包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法
【專利摘要】本發明屬于廢料制備領域，公開了包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法，其包括如下步驟：步驟1）過濾廢液，步驟2）水解，步驟3）制備復合菌劑A，步驟4）制備復合菌劑B，步驟5）制備發酵液A，步驟6）制備發酵液B，步驟7）冷凍干燥。本發明制備的肥料具有肥效持久，具備一定的除草功能，而且環保無污染等優點。
【專利說明】
[0001] 包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法
技術領域
[0002] 本發明屬于肥料制備領域，具體涉及包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法。
【背景技術】
[0003] 目前，生物發酵企業在發酵生產各種氨基酸過程中，產生大量的廢液，由于發酵氨 基酸廢水中具有COD、S〇42，NH 3-N含量高及酸性強等特點，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重的環境污染，而且浪費了寶貴資源。如果將 廢液進行處理，投資巨大，也不符合循環經濟發展要求。將發酵生產氨基酸廢液綜合利用起 來，對于生物發酵氨基酸企業可持續發展，具有重要的戰略意義。將生物發酵生產氨基酸廢 液加工成有機-無機復混肥料，即解決了廢水的處理難，污染環境的問題，又給企業帶來顯 著的經濟效益。
【申請人】前期的專利技術"一種利用生物發酵氨基酸廢水制備有機-無機復混 肥的工藝"將廢液應用到肥料制備中，解決了廢液處理問題，而且制備了肥料，但是該技術 仍然存在一定的缺陷，例如，無法有效利用菌體蛋白，采用濃縮蒸發步驟浪費了能源等。
[0004] 目前，發酵副產物菌體蛋白通過絮凝沉淀板框過濾后，直接作為廉價飼料蛋白銷 售，產品附加值較低;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 行處理，沒有最大限度的利用附加值。如何有效地利用發酵廢液，最大限度的提高工業附加 值，是企業一直追求的方向。
[0005] 我國肥料的發展和應用歷程，是從農家肥到使用無機肥為主要階段，因農家肥污 染源多，運輸量大，在操作上費時費力并且效果不是特別明顯；而無機肥成份單一，利用率 較低，而且往往會造成土壤板結和伴隨水土流失污染水源，影響生態環境。目前，市場多采 用含氮磷鉀的無機復合肥等，該復合肥的肥效全面，但是也存在肥效不持久，容易流失等缺 陷;更重要的是，目前復合肥的價格較高，給農民帶來較大的負擔，如何降低肥料成本，提高 農民收入是現代化農業需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0006] 本發明為解決生物發酵企業生產各種氨基酸過程中產生的廢液以及復混肥肥效 不夠持久等問題，本發明的目的是提供包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法，其制備 的肥料具有肥效持久，具備一定的除草功能，而且環保無污染等優點。
[0007] 本發明是通過如下技術方案完成的： 包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法，其包括如下步驟： 步驟1)過濾廢液，步驟2)水解，步驟3)制備復合菌劑A，步驟4)制備復合菌劑B，步驟5) 制備發酵液A，步驟6)制備發酵液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)將生物發酵氨基酸產生的氨基酸發酵廢液過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機粉碎成粉末狀，然后置于反應罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準，在60°C溫度下攪拌水解24小時，攪拌速度為300轉/min，反應終止后用氨水 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至濃度為IX IO7個/ml的菌液，然 后按照2:1:1的體積比混合，即得復合菌劑A; 4) 將節桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養至濃度為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，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/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 種復合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液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量的步驟1)的廢水，浸泡12小時，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%(v/v)的接種量種復合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液 B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質量比為5-9:3-5:3-5:2-3; 7) 將發酵液A、發酵液B以及腐殖酸鉀按照3-5:5-9:1-2的質量比混合，攪拌均勻，然后 冷凍干燥制備成干粉，即得。
[0009] 優選地，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] 優選地，所述節桿菌為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渠道購買獲得。
[0012] 本發明取得的有益效果包括以下幾個方面： 本發明將發酵廢液全部應用于肥料制備中，避免了對廢液進行蒸發濃縮以及減污處 理，減少了能源浪費，提高了利用率，并且制備了肥料，一舉兩得;本發明直接水解發酵廢液 中的菌體蛋白作為發酵原料，提供了豐富的氯化銨以及氨基酸氮源，既可作為微生物發酵 養料，也可作為肥料使用；菌株配伍合理，采用不同菌劑不同發酵處理方式，使得不同菌劑 處于最佳的發酵條件，避免部分菌株不能在廢水制備的培養液中存活;本發明通過有效利 用自然存在的農作物廢棄物，結合微生物技術，使得肥料成本低廉，肥效更加持久;腐植酸 鉀作為養料和載體，能夠對養分釋放調控功能具備保水保肥功能;本發明菌劑經過篩選和 合理配伍，使得肥料具備固氮保水，農作物增產增收，還具備一定的除草功能，環保無污染。
【具體實施方式】
[0013] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0014] 實施例1 包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法，其包括如下步驟： 1) 將生物發酵氨基酸產生的氨基酸發酵廢液(利用生物發酵法制備氨基酸，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)過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機粉碎成粉末狀，然后置于反應罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準，在60°C溫度下攪拌水解24小時，攪拌速度為300轉/min，反應終止后用氨水 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至濃度為IX IO7個/ml的菌液，然 后按照2:1:1的體積比混合，即得復合菌劑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) 將節桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養至濃度為IXlOMV ml的菌液，然后按照3: 2:2:1的體積比混合，即得復合菌劑B;所述節桿菌為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，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/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 種復合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液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量的步驟1)的廢水，浸泡12小時，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%(v/v)的接種量種復合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液 B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質量比為9:5:5:3; 7) 將發酵液A、發酵液B以及腐殖酸鉀按照5:9: 2的質量比混合，攪拌均勻，然后冷凍干 燥制備成干粉，即得。
[0015] 實施例2 包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法，其包括如下步驟： 1) 將生物發酵氨基酸產生的氨基酸發酵廢液過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機粉碎成粉末狀，然后置于反應罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準，在60°C溫度下攪拌水解24小時，攪拌速度為300轉/min，反應終止后用氨水 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至濃度為IX IO7個/ml的菌液，然 后按照2:1:1的體積比混合，即得復合菌劑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) 將節桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養至濃度為IXlOMV ml的菌液，然后按照3:2:2:1的體積比混合，即得復合菌劑B;所述節桿菌為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，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/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 種復合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液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量的步驟1)的廢水，浸泡12小時，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%(v/v)的接種量種復合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液 B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質量比為5:3:3:2; 7) 將發酵液A、發酵液B以及腐殖酸鉀按照3:5:1的質量比混合，攪拌均勻，然后冷凍干 燥制備成干粉，即得。
[0016] 實施例3 本發明實施例1制備的復混肥的田間試驗效果：以小麥為例。
[0017] 對照組:普通復合肥(氮磷鉀含量為15:15:15); 試驗組:普通復合肥(氮磷鉀含量為15:15:15)+實施例1制備的復混肥。
[0018] 實驗方法:選試驗田種植冬小麥，兩組肥料分別處理的試驗田面積均10畝地。
[0019] 對照組:普通復合肥使用量為40kg，試驗組:普通復合肥使用量為30kg+10kg實施 例1制備的復混肥;其他種植條件完全相同；同時收獲小麥，測定小麥畝產量以及增產率;同 時檢測小麥穗粒數、千粒重。實驗結果:參照表1。
結論:通過表1-2比較發現，試驗組小麥穗粒數、千粒重以及畝產量明顯高于對照組，具 備統計學意義;而且第二年的豐產效果更佳，說明菌肥效果更持久，菌群和腐殖酸鉀在土壤 內起到了固氮保水增肥的效果。
[0022] 除草效果:試驗組與對照組相比，施肥1個月后:藜、馬齒莧、稗草、馬唐、鐵莧草等 雜草的數量明顯減少，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，并且對環境無污染。
[0023] 本發明的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本發明說明書 而對本發明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1. 包含氨基酸發酵廢液的復混肥的制備方法，其包括如下步驟： 步驟1)過濾廢液，步驟2)水解，步驟3)制備復合菌劑A，步驟4)制備復合菌劑B，步驟5) 制備發酵液A，步驟6)制備發酵液B，步驟7)冷凍干燥。2. 根據權利要求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) 將生物發酵氨基酸產生的氨基酸發酵廢液過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機粉碎成粉末狀，然后置于反應罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準，在60°C溫度下攪拌水解24小時，攪拌速度為300轉/min，反應終止后用氨水 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至濃度為IX 107個/ml的菌液，然后 按照2:1:1的體積比混合，即得復合菌劑A; 4) 將節桿菌、巨大芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養至濃度為IX 108個/ml 的菌液，然后按照3:2:2:1的體積比混合，即得復合菌劑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，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/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 種復合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵液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量的步驟1)的廢水，浸泡12小時，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照8%( v/v)的接種量接種復合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發酵36小時，得到發酵 液B;其中，高粱秸桿粉、麥麩、木薯渣以及魚骨粉的質量比為5-9:3-5:3-5:2-3; 7) 將發酵液A、發酵液B以及腐殖酸鉀按照3-5: 5-9:1-2的質量比混合，攪拌均勻，然后 冷凍干燥制備成干粉，即得。3. 根據權利要求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. 根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述節桿菌為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】C05G1/00GK105859363SQ201610396386
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】丁兆堂, 盧松, 聶建偉, 張春宇, 許傳娟, 邵文勝
【申請人】內蒙古阜豐生物科技有限公司