CN106588340B - 一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用动物尸体和麸皮的发酵物为原样，以石油醚作为萃取剂萃取油脂后，取其一半用硫酸水解、另一半用氢氧化钠水解，然后将酸解和碱解产物中和，过滤去除沉淀物后，补充0.2％‑0.5％的微量元素，将液相制成氨基酸液体肥料，其关键技术是将硫酸水解尸体发酵物的酸性水解产物和氢氧化钠水解尸体发酵物的碱性水解产物进行中和，调节pH＝2‑7析出硫酸钠粗固体并过滤，补充一定的微量元素后，制成低盐分高浓度的氨基酸液体肥料。本发明的有益效果：一是能有效利用动物尸体，消除动物尸体对环境造成的不良影响；二是能制备出低盐分的氨基酸液体肥料；三是能提高肥料中氨基酸的浓度。

Description

一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氨基酸液体肥料的制备方法，特别是涉及一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法。
背景技术
随着我国现代养殖业的快速发展，集约化高密度的养殖模式使动物染疫和死亡的概率大为增加。据统计，我国每年因各类疾病引起猪的死亡率约为8％～12％，家禽约为12％～20％，牛约为2％～5％，羊约为7％～9％，其他家畜在2％以上，产生了数量巨大的染疫动物尸体。传统的动物尸体处理的主要方法有焚烧法、掩埋法、发酵法(堆肥)。目前较新的方法包括高温高压法(化制法)、化学水解法和高温生物降解法。传统的焚烧法在国外应用过多年，但从上世纪90年代起就逐步被淘汰了。高温高压法在国外发达国家使用的也越来越少，逐渐为新的处理方法取代。在日本、中国台湾，由于使用化制法处理动物尸体产生的臭味影响环境，常有群众抗议和反对。碱水解处理技术因其安全、环保、灭菌能力强等优势为动物尸体无害化提供了新方法。但是尸体的前处理却是一个不小的工程。高温生物降解技术体现在快速、环保、节约、高效、可直接彻底杀灭病原和降解尸体及组织，降解产物可用于肥料且无废水排放。现代高温生物降解无害化处理技术，在北美、欧洲、日本兽医机构、养殖场屠宰场都得到越来越多的应用。但是，自爆发疯牛病以来，各国都已视肉骨粉为″毒物″。在此，我们考虑将其作为氨基酸液体肥料的来源。
当然，目前也有其它利用病死畜禽尸体酸解制取氨基酸液体肥料的方法，通过酸解法制作出来的液体肥料，需要另外用氢氧化钠溶液中和其酸度，增加了氢氧化钠的消耗，同时使其盐度升高，而氨基酸含量降低，这是酸解法制备氨基酸液体肥料的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种以动物尸体和麸皮为原料制备低盐高浓度的氨基酸肥料的方法，能有效利用动物尸体制备氨基酸液体肥料，降低肥料的盐度，提高液体肥料中氨基酸的浓度。
本发明提供的低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，所述制备方法包括下列步骤：
(1)原样的发酵：
将收集的病死动物和麸皮以重量比10∶3的比例投入尸体发酵机中，经过分切、绞碎，配合生物催化剂控制温度90℃、发酵48-72h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A；
(2)发酵物萃取和蒸馏：
将步骤(1)所述的发酵物A放入密封罐中，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液，搅拌均匀，放置8～12h后抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在60～90℃，蒸馏分离出油脂和萃取液，得到去油固体B；
(3)去油固体的水解：
A：将步骤(2)所述的去油固体B平均分成两半，其中一半按一定的固液质量体积比1g∶(4～8)ml，加入4-7mol/L的硫酸在80-90℃下水解4～7h，趁热过滤，得到酸解液C；
B：将所述的去油固体B的另一半按固液质量体积比1g∶(4～8)ml，加入8～10mol/L的氢氧化钠在80～90℃下水解3～5h，得到碱解液D；
(4)水解产物的中和：
将步骤(3)中所述的酸解液C和碱解液D按等体积比中和，使溶液的pH在2～7，静置30～60min，将析出的固体过滤，得到滤液E；
(5)肥料配置：将步骤(4)所述的滤液E补充微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
有益效果：本发明利用生物发酵罐对动物尸体进行发酵，将硫酸水解尸体发酵物的酸性水解产物和氢氧化钠水解尸体发酵物的碱性水解产物进行中和，调节pH＝2-7析出硫酸钠粗固体并过滤，一是能有效转化利用动物尸体，消除动物尸体对环境造成的负面影响；二是能制备出低盐度的氨基酸液体肥料；三是能提高肥料中氨基酸的浓度。
附图说明
图1为本发明″一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法″的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
本发明实施方式提供一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：
(1)原样的发酵：
将收集的病死动物和麸皮以重量比10∶3的比例投入尸体发酵机中，经过分切、绞碎，配合生物催化剂控制温度90℃、发酵48-72h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A；
(2)发酵物萃取和蒸馏：
将步骤(1)所述的发酵物A放入密封罐中，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液，搅拌均匀，放置8～12h后抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在60～90℃，蒸馏分离出油脂和萃取液，得到去油固体B；
(3)去油固体的水解：
A：将步骤(2)所述的去油固体B平均分成两半，其中一半按一定的固液质量体积比1g∶(4～8)ml，加入4-7mol/L的硫酸在80-90℃下水解4～7h，趁热过滤，得到酸解液C；
B：将步骤(2)所述的去油固体B的另一半按固液质量体积比1g∶(4～8)ml，加入8～10mol/L的氢氧化钠溶液在80～90℃下水解3～5h，得到碱解液D；
(4)水解产物的中和：
将步骤(3)中的所述的酸解液C和碱解液D按等体积比中和，使溶液的pH在2～7，静置30～60min，将析出的固体过滤，得到滤液E；
(5)肥料配置：将步骤(4)所述的滤液E补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
实施例1：
本发明实施方式提供一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A1。
(2)将粉末状发酵物A1放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B1。
(3)去油固体的水解
A：取10g去油固体B1，加入50ml 4mol/L硫酸，在85℃下水 解6h，趁热过滤，得滤液C1。
B：另取10g去油固体B1，加入90ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，过滤得滤液D1。
(4)取25ml的C1液与25ml的D1液混合得到液体E1和沉淀相固体F1。测定E1液的pH为2.0，总有机氮12.47g/L，游离氨基酸含量46.14g/L。烘干固体F1后，其质量为0.34g，其中Na+含量28.4％、SO4 2-含量占57.4％。
(5)将步骤(4)所述的滤液E1补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
实施例2：
本发明实施方式提供一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A2。
(2)将粉末状发酵物A2放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B2。
(3)去油固体的水解
A：取10g去油固体B2，加入50ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6h，趁热过滤，得滤液C2。
B：另取5g去油固体B2，加入25ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，得到水解液D2(未过滤)。
(4)取25ml的C2液与25ml的D2液混合，过滤得到液体E2和沉淀相固体F2。测定E2液的pH为6，总有机氮17.79g/L，游离氨基酸含量64.8g/L；烘干固体F2后，其质量为4.78g，其中Na+含量占29.2％、SO4 2-含量占49.4％。
(5)将步骤(4)所述的滤液E2补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
实施例3：
本发明实施方式提供一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A3。
(2)将粉末状发酵物A3放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B3。
(3)去油固体的水解：
A：取10g去油固体B3，加入80ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6小时，趁热过滤，得滤液C3。
B：另取5g去油固体B3，加入25ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，得到水解液D3(未过滤)。
(4)取25ml的C3液与25ml的D3液混合过滤得到液体E3和沉淀相固体F3。测定E3液的pH为9.0，总有机氮7.78g/L，游离氨基酸含量29.56g/L；烘干固体F3后，其质量为1.68g，其中Na+含量28.3％、SO4 2-含量占49.1％。
(5)将步骤(4)所述的滤液E3补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
实施例4：
本发明实施方式提供一种低盐高浓度的氨基酸肥料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终 获得粉末状发酵物A4。
(2)将粉末状发酵物A4放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B4。
(3)去油固体的水解
A：取10g去油固体B4，加入40ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6h，趁热过滤，得滤液C4。
B：另取5g去油固体B4，加入20ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，得到水解液D4(未过滤)。
(4)取20ml的C4液与20ml的D4液混合，过滤得到液体E2和沉淀相固体F4。测定E2液的pH为5，总有机氮11.53g/L，游离氨基酸含量43.12g/L；烘干固体F2后，其质量为3.15g，其中Na+含量占31.5％、SO4 2-含量占52.8％。
(5)将步骤(4)所述的滤液E2补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
相比实施例1，实施例2没有对氢氧化钠水解后的混合液进行过滤，而是中和之后进行过滤，且碱用量不同。实施例3与实施例2的区别是使用硫酸的量不同，实施例2中动物尸体发酵物去油后固体与硫酸的质量体积比为1g∶5ml，实施案例3中的质量体积比为1g∶8ml。实施例4与实施例2的区别是使用硫酸的量不同，实施例2中动物尸体发酵物去油后固体与硫酸的质量体积比为1g∶5ml，实施案例4中的质量体积比为1g∶4ml。由实验结果可知，实施案例2的生产条件是最佳的。
本发明利用生物发酵罐对动物尸体进行发酵，将硫酸水解尸体发酵物的酸性水解产物和氢氧化钠水解尸体发酵物的碱性水解产物进行中和，调节pH＝2-7析出硫酸钠粗固体并过滤，一是能有效利用动物尸体，消除动物尸体对环境造成的不良影响；二是能制备出低盐度 的氨基酸液体肥料；三是能提高肥料中氨基酸的浓度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：
(1)原样的发酵：
将收集的病死动物和麸皮以重量比10∶3的比例投入尸体发酵机中，经过分切、绞碎，配合生物催化剂控制温度90℃、发酵48-72h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A；
(2)发酵物萃取和蒸馏：
将步骤(1)所述的发酵物A放入密封罐中，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液，搅拌均匀，放置8～12h后抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在60～90℃，蒸馏分离出油脂和萃取液，得到去油固体B；
(3)去油固体的水解：
A：将步骤(2)所述的去油固体B平均分成两半，其中一半按一定的固液质量体积比1g∶(4～8)ml，加入4-7mol/L的硫酸在80-90℃下水解4～7h，趁热过滤，得到酸解液C；
B：将所述的去油固体B的另一半按固液质量体积比1g∶(4～8)ml，加入8～10mol/L的氢氧化钠在80～90℃下水解3～5h，得到碱解液D；
(4)水解产物的中和：
将步骤(3)中所述的酸解液C和所述的碱解液D按等体积比中和，使溶液的pH在2～7，静置30～60min，将析出的固体过滤，得到滤液E；
(5)肥料配置：将步骤(4)所述的滤液E补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
2.如权利要求1所述的一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述萃取液为石油醚。
3.如权利要求1所述的一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的微量元素包括硼、铜、锰、锌、铁、钼。
4.如权利要求1所述的一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A1；
(2)将粉末状发酵物A1放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B1；
(3)去油固体的水解
A：取10g去油固体B1，加入50ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6h，趁热过滤，得滤液C1；
B：另取10g的去油固体B1，加入90ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，趁热过滤得滤液D1；
(4)将25ml的C1液与25ml的D1液等体积混合得到液体E1和沉淀相固体F1；
(5)将步骤(4)所述的滤液E1补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
5.如权利要求1所述的一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A2；
(2)将粉末状发酵物A2放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B2；
(3)去油固体的水解
A：取10g去油固体B2，加入50ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6h，趁热过滤，得滤液C2；
B：另取5g去油固体B2，加入25ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，得到水解液D2；
(4)将25ml的C2液与25ml的D2液等体积混合，过滤得到液体E2和沉淀相固体F2；
(5)将步骤(4)所述的滤液E2补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
6.如权利要求1所述的一种低盐高浓度的氨基酸肥料的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A3；
(2)将粉末状发酵物A3放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B3；
(3)去油固体的水解：
A：取10g去油固体B3，加入80ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6小时，趁热过滤，得滤液C3；
B：另取5g去油固体B3，加入25ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，得到水解液D3；
(4)取25ml的C3液与25ml的D3液混合，过滤得到液体E3和沉淀相固体F3；
(5)将步骤(4)所述的滤液E3补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
7.如权利要求1所述的一种低盐高浓度的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：
(1)将1000kg的动物尸体在经过分切，粉碎之后与300kg的麸皮在微生物菌剂的作用下于90℃发酵60h，同时杀菌、干燥，最终获得粉末状发酵物A4；
(2)将粉末状发酵物A4放入密封罐，按固体质量体积比1g∶5ml加入萃取液石油醚，搅拌均匀过夜，抽出萃取液，进入蒸馏装置，将温度定在80℃，蒸馏分离出油脂和石油醚，得到去油固体B4；
(3)去油固体的水解
A：取10g去油固体B4，加入40ml 4mol/L硫酸，在85℃下水解6h，趁热过滤，得滤液C4；
B：另取5g去油固体B4，加入20ml 7.5mol/L的NaOH溶液，于90℃下反应3h，得到水解液D4；
(4)取25ml的C4液与25ml的D4液混合，过滤得到液体E4和沉淀相固体F4；
(5)将步骤(4)所述的滤液E4补充0.2％-0.5％的微量元素制成高浓度的氨基酸液体肥料。
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