CN101857839A

CN101857839A - 堆肥促进菌制剂的制备方法

Info

Publication number: CN101857839A
Application number: CN201010164703A
Authority: CN
Inventors: 张清敏; 刘志军; 齐建超; 李硕; 刘阔; 刘明
Original assignee: SHIJIAZHUANG GOLDEN SUN BIO-ORGANIC FERTILIZER CO LTD
Current assignee: SHIJIAZHUANG GOLDEN SUN BIO-ORGANIC FERTILIZER CO LTD
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-10-13

Abstract

本发明属于微生物发酵，特别是指一种堆肥促进菌制剂的制备方法。包括发酵步骤，是将堆肥促进菌制剂的生产菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行发酵，发酵过程是在温度为28-30℃、p小时值7.2-7.6的条件下进行的需氧发酵，生产菌种选用枯草芽孢杆菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼泽红假单胞菌ATCC 33872(Rhodopseudomonas palustris)、酿酒酵母ACCC2.1793(Saccharomyces cerevisiae)和热带假丝酵母ACCC 2006(Candidatropicalis)的等质量混合物，对发酵终产物吸附、固定化于载体上制成堆肥促进菌制剂。本发明解决了现有技术存在的自然堆肥耗时长、恶臭大、对环境污染严重等不足，具有生产成本低、发酵周期短、菌群密度高，可有效实现对堆肥过程中的恶臭组分进行降解，降低臭味的浓度等优点。

Description

堆肥促进菌制剂的制备方法

所属技术领域

本发明属于微生物发酵，特别实指一种堆肥促进菌制剂的制备方法。

背景技术

在有机肥大量需要的今天，将鸡粪、污泥和生活垃圾经过堆肥化，转化成有机肥是发展趋势。但是，在自然堆肥化过程中往往需要1-3个月，不仅完全腐熟需时长而且不断散发出恶臭，污染周边的环境。为了改变这种现状，利用能降解含氨(胺)的菌群，把产生恶臭的物质降解除去，同时在堆肥化过程的各阶段(室温-中温-高温)，细菌与真菌配合促进好氧发酵过程，即腐熟化的完成。在堆肥化过程完成后有效活菌数仍然有1×10⁸cfu/g。采用细菌-真菌配合促进鸡粪、污泥和垃圾堆肥化的菌制剂及其高密度、高活性的生产工艺还未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种高密度、高活性的堆肥促进菌制剂的制备方法。

本发明的整体技术构思是：

堆肥促进菌制剂的制备方法，包括发酵步骤，是将堆肥促进菌制剂的生产菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行发酵，所述的发酵过程是在温度为28-30℃、pH值为7.2-7.6的条件下进行的需氧发酵，生产菌种选用枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼泽红假单胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、酿酒酵母ACCC2.1793(Saccharomycescerevisiae)和热带假丝酵母ACCC 2006(Candida tropicalis)的等质量混合物，对发酵终产物吸附、固定化于载体上制成堆肥促进菌制剂。

本发明中所涉及的具体的工艺步骤和工艺参数是：

本发明中的生产菌种购于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，显而易见的是，也可选用其他菌种生产单位生产的上述菌种，并不脱离本发明的实质。

无菌培养基以可溶性淀粉培养基为基本培养基，其中碳源选用玉米粉或可溶性淀粉中的一种，氮源选自可溶性淀粉与硝酸盐的混合或玉米粉与硝酸盐的混合中的一种。

无菌培养基中还添加占培养基总质量0.5％的腐殖酸。

所述的发酵过程包括下列工艺步骤：

A、将保存的斜面菌种活化后，分别经摇瓶扩大培养制成一级种子；

B、将A步骤中制备的一级种子进行等质量混配，对混配后的种子液进行二级扩大培养制成二级种子；

C、将B步骤中制备的二级种子接于三级扩大培养液：发酵培养基的体积比为5％-10％的接种量接入发酵培养基进行需氧发酵制成发酵终产物；

其中步骤B的发酵培养基采用可溶性淀粉培养基，发酵培养基中的可溶性淀粉采用等质量的玉米粉替代，发酵培养基中加入占培养基总质量0.5％的腐殖酸；发酵过程中培养温度为28-30℃、pH值为7.2-7.6、发酵时间为12-24小时、通风量为6-8升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

所述的A步骤一级种子的制备过程中的培养基采用可溶性淀粉培养基，培养基的pH值为7.0-7.6；培养条件为：温度为28-30℃、发酵时间为12-24小时，转速为150转/分钟。

所述的A步骤中的培养基的灭菌条件是：压力为0.1兆帕、温度为121℃、时间20-30分钟。

所述的B步骤中的二级扩大培养培养基采用可溶性淀粉培养基，发酵培养基中的可溶性淀粉采用等质量的玉米粉替代，发酵培养基中加入占培养基总质量0.5％的腐殖酸；

发酵过程中培养温度为28-30℃、pH值为7.2-7.6、发酵时间为12-24小时、通风量为6-8升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

为能给所培养的菌群提供一定的营养成分，还由于其网状结构，具有较大的比表面积，所以能在单位体积内附着、吸附固定化较多的菌体。优选的实施方案是，所述的载体选用占发酵终产物总质量4-5倍的腐殖酸。

为减少菌群的耗氧，增加保质期，防止污染。优选的实施方案是将吸附、固定化于腐殖酸上制成的堆肥促进菌制剂密封包装。其中更为优选的技术方案是密封包装是将堆肥菌制剂密封于内衬聚乙烯的包装袋内。

本发明中各个反应步骤中培养基的灭菌采用常规灭菌方法，即压力为0.1兆帕，温度为121℃，灭菌时间为20-30分钟。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

1、在二次培养时采用以可溶性淀粉培养基为主的培养基对混合后的菌种实现培养，大大降低了成本，缩短了发酵周期，提高了设备利用效率。

2、经检测，将发酵终产物(复合菌)固定化于腐殖酸上，每克菌制剂的有效菌菌落数(cfu)可高达10个亿以上(即1-5×10⁹cfu/g)，至今还未见如此高含菌量菌制剂的报道。腐殖酸不仅能为所培养菌提供一些营养成分，还由于其网状结构，具有较大的比表面积，所以能在单位体积内附着、吸附固定化较多的菌体。因此，一定量的有效菌菌剂一旦均匀加入堆肥物料中就可以很快形成优势菌群，发挥除臭、促进堆肥过程的作用。

3、因堆肥物料中的恶臭组分成分复杂，单一的菌或少量的菌是难以完全降解的。恶臭组分的完全降解必须由多种微生物产生多种酶才能最终降解为水和二氧化碳。尤其是难降解的多环芳烃，必须由细菌产生的双加氧酶和真菌产生的单加氧酶作用才能开环，否则多环芳烃就很难开始降解。由于本发明采用多种菌种进行混合发酵，可有效实现对堆肥过程中的恶臭组分进行降解，降低臭味的浓度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准。

实施例1

堆肥促进菌制剂的制备方法，包括发酵步骤，是将堆肥促进菌制剂的生产菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行发酵，所述的发酵过程是在温度为28-30℃、pH值为7.2-7.6的条件下进行的需氧发酵，生产菌种选用枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼泽红假单胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、酿酒酵母ACCC2.1793(Saccharomycescerevisiae)和热带假丝酵母ACCC 2006(Candida tropicalis)的等质量混合物，对发酵终产物吸附、固定化于载体上制成堆肥促进菌制剂。上述生产菌种购于中国科学院微生物所菌种保藏中心。

本实施例中所涉及的具体的工艺步骤和工艺参数是：无菌培养基以可溶性淀粉培养基为基本培养基，其中碳源选用玉米粉或可溶性淀粉中的一种，氮源选自可溶性淀粉与硝酸盐的混合或玉米粉与硝酸盐的混合中的一种。

无菌培养基中还添加占培养基总质量0.5％的腐殖酸。

所述的发酵过程包括下列工艺步骤：

其中步骤B的发酵培养基采用可溶性淀粉培养基，发酵培养基中的可溶性淀粉采用等质量的玉米粉替代，发酵培养基中加入占培养基总质量0.5％的腐殖酸；发酵过程中培养温度为30℃、pH值为7.2，发酵时间15小时，通风量为7升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

所述的A步骤一级种子的制备过程中的培养基采用可溶性淀粉培养基，培养基的pH值为7.2；培养条件为：温度为28℃、发酵时间20小时，转速为150转/分钟。

所述的A步骤中的培养基的灭菌条件是：压力为0.1MPa、温度为121℃、时间20-30分钟。

发酵过程中培养温度为30℃、pH值为7.2、发酵时间为15小时、通风量为7升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

所述的载体选用占发酵终产物总质量5倍的腐殖酸。

将吸附、固定化于腐殖酸上制成的堆肥促进菌制剂密封包装，密封包装是将堆肥菌制剂密封于内衬聚乙烯的包装袋内。

实施例2

堆肥促进菌制剂的制备方法，包括发酵步骤，是将堆肥促进菌制剂的生产菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行发酵，所述的发酵过程是在温度为28-30℃、pH值为7.6的条件下进行的需氧发酵，生产菌种选用枯草芽孢杆菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼泽红假单胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、酿酒酵母ACCC2.1793(Saccharomyces cerevisiae)和热带假丝酵母ACCC 2006(Candida tropicaiis)。

本实施例中所涉及的具体的工艺步骤和工艺参数是：

无菌培养基中还添加占培养基总质量0.5％的腐殖酸。

所述的发酵过程包括下列工艺步骤：

其中步骤B的发酵培养基采用可溶性淀粉培养基，发酵培养基中的可溶性淀粉采用等质量的玉米粉替代，发酵培养基中加入占培养基总质量0.5％的腐殖酸；发酵过程中培养温度为30℃、pH值为7.6、发酵时间为12小时、通风量为7升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

所述的A步骤一级种子的制备过程中的培养基采用可溶性淀粉培养基，培养基的pH值为7.0-7.2；培养条件为：温度为30℃、发酵时间为12小时，转速为150转/分钟。

所述的A步骤中的培养基的灭菌条件是：压力为0.1兆帕、温度为121℃、时间30分钟。

发酵过程中培养温度为30℃、pH值为7.6、发酵时间为12小时、通风量为8升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

所述的载体选用占发酵终产物总质量4倍的腐殖酸。

Claims

1.堆肥促进菌制剂的制备方法，包括发酵步骤，是将堆肥促进菌制剂的生产菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行发酵，其特征在于所述的发酵过程是在温度为28-30℃、pH值为7.2-7.6的条件下进行的需氧发酵，生产菌种选用枯草芽孢杆菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼泽红假单胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、酿酒酵母ACCC2.1793(Saccharomycescerevisiae)和热带假丝酵母ACCC 2006(Candida tropicalis)的等质量混合物，对发酵终产物吸附、固定化于载体上制成堆肥促进菌制剂。

2.根据权利要求1所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的无菌培养基以可溶性淀粉培养基为基本培养基，其中碳源选用玉米粉或可溶性淀粉中的一种，氮源选自可溶性淀粉与硝酸盐的混合或玉米粉与硝酸盐的混合中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的无菌培养基中还添加占培养基总质量0.5％的腐殖酸。

4.根据权利要求1所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的发酵过程包括下列工艺步骤：

其中步骤B的发酵培养基采用可溶性淀粉培养基，发酵培养基中的可溶性淀粉采用等质量的玉米粉替代，发酵培养基中加入占培养基总质量0.5％的腐殖酸；发酵过程中培养温度为28-30℃、pH值7.2-7.6、发酵时间12-24小时，通风量为6-8升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

5.根据权利要求4所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的A步骤一级种子的制备过程中的培养基采用可溶性淀粉培养基，培养基的pH值7.0-7.6；培养条件为：温度为28-30℃、发酵时间12-24小时，转速为150转/分钟。

6.根据权利要求4所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的A、B、C步骤中的培养基的灭菌条件是：压力为0.1兆帕、温度为121℃、时间20-30分钟。

7.根据权利要求4所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的B步骤中的二级扩大培养培养基采用可溶性淀粉培养基，发酵培养基中的可溶性淀粉采用等质量的玉米粉替代，发酵培养基中加入占培养基总质量0.5％的腐殖酸；

发酵过程中培养温度为28-30℃、pH值为7.2-7.6、发酵时间12-24小时，通风量为6-8升/分钟、搅拌转速为200转/分钟。

8.根据权利要求1所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的载体选用占发酵终产物总质量4-5倍的腐殖酸。

9.根据权利要求1或8所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于将吸附、固定化于腐殖酸上制成的堆肥促进菌制剂密封包装。

10.根据权利要求9所述的堆肥促进菌制剂的制备方法，其特征在于所述的密封包装是将堆肥菌制剂密封于内衬聚乙烯的包装袋内。