CN104341235B - 一种生物性肥料菌粒剂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物性肥料菌粒剂的制造方法，其利用菌种液态发酵量产微生物孢子，之后收集微生物孢子，并以冻干、磨粉等过程制成一半成品菌粉或直接以喷雾干燥制成该半成品菌粉。该半成品菌粉添加一赋型剂与一增量剂，再以一造粒机制成一生物性肥料菌粒剂。
Description
技术领域
本发明关于一种生物性肥料菌粒剂的制造方法，尤指一种可保护生态环境、稳定性高、耐贮藏及方便运输的生物性肥粒菌粒剂的制造方法。
背景技术
化学肥料与化学农药大多施用于农作物的栽种，长期施用化学肥料或化学农药，易使土壤酸化、固化或土壤中的有益微生物及蚯蚓等生物数量剧减，导致土壤质地遭破坏，蓄水与保肥能力降低，而影响农作物的生长。而吸取过量化肥的农作物，其抗病及抗逆境的能力也会随之下降，导致农作物病虫害日趋严重，化学农药的施用量也就因此而增加。再者，化学肥料属可溶性盐类，易被淋洗，非但造成养分流失，亦会对河川及地下水造成污染。
为了改善化学肥料的缺点，习知有机肥料的利用逐渐受到重视，常见的有机肥料来源为有机性废弃物，如麦麸、厨余、稻梗、甘蔗渣等。但这些有机物无法直接供农作物利用，须经过腐熟的处理过程，腐熟后的有机肥料养分含量较低，养分释出较慢，且因需较长时间的堆肥腐熟过程，使得制程时间相对上较长。
近年来，生物性肥料（biofertilizer），尤指利用微生物制成的微生物肥料（microbial fertilizer）也相当受到重视，因其具有增进土壤的营养状况，协助农作物吸收养分，并增强农作物抗病、耐旱与耐寒的能力，以提升农作物的产量及质量。习知微生物肥料有液体与固体（粉末）两种剂型，液体肥料的生产成本虽然较低，但保存期限不长、易发生质变，另有液体外渗和运输不便等缺点。固体肥料虽然保存期限较长、不易发生质变，运输上较液体肥料方便，但施用粉末时，易随风吹散而尘土飞扬，而容易导致人体吸入过量的粉末；另施用上易受地型限制的因素，而影响使用效率。
发明内容
先前技术的化学肥料不但无法提升农作物的质量，亦会破坏土壤质地，更殃及生态环境。有机肥料虽然可针对化学肥科的缺点稍作改善，但其制程时间较长且养分提供量低。传统液体微生物肥料具有保存期限短、液体易外渗、运输不便的缺点。传统固体微生物肥料，如其为粉剂，于施用上易尘土飞扬。
因此，为了解决上述各项缺憾，本发明提供一种生物性肥料菌粒剂的制造方法，其包括下列步骤：步骤A为菌种液态发酵，其接种一微生物进行发酵量产微生物孢子；步骤B为制作一半成品菌粉，其收集发酵液的微生物孢子，并制成一菌泥，再利用一真空冷冻干燥机将该菌泥干燥，以形成一菌块，接着将该菌块磨成粉状，以形成该半成品菌粉；步骤C为混料，其在该半成品菌粉中添加一赋形剂与一增量剂；步骤D为造粒，其在该半成品菌粉中再添加该赋形剂与该增量剂后，以一造粒机制成一生物性肥料菌粒剂，该生物性肥料菌粒剂的含水率为10%以下。在步骤D之后包括步骤E，步骤E为包装，其将该生物性肥料菌粒剂包装成一定量的成品。
本发明利用步骤A菌种液态发酵过程，使微生物菌体进行孢子化（sporulation），孢子化的目的在于提高产品的温度、盐度与酸碱值的耐受性。尔后，将该半成品菌粉的含水率控制于10%以下，次以添加该赋形剂与该增量剂以保护微生物孢子，并维持产品的稳定性。该赋形剂可增加均匀性、稳定性，可供标的物附着的载体，该赋形剂可以是泥炭土、高岭土、石膏、滑石粉、粘土类、碳酸钙、膨润土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化钛、变性淀粉、醣类、植物性淀粉、植物性蛋白粉末。该增量剂不影响标的物，可用以增加或稀释标的物的浓度，该增量剂可以是泥炭土、高岭土、石膏、滑石粉、粘土类、碳酸钙、膨润土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化钛、变性淀粉、糊精、醣类、淀粉类、植物性蛋白。
相较于先前技术的化学肥料，本发明一种生物性肥料菌粒剂的制造方法，在制程中不含人工化学物质，故不会破坏土壤质地，亦不会造成生态环境的危害。除了可改善土壤的生物、化学及物理性质，亦供农作物的养分来源，可协助农作物吸收养分，并增强农作物的抗病、耐旱与耐寒的能力。相较于先前技术的传统液体微生物肥料，本发明于制程上添加该赋形剂与该增量剂，且控制该半成品菌粉及该生物性肥料菌粒剂的含水率为10%以下，使微生物孢子不易受潮及受污染，可延长保存期限。相较于先前技术的传统固体粉剂微生物肥料，本发明利用该造粒机制成该生物性肥料菌粒剂，于施用时不易尘土飞扬，方便使用。
附图说明
图1为本发明一实施例的步骤流程图。
图2为本发明另一实施例的步骤流程图。
图3为本发明混料后的一半成品菌粉安定性试验的示意图。
图4为本发明一生物性肥料菌粒剂存放6个月后安定性试验的示意图。
【符号说明】
A 菌种液态发酵
B 制作一半成品菌粉
C 混料
D 造粒
E 包装
具体实施方式
请参阅图1所示，其为本发明的一实施例步骤。本实施例的一种生物性肥料菌粒剂的制造方法，其包括下列步骤。
步骤A为菌种液态发酵，其接种一微生物进行发酵量产微生物孢子，该微生物可以是放线菌、芽孢杆菌、假单孢杆菌、固氮菌、酵母菌、枯草杆菌、木霉菌、真菌、溶磷菌或藻类。步骤A可利用一发酵容器装有液态培养基，经灭菌程序制得后接种该微生物，其中该发酵容器可以是一三角瓶、一血清瓶、一发酵槽或其他可用以液态发酵的容器。步骤A的灭菌程序，是将液态培养基装入该发酵容器内，再以高温高压灭菌法或锅炉蒸汽灭菌法进行灭菌。
步骤B为制作一半成品菌粉，首先利用离心过滤、压滤或膜过滤的方式收集发酵液的微生物孢子，并制成一菌泥，其中离心过滤可采连续式离心，即使用一高速离心机，利用离心力使发酵液通过一滤筛网留下该菌泥，接着穿过该滤筛网经过滤后排出离心液。接着利用一真空冷冻干燥机将该菌泥干燥，以形成一菌块，其中该真空冷冻干燥机的温度环境为–25～60℃，并干燥该菌块至含水率10%以下。再将该菌块磨成颗粒大小为50至70目的粉末，以形成该半成品菌粉。步骤B制作该半成品菌粉的方式，可以在步骤A的菌种液态发酵中添加一赋形剂后利用一喷雾干燥机喷雾干燥制成该半成品菌粉替代。
步骤C为混料，其在该半成品菌粉添加该赋形剂与一增量剂，配制成半成品规格要求的菌数，即每公克含有1.0×1010菌落形成单位（colony-forming unit/gram,cfu/g）以上。该赋形剂可以是泥炭土、高岭土、石膏、滑石粉、粘土类、碳酸钙、膨润土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化钛、变性淀粉、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、蔗糖、豆粉、米糠粉、玉米粉。该增量剂可以是泥炭土、高岭土、石膏、滑石粉、粘土类、碳酸钙、膨润土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化钛、变性淀粉、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、蔗糖、糊精。
步骤D为造粒，其在混料之后，于该半成品菌粉中再添加该赋形剂与该增量剂，配制成成品规格要求的菌数，即1.0×109cfu/g以上，以一造粒机制成一生物性肥料菌粒剂，该生物性肥料菌粒剂的含水率为10%以下，使微生物孢子不易受潮及受污染，且能迅速溶解于水中，方便使用。
请参阅图2所示，其为本发明的另一实施例步骤，在步骤D之后可包括步骤E，步骤E为包装，将该生物性肥料菌粒剂包装成250公克（g）、500g、1.0公斤（kg）、2.0kg、5.0kg、10.0kg、20.0kg、25.0kg、1磅、2磅、5磅、10磅、20磅等的成品。
请参阅图3所示，其为本发明的混料后的该半成品菌粉安定性试验的示意图。将混料后的该半成品菌粉存放于三种不同环境，一室温环境，其为一阴凉且干燥的环境；一冷藏环境，其温度为4℃的冰箱；另一为一加速环境，其温度为40℃、湿度为75%的恒温恒湿箱。经过1、2、3个月后取出混料后的该半成品菌粉并进行菌数检测与物理观察。如图3所示，混料后的该半成品菌粉存放于三种不同环境，不会影响菌数；存放于室温环境、冷藏环境或加速环境，菌数仍维持在1.0×1010cfu/g以上，且其物理观察皆为粉末状，无明显差异。证明该半成品菌粉添加该赋型剂与该增量剂，配制成半成品规格要求的菌数，能维持该半成品菌粉的稳定性与安定性。
请参阅图4所示，其为本发明该生物性肥料菌粒剂存放6个月后安定性试验的示意图。本发明在混料之后，于该半成品菌粉中再添加该赋形剂与该增量剂，以该造粒机生产的该生物性肥料菌粒剂，其成品规格要求的菌数仍维持于1.0×109cfu/g以上，且其物理观察皆为粒剂，显示本发明的该生物性肥料菌粒剂能维持其稳定性。
以上所述实施例的揭示是用以说明本发明，并非用以限制本发明，故举凡数值的变更或等效步骤的置换仍隶属本发明的范畴。
Claims (8)
1.一种生物性肥料菌粒剂的制造方法，其包括下列步骤：
A.菌种液态发酵，其接种一微生物进行发酵量产微生物孢子；
B.制作一半成品菌粉，其收集发酵液的微生物孢子，并制成一菌泥，再利用一真空冷冻干燥机将该菌泥干燥，该真空冷冻干燥机的温度环境为–25～60℃，并干燥至含水率大于0％且小于或等于10％，以形成一菌块，接着将该菌块磨成粉状，以形成该半成品菌粉，该半成品菌粉的颗粒大小为50至70目；
C.混料，其在该半成品菌粉中添加一赋形剂与一增量剂，该半成品菌粉配置成每公克含有1.0x1010菌落形成单位(cfu/g)以上规格的菌数；
D.造粒，其在该半成品菌粉中再添加该赋形剂与该增量剂后，该半成品菌粉配置成每公克含有1.0x109菌落形成单位(cfu/g)以上规格的菌数，以一造粒机制成一生物性肥料菌粒剂；
其中，步骤A的该微生物为放线菌、酵母菌、枯草杆菌、木霉菌、溶磷菌或藻类。
2.根据权利要求1所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中步骤A可利用一发酵容器装有液态培养基，经灭菌程序制得后，接种该微生物进行发酵量产微生物孢子，其中该发酵容器是一三角瓶、一血清瓶、一发酵槽或其他可用以液态发酵的容器。
3.根据权利要求2所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中步骤A的灭菌程序，是将液态培养基装入该发酵容器内，再以高温高压灭菌法或锅炉蒸汽灭菌法进行灭菌。
4.根据权利要求1所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中步骤B利用离心过滤、压滤或膜过滤的方式收集发酵液的微生物孢子，并制成该菌泥。
5.根据权利要求1所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中步骤B制作该半成品菌粉的方式，在步骤A的菌种液态发酵中添加该赋型剂后利用一喷雾干燥机喷雾干燥制成该半成品菌粉替代。
6.根据权利要求1所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中步骤C与步骤D的该赋形剂是泥炭土、高岭土、石膏、滑石粉、碳酸钙、膨润土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化钛、变性淀粉、植物性淀粉、植物性蛋白粉末。
7.根据权利要求1所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中步骤C与步骤D的该增量剂是泥炭土、高岭土、石膏、滑石粉、碳酸钙、膨润土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化钛、变性淀粉、糊精、淀粉、植物性蛋白。
8.根据权利要求1所述的生物性肥料菌粒剂的制造方法，其中，在步骤D之后更包括步骤E，步骤E为包装，将该生物性肥料菌粒剂包装成250公克至25公斤的成品。
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