CN109134128A - 利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于肥料制备领域，公开了利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备复合种子液，步骤2）制备发酵液，步骤3）制备微球载体，步骤4）制备液体肥料，步骤5）制备肥料微球，步骤6）制备土壤调理肥。本发明采用味精发酵废液制备的土壤调理肥，市场前景较好，节能减排，环保无污染。

Description

利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺

技术领域

本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺。

背景技术

味精是一种被广泛使用的食品增鲜剂，发酵法生产味精将会产生大量的高浓度废液，味精废液COD、悬浮物、硫酸根及氨氮含量高，pH值低，处理难度极大，处理成本极高，因此很多的味精生产厂家未能有效的处理味精废液，对环境和社会发展带来了极大的危害，味精工业生产废液对环境造成的污染问题日趋严重，味精废液的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题。味精废液的主要来源是：发酵液经提取谷氨酸后的废母液或者离子交换尾液；生产过程中各种设备的洗涤废液；离子交换树脂洗涤与再生废液；液化至糖化、糖化至发酵等各阶段的冷却水。味精发酵废液的处理一直困扰着企业，是企业可持续发展的难点。

近年来，各种化学肥料的生产和施用量不断增加，对农业生产的发展起到了重要的推动作用。但是随着化肥施用量的不断增加，其施用缺点也逐渐暴露出来，分析起来主要表现在以下几个方面：肥效利用率低，造成土壤板结严重，恶化土壤的理化性质，堵塞土壤孔隙，破坏土壤团粒结构，造成土壤营养元素失衡、板结、污染和肥力下降。针对上述弊端，大田耕作中很需要一种，能活化土壤，降低化肥的使用量，减少对环境的污染，并且对农作物增产的土壤调理肥。

针对发酵废液难以处理的技术问题，申请人之前的专利技术“一种包含谷氨酸发酵母液的土壤调节剂”，该专利谷氨酸发酵母液以及菌体蛋白全部应用于土壤调节剂制备中，并且结合微生物技术，具备提高肥效以及除草功能，但是该调节剂需要和复混肥进行混用，而且存在菌体蛋白不能有效分离、使用量太大以及制备工艺复杂等缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺。本发明工艺采用发酵废液制备的土壤调理肥，有效利用了废液，节能减排，环保无污染。

本发明采用如下所述的技术方案是：

利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备复合种子液，步骤2）制备发酵液，步骤3）制备微球载体，步骤4）制备液体肥料，步骤5）制备肥料微球，步骤6）制备土壤调理肥。

进一步地，所述工艺包括如下步骤：

步骤1）制备复合种子液：将黑曲霉种子液、哈茨木霉菌种子液、地衣芽孢杆菌种子液以及蜡状芽孢杆菌种子液按照3:3:2:2的体积比混合均匀，制得复合种子液；

步骤2）制备发酵液：往味精发酵废液中添加5wt%的高粱秸秆粉和3wt%的麦麸，搅拌均匀，然后按照10%的接种量接种复合种子液，发酵72小时，收集发酵液；

步骤3）制备微球载体：将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，聚丁二酸丁二醇酯和氯仿的比例为1g：10ml，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，然后添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；

步骤4）制备液体肥料：将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和味精发酵废液按照3-5:2-3:2-3:15-25的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，然后冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；

步骤5）制备肥料微球：将微球载体和液体肥料按照1-2:3-5的质量比投入到反应器中，升温至50℃，保温条件下，调节溶液的pH为6.6-6.8，搅拌时间控制在30min；再用离心机离心3min，转速为2000rpm，倒去上层液，分离出肥料微球；

步骤6）制备土壤调理肥：将发酵液喷洒到肥料微球上，200rpm搅拌10min，然后静置3h，最后在20-30℃温度干燥至水分含量为3wt%，包装即得。

进一步地，所述复合种子液中菌的浓度为1×10⁹cfu/ml。

进一步地，所述黑曲霉为ATCC 16404，所述哈茨木霉菌为CGMCC NO.4963，所述地衣芽孢杆菌为ATCC 14580，所述蜡状芽孢杆菌为ATCC 10876。

进一步地，所述发酵液和肥料微球的质量比为1:3。

本发明还涉及按照上述任其一所述的工艺制备的土壤调理肥。

注，本发明使用的味精发酵废液来自阜丰生产车间，各项指标控制在COD 为1000-1500mg/L，氨氮200-300mg/L，硫化物30-50mg/L，糖类物质3-5g/L，蛋白以及氨基酸6-10g/L。

注，上述步骤中用到的菌种是本领域的常规菌种，本领域技术人员可以根据其常规培养方法获得其菌液。本发明所述菌种均可以从CGMCC、ATCC等商业途径购买得到。

本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：

本发明将味精发酵废液应用于土壤调节肥料制备中，避免了对废液进行环保处理，减少了能源浪费，并且制备了土壤调节剂，一举两得；

聚丁二酸丁二醇酯无嗅无味，成本低廉，易被自然界的微生物降解，淀粉醚可增加微球的保水性，延长释放时间，淀粉醚和聚丁二酸丁二醇酯共混物充当了肥料载体，还可以被菌株降解，为菌株提供了碳源，同时释放出肥料；

本发明包膜微球载体前期不会被降解，避免了大部分缓释肥前期释放过快大量流失的缺陷，随着菌群的附着和繁殖，包膜材料被部分降解，最终包膜微球材料被菌群完全降解，整个过程肥料释放有序，速率平稳，释放速率而使其与作物养分吸收基本同步，提高肥料的利用率和肥料质量的稳定性；

本发明菌群采用废液进行培养获得发酵液，避免使用价格较贵的发酵培养基，节约了成本；

本发明菌株不仅具备降解包膜载体的功能，还可以通过与植株共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生态系统，保水固氮，使得肥效持久全面；

本发明采用发酵废液制备的土壤调理肥，市场前景较好，节能减排，环保无污染。

附图说明

图1：本发明土壤调理肥中尿素释放时间测试。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺，其包括如下步骤：

1）将黑曲霉ATCC 16404种子液、哈茨木霉菌CGMCC NO.4963种子液、地衣芽孢杆菌ATCC14580种子液以及蜡状芽孢杆菌ATCC 10876种子液按照3:3:2:2的体积比混合均匀，配置成菌浓度为1×10⁹cfu/ml的复合种子液；

2）往味精发酵废液中添加5wt%的高粱秸秆粉和3wt%的麦麸，搅拌均匀，然后按照10%（体积比）的接种量接种复合种子液，发酵72小时，收集发酵液；

3）将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，聚丁二酸丁二醇酯和氯仿的比例为1g：10ml，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，然后添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；

4）将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和味精发酵废液按照3:2:2:15的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，然后冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；

5）将微球载体和液体肥料按照1:3的质量比投入到反应器中，升温至50℃，保温条件下，调节溶液的pH为6.6-6.8，搅拌时间控制在30min；再用离心机离心3min，转速为2000rpm，倒去上层液，分离出肥料微球；

6）将发酵液喷洒到肥料微球上，200rpm搅拌10min，然后静置3h，最后在20-30℃温度干燥至水分含量为3wt%，包装即得；所述发酵液和肥料微球的质量比为1:3。

实施例2

利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺，其包括如下步骤：

1）将黑曲霉ATCC 16404种子液、哈茨木霉菌CGMCC NO.4963种子液、地衣芽孢杆菌ATCC14580种子液以及蜡状芽孢杆菌ATCC 10876种子液按照3:3:2:2的体积比混合均匀，配置成菌浓度为1×10⁹cfu/ml的复合种子液；

2）往味精发酵废液中添加5wt%的高粱秸秆粉和3wt%的麦麸，搅拌均匀，然后按照10%（体积比）的接种量接种复合种子液，发酵72小时，收集发酵液；

3）将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，聚丁二酸丁二醇酯和氯仿的比例为1g：10ml，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，然后添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；

4）将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和味精发酵废液按照5:3:3:25的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，然后冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；

5）将微球载体和液体肥料按照2:5的质量比投入到反应器中，升温至50℃，保温条件下，调节溶液的pH为6.6-6.8，搅拌时间控制在30min；再用离心机离心3min，转速为2000rpm，倒去上层液，分离出肥料微球；

6）将发酵液喷洒到肥料微球上，200rpm搅拌10min，然后静置3h，最后在20-30℃温度干燥至水分含量为3wt%，包装即得；所述发酵液和肥料微球的质量比为1:3。

实施例3

尿素释放时间试验：

选择实施例1作为实验组；对照组：羟乙基甲壳素微球载体，其余同实施例1。如图1所示，对照组在前期释放速度较快，而实施例1组的尿素释放速率平稳有序，其与作物养分吸收基本同步，避免了大部分缓释肥前期释放过快大量流失的缺陷，效果明显优于市场常用的微球载体。

实施例4

本发明土壤调理肥的肥效试验：

农作物以小麦为例。

试验组：实施例2制备的土壤调理肥。

对照组1：采用羟乙基甲壳素微球载体，其余同实施例2。

对照组2：普通复合肥（氮磷钾含量为15∶15∶17）。

试验方法：选试验田种植冬小麦，三组肥料分别处理的试验田面积均为10亩地；各组别肥料使用量为60kg/亩，其他种植条件完全相同；同时收获小麦，测定小麦亩产量以及增产率；同时检测小麦穗粒数、千粒重。具体试验结果见表1。

表1

组别	穗粒数	千粒重（g）	空籽率%	亩产量(kg)
					对照组1	30.4	48.3	5.1	521
对照组2	32.5	50.9	4.9	578
					试验组	34.1	52.6	4.8	639

结论：通过表1比较发现，试验组小麦穗粒数、千粒重以及亩产量明显高于对照组1和对照组2，空籽率也明显降低；按照复合肥价格2元/kg来计算，对照组1的肥料成本为120元，试验组肥料价格按照1.5元/kg来计算，对照组1的肥料成本为90元，成本降低，并且提高了小麦产量。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.利用味精发酵废液制备土壤调理肥的工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备复合种子液，步骤2）制备发酵液，步骤3）制备微球载体，步骤4）制备液体肥料，步骤5）制备肥料微球，步骤6）制备土壤调理肥。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

步骤1）制备复合种子液：将黑曲霉种子液、哈茨木霉菌种子液、地衣芽孢杆菌种子液以及蜡状芽孢杆菌种子液按照3:3:2:2的体积比混合均匀，制得复合种子液；

步骤2）制备发酵液：往味精发酵废液中添加5wt%的高粱秸秆粉和3wt%的麦麸，搅拌均匀，然后按照10%的接种量接种复合种子液，发酵72小时，收集发酵液；

步骤3）制备微球载体：将聚丁二酸丁二醇酯添加到氯仿中，聚丁二酸丁二醇酯和氯仿的比例为1g：10ml，搅拌至溶解，然后添加占聚丁二酸丁二醇酯十分之一重量份的淀粉醚，200rpm搅拌10min，然后添加与氯仿相同体积的乙醇，静置30min，收集沉淀，放入冷冻干燥机中，干燥12h得到微球载体；

步骤4）制备液体肥料：将尿素、硝酸钾、过磷酸钙和味精发酵废液按照3-5:2-3:2-3:15-25的质量比例添加到搅拌罐中，300rpm搅拌30min，然后进入反应罐，以10℃/min的升温速度加热至70℃，保温反应10min，然后冷却至室温，再静置6h，得到液体肥料；

步骤5）制备肥料微球：将微球载体和液体肥料按照1-2:3-5的质量比投入到反应器中，升温至50℃，保温条件下，调节溶液的pH为6.6-6.8，搅拌时间控制在30min；再用离心机离心3min，转速为2000rpm，倒去上层液，分离出肥料微球；

步骤6）制备土壤调理肥：将发酵液喷洒到肥料微球上，200rpm搅拌10min，然后静置3h，最后在20-30℃温度干燥至水分含量为3wt%，包装即得。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述复合种子液中菌的浓度为1×10⁹cfu/ml。

4.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述黑曲霉为ATCC 16404，所述哈茨木霉菌为CGMCC NO.4963，所述地衣芽孢杆菌为ATCC 14580，所述蜡状芽孢杆菌为ATCC 10876。

5.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述发酵液和肥料微球的质量比为1:3。

6.按照权利要求1-5任其一所述的工艺制备的土壤调理肥。