CN106747834A

CN106747834A - 一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥及其制备方法

Info

Publication number: CN106747834A
Application number: CN201710083144.1A
Authority: CN
Inventors: 黄逸强; 何安乐; 周长虹
Original assignee: Hunan Profit Photar Ecotope Science And Technology Ltd
Current assignee: Hunan Profit Photar Ecotope Science And Technology Ltd
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公布了一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，包括动物毛发、硫酸溶液、氢氧化钾溶液、硫酸锌、硼砂、磷酸二氢钾、尿素、EM菌液。本发明的目的是，提供一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，提高微量元素锌生物学利用率，同时提高化肥利用率，实现减量增效的效果。本发明还提供了一种利用动物毛发制备复合氨基酸锌肥料的制备方法，利用废弃的动物毛发制备氨基酸螯合锌微量元素肥料，产生的所有残渣都是非常好的肥料，可以直接作为有机肥施用；反应体系不产生废气，完全避免的废气的排放；整个生产制备过程中不产生二次污染问题。

Description

一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥及其制备方法

技术领域

本发明属于一种锌肥，具体为一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥及其制备方法。

背景技术

动物毛发粗蛋白都在75%以上，是制备氨基酸的良好原料。但由于其蛋白结构的原因，需要通过物理、化学或生物等方法将毛发进行降解成断链小分子短肽或氨基酸才能加以利用，但是任何一种方法都会由于外加化学药品或者毛发降解不完全被丢弃而产生大量的二次污染。例如比较常用的采用化学法，使用酸碱处理或者还原剂及氧化剂等化学试剂处理后，会由于中和反应残留大量的其他物质，且传统生产工艺单独使用酸或碱水解，中和时需要消耗大量的碱或酸，且难处理。酸水解后的复合氨基酸溶液pH值通常在1.2～1.5之间，需要大量的碱才能中和到6～7；碱水解后的复合氨基酸溶液pH值通常在11.5～12.0之间，需要大量的酸才能中和到6～7；机械法则通过加热加压的方式降解毛发角蛋白，但是同时得率低，会产生大量没有降解的毛发角蛋白，不加以处理同样会导致二次污染；生物法主要采用蛋白降解酶酶解毛发角蛋白，但是由于蛋白酶成本高、速度慢，条件苛刻，难以工厂化推广。

市面上废料还是以生物利用率低的无机微量元素为主，而高效的氨基酸螯合态微量元素由于制造成本偏高而在实际中应用推广不足。我国使用的微量元素多数为简单无机盐，利用率收到一定限制，这些无机盐分枸溶性和水溶性两种形态，枸溶性盐只有再盐酸条件下，才缓慢释放极少量的微量元素，当季利用率不高。

水溶性盐由于水溶液中极易电离为单一例子，而这些离子除Cl、B、S等非金属离子外，以Zn为代表的金属元素Ca、Mg、Fe、Cu、Mn等均可为可溶性无机盐，当配入三元复合肥料时，与磷肥中的PO4^3-、HPO₄ ^2-发生反应，生成不溶于水的磷酸盐而失效，如将这些微量元素施入土壤，迅速与土壤中的PO₄ ^3-、CO₃ ^2-发生反应。因此，无机微量元素一旦进入肥料或施入土壤，大部分将失去活性，能被植物吸收的极少。

作为植物及人体所必须的微量元素锌，我国现有耕地面集中，约有0.49亿公顷的土地缺锌，人群中中少年儿童的缺锌率高达60%。而通过农产品的方式对人体进行补锌，是最安全、吸收率最高的方式之一。为了获取富锌农产品，采取人工追施锌肥是最佳的方式，其高效的生物学利用率而受到重视。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种利用动物毛发制备复合氨基酸锌肥料及其制备方法，提高微量元素锌生物学利用率，同时提高化肥利用率，实现化肥减量增效的效果。

本发明还提供了一种利用动物毛发制备复合氨基酸锌肥料的制备方法，利用废弃的动物毛发制备复合氨基酸螯合锌微量元素肥料，产生的所有残渣都非常好的肥料，可以直接作为有机肥施用；反应体系不产生废气，完全避免的废气的排放；整个生产制备过程中不产生二次污染问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，包括动物毛发、硫酸溶液、氢氧化钾溶液、硫酸锌、硼砂、磷酸二氢钾、尿素、EM菌液，以上各组分以分数计分别为，动物毛发30～50份、硫酸溶液200份、氢氧化钾溶液200份、硫酸锌15～35份、硼砂3～6份、磷酸二氢钾2～4份、尿素5～8份、EM菌液1-2份。

优选的，所述硫酸溶液为3mol/l。

优选的，所述氢氧化钾溶液为6mol/l。

优选的，所述动物毛发包括人体头发、猪毛、禽类羽毛；其比例为任意比例。

优选的，所述EM菌液为有效活菌数为4亿～20亿cfu/mL的枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌中的单一菌种或多种复合菌种菌液。

一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥的方法，包括以下步骤：

a、碱解：取一定量的动物毛发按照固液比1:10加入到氢氧化钾溶液中，水解5小时，并搅拌，得碱水解液；

b、酸解：取一定量的动物毛发按照固液比1:10加入到硫酸溶液中，水解4小时，并搅拌，得酸水解液；

c、制备复合氨基酸溶液：将步骤1中制备的碱水解液缓慢的加入到酸水解液中，通过精密PH试纸监控至PH至稳定在6±0.2之间；而后100目筛网过滤，得滤液和滤渣；

d、螯合：先进行测定，将用凯氏定氮法检测滤液中复合氨基酸总氨基酸含量，再按复合氨基酸与金属离子锌摩尔比2:1投入一水硫酸锌进行螯合反应，反应时间为90min，而后100目筛网过滤，得基液；

e、向基液中加入硼砂、磷酸二氢钙、尿素，EM菌液，充分搅拌后，得复合氨基酸锌肥。

优选的，所述步骤c中反应的温度为0～60℃。

优选的，所述步骤d中，复合氨基酸溶液保持在60±3摄氏度。

优选的，所述步骤d中所得的滤渣直接作为有机肥原料使用。

本发明的有益效果：

1、将动物毛发降解成的复合氨基酸与硫酸锌进行螯合，由于氨基酸本身是优质肥料，作为螯合物使用时，可以保护技术离子不与其他物质发生副反应，在保护技术离子达到植物所需部位后本身也被农作物吸收利用；提高微量元素锌生物学利用率，同时提高化肥利用率，实现化肥减量增效的效果；

2、通过酸降解与碱降解相结合的方法，制备复合氨基酸溶液，降低了原料消耗，经济效益得到显著的提高，所得制备复合氨基酸溶液使得螯合常数适宜，螯合强度适中，确保植物有效吸收；

3、同时补充B、P、N等元素，辅助吸收，同时促进碳水化合物的运转，植物体对多种元素的吸收，改善作物各器官的有机物供应，使作物生长正常，提高结实率和坐果率；

4、 EM菌具有可通过增殖代谢产生抗生素及其他代谢产物，可有效提高作物的抗病抗逆性，降低农药施用量，同时提高作物品质；

5、本发明还提供了一种利用动物毛发制备复合氨基酸锌肥料的制备方法，利用废弃的动物毛发制备氨基酸螯合锌微量元素肥料，将部分毛发采用硫酸水解，另一部分毛发采用氢氧化钾水解，水解结束时将两种水解液混合，充分利用水解反应残留的酸和碱，降低了原料消耗，产生的所有残渣都非常好的肥料，可以直接作为有机肥施用；经济效益得到显著的提高；反应体系不产生废气，完全避免的废气的排放；整个生产制备过程中不产生二次污染问题；动物毛发在进行降解过程中，酸采用硫酸，碱采用氢氧化钾，中和制得的硫酸钾是效果非常好的大中元素肥料，富含大量的硫酸根离子和钾离子，可有效的补充作物所必须的K元素和S元素。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面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。

实施例1：

1、将20g动物毛发加入到装有200 6mol/L的氢氧化钾溶液中，碱水解5小时，期间每0.5小时搅拌一次。

2、将20g动物毛发加入到装有200ml 3mol/L的硫酸溶液的烧杯里，酸水解4小时，期间每0.5小时搅拌一次。

3、将以上碱水解的溶液缓慢滴入到酸水解溶液中，并中和过程中，烧杯置入流动自来水中保持冷却，同时不断搅拌并用精密pH试纸监控pH值，当pH值稳定在6±0.2时，停止滴加碱水解液，然后100目筛网过滤，筛上物可以直接作为有机肥原料使用。滤液即得复合氨基酸溶液，备用。

4、用凯氏定氮仪检测复合氨基酸溶液中的总蛋白含量，检测结果为0.12g/ml，共计约24g复合氨基酸，合计约0.19mol复合氨基酸。

5、将复合氨基酸温度保持在60±3摄氏度，加入17g一水硫酸锌，并不断进行搅拌进行螯合，反应时间为90min，而后100目筛网过滤，滤液得基液

6、向基液中加入3g硼砂、3g磷酸二氢钙、6g尿素，3ml EM菌液，充分搅拌后，即得复合氨基酸螯合锌肥料。

7、产品检测的前处理：将制得的复合氨基酸螯合锌肥料样品利用乙醇有机溶剂进行纯化，得到复合氨基酸螯合锌肥料的纯品。

8、产品的定性检验：采用茚三酮法，用茚三酮检测复合氨基酸螯合锌肥料纯品溶液的颜色无变化，加入过量的硫化钠后溶液变为紫红色，且有白色沉淀。说明该待检物质是氨基酸螯合物。

9、产品的定量检测：采用EDTA滴定法，得出复合氨基酸螯合锌肥料溶液螯合锌的螯合率为86.3%（以添加的锌元素总量计）,即螯合态锌86.3%，离子游离态锌13.7%。

案例1：将制备的复合氨基酸螯合锌肥料作为叶面肥应用于番茄

将安照上述实施例制备的复合氨基酸螯合锌肥料溶液用自来水稀释20倍，同时用等含量的硫酸锌溶液作为对照组，自来水作为空白。在番茄门茄坐果时，开始第一次叶面喷施，而后每过15天进行喷施一次，在第三次进行采收时，对番茄中微量元素锌含量及其产量进行检测。检测结果得出，喷施复合氨基酸螯合锌肥料、硫酸锌溶液及其自来水的番茄中锌平均含量分别为38.2mg/g、34.2mg/g、32.1mg/g，单次平均产量分别为940kg/亩、912kg/亩、871kg/亩。说明该专利制备的复合氨基酸螯合锌肥料对番茄的锌含量及其产量具有明显的提高。

实施例2

3、将以上碱水解的溶液缓慢滴入到酸水解溶液中，并中和过程中，烧杯置入流动自来水中保持冷却，同时不断搅拌并用精密pH试纸监控pH值，当pH值稳定在6±0.2时，停止滴加碱水解液，然后100目筛网过滤，滤液即为复合氨基酸溶液，备用。

4、用凯氏定氮仪检测复合氨基酸溶液中的总蛋白含量，检测结果为0.15g/ml，共计约30g复合氨基酸，合计约0.23mol复合氨基酸。

5、将复合氨基酸温度保持在60±3摄氏度，加入21g一水硫酸锌，并不断进行搅拌进行螯合，反应时间为90min，而后100目筛网过滤，滤液得基液。

案例2：将制备的复合氨基酸螯合锌肥料作为叶面肥应用于上海青

将安照上述实施例制备的复合氨基酸螯合锌肥料溶液用自来水稀释20倍，同时用等含量的硫酸锌溶液作为对照组，自来水作为空白。在上海青定植后的第5天进行第一次叶面喷施，而后再过10天进行第二次喷施，采收时对上海青叶片中微量元素锌含量及其产量进行检测。检测结果得出，喷施复合氨基酸螯合锌肥料、硫酸锌溶液及其自来水的上海青叶片中锌平均含量分别为48.3mg/g、45.1mg/g、38.8mg/g，平均产量分别为2473kg/亩、2263kg/亩、2084kg/亩。说明该专利制备的复合氨基酸螯合锌肥料对上海青的锌含量及其产量具有明显的提高。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，其特征在于，包括动物毛发、硫酸溶液、氢氧化钾溶液、硫酸锌、硼砂、磷酸二氢钾、尿素、EM菌液，以上各组分以分数计分别为，动物毛发30～50份、硫酸溶液200份、氢氧化钾溶液200份、硫酸锌15～35份、硼砂3～6份、磷酸二氢钾2～4份、尿素5～8份、EM菌液1-2份。

2.根据权利要求1所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，其特征在于，所述硫酸溶液为2～5mol/l。

3.根据权利要求1所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，其特征在于，所述氢氧化钾溶液为5～7mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，其特征在于，所述动物毛发包括人体头发、猪毛、禽类羽毛，比例为任意比例。

5.根据权利要求1所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥的方法，其特征在于，所述EM菌液的菌种为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌中的单一菌种或多种复合菌种。

6.根据权利要求5所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥，其特征在于，所述EM菌液为有效活菌数为4亿～20亿cfu/mL的单一菌种或多种复合菌种菌液。

7.根据权利要求1-5所述的任意一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥的方法，包括以下步骤：

碱解：取一定量的动物毛发按照固液比1:10加入到氢氧化钾溶液中，水解5小时，并搅拌，得碱水解液；

酸解：取一定量的动物毛发按照固液比1:10加入到硫酸溶液中，水解4小时，并搅拌，得酸水解液；

制备复合氨基酸溶液：将步骤1中制备的碱水解液缓慢的加入到酸水解液中，通过精密PH试纸监控至PH至稳定在6±0.2之间；而后100目筛网过滤，得滤液和滤渣；

螯合：先进行测定，将用凯氏定氮法检测复合氨基酸总氨基酸含量，再按复合氨基酸与金属离子锌摩尔比2:1投入一水硫酸锌进行螯合反应，反应时间为90min，而后100目筛网过滤，得基液；

向基液中加入硼砂、磷酸二氢钾、尿素、EM菌液，充分搅拌后，得复合氨基酸锌肥。

8.根据权利要求6所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥的方法，其特征在于，所述步骤c中反应的温度为0～60℃。

9.根据权利要求6所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥的方法，其特征在于，所述步骤d中，复合氨基酸溶液保持在60±3摄氏度。

10.根据权利要求6所述的一种利用动物毛发制备的复合氨基酸锌肥的方法，其特征在于，所述步骤d中所得的滤渣直接作为有机肥原料使用。