤/平方厘米，温度为132℃，时间为80分钟；\n(3)接种：将高压灭菌后的原辅料降温至26℃时，按原辅料质量比的10％ 接种液体发酵所得的细黄链霉菌的种子并搅拌均匀，然后装入发酵架送入发 酵箱发酵；\n(4)发酵：工艺参数如下：\n①控制发酵箱内的温度为25℃、相对湿度为100RH、通风量为0.5(换 气次数/小时)，控制原辅料的温度为34℃、湿度为38％，发酵时间为32小时；\n②控制发酵箱内的温度为25℃、相对湿度为60RH、通风量为1.5(换气 次数/小时)，控制原辅料的温度为38℃、湿度为31％，发酵时间为22小时；\n③控制发酵箱内的温度为35℃、相对湿度为60RH、通风量为1(换气次 数/小时)，控制原辅料的温度为38℃、湿度为31％，发酵时间为10小时；\n④控制发酵箱内的温度为32℃、相对湿度为40RH以下、通风量为0.9 (换气次数/小时)，控制原辅料的温度为38℃、湿度为25％，发酵时间为24 小时；\n⑤控制发酵箱内的温度为45℃、相对湿度为45RH以下、不需通风，控 制原辅料的温度为40℃、烘干原辅料至湿度为11％以下，发酵时间连续为46 小时；\n(5)出料包装。\n图4示出了使用实施例1的细黄链霉菌菌肥拌种对花生叶斑病的影响对 照表。图中可见，本发明对花生的抗病作用非常明显。另外还作过出苗试验。 试验说明，使用实施例1育种后，出苗率为99.2％，明显提高。\n实施例2.一种细黄链霉菌的固体发酵工艺，它至少包括下述步骤：\n(1)原辅料的混配：原辅料由质量比(下同)为20％的豆饼粉、25％的花 生壳、12％的玉米粉、2％的小米粉、5％的麸皮、60％的塘泥、1％的石灰和其 余的水所组成，搅拌均匀，装入不锈钢灭菌盘，再将不锈钢灭菌盘装入灭菌 车，将灭菌车推入高压灭菌锅并把门关闭；\n(2)高压灭菌：将高压灭菌锅通入过热蒸汽使原辅料升温灭菌，压力为3 公斤/平方厘米，温度为128℃，时间为60分钟；\n(3)接种：将高压灭菌后的原辅料降温至30℃时，按原辅料质量比的8％ 接种液体发酵所得的细黄链霉菌的种子并搅拌均匀，然后装入发酵架送入发 酵箱发酵；\n(4)发酵：工艺参数如下：\n①控制发酵箱内的温度为33℃、相对湿度为90RH、通风量为0.4(换气 次数/小时)，控制原辅料的温度为25℃、湿度为35％，发酵时间为38小时；\n②控制发酵箱内的温度为30℃、相对湿度为65RH、通风量为1(换气次 数/小时)，控制原辅料的温度为34℃、湿度为35％，发酵时间为26小时；\n③控制发酵箱内的温度为30℃、相对湿度为54RH、通风量为1.2(换气 次数/小时)，控制原辅料的温度为36℃、湿度为30％，发酵时间为11小时；\n④控制发酵箱内的温度为30℃、相对湿度为50RH、通风量为1(换气次 数/小时)，控制原辅料的温度为37℃、湿度为27％，发酵时间为22小时；\n⑤控制发酵箱内的温度为40℃、相对湿度为50RH、不需通风，控制原 辅料的温度为45℃、烘干原辅料至湿度为12％，发酵时间为50小时；\n(5)出料包装。\n实施例3.一种细黄链霉菌的固体发酵工艺，它至少包括下述步骤：\n(1)原辅料的混配：原辅料由质量比(下同)为16％的豆饼粉、15％的花 生壳、5％的玉米粉、8％的小米粉、12％的麸皮、30％的塘泥、5％的石灰和其 余的水所组成，搅拌均匀，装入不锈钢灭菌盘，再将不锈钢灭菌盘装入灭菌 车，将灭菌车推入高压灭菌锅并把门关闭；\n(2)高压灭菌：将高压灭菌锅通入过热蒸汽使原辅料升温灭菌，压力为1.5 公斤/平方厘米，温度为135℃，时间为90分钟；\n(3)接种：将高压灭菌后的原辅料降温至28℃时，按原辅料质量比的12％ 接种液体发酵所得的细黄链霉菌的种子并搅拌均匀，然后装入发酵架送入发 酵箱发酵；\n(4)发酵：工艺参数如下：\n①控制发酵箱内的温度为30℃、相对湿度为80RH、通风量为0.6(换气 次数/小时)，控制原辅料的温度为35℃、湿度为40％，发酵时间为36小时；\n②控制发酵箱内的温度为28℃、相对湿度为70RH、通风量为2(换气次 数/小时)，控制原辅料的温度为30℃、湿度为33％，发酵时间为24小时；\n③控制发酵箱内的温度为28℃、相对湿度为50RH、通风量为1.5(换气 次数/小时)，控制原辅料的温度为30℃、湿度为28％，发酵时间为12小时；\n④控制发酵箱内的温度为35℃、相对湿度为45RH以下、通风量为1.1 (换气次数/小时)，控制原辅料的温度为30℃、湿度为28％，发酵时间为26 小时；\n⑤控制发酵箱内的温度为43℃、相对湿度为49RH以下、不需通风，控 制原辅料的温度为42℃、烘干原辅料至湿度为10％，发酵时间为48小时；\n(5)出料包装。\n实施例4.一种细黄链霉菌的固体发酵生产设备。它至少包括混配、搅拌 原辅料的双螺旋搅拌器1、盛装原辅料的不锈钢灭菌盘2、盛装不锈钢灭菌盘 2的灭菌车3、盛装灭菌车3的高压灭菌锅4及其导轨、承接在导轨下面的接 料斗5、承接在接料斗5下面的皮带输送机6、承接在皮带输送机6出料端的 双螺旋搅拌器7承接在双螺旋搅拌器7喂料斗下面的接料斗8、承接在接料 斗8出口的发酵盘9以及承装发酵盘9进行发酵的发酵箱10。双螺旋搅拌器 7的喂料斗上安装有一个红外线固体物料测定仪11，它与接种细黄链霉菌的 物料斗的进料阀12联锁。喂料斗上还安装着测湿探测仪13，它与接种料的 出料阀14联锁。