包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢料制備領(lǐng)域，公開了包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法，其包括如下步驟：步驟1）過濾廢液，步驟2）水解，步驟3）制備復(fù)合菌劑A，步驟4）制備復(fù)合菌劑B，步驟5）制備發(fā)酵液A，步驟6）制備發(fā)酵液B，步驟7）冷凍干燥。本發(fā)明制備的肥料具有肥效持久，具備一定的除草功能，而且環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
[0001] 包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于肥料制備領(lǐng)域，具體涉及包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 目前，生物發(fā)酵企業(yè)在發(fā)酵生產(chǎn)各種氨基酸過程中，產(chǎn)生大量的廢液，由于發(fā)酵氨 基酸廢水中具有COD、S〇42，NH 3-N含量高及酸性強(qiáng)等特點(diǎn)，此外，廢液中還含有大量的菌體 蛋白、還原糖、氨氮，如果任意排放不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且浪費(fèi)了寶貴資源。如果將 廢液進(jìn)行處理，投資巨大，也不符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。將發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸廢液綜合利用起 來，對(duì)于生物發(fā)酵氨基酸企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略意義。將生物發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸廢 液加工成有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料，即解決了廢水的處理難，污染環(huán)境的問題，又給企業(yè)帶來顯 著的經(jīng)濟(jì)效益。
【申請(qǐng)人】前期的專利技術(shù)"一種利用生物發(fā)酵氨基酸廢水制備有機(jī)-無機(jī)復(fù)混 肥的工藝"將廢液應(yīng)用到肥料制備中，解決了廢液處理問題，而且制備了肥料，但是該技術(shù) 仍然存在一定的缺陷，例如，無法有效利用菌體蛋白，采用濃縮蒸發(fā)步驟浪費(fèi)了能源等。
[0004] 目前，發(fā)酵副產(chǎn)物菌體蛋白通過絮凝沉淀板框過濾后，直接作為廉價(jià)飼料蛋白銷 售，產(chǎn)品附加值較低;廢水通過簡單處理直接排出；但是上述方法并沒有將各種廢料分別進(jìn) 行處理，沒有最大限度的利用附加值。如何有效地利用發(fā)酵廢液，最大限度的提高工業(yè)附加 值，是企業(yè)一直追求的方向。
[0005] 我國肥料的發(fā)展和應(yīng)用歷程，是從農(nóng)家肥到使用無機(jī)肥為主要階段，因農(nóng)家肥污 染源多，運(yùn)輸量大，在操作上費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且效果不是特別明顯；而無機(jī)肥成份單一，利用率 較低，而且往往會(huì)造成土壤板結(jié)和伴隨水土流失污染水源，影響生態(tài)環(huán)境。目前，市場(chǎng)多采 用含氮磷鉀的無機(jī)復(fù)合肥等，該復(fù)合肥的肥效全面，但是也存在肥效不持久，容易流失等缺 陷;更重要的是，目前復(fù)合肥的價(jià)格較高，給農(nóng)民帶來較大的負(fù)擔(dān)，如何降低肥料成本，提高 農(nóng)民收入是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為解決生物發(fā)酵企業(yè)生產(chǎn)各種氨基酸過程中產(chǎn)生的廢液以及復(fù)混肥肥效 不夠持久等問題，本發(fā)明的目的是提供包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法，其制備 的肥料具有肥效持久，具備一定的除草功能，而且環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案完成的： 包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法，其包括如下步驟： 步驟1)過濾廢液，步驟2)水解，步驟3)制備復(fù)合菌劑A，步驟4)制備復(fù)合菌劑B，步驟5) 制備發(fā)酵液A，步驟6)制備發(fā)酵液B，步驟7)冷凍干燥。
[0008] 具體地，所述制備方法包括如下步驟： 1)將生物發(fā)酵氨基酸產(chǎn)生的氨基酸發(fā)酵廢液過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用氨水 中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 3) 將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為IX IO7個(gè)/ml的菌液，然 后按照2:1:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A; 4) 將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為IXlOMV ml的菌液，然后按照3:2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B; 5) 將高粱秸桿粉碎成高粱秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小時(shí)，然 后依次添加豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以5°C/ min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%( v/v)的接種量接 種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A;其中，高 粱秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為16-25: 120-170:12-16:7-12:7-9:7-9:2-3; 6) 將高粱秸桿粉碎得到高粱秸桿粉，然后與麥麩、木薯渣以及魚骨粉混合攪拌均勻得 到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%(v/v)的接種量種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液 B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質(zhì)量比為5-9:3-5:3-5:2-3; 7) 將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B以及腐殖酸鉀按照3-5:5-9:1-2的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后 冷凍干燥制備成干粉，即得。
[0009] 優(yōu)選地，所述黃綠木霉為ACCC No.32248;銅綠假單胞菌為CGMCC No.5721;所述假 絲酵母菌為ATCC No .22023。
[0010] 優(yōu)選地，所述節(jié)桿菌為CGMCC No.7779,所述巨大芽孢桿菌為CGMCC No.3770,所述 枯草芽孢桿菌為CGMCC No. 0954，所述圓褐固氮菌為ATCC4412。
[0011] 上述菌株均可從保藏中心或者其他商業(yè)渠道購買獲得。
[0012] 本發(fā)明取得的有益效果包括以下幾個(gè)方面： 本發(fā)明將發(fā)酵廢液全部應(yīng)用于肥料制備中，避免了對(duì)廢液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮以及減污處 理，減少了能源浪費(fèi)，提高了利用率，并且制備了肥料，一舉兩得;本發(fā)明直接水解發(fā)酵廢液 中的菌體蛋白作為發(fā)酵原料，提供了豐富的氯化銨以及氨基酸氮源，既可作為微生物發(fā)酵 養(yǎng)料，也可作為肥料使用；菌株配伍合理，采用不同菌劑不同發(fā)酵處理方式，使得不同菌劑 處于最佳的發(fā)酵條件，避免部分菌株不能在廢水制備的培養(yǎng)液中存活;本發(fā)明通過有效利 用自然存在的農(nóng)作物廢棄物，結(jié)合微生物技術(shù)，使得肥料成本低廉，肥效更加持久;腐植酸 鉀作為養(yǎng)料和載體，能夠?qū)︷B(yǎng)分釋放調(diào)控功能具備保水保肥功能;本發(fā)明菌劑經(jīng)過篩選和 合理配伍，使得肥料具備固氮保水，農(nóng)作物增產(chǎn)增收，還具備一定的除草功能，環(huán)保無污染。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0014] 實(shí)施例1 包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法，其包括如下步驟： 1) 將生物發(fā)酵氨基酸產(chǎn)生的氨基酸發(fā)酵廢液(利用生物發(fā)酵法制備氨基酸，收集氨基 酸后的殘留廢液，包括菌體蛋白、糖類以及氣氣等物質(zhì))過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用氨水 中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 3) 將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為IX IO7個(gè)/ml的菌液，然 后按照2:1:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A;所述黃綠木霉為ACCC No.32248;銅綠假單胞 菌為CGMCC No.5721(可見CNl03361284A);所述假絲酵母菌為ATCC No.22023; 4) 將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為IXlOMV ml的菌液，然后按照3: 2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B;所述節(jié)桿菌為CGMCC No. 7779 (CN103333837A)，所述巨大芽孢桿菌為CGMCC No. 3770(CN102021118A)，所述枯草芽孢桿菌 為CGMCC No · 0954(CNl554744A)，所述圓褐固氮菌為ATCC4412; 5) 將高粱秸桿粉碎成高粱秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小時(shí)，然 后依次添加豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以5°C/ min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%( v/v)的接種量接 種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A;其中，高 粱秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為25:170: 16:12:9:9:3； 6) 將高粱秸桿粉碎得到高粱秸桿粉，然后與麥麩、木薯渣以及魚骨粉混合攪拌均勻得 到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%(v/v)的接種量種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液 B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質(zhì)量比為9:5:5:3; 7) 將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B以及腐殖酸鉀按照5:9: 2的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后冷凍干 燥制備成干粉，即得。
[0015] 實(shí)施例2 包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法，其包括如下步驟： 1) 將生物發(fā)酵氨基酸產(chǎn)生的氨基酸發(fā)酵廢液過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用氨水 中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 3) 將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為IX IO7個(gè)/ml的菌液，然 后按照2:1:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A;所述黃綠木霉為ACCC No.32248;銅綠假單胞 菌為CGMCC No.5721;所述假絲酵母菌為ATCC No.22023; 4) 將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為IXlOMV ml的菌液，然后按照3:2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B;所述節(jié)桿菌為CGMCC No. 7779， 所述巨大芽孢桿菌為CGMCC No. 3770,所述枯草芽孢桿菌為CGMCC No.0954,所述圓褐固氮 菌為 ATCC4412; 5) 將高粱秸桿粉碎成高粱秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小時(shí)，然 后依次添加豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以5°C/ min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%( v/v)的接種量接 種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A;其中，高 粱秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為16:120: 12:7:7:7:2； 6) 將高粱秸桿粉碎得到高粱秸桿粉，然后與麥麩、木薯渣以及魚骨粉混合攪拌均勻得 到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%(v/v)的接種量種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液 B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質(zhì)量比為5:3:3:2; 7) 將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B以及腐殖酸鉀按照3:5:1的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后冷凍干 燥制備成干粉，即得。
[0016] 實(shí)施例3 本發(fā)明實(shí)施例1制備的復(fù)混肥的田間試驗(yàn)效果：以小麥為例。
[0017] 對(duì)照組:普通復(fù)合肥(氮磷鉀含量為15:15:15); 試驗(yàn)組:普通復(fù)合肥(氮磷鉀含量為15:15:15)+實(shí)施例1制備的復(fù)混肥。
[0018] 實(shí)驗(yàn)方法:選試驗(yàn)田種植冬小麥，兩組肥料分別處理的試驗(yàn)田面積均10畝地。
[0019] 對(duì)照組:普通復(fù)合肥使用量為40kg，試驗(yàn)組:普通復(fù)合肥使用量為30kg+10kg實(shí)施 例1制備的復(fù)混肥;其他種植條件完全相同；同時(shí)收獲小麥，測(cè)定小麥畝產(chǎn)量以及增產(chǎn)率;同 時(shí)檢測(cè)小麥穗粒數(shù)、千粒重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:參照表1。
結(jié)論:通過表1-2比較發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組小麥穗粒數(shù)、千粒重以及畝產(chǎn)量明顯高于對(duì)照組，具 備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而且第二年的豐產(chǎn)效果更佳，說明菌肥效果更持久，菌群和腐殖酸鉀在土壤 內(nèi)起到了固氮保水增肥的效果。
[0022] 除草效果:試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，施肥1個(gè)月后:藜、馬齒莧、稗草、馬唐、鐵莧草等 雜草的數(shù)量明顯減少，其中，馬唐減少了65%，稗草減少了73%;除草效果好，可代替或減少除 草劑的使用，并且對(duì)環(huán)境無污染。
[0023] 本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書 而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 包含氨基酸發(fā)酵廢液的復(fù)混肥的制備方法，其包括如下步驟： 步驟1)過濾廢液，步驟2)水解，步驟3)制備復(fù)合菌劑A，步驟4)制備復(fù)合菌劑B，步驟5) 制備發(fā)酵液A，步驟6)制備發(fā)酵液B，步驟7)冷凍干燥。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟： 1) 將生物發(fā)酵氨基酸產(chǎn)生的氨基酸發(fā)酵廢液過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用氨水 中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 3) 將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為IX 107個(gè)/ml的菌液，然后 按照2:1:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A; 4) 將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為IX 108個(gè)/ml 的菌液，然后按照3:2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B; 5) 將高粱秸桿粉碎成高粱秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小時(shí)，然 后依次添加豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以5°C/ min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%( v/v)的接種量接 種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A;其中，高 粱秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、稻殼、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為16-25: 120-170:12-16:7-12:7-9:7-9:2-3; 6) 將高粱秸桿粉碎得到高粱秸桿粉，然后與麥麩、木薯渣以及魚骨粉混合攪拌均勻得 到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%( v/v)的接種量接種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵 液B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質(zhì)量比為5-9:3-5:3-5:2-3; 7) 將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B以及腐殖酸鉀按照3-5: 5-9:1-2的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后 冷凍干燥制備成干粉，即得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述黃綠木霉為ACCC No. 32248;銅綠 假單胞菌為061〇：如.5721;所述假絲酵母菌為41〇：如.22023。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述節(jié)桿菌為CGMCC No. 7779，所述巨 大芽孢桿菌為CGMCC No.3770,所述枯草芽孢桿菌為CGMCC No.0954,所述圓褐固氮菌為 ATCC4412。
【文檔編號(hào)】C05G1/00GK105859363SQ201610396386
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】丁兆堂, 盧松, 聶建偉, 張春宇, 許傳娟, 邵文勝
【申請(qǐng)人】內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司