CN107651985A - 一种有机肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机肥生产技术领域，特别涉及一种有机肥及其制备方法。该制备方法包括：将带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与水混合，在65～100℃的条件下灭菌25～35min，得到第一物料；将安全的植物残体作为冷却剂加入第一物料中，调节含水量，得到第二物料；第二物料的温度降至35～45℃后，添加发酵菌种进行发酵腐熟。本发明在加热升温过程中针对特定需要高温杀毒灭菌的原料，安全及无需高温杀毒灭菌的物质用来作为降温阶段的冷却剂。相较于普通的全料混合式加热高温杀毒灭菌工艺，此法极大的降低了升温过程的能耗及升温时间，极大降低了能耗及提高了生产效率，实现了有机肥原料高温杀毒灭菌简便、高效、节能的目的。

Description

一种有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机肥生产技术领域，特别涉及一种有机肥及其制备方法。
背景技术
有机肥主要来源于植物和(或)动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。
目前，有机肥生产原料多为生活垃圾、禽兽粪便及农作物废弃物等，其中大部分原料具有病原体及土传病害等有害物质，故需高温杀毒灭菌已达到无害化处理。按现时普通杀毒灭菌工艺，有机肥原料高温杀毒灭菌过程，是先将已经预处理粉碎的主辅料无差异一次性加入到可进行加热的容器内(制肥机)，统一进行杀毒灭菌，降温过程亦是无差别搅拌冷却降温。
公开/公告号为CN104211458A的发明专利公开了一种有机肥新型制备方法，包括：采用原材料阶段→置于反应釜发酵阶段→灭菌阶段→扩繁菌种阶段→有机肥原料发酵阶段→二次发酵阶段→得到有机肥阶段的生产流程，其中灭菌阶段为：通过反应釜上的智能控制系统，将反应釜中的压力控制在0-1千克/平方厘米，温度控制在80-130℃，在此条件下对发酵原料进行10-60分钟的灭菌过程；又如公开/公告号为CN106116981A的发明专利公开了一种农业废弃物制备有机肥的方法：(1)将农业废弃物作物秸秆、畜禽粪便、蔬菜残体、食用菌下脚料、杂草、树木枯枝烂叶粉粹；然后置于高温灭菌室在100～120℃高温下灭菌4～6h；(2)向灭菌处理过的废弃物中加入米糠调节废弃物的碳氢比，然后置于通过工控机控制的调温、调湿、调风量的开式供风系统中，通过蒸汽喷注的方式向废弃物上喷洒水以调节废弃物的湿度；(3)调节温度至40～60℃，然后加入微生物及发酵所需的辅料，发酵12～18h；(4)调节温度至20～24℃，然后加入土壤改良功能性菌群，继续发酵4～6h，然后干燥制粒制成有机肥。
然而，现有的灭菌方法在升温过程加大了升温量，加大了能耗及增加了升温时间，此法既增加了能耗亦影响了生产效率。故研发一种简便、高效、节能的有机肥原料高温杀毒灭菌工艺方法是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种有机肥及其制备方法。该有机肥制备工艺大大降低了能耗，并提高了生产效率。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种有机肥的制备方法，包括如下步骤：
将带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与水混合，在65～100℃的条件下灭菌25～35min，得到第一物料；带有病菌和/或虫卵的有机肥原料为含有土传病害的植物残体、禽兽粪便或生活垃圾中的一种或几种；
将安全的植物残体作为冷却剂加入第一物料中，调节含水量，得到第二物料；
第二物料的温度降至35～45℃后，添加发酵菌种进行发酵腐熟。
本发明将已预处理需要高温杀毒灭菌的主辅料(如含有病菌或虫卵的原料)，先进行65～100℃杀毒灭菌25～35min，达到需要高温灭菌的物质高温灭菌；待高温杀毒灭菌完成后，加入安全或无需高温杀毒灭菌的有机肥主辅料，以其作为冷却剂加速冷却，加速冷却速度，这样，不需要高温杀毒灭菌的物质第二次加入，提高效率减少升温能耗；冷却完成后出料进行后期腐熟发酵。由此，加热升温过程中针对特定需要高温杀毒灭菌的原料，安全及无需高温杀毒灭菌的物质用来作为降温阶段的冷却剂。相较于普通的全料混合式加热高温杀毒灭菌工艺，此法极大的降低了升温过程的能耗及升温时间，极大降低了能耗及提高了生产效率。实现了有机肥原料高温杀毒灭菌简便、高效、节能的目的。
在本发明提供的一些实施例中，含有土传病害的植物残体为烟杆、烟叶废弃物或鲜烟叶中的一种或几种。具体指烟杆、烟叶废弃物、鲜烟叶等带病或高风险带病的植物残体。
作为优选，灭菌的温度为70～100℃，灭菌的时间为25～35min。
作为优选，禽兽粪便的灭菌温度为65～80℃。
在本发明提供的一具体实施例中，含有土传病害的植物残体为烟杆和烟叶废弃物的混合物。
作为优选，安全的植物残体为食用菌渣、谷壳、玉米杆、草炭、菜籽饼或豆粕中的一种或几种。
作为优选，带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与安全的植物残体的质量比为(40～70)：(10～60)。
优选地，带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与安全的植物残体的质量比为(50～70)：(30～50)。
优选地，带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与安全的植物残体的质量比为(50～60)：(40～50)。
在本发明提供的具体实施例中，带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与安全的植物残体的质量比为(55～60)：(40～45)。
作为优选，第一物料的含水量为50％～65％，第二物料的含水量为55％～60％。
作为优选，发酵菌种为枯草芽孢杆菌。但本发明并非限定于此，本领域技术人员认为可行的发酵菌种均在本发明的保护范围之内。
作为优选，发酵菌种的用量为第二物料的1wt‰～2.5wt‰。
作为优选，发酵腐熟的时间为28～32d。
作为优选，发酵的方式为条堆发酵。
在本发明提供的实施例中，第二物料的温度降至40～42℃后，添加发酵菌种进行发酵腐熟。
本发明还提供了该制备方法制得的有机肥。
本发明提供了一种有机肥及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：将带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与水混合，在65～100℃的条件下灭菌25～35min，得到第一物料；带有病菌和/或虫卵的有机肥原料为含有土传病害的植物残体、禽兽粪便或生活垃圾中的一种或几种；将安全的植物残体作为冷却剂加入第一物料中，调节含水量，得到第二物料；第二物料的温度降至35～45℃后，添加发酵菌种进行发酵腐熟。本发明具有的技术效果为：
本发明在加热升温过程中针对特定需要高温杀毒灭菌的原料，安全及无需高温杀毒灭菌的物质用来作为降温阶段的冷却剂。相较于普通的全料混合式加热高温杀毒灭菌工艺，此法极大的降低了升温过程的能耗及升温时间，极大降低了能耗及提高了生产效率，实现了有机肥原料高温杀毒灭菌简便、高效、节能的目的。
具体实施方式
本发明公开了一种有机肥及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供的有机肥及其制备方法中所用原料或辅料均可由市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
将60质量份带有土传病害的鲜烟杆及烟叶废弃物粉碎预处理，先行上料至制肥机加热杀毒灭菌，加水至含水量50％搅拌均匀，设定温度加热至85℃，待温度上升后保持30min高温灭菌，灭菌杀毒完成后添加10质量份菌渣、30质量份菜粕等安全性较高的植物残体，以其为冷却剂，并再次加水搅拌均匀，至最终物料水份为55％，温度快速下降。待温度冷却至40℃添加2‰的枯草芽孢杆菌，出料进行条堆生物发酵腐熟，待30d发酵腐熟完成装袋入库。
对比例1
采用现有的普通杀毒灭菌工艺制备有机肥，具体步骤如下：
将60质量份带有土传病害的鲜烟杆及烟叶废弃物、10质量份菌渣、30质量份菜粕等粉碎预处理，一次性上料至制肥机加热杀毒灭菌，加水至含水量50％搅拌均匀，设定温度加热至85℃，待温度上升后保持30min高温灭菌，灭菌杀毒完成后通风自然搅拌降温。待温度冷却至40℃添加2‰的枯草芽孢杆菌，出料进行条堆生物发酵腐熟，待30d发酵腐熟完成装袋入库。
实施例2
将55质量份鸡粪上料至制肥机加热杀毒灭菌，加水至含水量55％搅拌均匀，设定温度加热至70℃，待温度上升后保持25min高温灭菌，灭菌杀毒完成后添加40质量份菌渣、5质量份谷壳等安全性较高的植物残体，以其为冷却剂，并再次加水搅拌均匀，至最终物料水份为55％，温度快速下降。待温度冷却至40℃添加1‰的枯草芽孢杆菌，出料进行条堆生物发酵腐熟，待28d发酵腐熟完成装袋入库。
对比例2
采用对比例1中现有的普通杀毒灭菌工艺对实施例2的原料制备有机肥。
实施例3
将60质量份城市生活垃圾粉碎预处理，先行上料至制肥机加热杀毒灭菌，加水至含水量65％搅拌均匀，设定温度加热至100℃，待温度上升后保持35min高温灭菌，灭菌杀毒完成后添加30质量份菌渣、10质量份草炭等安全性较高的植物残体，以其为冷却剂，并再次加水搅拌均匀，至最终物料水份为60％，温度快速下降。待温度冷却至42℃添加2.5‰的枯草芽孢杆菌，出料进行条堆生物发酵腐熟，待32d发酵腐熟完成装袋入库。
对比例3
采用对比例1中现有的普通杀毒灭菌工艺对实施例3的原料制备有机肥。
试验例1
分别采用实施例1-3和对比例1-3的工艺制备有机肥，检测高温杀菌工艺中的能耗及效率，试验结果如下：
表1实施例1-3和对比例1-3工艺能耗及效率
由上表可知，本发明实施例1能耗及效率：加热所需时间为3h，需要45元人民币能耗，降温所需时间为30min，需要7.5元人民币能耗，整个原料高温杀毒灭菌时间为3.5h，需要52.5元人民币能耗。
对比例1能耗及效率：加热所需时间为5h，需要75元人民币能耗，降温所需时间为2h，需要30元人民币能耗，整个原料高温杀毒灭菌时间为7h，需要105元人民币能耗。
本发明实施例1较对比例1普通杀毒灭菌工艺所需时间缩短3.5h，降低能耗52.5元人民币。
同样的，本发明实施例2较对比例2普通杀毒灭菌工艺所需时间缩短1.7h，降低能耗25.5元人民币，实施例3较对比例3普通杀毒灭菌工艺所需时间缩短3.9h，降低能耗58.5元人民币。
试验例2
将实施例1-3制得的有机肥进行土传病菌及虫卵检测，试验结果如下：
表2实施例中1-3土传病菌及虫卵检测情况
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有机肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与水混合，在65～100℃的条件下灭菌25～35min，得到第一物料；所述带有病菌和/或虫卵的有机肥原料为含有土传病害的植物残体、禽兽粪便或生活垃圾中的一种或几种；
将安全的植物残体作为冷却剂加入所述第一物料中，调节含水量，得到第二物料；
所述第二物料的温度降至35～45℃后，添加发酵菌种进行发酵腐熟。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有土传病害的植物残体为烟杆、烟叶废弃物或鲜烟叶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述安全的植物残体为食用菌渣、谷壳、玉米杆、草炭、菜籽饼或豆粕中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述带有病菌和/或虫卵的有机肥原料与所述安全的植物残体的质量比为(40～70)：(10～60)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一物料的含水量为50％～65％，所述第二物料的含水量为55％～60％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵菌种为枯草芽孢杆菌。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵菌种的用量为第二物料的1wt‰～2.5wt‰。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵腐熟的时间为28～32d。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵的方式为条堆发酵。
10.根据权利要求1至9中任一项所述制备方法制得的有机肥。
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