CN101863686B - 一种生物降解型油渣肥料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物降解型油渣肥料的制备方法。首先将枯草芽孢杆菌和解脂亚罗酵母两种微生物发酵液用于分解油渣中的油脂，将油脂分解后的油渣常压高温处理，将白地霉和植物乳杆菌两种微生物发酵液产生的蛋白酶分解油渣中的蛋白质，产生多种氨基酸及植物活性物质，有利于作物生长。本发明方法油渣处理时间短，减少环境污染，充分利用了油渣特有的氮素营养，所制备的肥料经过大田试验，增产效果明显。

Description

一种生物降解型油渣肥料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种利用榨油厂的副产品油渣通过生物降解方式生产肥料的方法，属于肥料生产技术领域。

背景技术

我国是一个人口大国，又是一个以烹饪饮食文化为主的国家。因此我国的植物油消耗量相当可观。据不完全统计，目前我国有植物榨油厂1000多家，年产植物油2000多万吨。本世纪初期，我国植物油生产工艺以浸提为主，这种工艺的副产品是大量的油脚和皂脚。当时对这些副产品的综合利用有少量报道，如专利文件CN100412180C(200410050605.8)公开了一种用油渣生产脂肪粉的方法；也有用油脚和皂脚生产生物柴油、肥皂、复合有机酸等的报道。近几年，我国的植物油生产工艺有了较大改变，浸提方式逐渐被淘汰，取而代之的是低温压榨、冷滤工艺，这样就有大约占原料1.5％左右的滤饼油渣产生。目前对这种滤饼油渣综合利用的研究几乎未见报道。我国的植物榨油厂以中小型企业为主，生产分散，用油渣提炼各种物质成本高，效益低，造成了大量油渣弃之不用，不仅浪费了资源，而且污染了环境，给生产企业带来了沉重的环保负担。

油渣是在压榨工艺生产植物油过程中经过对原料挤压、脱胶(脱磷脂)等产生成品油后的剩余物，含有丰富的油脂、磷脂、蛋白质等，是一种营养丰富的有机废弃物和肥料资源。但是，这种物质与一般的有机物不同点是，油脂含量高(一般含油35％～45％)，物理性状差，不易操作。

CN1102636(申请号93114632.1)提供一种可改良土壤的有机肥料及其制法，肥料为油渣20-80％，膨润土20-80％。所述的油渣是指富含蛋白质的榨油油渣，可以是蓖麻油渣、花生油渣、胡麻油渣等，还可加入高氮、高磷或高钾化肥1-10％。制备方法是先将油渣粉碎后发酵，然后将发酵的油渣与膨润土混合后制粒。该专利将油渣作为普通有机物发酵处理，存在的问题一是干油渣坚硬，粉碎困难；二是常规发酵方法易把油渣中大量的蛋白质彻底分解，而不能停留在氨基酸状态，影响肥料效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种生物降解型油渣肥料的制备方法，利用植物榨油厂的废弃物油渣通过生物降解生产有机肥料。

发明概述

本发明首先将枯草芽孢杆菌和解脂亚罗酵母两种微生物分别进行液体发酵，利用它们产生的脂肪酶分解油渣中的油脂，改变油渣原有的物理状态，利于后续操作过程。其次，将油脂分解后的油渣常压高温处理，避免利用蛋白酶分解蛋白质时体系产生热量，影响蛋白酶的活性。第三，将白地霉和植物乳杆菌两种微生物分别进行液体发酵，利用它们产生的蛋白酶分解油渣中的蛋白质，产生多种氨基酸及植物活性物质，有利于作物生长。本发明所制备的肥料经过大田试验，取得了好的增产效果。

发明详述

本发明的技术方案如下：

一种生物降解型油渣肥料的制备方法，包括枯草芽孢杆菌发酵液、解脂亚罗酵母发酵液、白地霉发酵液和植物乳杆菌发酵液共四种发酵液的制备，其特征在于，

(1)四种发酵液菌种分别选自中国工业微生物菌种保藏管理中心菌种目录编号如下：枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)编号10210，解脂亚罗酵母(Yarrowia lipolytica)编号1444，白地霉(Geotrichum candidum)编号31418，植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)编号6026；

(2)按质量份，取枯草芽孢杆菌发酵液100～150份、解脂亚罗酵母发酵液100～150份加入1000份油渣中，调节水分含量45～55wt％，pH 6.5～7.0，充分混匀，控制料温35℃～40℃，放置6～8小时；通入蒸汽，温度升至100℃时计时，保持25～35分钟。

(3)按质量份，取白地霉发酵液80～110份、植物乳杆菌发酵液90～120份，加入到步骤(2)处理后的油渣中，调节水分含量45～50wt％，pH 7.5～8.0，充分混匀，控制料温35℃～40℃，放置4～6小时；得发酵料。

(4)将步骤(3)制得的发酵料晾干或烘干至水分含量小于20wt％，得粉末状产品；或者，将上述步骤(3)制得的发酵料按现有技术造粒，得颗粒状产品。

本发明上述方法中，所述的油渣是植物榨油厂利用压榨工艺对原料进行挤压、脱胶生产出食用油产品后剩余的残渣，包括豆油渣、花生油渣、棉籽油渣或油菜籽油渣。

进一步优选的，步骤(2)中枯草芽孢杆菌发酵液用量115～125份，解脂亚罗酵母发酵液用量125～135份。均为质量份。

进一步优选的，步骤(3)中白地霉发酵液用量88～92份，植物乳杆菌发酵液用量105～115份。均为质量份。

上述方法中所述的四种发酵液的制备按本领域常规技术即可，本发明提供以下优选方法：

a)枯草芽孢杆菌发酵液、解脂亚罗酵母发酵液的制备，原料用量均为质量份：

按现有技术用PDA斜面培养基将枯草芽孢杆菌或解脂亚罗酵母菌种活化；

取去皮马铃薯200份加水1000份煮沸20分钟，纱布过滤，滤液补充水分到1000份，再加入葡萄糖15份，蛋白胨2份，加热至所有成分溶化，在0.11兆帕压力下灭菌30分钟，制备成液体培养基，将活化后的枯草芽孢杆菌或解脂亚罗酵母转入液体培养基中在28℃、180转/分钟的摇瓶中培养2天；

将以上液体培养后的枯草芽孢杆菌或解脂亚罗酵母转入装有培养基马铃薯200份、葡萄糖8份、油渣30份、水1000份的发酵罐中，接种量2-3wt％，28℃培养4天，得枯草芽孢杆菌发酵液或解脂亚罗酵母发酵液。

b)白地霉发酵液的制备，原料用量均为质量份：

按现有技术用PDA斜面培养基将白地霉菌种活化；取去皮马铃薯200份、麸皮20份，加水1000份煮沸20分钟，纱布过滤，滤液补充水分到1000份，再加入葡萄糖15份，加热溶化，在0.11兆帕压力下灭菌30分钟，制备成摇瓶培养基，将活化后的白地霉接入后在28℃、180转/分钟的摇瓶中培养2天；将经摇瓶培养后的白地霉以1-1.5wt％的接种量转入发酵罐中，发酵罐培养基与摇瓶培养基相同，28℃培养5天，得白地霉发酵液。

c)制备植物乳杆菌发酵液，原料用量均为质量份：

按现有技术用PDA斜面培养基将植物乳杆菌菌种活化；取去皮马铃薯200份、麸皮20份，加水1000份煮沸20分钟，纱布过滤，滤液补充水分到1000份，再加入葡萄糖20份，蛋白胨2份，加热至所有成分溶化，在0.11兆帕压力下灭菌30分钟，接入活化后的植物乳杆菌在30℃、180转/分钟条件下摇瓶培养2天；再以1-1.5wt％的接种量转入发酵罐中，发酵罐培养基与摇瓶培养基相同，30℃培养3天，得植物乳杆菌发酵液。

本发明肥料的施用，应用于蔬菜时每亩用量800-1200公斤，施用方法是施入播种沟或定植沟内，并与土混合后在其上面播种或定植。应用于果树时，每棵成年树用量3-4公斤，沿树冠外沿挖环状沟或在离树干15～25厘米处呈放射状沟施用。应用于粮食作物，如小麦，作基肥全层施用，每亩300-400公斤。

本发明的优良效果如下：

1.废物利用

油渣除含有油脂外，还含有榨油原料的碎屑，成分复杂。目前从油渣中提取各种成分的技术不成熟，成本高，效益差，加之我国榨油企业规模小，生产分散，更增加了油渣综合利用的难度。油渣含有丰富的蛋白质、磷脂及各种作物需要的营养元素，经过本发明处理过程，可变成优质肥料，既增加了肥料资源，又使油渣得到充分利用。

2.油渣处理时间短，减少环境污染

油渣含营养丰富，特别是含有大量的蛋白质，常温下存放容易腐败变质，造成环境污染。本发明处理一批油渣的周期只需2-3天时间，处理及时，减少存放时间，避免污染环境。

3.充分利用了油渣特有的氮素营养

与一般的有机废弃物相比，油渣中含有更多的蛋白质，若按普通的发酵方法处理，则使蛋白质被彻底分解而释放出无机氮供作物吸收利用，这是对蛋白质这种优质氮源的一种浪费。本发明肥料采用微生物产生的蛋白酶分解蛋白质产生氨基酸，氨基酸除供应氮素营养外，还能对作物起调节作用，促进作物生长发育。

4.增产效果好

与施用等量普通有机肥相比，施用本发明方法制备的有机肥料，蔬菜产量提高15％～25％，果树提高10％～20％，同时品质也明显改善。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

油渣为山东光大日月股份有限公司生产油脂后剩余的残渣，包括豆油渣、花生油渣、棉籽油渣或油菜油渣。

实施例中所用的菌种是：枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)中国工业微生物保藏管理中心菌种目录编号10210，解脂亚罗酵母(Yarrowia lipolytica)中国工业微生物保藏管理中心菌种目录编号1444，白地霉(Geotrichum candidum)中国工业微生物保藏管理中心菌种目录编号31418，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中国工业微生物保藏管理中心菌种目录编号6026，中国工业微生物菌种保藏管理中心购得。

实施例中的原料用量份数均为质量份，所有的百分比均为质量百分比。

实施例1：

(1)制备枯草芽孢杆菌发酵液

取去皮马铃薯200克，加水1000克煮沸20分钟，纱布过滤，滤液补充水分到1000克，再加入葡萄糖15克，蛋白胨2克，加热至所有成分溶化，在0.11兆帕压力下灭菌30分钟，制备成液体培养基，在28℃、180转/分钟的摇瓶中将活化后的枯草芽孢杆菌和解脂亚罗酵母培养2天；再以2％的接种量转入培养基配方为马铃薯200公斤、葡萄糖8公斤、油渣30公斤、水1000公斤的发酵罐中，28℃培养4天，得枯草芽孢杆菌发酵液。

(2)解脂亚罗酵母发酵液的制备方法同枯草芽孢杆菌发酵液，所不同的是接入解脂亚罗酵母菌种。

(3)取枯草芽孢杆菌发酵液150公斤、解脂亚罗酵母发酵液100公斤加入1000公斤油菜籽油渣中，调节水分含量45％，pH 6.5，充分混匀，控制料温35℃，放置8小时。

(4)向步骤(3)制备的油渣中通入蒸汽，温度升至100℃时计时，保持25分钟。

(5)制备白地霉发酵液：

取去皮马铃薯200克，麸皮20克，加水1000克，煮沸20分钟，纱布过滤，滤液补充水分到1000克，加入葡萄糖15克，加热溶化，在0.11兆帕压力下灭菌30分钟，制成液体培养基，接入活化后的白地霉菌种，在28℃、180转/分钟的摇瓶中培养2天；再以1.5％的接种量转入发酵罐中(培养基与摇瓶中相同)，28℃培养5天，得白地霉发酵液。

(6)制备植物乳杆菌发酵液：

取去皮马铃薯200克、麸皮20、加水1000克，煮沸20分钟，纱布过滤，滤液补充水分到1000克，加入葡萄糖20克、蛋白胨2克，加热至所有成分溶化，在0.11兆帕压力下灭菌30分钟，得液体培养基，接入活化后的植物乳杆菌菌种，在30℃、180转/分钟的摇瓶中培养2天。再以1.5％的接种量转入发酵罐中(培养基与摇瓶中相同)，30℃发酵培养3天，得植物乳杆菌发酵液。

(7)取白地霉发酵液100公斤、植物乳杆菌发酵液100公斤，加入步骤(4)制备的油渣中，调节水分含量50％，pH 7.5，充分混匀，控制料温35℃，放置6小时。

(8)将上述步骤(7)制得的发酵料烘干至水分含量小于20wt％，得粉末状产品。

实施例2：

(1)枯草芽孢杆菌发酵液和解脂亚罗酵母发酵液的制备方法同实施例1。

(2)取枯草芽孢杆菌发酵液100公斤、解脂亚罗酵母发酵液150公斤加入到1000公斤棉籽油渣中，调节水分含量50％，pH 7.0，充分混匀，控制料温37℃，放置7小时。

(3)向步骤(2)制备的油渣中通入蒸汽，待温度达到100℃时计时，保持28分钟。

(4)白地霉发酵液和植物乳杆菌发酵液的制备同实施例1。

(5)取白地霉发酵液80公斤、植物乳杆菌发酵液120公斤加入到步骤(3)制备的油渣中，调节水分含量45％，pH 8.0，充分混匀，控制料温37℃，放置5小时。

(6)将上述步骤(5)制得的发酵料烘干至水分含量小于20wt％，得粉末状产品。

实施例3：

(1)枯草芽孢杆菌发酵液和解脂亚罗酵母发酵液的制备方法同实施例1。

(2)取枯草芽孢杆菌发酵液120公斤、解脂亚罗酵母发酵液130公斤加入到1000公斤豆油油渣中，调节水分含量53％，pH 6.8，充分混匀，控制料温39℃，放置7小时。

(3)向步骤(2)制备的油渣中通入蒸汽，待温度达到100℃时计时，保持30分钟。

(4)白地霉发酵液和植物乳杆菌发酵液的制备同实施例1。

(5)取白地霉发酵液90公斤、植物乳杆菌发酵液110公斤加入到步骤(3)制备的油渣中，调节水分含量48％，pH 7.7，充分混匀，控制料温39℃，放置5小时。

(6)将上述步骤(5)制得的发酵料圆盘造粒，得粒状产品。

实施例4：

(1)枯草芽孢杆菌发酵液和解脂亚罗酵母发酵液的制备方法同实施例1。

(2)取枯草芽孢杆菌发酵液130公斤、解脂亚罗酵母发酵液120公斤加入到1000公斤花生油渣中，调节水分含量48％，pH 6.7，充分混匀，控制料温40℃，放置6小时。

(3)向步骤(2)制备的油渣中通入蒸汽，待温度达到100℃时计时，保持35分钟。

(4)白地霉发酵液和植物乳杆菌发酵液的制备方法同实施例1。

(5)取白地霉发酵液110公斤、植物乳杆菌发酵液90公斤加入到步骤(3)制备的油渣中，调节水分含量47％，pH 7.6，充分混匀，控制料温40℃，放置4小时。

(6)将上述步骤(5)制得的发酵料圆盘造粒，得粒状产品。

大田肥效试验：

试验作物：草莓，品种为丰香；白菜，品种为鲁白8号。

试验地点：草莓，山东省滨州市；白菜，山东省济南市

试验时间：草莓试验是2009年12月至2010年4月，白菜试验是2009年8月至11月。

对照肥料为普通有机肥，有机质含量42.6wt％、全氮2.78wt％、全磷0.96wt％、全钾2.05wt％，山东光大肥业科技有限公司生产。

每种作物都施用实施例1-4制备的4种肥料和对照肥料。肥料用量相同，每亩1200公斤。施用方法，定植时施入定植穴内，与土混合后在其上面栽植。

表1.肥料应用效果

Claims (4)

1.一种生物降解型油渣肥料的制备方法，包括枯草芽孢杆菌发酵液、解脂亚罗酵母发酵液、白地霉发酵液和植物乳杆菌发酵液共四种发酵液的制备，其特征在于，

(1)四种发酵液菌种分别选自中国工业微生物菌种保藏管理中心菌种目录编号如下：枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)编号10210，解脂亚罗酵母(Yarrowia lipolytica)编号1444，白地霉(Geotrichum candidum)编号31418，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)编号6026；

(2)按质量份，取枯草芽孢杆菌发酵液100～150份、解脂亚罗酵母发酵液100～150份加入1000份油渣中，调节水分含量45～55wt％，pH 6.5～7.0，充分混匀，控制料温35℃～40℃，放置6～8小时；通入蒸汽，温度升至100℃时计时，保持25～35分钟；

所述的油渣是植物榨油厂利用压榨工艺对原料进行挤压、脱胶生产出食用油产品后剩余的残渣；

(3)按质量份，取白地霉发酵液80～110份、植物乳杆菌发酵液90～120份，加入到步骤(2)处理后的油渣中，调节水分含量45～50wt％，pH 7.5～8.0，充分混匀，控制料温35℃～40℃，放置4～6小时；得发酵料；

(4)将步骤(3)制得的发酵料晾干或烘干至水分含量小于20wt％，得粉末状产品；或者，将上述步骤(3)制得的发酵料按现有技术造粒，得颗粒状产品。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的油渣是豆油渣、花生油渣、棉籽油渣或油菜油渣。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中枯草芽孢杆菌发酵液用量115～125份，解脂亚罗酵母发酵液用量125～135份。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中白地霉发酵液用量88～92份，植物乳杆菌发酵液用量105～115份。