CN106947712A - 具有粪便快速除臭功能发酵粉剂及其制备方法 - Google Patents

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CN106947712A CN201710095157.0A CN201710095157A CN106947712A CN 106947712 A CN106947712 A CN 106947712A CN 201710095157 A CN201710095157 A CN 201710095157A CN 106947712 A CN106947712 A CN 106947712A
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Abstract

本发明提供了一种具有粪便快速除臭功能发酵粉剂，原料包括：地衣芽孢杆菌ABTNL‑1、巨大芽孢杆菌、热球状尿素芽孢杆菌ABTNL‑3及经微切助互作技术处理过的沸石。本发明还提供了上述发酵粉剂的其制备方法，将地衣芽孢杆菌ABTNL‑1、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌ABTNL‑3种子液接种到液体培养基进行共培养发酵，将发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石粉混合，自然晾干。本发明可应用于新鲜粪便的堆肥，通过前期经微切助互作技术处理过的沸石的吸附富集作用及后期三株细菌协同降解臭气分子及产臭气底物可达到快速去除粪便臭味的目的；也可将本产品撒到畜禽养殖场粪便的表面亦能达到快速降低臭味的目的。

Description

具有粪便快速除臭功能发酵粉剂及其制备方法
技术领域
本发明农业生物技术领域，更具体地说，涉及一种具有粪便快速除臭功能发酵粉剂及其制备方法。
背景技术
近年来，我国养殖业发展迅速，畜禽养殖数量剧增。养殖业迅速发展，但其“畜产公害”也日益凸显。其中粪便恶臭已成为畜禽养殖场主要环境污染之一。粪便恶臭多为有害气体物质，如若不加控制粪便的臭气，它既污染畜禽的生长环境阻碍其生长又给畜禽粪便的处理带来了巨大的阻碍。
国内外畜禽粪便臭气治理技术较多，主要有物理法、化学法、生物法或这几种方法的组合。各种恶臭治理技术的原理都是通过物理、化学或生物作用，改变恶臭物质的物相、物质结构或减弱其产生强度，从而达到去除或减弱臭味的目的。截至目前为止，上述的几种方法或复杂或成本太高或难以彻底解决臭味污染问题。因此急需一种简便有效的方式解决粪便臭气污染的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、成本低的方法，彻底解决粪便臭气污染的问题。
为了达到上述发明目的，本发明提供了一种具有粪便快速除臭功能发酵粉剂，原料包括：地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)ABTNL-1、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)、热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)ABTNL-3及经微切助互作技术处理过的沸石。
所述地衣芽孢杆菌保藏编号：CGMCC NO.10037、热球状尿素芽孢杆菌保藏编号CGMCC NO.10039；巨大芽孢杆菌可从中国普通微生物菌种保藏管理中心获得，也可以通过自行分离得到。
本发明还提供了上述具有粪便快速除臭功能发酵粉剂的其制备方法，将地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)ABTNL-1、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)ABTNL-3种子液接种到液体培养基进行共培养发酵，将发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石粉混合，自然晾干得到具有粪便快速除臭功能发酵粉剂。
优选方式下，上述具有粪便快速除臭功能发酵粉剂的其制备方法，具体步骤为：
S1、制备地衣芽孢杆菌ABTNL-1种子液、巨大芽孢杆菌种子液及热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3种子液：
将保藏与-80℃冰箱的地衣芽孢杆菌ABTNL-1、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3分别采用划线接种的方法在牛肉膏蛋白胨固体培养基上划线接种，于37℃平板培养24～36h，使其复壮，并形成单菌落；
所述牛肉膏蛋白胨固体培养基配制比例为：每1000ml中含有牛肉膏3～5g，蛋白胨4～5g，氯化钠8～10g，琼脂15～20g，pH7.0～7.2，灭菌15分钟；
取经过平板培养得到的地衣芽孢杆菌ABTNL-1单菌落、巨大芽孢杆菌单菌落和热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3单菌落，分别接种到牛肉膏蛋白胨菌液体培养基中，37℃分别培养18小时、18小时、24小时，得到有效活菌数>5×109CFU/g的地衣芽孢杆菌ABTNL-1种子液、巨大芽孢杆菌种子液及热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3种子液；
所述牛肉膏蛋白胨菌液体培养基配制比例为：每1000ml中含有牛肉膏3～5g，蛋白胨4～5g，氯化钠8～10g，pH7.0～7.2，灭菌15分钟；
S2、配制种子液共培发酵培养基：按下述质量比例配制的混合物：甘蔗糖蜜3～6％、蛋白胨1～2％、淀粉3～5％、氯化钠1～2％，其余比例为纯净水，调整pH保持在7.0～7.2；灭菌15分钟，即得种子液共培发酵培养基；
S3、将步骤S1制得的地衣芽孢杆菌ABTNL-1种子液、巨大芽孢杆菌种子液及热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3种子液按体积比例1:1:2混合后，接种到步骤S2制得的种子液共培发酵培养基中，以好氧发酵方式发酵5天，pH保持在7.0～7.2，即完成发酵，得到发酵液；
S4、将步骤S3制得的发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石粉按质量比例0.75:1混合，自然晾干至水分含量小于等于10％，得到具有粪便快速除臭功能发酵粉剂。
进一步优化，步骤S4所述经微切助互作技术处理过的沸石粉的制备方法为：
1)将沸石粉研磨粉碎过筛，粗粉碎至40～60目；
2)将经步骤1)处理过的沸石置于搅拌机中利用高能振动磨产生的微剪切作用处理25分钟，得到600～800目的微切超微沸石粉。
本发明方法制备的具有粪便快速除臭功能发酵粉剂，自然晾干，含水量低于10％，微生物数量级≥1×108CFU g-1。
本发明方法制备的具有粪便快速除臭功能发酵粉剂的使用方法：
1、用于粪便堆肥。将本发明产品按重量比1～2:100的比例均匀撒在粪便表层，优选比例为1.5:100；三天后翻堆混匀，堆制成宽度1米，高0.5米条跺，之后翻堆频率采用“温到不等时，时到不等温”原则，即发酵物中心温度超过60℃立即翻堆，每隔三天翻一次堆；发酵过程堆体水分控制在40～55％左右，直至发酵体温度趋于室温，堆体完全无味即为发酵结束。
2、用于畜禽养殖场。将本发明产品均匀的撒在畜禽粪便或其他臭气散发源上面，散播厚度2～6mm，优选4mm，不需要进行反翻堆处理即可除臭。
与现有技术相比，本发明的优势和积极效果为：
1、经微切后的沸石具有强大臭气吸附能力，可以将臭气分子富集在沸石颗粒周围，快速降低了粪便的臭味散发，同时更有利于菌株对臭气分子的分解作用。
2、本发明芽孢杆菌地衣芽孢杆菌ABTNL-1、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3从动物粪便中筛选得到，本身具有协同作用，互不抵抗，能够快速的提升堆肥的温度，有利于嗜温性微生物繁殖，加速堆肥中大分子物质的降解。
3、本发明采用三种菌株联合作用，具有强大的有机物分解能力不仅能将降解产生臭气的含氮含硫以及吲哚类有机物，还能分解富集在沸石周围的臭气分子，如硫化氢、氨气以及一些挥发性脂肪酸类分子等。
4、经本发明发酵的有机肥或处理的粪便不仅显著降低了臭味并且能够减少堆肥里边氮元素的损失，具有保氮的功能。
综上，本发明可应用于新鲜粪便的堆肥，通过前期经微切助互作技术处理过的沸石的吸附富集作用及后期三株细菌协同降解臭气分子及产臭气底物可达到快速去除粪便臭味的目的；也可将本产品撒到畜禽养殖场粪便的表面亦能达到快速降低臭味的目的。
保藏说明
本发明涉及的生物材料样品的保藏信息：参据的微生物(株)为ABTNL-1，分类命名为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏，保藏编号CGMCC NO.10037。CGMCC地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
本发明涉及的生物材料样品的保藏信息：参据的微生物(株)为ABTNL-3，分类命名为热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)，于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏，保藏编号CGMCC NO.10039。CGMCC地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
具体实施方式
实施例1：
1地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基：
地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基包括以下组分：牛肉膏4g，蛋白胨5g，氯化钠9g，琼脂18g，补足水至1000mL。
活化培养基制作方法，将上述各组分混匀并调节pH到7.0～7.2，pH偏高采用盐酸液，偏低采用氢氧化钠溶液，灭菌15分钟，冷却至70～80℃倒平板，每只平板倒入量约15ml，冷却30分钟。将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌从-80℃冰箱中取出，在37℃水浴中快速解冻，采用平板划线的方式接种上述各菌，培养24～36小时，使菌种复壮。
2地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液制备：
牛肉膏 4g，
蛋白胨 5g，
氯化钠 9g，
蒸馏水 1000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；分装于无菌试管中，在无菌工作台中分别接入复壮的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌，放入37℃摇床分别培养18h，18h和24h，即得到地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液。
3地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵
甘蔗糖蜜 250g，
蛋白胨 100g，
淀粉 200g，
氯化钠 100g，
蒸馏水 5000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；冷却至40℃以下按以下比例接入地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液
地衣芽孢杆菌种子液1mL，
巨大芽孢杆菌种子液1mL，
热球状尿素芽孢杆菌种子液2mL，
放入已经灭菌处理的发酵罐中，以好氧发酵方式发酵5天，pH保持在7.0～7.2，即完成发酵。
4经微切助互作技术处理过的沸石制备：
1)预处理市场购买沸石粉，粗粉碎至40～60目；
2)将经1)处理过的沸石置于搅拌机中利用高能振动磨产生的微剪切作用对其进行处理，处理时间为25分钟，得到600～800目的微切超微沸石粉原料，备用。
5粪便快速除臭发酵粉剂的制备：
将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵完成后的发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石以质量比0.75:1的比例充分混合，置于24～35℃的阴凉处自然晾干，期间每隔六小时翻动一次。当水分含量低于10％即得到具有粪便快速除臭效果的发酵粉剂。
实施例2：
1地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基：
地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基包括以下组分：牛肉膏3g，蛋白胨4g，氯化钠8g，琼脂18g，补足水至1000mL.活化培养基制作方法，将上述各组分混匀并调节pH到7.0～7.2，，灭菌15分钟，冷却至70～80℃倒平板，每只平板倒入量约15ml，冷却30分钟。将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌从-80℃冰箱中取出，在37℃水浴中快速解冻，采用平板划线的方式接种上述各菌，培养24～36小时，使菌种复壮。
2地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液制备：
牛肉膏 3g，
蛋白胨 4g，
氯化钠 8g
蒸馏水 1000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；分装于无菌试管中，在无菌工作台中分别接入复壮的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌，放入37℃摇床分别培养18h，18h和24h，即得到地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液。
3地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵
甘蔗糖蜜 150g，
蛋白胨 50g，
淀粉 150g，
氯化钠 50g，
蒸馏水 5000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；冷却至40℃一下按以下比例接入地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液
地衣芽孢杆菌种子液1mL，
巨大芽孢杆菌种子液1mL，
热球状尿素芽孢杆菌种子液2mL，
放入已经灭菌处理的发酵罐中，以好氧发酵方式发酵5天，pH保持在7.0～7.2，即完成发酵。
4经微切助互作技术处理过的沸石制备：
1)预处理市场购买沸石粉，粗粉碎至40～60目；
2)将经1)处理过的沸石置于搅拌机中利用高能振动磨产生的微剪切作用对其进行处理，处理时间为25分钟，得到600～800目的微切超微沸石粉原料，备用。
5粪便快速除臭发酵粉剂的制备：
将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵完成后的发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石以质量比0.75:1的比例充分混合，置于24～35℃的阴凉处自然晾干，期间每隔六小时翻动一次。当水分含量低于10％即得到具有粪便快速除臭效果的发酵粉剂。
实施例3：
1地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基：
地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基包括以下组分：牛肉膏5g，蛋白胨5g，氯化钠10g，琼脂18g，补足水至1000mL.
活化培养基制作方法，将上述各组分混匀并调节pH到7.0～7.2，，灭菌15分钟，冷却至70～80℃倒平板，每只平板倒入量约15ml，冷却30分钟。将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌从-80℃冰箱中取出，在37℃水浴中快速解冻，采用平板划线的方式接种上述各菌，培养24～36小时，使菌种复壮。
2地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液制备：
牛肉膏 5g，
蛋白胨 6g，
氯化钠 10g
蒸馏水 1000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；分装于无菌试管中，在无菌工作台中分别接入复壮的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌，放入37℃摇床分别培养18h，18h和24h，即得到地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液。
3地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵
甘蔗糖蜜 300g，
蛋白胨 100g，
淀粉 250g，
氯化钠 100g，
蒸馏水 5000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；冷却至40℃一下按以下比例接入地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液
地衣芽孢杆菌种子液1mL，
巨大芽孢杆菌种子液1mL，
热球状尿素芽孢杆菌种子液2mL，
放入已经灭菌处理的发酵罐中，以好氧发酵方式发酵5天，pH保持在7.0～7.2，即完成发酵。
4经微切助互作技术处理过的沸石制备：
1)预处理市场购买沸石粉，粗粉碎至40～60目；
2)将经1)处理过的沸石置于搅拌机中利用高能振动磨产生的微剪切作用对其进行处理，处理时间为25分钟，得到600～800目的微切超微沸石粉原料，备用。
5粪便快速除臭发酵粉剂的制备：
将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵完成后的发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石以质量比0.75:1的比例充分混合，置于24～35℃的阴凉处自然晾干，期间每隔六小时翻动一次。当水分含量低于10％即得到具有粪便快速除臭效果的发酵粉剂。
实施例4：
1地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基：
地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌活化培养基包括以下组分：牛肉膏4g，蛋白胨5g，氯化钠9g，琼脂18g，补足水至1000mL.活化培养基制作方法，将上述各组分混匀并调节pH到7.0～7.2，，灭菌15分钟，冷却至70～80℃倒平板，每只平板倒入量约15ml，冷却30分钟。将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌从-80℃冰箱中取出，在37℃水浴中快速解冻，采用平板划线的方式接种上述各菌，培养24～36小时，使菌种复壮。
2地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液制备：
牛肉膏 4g，
蛋白胨 5g，
氯化钠 9g
蒸馏水 1000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；分装于无菌试管中，在无菌工作台中分别接入复壮的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌，放入37℃摇床分别培养18h，18h和24h，即得到地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液。
3地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵
甘蔗糖蜜 200g，
蛋白胨 100g，
淀粉 200g，
氯化钠 100g，
蒸馏水 5000mL，
上述材料充分搅拌溶解后，调整pH至7.0～7.2，120℃灭菌15分钟；冷却至40℃一下按以下比例接入地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌种子液
地衣芽孢杆菌种子液1mL，
巨大芽孢杆菌种子液1mL，
热球状尿素芽孢杆菌种子液2mL，
放入已经灭菌处理的发酵罐中，以好氧发酵方式发酵5天，pH保持在7.0～7.2，即完成发酵。
4经微切助互作技术处理过的沸石制备：
1)预处理市场购买沸石粉，粗粉碎至40～60目；
2)将经1)处理过的沸石置于搅拌机中利用高能振动磨产生的微剪切作用对其进行处理，处理时间为25分钟，得到600～800目的微切超微沸石粉原料，备用。
5粪便快速除臭发酵粉剂的制备：
将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌共培养发酵完成后的发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石以质量比0.75:1的比例充分混合，置于24～35℃的阴凉处自然晾干，期间每隔六小时翻动一次。当水分含量低于10％即得到具有粪便快速除臭效果的发酵粉剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有粪便快速除臭功能发酵粉剂，其特征在于，原料包括：地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)ABTNL-1、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)ABTNL-3及经微切助互作技术处理过的沸石。
2.权利要求1所述具有粪便快速除臭功能发酵粉剂的其制备方法，其特征在于，将地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)ABTNL-1、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)ABTNL-3种子液接种到液体培养基进行共培养发酵，将发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石粉混合，自然晾干得到具有粪便快速除臭功能发酵粉剂。
3.根据权利要求2所述具有粪便快速除臭功能发酵粉剂的其制备方法，其特征在于，具体步骤为：
S1、制备地衣芽孢杆菌ABTNL-1种子液、巨大芽孢杆菌种子液及热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3种子液：
平板培养复壮：将保藏与-80℃冰箱的地衣芽孢杆菌ABTNL-1、巨大芽孢杆菌和热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3分别采用划线接种的方法在牛肉膏蛋白胨固体培养基上划线接种，于37℃平板培养24～36h，使其复壮，并形成单菌落；
所述牛肉膏蛋白胨固体培养基配制比例为：每1000ml中含有牛肉膏3～5g，蛋白胨4～5g，氯化钠8～10g，琼脂15～20g，pH7.0～7.2，灭菌15分钟；
制作摇瓶种子液：取经过平板培养得到的地衣芽孢杆菌ABTNL-1单菌落、巨大芽孢杆菌单菌落和热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3单菌落，分别接种到牛肉膏蛋白胨菌液体培养基中，37℃分别培养18小时、18小时、24小时，得到有效活菌数>5×109CFU/g的地衣芽孢杆菌ABTNL-1种子液、巨大芽孢杆菌种子液及热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3种子液；
S2、配制种子液共培发酵培养基：按下述质量比例配制的混合物：甘蔗糖蜜3～6％、蛋白胨1～2％、淀粉3～5％、氯化钠1～2％，pH7.0～7.2，剩余加水，灭菌15分钟，冷却备用；
S3、将步骤S1制得的地衣芽孢杆菌ABTNL-1种子液、巨大芽孢杆菌种子液及热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3种子液按体积比例1:1:2混合后，接种到步骤S2制得的种子液共培发酵培养基中，以好氧发酵方式发酵5天，pH保持在7.0～7.2，即完成发酵，得到发酵液；
S4、将步骤S3制得的发酵液与经微切助互作技术处理过的沸石粉按质量比例0.75:1混合，自然晾干至水分含量小于等于10％，得到具有粪便快速除臭功能发酵粉剂。
4.根据权利要求3所述具有粪便快速除臭功能发酵粉剂的其制备方法，其特征在于，步骤S4所述经微切助互作技术处理过的沸石粉的制备方法为：
1)将沸石粉研磨粉碎过筛，粗粉碎至40～60目；
2)将经步骤1)处理过的沸石置于搅拌机中利用高能振动磨产生的微剪切作用处理25分钟，得到600～800目的微切超微沸石粉。
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