种子的连续超声处理制造技术

一种用超声波传播连续处理种子的方法和装置。该方法包括将种子与可流动的介质混合，以产生可流动的种子浆料，将所述可流动的种子浆料，在所述流管的长度区间上，流过所述螺旋路径，并且当所述可流动浆料在所述流管长度区间流过位于所述流管内的所述螺旋路径时，使种子经受超声波传播，其中所述超声波传播是沿所述流管长度布置的超声波换能器产生的。在所述可流动浆料中的种子经受超声波传播，所述超声波传播具有这种波形并且传播的方式，使得所述超声波传播不损伤种子并产生具有经调节的发芽特性的、经超声处理的种子，从而使得所述种子在种植时，由所述经超声处理的种子所产生的植物具有受影响的生长特性。该装置影响该过程。

Continuous ultrasonic treatment of seeds

A method and device for continuous processing of seeds by ultrasonic propagation. The method includes the seeds mixed with the fluid medium, to produce seed flowable slurry, the slurry flow can be seeded in the flow tube, the length of interval, flows through the spiral path, and when the slurry can flow through a pipe length interval to the flow of the spiral the path inside the tube in the flow, the seeds are subjected to ultrasonic wave propagation, in which the ultrasonic wave is generated ultrasonic transducer along the length of the flow tube layout. In the flow of slurry in seeds subjected to ultrasonic wave propagation, the ultrasonic wave propagation with the waveform and the ways of communication, so that the ultrasonic propagation does not damage the seed and produce the germination characteristics of regulation and treated with ultrasonic seed, so the seeds in the plant, produced by the ultrasonic processing plant has affected the growth characteristics. The device affects the process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】种子的连续超声处理
本专利技术一般涉及用于将水或其它物质以及溶解物质摄取到种子中的超声降解和吸胀方法，更具体地，涉及一种用声波处理种子的方法，其目的是赋予种子增强摄取物质的记忆，该物质提高对种子或所得植物生长特性，或者在商业处理期间增加种子的价值。特别地，本专利技术包括以下发现：曾种植在土壤中并经受超声波能量处理的种子比常规种植的种子以更快的速度成熟。几个实施例公开了包括实验室装置，试点批处理系统和用于连续处理系统的设计，其将超声波应用于经过处理器的长度的种子，处理器的长度可以贯穿超声处理管道并且可以包括螺旋系统。
技术介绍
种子休眠是大多数植物采用的时间上分散发芽和优化后代生存的一种独特形式的发育停滞。在种子休眠期间，水分含量和呼吸速率显着降低。打破种子休眠的最初步骤是呼吸所需的水的摄取(吸收)和发芽所需的淀粉储备的调动。吸收是一个双相过程：I)水通过种皮的物理吸收和胚胎的水合；和II)通过胚轴的生长和伸长所决定的发芽，导致毛囊和胚根的出苗。这两个阶段在时间上是分开的，已经完成了第I阶段的种子被称为“引发种子”，即准备好第II阶段：发芽。吸收的第I阶段也用于种子的商业加工，即玉米的湿磨分级和用于蒸馏酒发酵的制麦过程。通过增强吸水引发种子有利于植物活力，例如，增强出苗、增长和产量特征。种子引发还使种子的发芽同步，导致同一田地的植物同时成熟，以在收获期间获得最大的产量。除了水之外，种子引发提供了使种子与营养物，微生物或害虫抑制剂一起加载以促进成苗率的途径。通过在吸胀阶段I期间向种子中加入分子，分子或有机物可以储存在引发的种子中，因此在种植时呈现。与在整个田地添加类似分子相比，在种子中“大分子的加载”是非常有效的。一个例子是添加肥料以刺激根生长并加速幼苗出苗。在种植之前将肥料载入种子中对于幼苗更有效，对农民更有成本效率。要载入种子的其他有益分子是激素，如促进发芽的赤霉素/赤霉酸，用于细胞延长的细胞分裂素和脱落酸抑制剂以促进从种子休眠释放。通过加入三唑(调节干旱和高温影响的植物生长调节剂)或杀真菌剂来抑制在凉爽、潮湿的土壤里的种子和幼苗中真菌的生长，或加入杀虫剂以对抗攻击幼苗的昆虫例如玉米根虫，种子品种可以根据具体的生长地区进行定制。除了大分子之外，在种子引发期间可以加载有益微生物如氮芥螺或根瘤菌作为作物接种物。玉米的商业分级从湿磨开始。玉米是淀粉、蛋白质、油、水、纤维、矿物质、维生素和颜料的复杂混合物。湿磨是将玉米成分分离成分离的同质馏分的过程。在爱荷华州，每年收获的10亿蒲式耳玉米中约有20％是湿磨的。湿磨工业和附属制造业代表着巨大的工业成就。随着湿磨工艺不断地被新技术改进，可以以工业量分离新的副产物，例如，乙醇，玉米甜味剂，蛋白质肽和维生素C和E。技术创新没有改变湿磨，浸渍的初始步骤。浸渍包括将清洁干燥的玉米(含水量<16％)浸泡在温水中，直到其膨胀至45％水合。这个过程需要30-50小时，温度为120-130°F。在浸泡过程中，大量的水以逆流方式流过大量的玉米。此外，在此期间，生长在浸渍水中的有益微生物如乳杆菌和铜绿假单胞菌有助于玉米蛋白质的蛋白水解切割。然而，水合所需的大量浸渍水的和时间限制了细菌消化的效率。消化副产物主要通过蒸发浓缩从浸渍水中纯化。制麦过程是谷物发酵生产酒饮的第一步。麦芽的质量(和所得的发酵)取决于谷物的同步和有效的发芽(germination)。储存在种子中的淀粉在发芽的早期阶段被转化为糖。在起初时，发芽停止，转化的糖在发酵过程中用于生产乙醇。历史上，制麦过程是一项劳动密集型工作。谷物被铺到一个“麦芽地板”上，从顶部洒水器吸收水分，并在一到两周的时间内每天用手转动，以释放被捕获的热量和气体。在幼芽出苗时，淀粉已经转化为糖，将发芽的谷物窑干，研磨成麦芽。微型酿酒厂和酿酒厂仍然使用这种旧的制麦技术的变型来生产高品质的麦芽。一些酿酒厂通过添加赤霉酸(gibberllicacid,GA)诱导统一的发芽，以产生用于发酵的最高质量的麦芽，例如在单一麦芽苏格兰威士忌蒸馏中。GA是调节发芽的植物激素。这种质量的麦芽生产是耗时且昂贵的。正常植物发芽水是帮助种子发芽的关键因素。可以通过润湿来准备种子用于发芽。要注意不要将种子完全浸泡在水中。当水渗透种子时，种子膨胀，如图1所示。当种皮软化时，种子断裂，幼苗出现。种子通常在里面储存一定量的食物。用水处理时，将这种食物提供给幼苗，帮助发芽。图2示出了植物从发芽到完全发育的生长。你会看到周围种类繁多的树木。树木在维护生态环境和保持环境清新无污染方面发挥重要作用。不论看到小树或大树，植物或灌木时，必定对其成长和生命周期感到好奇。任何植物的生命周期分为不同阶段，种子发芽是开始植物生长的基本阶段。你可能认为种子是无生命的，但这并非事实。它由植物休眠，胚胎状态组成。每当得到最好的环境条件时，都会开始发芽。该过程通过种子发芽中的不同步骤发生。躺在地上的不活跃种子需要温暖，氧气和水来发展成植物。种子结构种皮是种子的外覆层，保护胚胎免受任何种类的伤害、寄生虫的进入并防止其干燥。种皮可以是厚而硬的，或者是薄而柔软的。胚乳是一种临时食物供应，以子叶或种子叶的形式包裹在胚胎周围。根据子叶的数量，将植物分类为单子叶植物和双子叶植物。种子发芽要求所有种子需要足够量的氧气，水和温度才能发芽。一些种子也需要适当的光线。一些可以在全光照射下发芽，而另外一些可能需要黑暗下才能开始发芽。旺盛的新陈代谢需要水。土壤温度对于适当的发芽同样重要。每个种子的最佳土壤温度根据物种的不同而变化。因素好几个因素可以影响发芽过程。过度浇水会阻止植物获得足够的氧气。如果种子深深种植在土壤中，那么会在到达土壤表面之前使用所有储存的能量。干燥条件可防止发芽，因为种子没有得到足够的水分。一些种子的种皮很硬，故而氧气和水不能通过它。如果土壤温度极低或过高，可能会影响或阻止发芽过程。涉及步骤1.种子吸水，种皮爆裂。这是发芽的第一个迹象。酶的激活，呼吸增加和植物细胞复制。一系列化学变化开始，导致植物胚胎的发育。2.以淀粉形式储存的化学能被转化为糖，所述的糖在发芽过程中被利用。不久，胚胎变大，种皮爆裂开来。3.生长植物出现。根部尖端首先出现并有助于将种子固定到位。它还使得胚胎从土壤中吸收矿物质和水分。4.一些种子需要特殊的温度，光照或湿度处理才能开始发芽。5.种子发芽的步骤在双子叶植物和单子叶植物中可能不同。双子叶植物发芽在双子叶植物的发芽过程中，如番茄、豌豆、辣椒、玫瑰、天竺葵等，当种子埋在土壤中时，初生根穿过种皮出现。下胚轴从种皮穿过土壤出现。随着它长大，它长成一个发夹的形状，被称为下胚轴弓。下胚轴结构，胚芽，由两种子叶保护以避免受到任何种类的机械损伤。当下胚轴从土壤中出来时，它变直了，这是由光引发的。子叶分开暴露出下胚轴，其含有两个初生叶和顶端分生组织。在许多双子叶植物中，子叶向发育中的植物提供食品储存，并且变绿以通过光合作用过程产生更多的食物。单子叶植物发芽在单子叶植物的发芽过程中，例如小麦，燕麦或玉米等种子，其中，初生根源自种子和果实并生长下来。然后，初级植物的初生叶长大。它被称为胚芽鞘的圆柱形中空结构所保护。一旦幼苗生长在土壤表面上方，胚芽鞘的生长停止，并被初生叶刺穿。当然，不是所有躺在地上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用超声波传播连续处理种子的方法，所述方法包括：将种子与可流动的介质混合，以产生可流动的种子浆料；将所述可流动的种子浆料，在所述流管的长度区间上，流过所述螺旋路径；和当所述可流动浆料在所述流管长度区间流过位于所述流管内的所述螺旋路径时，使种子经受超声波传播，其中所述超声波传播是沿所述流管长度布置的超声波换能器产生的；在所述可流动浆料中的种子经受超声波传播，所述超声波传播具有这种波形并且传播的方式，使得所述超声波传播不损伤种子并产生具有经调节的发芽特性的、经超声处理的种子，从而使得所述种子在种植时，由所述经超声处理的种子所产生的植物具有受影响的生长特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.02 US 62/125,8361.一种用超声波传播连续处理种子的方法，所述方法包括：将种子与可流动的介质混合，以产生可流动的种子浆料；将所述可流动的种子浆料，在所述流管的长度区间上，流过所述螺旋路径；和当所述可流动浆料在所述流管长度区间流过位于所述流管内的所述螺旋路径时，使种子经受超声波传播，其中所述超声波传播是沿所述流管长度布置的超声波换能器产生的；在所述可流动浆料中的种子经受超声波传播，所述超声波传播具有这种波形并且传播的方式，使得所述超声波传播不损伤种子并产生具有经调节的发芽特性的、经超声处理的种子，从而使得所述种子在种植时，由所述经超声处理的种子所产生的植物具有受影响的生长特性。2.如权利要求1所述的方法，其中所述的调节的发芽特征是增强的发芽特征。3.如权利要求2所述的方法，其中所述的增强的发芽特征是随着种子在所述可流动浆料以螺旋形路径行进通过流管的长度时经受超声波传播，从浆料给种子施加至少一种发芽增强物质引起的。4.如权利要求3所述的方法，其中所述发芽增强物质选自组包括：水、肥料、营养物、有益微生物、害虫抑制剂、促进发芽的激素、有助于细胞延伸的细胞分裂素、促进从种子休眠状态释放的脱落酸抑制剂及其任何组合。5.如权利要求1所述的方法，其中所述受影响的生长特征是对缺乏足够的水或过量的水，在冷温度下调节的发芽，在热温度下调节的发芽以及其任何组合所致损害的任何一种或多种的抗性。6.如权利要求5所述的方法，其中随着所述可流动浆料沿着流管的长度在螺旋路径中行进，通过可流动浆料中的某物质摄取入超声处理的种子来调节受影响的生长特征，该物质选自以下构成的组：三唑，其缓和了缺乏足够的水和高温的作用；杀真菌剂，其抑制在冷湿土壤中在超声处理的种子或由超声处理后的种子产生的幼苗的真菌的生长，以及阻滞剂，其阻止种子或种子产生的任何植物发芽的生长。7.如权利要求1所述的方法，其中所述可流动介质包含空气。8.如权利要求1所述的方法，其中所述可流动介质包含水。9.如权利要求1所述的方法，其中所述种子以按重量计约1％至按重量计约30％的浓度存在于所述可流动介质中。10.如权利要求1所述的方法，其中所述可流动介质包含水，并且所述种子以按重量计约30％的浓度存在于所述可流动介质中。11.如权利要求1所述的方法，其中所述可流动浆料以约0.2英寸(0.51cm)/秒至约1英寸(2.54cm)/秒的速率流过所述流管的长度。12.如权利要求1所述的方法，其中所述超声波传播的频率在约15kHz和约175kHz。13.如权利要求12所述的方法，其中所述超声波传的频率播在约23kHz和约30kHz。14.如权利要求1所述的方法，其中所述超声波传播的能量密度为约0.125瓦特/厘米2至约10瓦特/厘米2。15.如权利要求1所述的方法，其中所述超声波传播的能量密度为约0.5瓦/厘米2。16.如权利要求1所述的方法，其中连续施加所述超声波传播。17.如权利要求1所述的方法，其中以脉冲方式施加所述超声波传播。18.如权利要求1所述的方法，其中所述超声波传播具有选自下组的一种或多种波形：正弦曲线，三角形，锯齿形和正方形。19.如权利要求1所述的方法，其中所述超声波传播在所述浆料中产生空化，但不会损伤所述种子。20.如权利要求1所述的方法，其中所述超声波传播具有选自下组的一种或多种波形：正弦曲线、三角形、锯齿形和正方形，并且不会在所述浆料中产生空化。21.如权利要求20所述的方法，其中所述超声波传播具有选自下组的一种或多种交替波形：正弦曲线、三角形、锯齿形和正方形，并且不会在所述浆料中产生空化。22.如权利要求21所述的方法，其中所述超声波传播具有与方波交替的锯齿波，并且不会在所述浆料中产生空化。23.如权利要求22所述的方法，其中所述锯齿波和所述方波间隔交替，并且其中每个波形的每个间隔约为10毫秒至小于400毫秒。24.如权利要求23所述的方法，其中所述锯齿波和所述方波以每个约50毫秒的间隔交替。25.如权利要求1所述的方法，其中所述种子以按重量计约1％至按重量计约30％的浓度存在于所述可流动介质中，所述可流动浆料以大约0.2英寸(0.51cm)/秒至约1英寸(2....

【专利技术属性】
技术研发人员：小B·K·雷丁，
申请(专利权)人：BKR知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US