一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺及其应用制造技术

本发明专利技术涉及微生物速溶技术领域，尤其涉及一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺及其应用，其工艺包括：S1，采用培养基对微生物菌种进行活化；S2，种子液接种到发酵罐体中进行发酵；S3，将发酵菌液浓缩后采用轻质碳酸钙进行吸附，干燥成高浓度菌粉；S4，将高浓度菌粉与有机酸和粘合剂进行掺混制成松散颗粒状混合粉；S5，通过压片得到高浓度菌片剂；S6，将高浓度菌片剂进行干燥，计量包装并形成产品。本发明专利技术通过控制菌种发酵工艺增加高浓度菌粉活性，并通过在高浓度菌粉中增加酸性和碳酸钙并混合，后通过控制含水量到挤压造粒再到干燥保存，用以克服现有技术中速溶菌剂活性、溶解性低且溶解慢、沉淀多的问题。沉淀多的问题。沉淀多的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺及其应用


[0001]本专利技术涉及微生物速溶
，尤其涉及一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺及其应用。

技术介绍

[0002]近年来芽孢杆菌已经被广泛应用于农药降解、土壤重金属污染修复以及农业种植等方面，相关的液体菌剂也同时被开发并得到应用，但是由于液体发酵菌数较低，又因为传统浓缩方法存在芽孢得率、存活率不高、效率低等问题，使得很难解决兼顾得到高菌数和经济性的产品的问题，而通常有效活菌数在200亿个/克以上称之为高浓度菌剂，高浓度菌剂在重茬土壤，病害严重土壤中使用，可有效降低病害的发生，降低死棵烂苗率效果佳，减少农药的使用，保障农产品安全，但是高浓度菌剂在实际推广使用中，面临质量轻，飘洒严重，浪费多的问题；细度高，溶于水很难散开，容易成坨的问题，使用不便造成很难大面积推广，常规方法造粒后，又带来两个问题：1)颗粒溶解时间长，溶解性不佳；2)菌体的活性收到影响，大大降低菌剂功效。
[0003]中国专利公开号CN111560336A公开了一种高浓度阿氏芽孢杆菌(Bacillusaryabhattai)菌剂的制备方法，该制培养、菌种发酵培养、电荷置换排斥法富集浓缩与喷雾干燥等步骤。本专利技术采用电荷替代排斥法对发酵原液进行高度富集浓缩，得到的浓缩发酵液的阿氏芽孢杆菌细胞高度完整，固体菌剂菌株存活率95％以上，有利于产品稳定，本专利技术方法能够高效、快速、高回收率、低成本地得到发酵浓缩液，最终得到高浓度阿氏芽孢杆菌的液体菌剂与固体菌粉；由此可见，所述制备方法存在高度富集浓缩发酵原液即使浓缩，依然存在运输不便、水基比重过大、受环境因素影响较大的问题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺及其应用，用以克服现有技术中速溶菌剂活性不高、溶解性不佳且溶解后沉淀较多的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，包括：
[0006]步骤S1，利用专用制备装置中设有的配置单元配置发酵培养基液，并将配置好的发酵培养基液置入摇瓶单元，再将菌体置入摇瓶单元进行微生物菌种的活化，启动摇瓶单元培养预设时间，形成种子液；
[0007]步骤S2，吸取单元将种子液按10％的接种量接种到发酵单元中，发酵单元采用全水溶发酵培养基进行液体高密度培养，并将控制温度为32℃、控制酸碱值为pH6.5，控制转速为180r/min，控制发酵时间为32h，通过全水溶发酵培养基进行液体高密度培养，得到每毫升中有效活菌数大于200亿/mL的发酵菌液；
[0008]步骤S3，浓缩单元将发酵菌液浓缩后，吸附单元将轻质碳酸钙和浓缩发酵菌液按1:20～40的质量比进行混合吸附，吸附后，通过干燥单元进行干燥，得到高浓度菌粉，其中，高浓度菌粉的有效活菌数在1000亿/克以上，含水量低于1％；
[0009]步骤S4，混合单元将高浓度菌粉：有机酸：粘合剂按照5:4:1的比例掺混调匀成松散颗粒状混合粉；
[0010]步骤S5，压片单元将步骤S4中的混合粉压制成预设规格的片剂，得到高浓度菌片剂；
[0011]步骤S6，烘干单元对高浓度菌片剂进行预设时间周期及预设温度的干燥，并将环境水分控制在小于20％，持续低温烘干至预设含水量标准后，形成产品。
[0012]在本实施例中，鉴于无水环境下，酸碱性无法体现的特性，使高浓度菌片剂能在近似无水环境下控制片剂内的酸碱反应，保证产品质量及稳定性。
[0013]在步骤S1中，土壤浸提液成分的具体增加量为8％
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12％，
[0014]在步骤S2中，发酵培养基在常规LB培养基的基础上增加天门冬素，谷氨酰胺，5
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核苷酸、甘露醇、吐温
‑
80中的一种或两种，用量为千分之一至千分之五。
[0015]在步骤S3中，轻质碳酸钙的细度大于200目，高浓度菌粉的细度120目以上，含水量在1％以下。
[0016]在步骤S3中，吸附浓缩发酵菌液的轻质碳酸钙在通过干燥单元进行干燥前，将吸附浓缩发酵菌液的轻质碳酸钙加热至55℃
‑
65℃，并维持1
‑
1.5小时，通过自然降温至室温后，通过干燥单元进行干燥。
[0017]在步骤S4中，有机酸包括5
‑
氨基乙酰丙酸和柠檬酸、富里酸、酒石酸、己二酸中的一种按照1:8的比例掺混，用量为30％
‑
50％。
[0018]在步骤S4中，粘合剂包括粘合剂包括羟丙甲纤维素、聚乙烯吡咯酮、聚醋酸乙酸乙酯中的1种或2种，用量为0.5％
‑
1％。
[0019]在步骤S4中，有机酸和粘合剂中固体性原料均为粉剂，其粉剂细度在100目以上、含水量在1％以下。
[0020]在本实施例中，压片设备可以为挤压造粒机，也可以为单冲压片机，亦可以为旋转式压片机，只需能否满足本实施例中对压片设备的压片需求即可，此不再赘述。
[0021]在步骤S6中，预设时间周期为8
‑
12小时，预设温度为40
‑
59℃，直至高浓度菌片剂的含水量满足预设含水量标准，其中，预设含水量标准为含水量1％以下。
[0022]在步骤S1中，专用制备装置包括配置单元、摇瓶单元、吸取单元、发酵单元、浓缩单元、吸附单元、干燥单元、混合单元、压片单元、烘干单元和控制单元，其中，
[0023]配置单元包括配置箱和配置传送带，配置箱用以调配、储存及输送发酵培养基液，配置箱包括若干配置通道，配置通道连接配置箱并用以将发酵培养基液所需的预设比例的成分置入配置箱，配置传送带设置在配置单元下方，配置传送带用以将摇瓶传送至配置单元下方并使配置箱输送的发酵培养基液注入至摇瓶，配置传送带还用将菌体置入装有发酵培养基液的摇瓶，配置传送带还用以将装有发酵培养基液和菌体的摇瓶传送至摇瓶单元；
[0024]摇瓶单元连接配置单元，摇瓶单元包括反向双螺旋振荡塔，反向双螺旋塔包括分别呈螺旋上升和螺旋下降的螺旋传送带和外壳，螺旋传送带包括第一螺旋传送带和第二螺旋传送带，其中，第一螺旋传送带和第二螺旋传送带的转动方向相反，第一螺旋传送带和第二螺旋传送带并列平行设置，
[0025]具体而言，第一螺旋传送带和第二螺旋传送带的设置间距由摇瓶瓶颈直径的数值相对应的设置，只需能够满足本实施例中第一螺旋传送带和第二螺旋传送带能够夹紧摇瓶
瓶颈并进行预设方向的位移需求即可，此不再赘述。
[0026]第一螺旋传送带包括第一齿轮传送组和第一传送皮带，其中，第一齿轮传送组包括若干大齿轮和若干小齿轮，其中，第一齿轮传送组的大齿轮与小齿轮以大
‑
小的顺序依次以预设弧度设置并啮合，第一传送皮带包裹第一齿轮传送组，第一传送皮带内侧设有凹槽用以啮合第一齿轮传送组，第一传送皮带外侧设有防滑纹，防滑纹用以贴合摇瓶颈部并增加摩擦力，
[0027]第二螺旋传送带包括第二齿轮传送组和第二传送皮带，其中，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，包括：步骤S1，利用专用制备装置中设有配置单元配置发酵培养基液，并将配置好的发酵培养基液置入摇瓶单元，再将菌体置入所述摇瓶单元进行微生物菌种的活化，启动摇瓶单元培养预设时间，形成种子液；步骤S2，吸取单元将种子液按10％的接种量接种到发酵单元中，发酵单元采用全水溶发酵培养基进行液体高密度培养，并将控制温度为32℃、控制酸碱值为pH6.5，控制转速为180r/min，控制发酵时间为32h，通过全水溶发酵培养基进行液体高密度培养，得到每毫升中有效活菌数大于200亿/mL的发酵菌液；步骤S3，浓缩单元将发酵菌液浓缩后，吸附单元将轻质碳酸钙和浓缩发酵菌液按1:20～40的质量比进行混合吸附，吸附后，通过干燥单元进行干燥，得到高浓度菌粉，其中，高浓度菌粉的有效活菌数在1000亿/克以上，含水量低于1％；步骤S4，混合单元将高浓度菌粉：有机酸：粘合剂按照5:4:1的比例掺混调匀成松散颗粒状混合粉；步骤S5，压片单元将步骤S4中的混合粉压制成预设规格的片剂，得到高浓度菌片剂；步骤S6，烘干单元对高浓度菌片剂进行预设时间周期及预设温度的干燥，并将环境水分控制在小于20％，持续低温烘干至预设含水量标准后，形成产品。2.根据权利要求1所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S1中，所述发酵培养基液包括培养液和土壤浸提液，所述培养液包括可溶性淀粉1.5％，酵母粉与蛋白胨以3：1的比例混合为混合氮源，其中，混合氮源添加量为2％，氯化钠添加量为0.5％。3.根据权利要求2所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S1中，所述土壤浸提液包括天门冬素、谷氨酰胺、5
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核苷酸、甘露醇和吐温
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80中的一种或者两种，用量为千分之一至千分之五，土壤浸提液的具体增加量为8％
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10％，摇瓶培养的预设时间根据实际微生物菌种活化的数量进行设置。4.根据权利要求3所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S3中，轻质碳酸钙的细度大于200目，高浓度菌粉的细度120目以上，含水量在1％以下，在所述步骤S3中，吸附浓缩发酵菌液的轻质碳酸钙在通过干燥单元进行干燥前，将吸附浓缩发酵菌液的轻质碳酸钙加热至55℃
‑
65℃，并维持1
‑
1.5小时，通过自然降温至室温后，通过干燥单元进行干燥。5.根据权利要求4所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S4中，所述有机酸包括5
‑
氨基乙酰丙酸和柠檬酸、富里酸、酒石酸、己二酸中的一种按照1:8的比例掺混，用量为30％
‑
50％。6.根据权利要求5所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S4中，所述粘合剂包括羟丙甲纤维素、聚乙烯吡咯酮、聚醋酸乙酸乙酯中的1种或2种，用量为0.5％
‑
1％。7.根据权利要求6所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S4中，所述有机酸和所述粘合剂中固体性原料均为粉剂，其粉剂细度在100目以上、含水量在1％以下。8.根据权利要求7所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤
S5中，片剂预设规格根据实际应用进行相应的设置。9.根据权利要求7所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S6中，预设时间周期为8
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12小时，预设温度为40
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59℃，直至高浓度菌片剂的含水量满足预设含水量标准，其中，预设含水量标准为含水量1％以下。10.根据权利要求9所述的高浓度芽孢杆菌速溶片剂制备工艺，其特征在于，在所述步骤S1中，所述专用制备装置包括所述配置单元、所述摇瓶单元、所述吸取单元、所述发酵单元、所述浓缩单元、所述吸附单元、所述干燥单元、所述混合单元、所述压片单元、所述烘干单元和控制单元，其中，所述配置单元包括配置箱和配置传送带，所述配置箱用以调配、储存及输送发酵培养基液，配置箱包括若干配置通道，所述配置通道连接配置箱并用以将发酵培养基液所需的预设比例的成分置入配置箱，所述配置传送带设置在配置单元下方，配置传送带用以将摇瓶传送至配置单元下方并使配置箱输送的发酵培养基液注入至摇瓶，配置传送带还用将菌体置入装有发酵培养基液的摇瓶，配置传送带还用以将装有发酵培养基液和菌体的摇瓶传送至所述摇瓶单元；所述摇瓶单元连接所述配置单元，摇瓶单元包括反向双螺旋振荡塔，所述反向双螺旋塔包括分别呈螺旋上升和螺旋下降的螺旋传送带和外壳，所述螺旋传送带包括第一螺旋传送带和第二螺旋传送带，其中，所述第一螺旋传送带和所述第二螺旋传送带的转动方向相反，第一螺旋传送带和第二螺旋传送带并列平行设置，所述第一螺旋传送带包括第一齿轮传送组和第一传送皮带，其中，所述第一齿轮传送组包括若干大齿轮和若干小齿轮，其中，第一齿轮传送组的大齿轮与小齿轮以大
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小的顺序依次以预设弧度设置并啮合，所述第一传送皮带包裹第一齿轮传送组，第一传送皮带内侧设有凹槽用以啮合第一齿轮传送组，第一传送皮带外侧设有防滑纹，防滑纹用以贴合摇瓶颈部并增加摩擦力，所述第二螺旋传送带包括第二齿轮传送组和第二传送皮带，其中，所述第二齿轮传送组包括若干大齿轮和若干小齿轮，其中，第二齿轮传送组的大齿轮与小齿轮以小
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大的顺序依次以预设弧度设置并啮合，所述第二传送皮带包裹第二齿轮传送组，第二传送皮带内侧设有凹槽用以啮合第二齿轮传送组，第二传送皮带外侧设有防滑纹，防滑纹用以贴合摇瓶颈部并增加摩擦力，所述外壳设置在所述反向双螺旋振荡塔外侧并用以包裹反向双螺旋振荡塔，外壳包括加热装置和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴书凤，邓祖科，魏浩，周士龙，张鑫鹏，车新宇，颜成栋，金晶，
申请(专利权)人：北京世纪阿姆斯生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：