CN105801200A - 动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，是属于惠农科技废物利用氨基酸微肥生产工艺技术领域。由一步法、二步法、三步法、酸水解、碱中和法、酸水解氧化物中和法、酸、碱水解中和法、综合利用法组成。微量元素和稀土元素肥料对农作物的增产增收作用已被农业科技界证实，并为人们普遍认识和接受。氨基酸作为鳌合剂，稳定常数适中，不受土壤pH值及其它离子的干扰，可被作物直接吸收。用于农作物，具有增产、灭菌、杀虫、提高果实品质的作用，既是肥料，又是良好的农药，还是防治因某种元素缺乏而引起地方病的有效措施。为了降低生产成本，以动物毛发、羽毛梗松树的松针叶制得氨基酸微肥。

Description

动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺

技术领域：

本发明公开了一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，是属于惠农科技废物利用氨基酸微肥生产工艺技术领域。

背景技术：

微量元素和稀土元素肥料对农作物的增产增收作用已被农业科技界证实，并为人们普遍认识和接受。微量元素已不再是一个可有可无的配角，某种元素严重缺乏时可导致农作物减产甚至颗粒无收。但微量元素之间的拮抗作用以及土壤pH值严重影响植物对微量元素的吸收。近十年来，人们越来越重视农作物对微量元素的利用率问题，其中之一就是研究螯合物技术，选择合适的螫合剂，将微量元素螯合起来，最大限度地提高吸收率。氨基酸作为鳌合剂，稳定常数适中，不受土壤pH值及其它离子的干扰，可被作物直接吸收。用于农作物，具有增产、灭菌、杀虫、提高果实品质的作用，既是肥料，又是良好的农药，还是防治因某种元素缺乏而引起地方病的有效措施。为了降低生产成本，以动物毛发、羽毛梗松树的松针叶制得氨基酸微肥。

植物生长所必需的微量元素，包括稀土元素，除B、Mg、Ca等主族元素外，其余均为过渡元素。按照络合物的配位键理论，这类元素极易与一些配位体形成稳定的螫合物。按所用螯合剂的不同，在肥料工业中，生产出多品种的微量元素螯金物。美国使用最多的为EDTA、柠檬酸。EDTA对所有的过渡元素均有较强的螫合能力，但价格较高，使用受到限制。我国曾一度提倡使用腐殖酸作为螯合剂，使成本有所降低，但因腐殖酸浓度低，分子量大，螯合能力差。采用氨基酸作为螯合剂，生产的螯合物吸收率大大提高，氨基酸作为配位体，在无需光合作用的情况下直接参与机体的蛋白合成，比起其它的螯合剂，对农作物有更加明显的增产效果。氨基酸螯合剂分单一型和复合型。从试验结果看，复合氨基酸对农作物有着更好的增产增收作用。从生产成本考虑，单一氨基酸成本高。所以作为微肥的螯合剂，单一氨基酸无论是生产成本，还是使用效果都不及复合氨基酸。

廉价获取复合氨基酸是氨基酸微量元素稀土元素螯合物应用于肥料行业的关键。蛋白质如动物羽毛、猪羊毛及松树的松针叶，水解制取氨基酸的方法有酸水解法、碱水解法、酶水解法、高温高压水解法，其中酸水解法用得最广。作为肥料用的氨基酸、螯合剂，即氨基酸微量元素螯合物最是有发展前途的制备氨基酸螯合剂最佳的选择。

发明内容：

本发明目的在于提供一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺。

本发明的技术解决方案是：

1、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列工艺流程

一步法是蛋白质废料用酸溶解，得到直链蛋白，在尚未生成氨基酸的情况下，加入微量元素无机盐或氧化物，金属离子与直链蛋白中的氨基酸直接进行螯合反应，并生成螯合物。该法的特点是工艺流程短，水解、螯合同时进行，金属离子的轨道空白与蛋白的支链上的肽键(-NH-CO-)螯合。加速氨基酸脱离蛋白质分子，加入的金属离子同时对氨基酸起保护作用，减少氨基酸的热分解，提高了氨基酸的得率，缩短了反应时间。见说明书附图1一步法工艺流程。

2、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列二步法工艺流程

两步法是将角质蛋白、松针水解后，不用碱作中和剂，而以微量元素稀土元素的金属氧化物铁、锌、铜去除水解液中的酸，使螯合、中和合二为一。该法较传统工艺省去了中和工序，缩短了反应时间，减少了碱用量，同时提高了产品纯度，减少了因中和生成的Na₂SO₄的含量，见说明书附图2二步法工艺流程。

3、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列三步法工艺流程。

三步法工艺是先将废弃蛋白质即动物毛、羽、梗、猪、羊、牛毛、松针水解后，制得复合氨基酸，然后经中和、螯合生成螯合物，见说明书附图附图3.三步法工艺流程。

4、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列废弃角质蛋白用盐酸或硫酸水解而生成，复合氨基酸再与碱中和与微量元素硒锗铜铁氯硼螯合后，经浓缩干燥后即得成品，见说明书附图附图4酸水解、碱中和法工艺流程。

5、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按酸水解氧化物中和法工艺流程如下

此法和上述方法基本相似，不同的是不用碱中和，而以微量元素钼或稀土元素的氧化物、松针作中和剂，去除氨基酸水解液中的酸，同时与微量元素钼或稀土元素螫合，使中和与螯合合二为一，缩短了生产流程、减少了碱用量，提高了产品纯度，见说明书附图附图5酸水解氧化物中和法工艺流程。

6、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列酸、碱水解中和法工艺流程

蛋白质废料分别用酸、碱水解得到氨基酸，利用碱水解中剩余的碱中和酸水解液中残留的酸，然后再螯合微量元素。见说明书附图6酸、碱水解中和法工艺流程。

7、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法1工艺流程

综合利用法1，进一步降低了生产成本，该法是以角质蛋白动物羽毛梗猪牛羊毛松针为原料，分步提取角质蛋白松树的松针中经济价值高的胱氨酸、酪氨酸、亮氨酸、精氨酸等，余下的复合氨酸与微量元素稀土元素螯合工艺流程见说明书附图7。

8、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法2工艺流程

采用综合利用法2，其工艺条件是：角质蛋白质来源于毛发、猪毛、羽毛梗等松树的松针叶，用盐酸水解8h，温度105～110℃，用氨水中和至pH值4.5，温度为40℃，析出结晶，过滤分离，所得母液送去与微量元素进行螫合反应.制得螯合微肥。过滤所得的粗晶氨基酸经多次脱色、精制，分别制得胱氨酸、酪氮酸、亮氮酸和精氨酸等，工艺流程见说明书附图8。

与上述1～6法比较，综合利用法工艺流程长、设备复杂、投资大，但能够提取4～5种经济价值很高的氨基酸，总价值已超过综合成本，整合微肥的成本可以很低，或视为纯利润，而且产品质量好。成都华宏农业生态科技有限公司利用该技术已投入工业化生产，产品投入市场后引起肥料市场的广泛关注，增产效果非常明显。

上述几种方法中，一步法设备投资最少，生产成本较低，但酸不溶物较多，只适宜作基肥；综合利用法设备复杂、投资大，但成本最低，该工艺提取4～5种价值高的氨基酸后的总价值已超过综合成本，所得复合氨基酸可视为纯利润。用这种方法制取的微量元素螯合物成本与无机盐接近，而效果是无机盐的几十倍至上百倍。因氨基酸纯度高，所制取的螯合物既可用作叶面肥、拌种肥，也可作基肥。

氨基酸是构成蛋白质的基本成分，用氨基酸螯合微肥，不但可增加微肥的肥效，而且氨基酸本身也能促进植物生长。这样制得的螯合微肥，其价格不到一般螯合微肥的1/2。况且，氨基酸螯合锌肥或铜肥、铁肥、钼肥，即能促进植物生长，又对某些作物的病害有很好的防治作用。

生产方法是以动物毛发如猪毛、牛羊各种动物的毛发及羽毛梗，松针各种松树的松叶等为原料，经水解制得氨基酸再螫合微量元素制得氨基酸微肥，蛋白质水解制取氨基酸微肥的。科学是利用微量元素来提高化肥利用率和单位面积产量的有效措施。随着N、P、K用量的增加，农作物从土壤中夺走的营养元素数量增加，如果不重视补充微量元素，就会造成作物营养比例失调，从而降低化肥的利用率。植物体内已确认的必需微量元素有Fe、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Co、V等，为保证植物生长。

从一些发达国家的经验得出，不仅农作物从土壤中取得的营养元素应归还土壤，而且还应该把肥力提高到植物生理和经济制度相适应的最高水平。我国目前绝大多数地区都采用无机盐，不但极易造成土壤肥力流失，而且由于元素之间的拮抗作用，吸收效果差，长期施用还会造成土壤板结。在螫合剂中，复合氨基酸是效果最好、价格最低的一种。所以施用复合氨基酸微量元素螯合物是最佳选择。氨基酸微量元素螯合物由于稳定常数适中，避免了拮抗作用，不受土壤pH和其它杂质离子的影响，无需经过光合作用即可直接输送到植物所需部位，效果显著。复合氨基酸比单一氨基酸螯合物作用效果更好。试验证明，复合氨基酸的肥效大于单一氨基酸的作用，更大于等氮量的无机氮肥，不同氨基酸对不同的植物有独特的生理作用，这种作用是单独的微量元素和无机氮肥所无法替代的。微量元素与稀土元素螯合物混用，比单一元素的螯合物好。使用范围广效果显著，氨基酸微量元素螯合物对农作物具有增加产量、提高品质、降低农药残留的作用，已被国内外越来越多的研究所证实。使用范围也从普通的主要粮食作物(水稻、小麦、玉米)扩大到油料作物(油菜、大豆、花生)、经济作物(棉花、茶叶、烟叶、桑叶)、水果(苹果、梨、柑桔、荔枝、龙眼、桃、桔、李、杏、葡萄)、蔬菜(黄瓜、青菜、扁豆)等，几乎对所有的农作物都有不同程度的增产、提高品质、降低农药残留的作用，刺激作物生长，提高农作物的产量，改善作物品质，提高蛋白质、维生素的含量，增加农药效果，降低农药残留量。

附图说明：

1、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列工艺流程

图1是一步法工艺流程图；

一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列二步法工艺流程

图2是两步法工艺流程图；

3、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列三步法工艺流程

图3是三步法工艺流程图；

4、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列酸水解、碱中和法工艺流程

图4是酸水解、碱中和法工艺流程图；

5、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按酸水解氧化物中和法工艺流程

图5是酸水解氧化物中和法工艺流程图；

6、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列酸、碱水解中和法工艺流程

图6是酸、碱水解中和法工艺流程图；

7、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法工艺流程1

图7是综合利用法工艺流程1；

8、一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法工艺流程2

图8是综合利用法工艺流程2。

下面结合实施例对本发明进一步说明

具体实施方法：

实施例1：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列工艺流程

一步法是蛋白质废料用酸溶解，得到直链蛋白，在尚未生成氨基酸的情况下，加入微量元素无机盐或氧化物，金属离子与直链蛋白中的氨基酸直接进行螯合反应，并生成螯合物。该法的特点是工艺流程短，水解、螯合同时进行，金属离子的轨道空白与蛋白的支链上的肽键(-NH-CO-)螯合。加速氨基酸脱离蛋白质分子，加入的金属离子同时对氨基酸起保护作用，减少氨基酸的热分解，提高了氨基酸的得率，缩短了反应时间。见说明书附图1一步法工艺流程。

实施例2：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列二步法工艺流程

两步法是将角质蛋白、松针水解后，不用碱作中和剂，而以微量元素稀土元素的金属氧化物铁、锌、铜去除水解液中的酸，使螯合、中和合二为一。该法较传统工艺省去了中和工序，缩短了反应时间，减少了碱用量，同时提高了产品纯度，减少了因中和生成的Na₂SO₄的含量，见说明书附图2二步法工艺流程。

实施例3：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列三步法工艺流程。

三步法工艺是先将废弃蛋白质即动物毛、羽、梗、猪、羊、牛毛、松针水解后，制得复合氨基酸，然后经中和、螯合生成螯合物，见说明书附图3三步法工艺流程。

实施例4：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列废弃角质蛋白用盐酸或硫酸水解而生成，复合氨基酸再与碱中和与微量元素硒锗铜铁氯硼螯合后，经浓缩干燥后即得成品，见说明书附图4酸水解、碱中和法工艺流程。

实施例5：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按酸水解氧化物中和法工艺流程如下

此法和上述方法基本相似，不同的是不用碱中和，而以微量元素钼或稀土元素的氧化物、松针作中和剂，去除氨基酸水解液中的酸，同时与微量元素钼或稀土元素螫合，使中和与螯合合二为一，缩短了生产流程、减少了碱用量，提高了产品纯度，见说明书附图5酸水解氧化物中和法工艺流程。

实施例6：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列酸、碱水解中和法工艺流程

蛋白质废料分别用酸、碱水解得到氨基酸，利用碱水解中剩余的碱中和酸水解液中残留的酸，然后再螯合微量元素。见说明书附图6酸、碱水解中和法工艺流程。

实施例7：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法1工艺流程

综合利用法1，进一步降低了生产成本，该法是以角质蛋白动物羽毛梗猪牛羊毛松针为原料，分步提取角质蛋白松树的松针中经济价值高的胱氨酸、酪氨酸、亮氨酸、精氨酸等，余下的复合氨酸与微量元素稀土元素螯合工艺流程如图7。

实施例8：一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法2工艺流程

采用综合利用法2，其工艺条件是：角质蛋白质来源于毛发、猪毛、羽毛梗等松树的松针叶，用盐酸水解8h，温度105～110℃，用氨水中和至pH值4.5，温度为40℃，析出结晶，过滤分离，所得母液送去与微量元素进行螫合反应.制得螯合微肥。过滤所得的粗晶氨基酸经多次脱色、精制，分别制得胱氨酸、酪氮酸、亮氮酸和精氨酸等，工艺流程见说明书附图8。

Claims (8)

1.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按一步法工艺流程

一步法是蛋白质废料用酸溶解，得到直链蛋白，在尚未生成氨基酸的情况下，加入微量元素无机盐或氧化物，金属离子与直链蛋白中的氨基酸直接进行螯合反应，并生成螯合物。该法的特点是工艺流程短，水解、螯合同时进行，金属离子的轨道空白与蛋白的支链上的肽键(-NH-CO-)螯合。加速氨基酸脱离蛋白质分子，加入的金属离子同时对氨基酸起保护作用，减少氨基酸的热分解，提高了氨基酸的得率，缩短了反应时间，见说明书附图1一步法工艺流程。

2.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列二步法工艺流程

两步法是将角质蛋白、松针水解后，不用碱作中和剂，而以微量元素稀土元素的金属氧化物铁、锌、铜去除水解液中的酸，使螯合、中和合二为一；该法较传统工艺省去了中和工序，缩短了反应时间，减少了碱用量，同时提高了产品纯度，减少了因中和生成的Na₂SO₄的含量，见说明书附图2二步法工艺流程。

3.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列三步法工艺流程

三步法工艺是先将废弃蛋白质即动物毛、羽、梗、猪、羊、牛毛、松针水解后，制得复合氨基酸，然后经中和、螯合生成螯合物，见说明书附图附图4三步法工艺流程。

4.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列废弃角质蛋白用盐酸或硫酸水解而生成，复合氨基酸再与碱中和与微量元素硒锗铜铁氯硼螯合后，经浓缩干燥后即得成品，见说明书附图附图4酸水解、碱中和法工艺流程。

5.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按酸水解氧化物中和法工艺流程如下

此法和上述方法基本相似，不同的是不用碱中和，而以微量元素钼或稀土元素的氧化物、松针作中和剂，去除氨基酸水解液中的酸，同时与微量元素钼或稀土元素螫合，使中和与螯合合二为一，缩短了生产流程、减少了碱用量，提高了产品纯度，见说明书附图附图5酸水解氧化物中和法工艺流程。

6.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列酸、碱水解中和法工艺流程

蛋白质废料分别用酸、碱水解得到氨基酸，利用碱水解中剩余的碱中和酸水解液中残留的酸，然后再螯合微量元素。见说明书附图附图6酸、碱水解中和法工艺流程。

7.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法1工艺流程

综合利用法1，进一步降低了生产成本，该法是以角质蛋白动物羽毛梗猪牛羊毛松针为原料，分步提取角质蛋白松树的松针中经济价值高的胱氨酸、酪氨酸、亮氨酸、精氨酸等，余下的复合氨酸与微量元素稀土元素螯合工艺流程见说明书附图7。

8.一种动植物毛发松针叶制备氨基酸微肥工艺，其特征是：按下列综合利用法2工艺流程

采用综合利用法2，其工艺条件是：角质蛋白质来源于毛发、猪毛、羽毛梗等松树的松针叶，用盐酸水解8h，温度105～110℃，用氨水中和至pH值4.5，温度为40℃，析出结晶，过滤分离，所得母液送去与微量元素进行螫合反应.制得螯合微肥。过滤所得的粗晶氨基酸经多次脱色、精制，分别制得胱氨酸、酪氮酸、亮氮酸和精氨酸等，工艺流程见说明书附图8。