CN109265208A - 废弃豆渣有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于豆渣加工领域，具体公开了一种废弃豆渣有机肥，其发酵原料包括果蔬垃圾3‑7份、动物粪便5‑10份、秸秆2‑5份、液体菌种0.5‑1份以及经过前处理的豆渣75‑90份，液体菌种的原料包括尿素、无菌水以及EM菌种。还公开了一种废弃豆渣有机肥制备方法，包括液体菌种培养、豆渣前处理、混合灭菌以及接种发酵等步骤，采用本发明的配方以及制备方法，可以提供一种以废弃豆渣为主要原料的有机肥。

Description

废弃豆渣有机肥及其制备方法

技术领域

本发明属于豆渣加工领域，具体涉及了一种废弃豆渣有机肥及其制备方法。

背景技术

随着人们生活质量的提高，人们在种植作物时对作物生长质量和生长效率的要求亦不断提高，为了提高作物的生长质量和生长效率，人们通常会对生长期的作物施加肥料。

传统栽培用肥料主要以无机肥为主，无机肥指含氮磷钾等养分的无机盐类肥料，无机肥多从矿物质里提取或合成，无机肥养分高、见效快，能大量提供作物所需要的氮磷钾等元素，能促进作物的生长，大幅度提高作物产量。然而长期单一得使用无机肥料会造成土壤酸化或碱化，严重得甚至板结，使土壤失去活性，成为不长庄稼的死地。

基于上述问题，现开始有大量商家向市场推出有机肥。其中，大型豆制厂在加工产生过程中产生大量的豆渣，豆渣就是一种很好的制作有机肥的原料。但豆渣一般不可直接使用，现有技术中，一般将豆渣发酵后再制作肥料，但豆渣腐熟的效果并不理想，且豆渣虽然营养成分及有机质含量较高，但其单独用作有机肥存在基质内通气严重不良、发菌时间长、菌污染率高等问题。因此，豆渣难以作为主要的原料投入生产并制作有机肥利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以废弃豆渣为主要原料制作的有机肥。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：废弃豆渣有机肥，包括以下质量份的原料：果蔬垃圾3-7份、动物粪便5-10份、秸秆2-5份、液体菌种0.5-1份以及经过前处理的豆渣75-90份，豆渣前处理过程包括将豆渣和黄浆水混合均匀，后再将豆渣内的水分排出，使得豆渣的含水量低于30％，液体菌种的原料包括混合在一起的尿素、无菌水以及EM菌种。

本基础方案的工作原理以及有益效果在于：

1、果蔬垃圾、动物粪便以及秸秆等原料都较为常见，容易获取，且成本较低，适合家庭或者小作坊加工使用。果蔬垃圾和动物粪便中富含营养元素，可以实现废物利用、解决环境问题，且可为作物提供养分。

2、通过液体菌种辅助原料的发酵，接种速度快且成本低。且液体菌种的受杂菌污染小，液体菌种接种后，萌发点分散，比杂菌萌发速度快，环境适宜的情况下，一般24小时均能覆盖接种面，可以保证养料的纯度，从而降低杂菌污染的几率。同时，液体菌种内加入尿素，尿素和秸秆配合，可明显提高土壤的碳、氮含量。

本发明的另一目的在于提供一种废弃豆渣有机肥的制备方法。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：废弃豆渣有机肥制备方法，包括以下步骤：

A、液体菌种培养：

选取无菌水加热至沸腾后，向水内加入尿素，尿素和无菌水的重量比为1:10；继续加热3-7分钟后，冷却至35℃-40℃时加入EM菌种，得到原液，将原液加入发酵容器内密闭发酵，得到液体菌种；

B、豆渣前处理：

向新鲜豆渣内加入黄浆水，搅拌均匀后，进行压榨，使得豆渣的含水量低于30％，后对豆渣进行水浴加热，水浴的温度为40-50℃，加热时间25-35分钟；

C、混合灭菌：

取加热后的豆渣75-90份，向其中加入果蔬垃圾3-7份、动物粪便5-10份、秸秆2-5份，混合均匀后，放入蒸汽消毒箱内进行消毒，得到混合物；

D、接种发酵：

将步骤C中得到的混合物和步骤A中得到的液体菌种混合，放至密闭容器中发酵，得到有机肥。

本基础方案的工作原理以及有益效果在于：

1、黄浆水是豆腐加工生产过程中沥出的废水，其富含有机物，现今，大多数食品加工企业将豆腐加工过程中产生的黄浆水直接由下水道排出,对自然环境造成了污染，同时浪费了有效资源。本方案中，将黄浆水和豆渣混合后进行压榨，使得豆渣吸收黄浆水内的营养物质，避免黄浆水内的营养物质浪费，变废为宝，节约资源。

2、通过步骤C，可以避免加入的果蔬垃圾或动物粪便中含有大量细菌，更加卫生安全。

进一步，步骤A中，发酵温度为37℃，发酵时间为2天。避免温度过高，使得杂菌严重生长；避免温度过低，液体菌种发酵不完全。

进一步，步骤C中，蒸汽消毒箱内温度调节为130℃，消毒30分钟。避免温度过低时，无法杀死全部的细菌或真菌，且所需灭菌时间更长。避免温度过高时，蒸汽所携带的豆渣中的异味飘散较为严重。

进一步，步骤D中，发酵时间为20-30天。使得豆渣得到较好的发酵效果。

进一步，步骤B中，搅拌过后，将豆渣在黄浆水中浸泡24小时再进行压榨。浸泡使得豆渣充分在黄浆水中酯化。

附图说明

图1为本发明实施例中所使用的压榨装置的正向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：外箱1、压榨箱2、密封腔3、压杆4、压板5、圆柱体6、第一螺旋槽7、第二螺旋槽8、弧形槽9、凸齿10、主动轴11、圆盘12、推杆13、楔块14、楔杆15、杠杆16、连杆17、接水桶18、出水器19、滑板20。

本发明废弃豆渣有机肥及其制备方法实施例的各参数如表1所示：

表1

以实施例1为例，对本发明废弃豆渣有机肥及其制备方法进行说明：

废弃豆渣有机肥，包括原料如下：豆渣0.85kg、果蔬垃圾0.05kg、动物粪便0.07kg、秸秆0.03kg、液体菌种0.1kg，液体菌种包括原料如下：尿素0.008kg、无菌水0.08kg、EM菌种0.012kg。

废弃豆渣有机肥制备方法，包括以下步骤：

A、菌种培养：

选0.08kg无菌水，把无菌水加热到沸腾后加入尿素0.008kg，而后继续加热5分钟，冷却到37℃时加入EM菌种，得到原液；将原液加入发酵容器密闭发酵，发酵温度为37℃，发酵时间为2天，得到液体菌种。

B、豆渣前处理：

向新鲜豆渣内加入黄浆水，搅拌均匀后，浸泡24小时。浸泡后的豆渣加入压榨装置中，进行压榨，排出豆渣中的水分，使得豆渣内的含水量低于30％。后对豆渣进行水浴加热，加热温度45℃，加热时间30分钟。

C、灭菌：

加热后的豆渣放入蒸汽消毒箱内进行消毒，蒸汽消毒箱内温度调节为130℃，消毒30分钟。

D、接种发酵：

将灭菌后的豆渣和步骤A中得到的液体菌种混合，放至密闭容器中，发酵25天。

步骤B中所使用的压榨装置如图1所示，包括机架，机架上固定有压榨箱2，压榨箱2外壁上固定有外箱1，外箱1和压榨箱2的外壁之间形成密封腔3，外箱1的外壁上缠绕有电热丝，电热丝连接有电源。

压榨箱2底部设有若干滤孔，压榨箱2底部固定有覆盖所有滤孔的滤布，避免豆渣通过滤孔掉落。压榨箱2底部固定有倒锥形的出水器19，出水器19下端固定有接水桶18，接水桶18内滑动连接有滑板20，滑板20下端和接水桶18底部之间固定有弹簧。滑板20下端固定有两根连杆17，连杆17下端贯穿接水桶18的底部并延伸至接水桶18外。机架上设有杠杆16，连杆17下端和杠杆16的内侧端相抵，机架上位于杠杆16的外侧端均竖向滑动连接有楔杆15，杠杆16的外侧端均设有条形孔，楔杆15下端固定有插入条形孔内的凸块，凸块和条形孔滑动连接。杠杆16的内侧端是指靠近接水桶18轴线的一侧，杠杆16的外侧端是指远离接水桶18轴线的一侧。

机架上位于压榨箱2的两侧均滑动连接有推杆13，推杆13的外侧端固定有与楔杆15相配合的楔块14，推杆13的内侧端设有楔面，推杆13的内侧端贯穿压榨箱2的侧壁并延伸至压榨箱2内，推杆13的内侧端是指靠近压榨箱2轴线的一侧，推杆13的外侧端是指远离压榨箱2轴线的一侧。

出水器19的低端侧壁上设有出水孔，出水孔内设有阀门。出水孔处连通有出水管，出水管远离出水器19的一端和密封腔3连通。

机架上位于压榨箱2上方转动连接有水平设置的主动轴11，主动轴11左端固定有导向块，机架上固定有电机，电机的输出轴和主动轴11的右端固定，电机用于驱动主动轴11转动。机架上位于压榨箱2上方设有压杆4，压杆4的轴线和主动轴11的轴线相互垂直，压杆4下端伸入压榨箱2内，压杆4下端固定有压板5。

压杆4上部固定有圆柱体6，圆柱体6的外壁上设有相互平行的第一螺旋槽7和第二螺旋槽8，第一螺旋槽7和第二螺旋槽8在竖向上平行。第一螺旋槽7和第二螺旋槽8相邻的端部通过弧形槽9连通，第一螺旋槽7、第二螺旋槽8以及弧形槽9共同形成一个呈椭圆环形的封闭槽，且该封闭槽呈螺旋形分布在圆柱体6上。导向块与第一螺旋槽7、第二螺旋槽8均滑动连接。第一螺旋槽7和第二螺旋槽8之间的圆柱体6上均布有凸齿10，凸齿10的中心连线和第一螺旋槽7相平行。主动轴11左端固定有圆盘12，圆盘12上沿周向均布有与凸齿10相配合的凹槽，当导向块插入第一螺旋槽7、第二螺旋槽8或弧形槽9内时，其中一个凸齿10插入一个凹槽内，当导向块随主动轴11转动时，凸齿10相继插入凹槽内，通过凹槽带动凸齿10转动，进而实现圆柱体6的转动。

具体工作时，将豆渣放入压榨箱2内，启动电机，电机驱动主动轴11转动，主动轴11带动圆盘12转动，圆盘12上的凹槽和凸齿10配合带动圆柱体6转动，圆柱体6带动压杆4转动。导向块沿着第一螺旋槽7滑动，从第一螺旋槽7的低端滑动至高端时，圆柱体6带动压杆4向下运动，压板5随压杆4向下压豆渣，将豆渣内的水分挤出。

当导向块通过第一螺旋槽78高端的弧形槽9进入第二螺旋槽8内时，由于第二螺旋槽8与第一螺旋槽7平行且位于第一螺旋槽7下方，因此圆盘12上端的凹槽继续与凸齿10配合，并且使得圆柱体6反向发生转动，另外当导向块滑过弧形槽9时，圆柱体6发生向上的位移，且这段较大的位移中间没有停顿，可对豆渣造成较大的冲击，提高压榨效果。

豆渣中压榨出的水通过滤布流入出水器19内，水沿着出水器19的倾斜表面向下流动，流入接水桶18内。随着流入接水桶18内的水越来越多，滑板20受重力作用下滑。连杆17随滑板20下滑，杠杆16的内侧端向下运动，杠杆16的外侧端向上运动。楔杆15向上运动推挤楔块14，楔块14带动推杆13向靠近压榨箱2方向滑动，推杆13滑动推动被压板5挤至压榨箱2外侧的豆渣向压榨箱2中部运动。此时，导向块运动至弧形槽9处，圆柱体6带动压杆4迅速向上运动，压杆4复位。

当接水桶18内的水漫过出水器19的低端，并逐渐到达出水器19的高端时，则表示已经压榨出较多的水，豆渣中剩余的水分较少，继续压榨出的水分可以忽略不计。操作人员打开阀门，出水孔打开，出水器19内的水通过出水孔排出到密封腔3内，随着出水器19内的水量减少，滑板20所受到的重力减小，弹簧向上复位，带动滑板20向上滑动，接水桶18内的水也逐渐通过出水孔流出。作人员观察滑板20稳定后，给电热丝通电，通过水浴加热的方式进行蒸料。可对豆渣压榨出的水分进行再利用，避免水资源的浪费。此时，接水桶18内重力减小，杠杆16复位，推杆13向外侧运动，使得压榨箱2内的豆渣平铺，受热更加均匀。

本装置对豆渣进行前处理，一方面利用了豆渣中压榨出的水分，避免了水资源的浪费；另一方面压板5在转动的过程中对豆渣进行往复压榨，且压榨过程中，压板5可产生较大的冲击力，改善压榨的效果，更大程度的降低豆渣的含水量，避免含水量过高影响后续的发酵效果。

同时在压榨过程中，使得豆渣和黄浆水接触更加充分，使得豆渣充分吸收黄浆水内的营养物质。避免黄浆水内的营养物质浪费，变废为宝，节约资源。同时使得豆渣内含有的营养物质更多，生产出的有机肥对作物的营养补充效果更好。

本装置中设置推杆13，一方面在压榨过程中将豆渣向中部推动，避免豆渣分散无法压榨；另一方面在完成压榨后，推杆13复位，使得豆渣在压榨箱2内平铺，进行水浴加热时受热更加均匀，对豆渣进行烘干，进一步降低豆渣内的含水量。

实施例2-4与实施例1的区别仅在于如表1所示的参数不同。

实验：

对比例1-4各参数如表2所示：

表2

对比例1与实施例1的区别仅在于未使用本申请提供的压榨装置对豆渣进行压榨，对比例2-4与实施例1的区别仅在于如表2所示的参数不同。

现选取一块大豆种植地，将其等分为9块区域，向其中8块地内分别施用实施例1-4、对比例1-4提供的肥料，肥料的施用量为1kg/㎡，最后一块地不施用任何肥料，作为对比例5。记录以下数据：

A、30天后，记录大豆的平均长高的高度(cm)；

B、70天后，记录土壤的PH；

C、2年后，记录土壤的板结率(％)。

实验结果如表3所示：

表3

	A	B	C
				实施例1	70.3	6	5.2
实施例2	45.2	7	6.3
				实施例3	60.6	6	6.8
实施例4	55.4	8	5.6
				对比例1	35.1	5	30.4
对比例2	30.2	4	35.3
				对比例3	22.6	9	46.1
对比例4	20.1	10	40.6
				对比例5	10.3	6	30.6

通过实验证明，本申请提供的废弃豆渣有机肥能够促进植物的生长，并且肥料的营养保持时间长，同时对土壤的酸碱度影响较小，不会使得土壤过度酸化或碱化，且在长期使用不会造成土壤的严重板结。并且本申请提供的压榨装置能使得豆渣内的含水量降低，从而改善有机肥的肥力，对植物的生长作用更好。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.废弃豆渣有机肥，其特征在于，包括以下质量份的原料：果蔬垃圾3-7份、动物粪便5-10份、秸秆2-5份、液体菌种0.5-1份以及经过前处理的豆渣75-90份，豆渣前处理过程包括将豆渣和黄浆水混合均匀，后再将豆渣内的水分排出，使得豆渣的含水量低于30％，液体菌种的原料包括混合在一起的尿素、无菌水以及EM菌种。

2.根据权利要求1所述的一种废弃豆渣有机肥制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、液体菌种培养：

选取无菌水加热至沸腾后，向无菌水内加入尿素，尿素和无菌水的重量比为1:10；继续加热3-7分钟后，冷却至35℃-40℃时加入EM菌种，得到原液，将原液加入发酵容器内密闭发酵，得到液体菌种；

B、豆渣前处理：

向新鲜豆渣内加入黄浆水，搅拌均匀后，进行压榨，排出豆渣中的水分，使得豆渣的含水量低于30％，后对豆渣进行水浴加热，水浴的温度为40-50℃，加热时间25-35分钟；

C、混合灭菌：

取加热后的豆渣75-90份，向其中加入果蔬垃圾3-7份、动物粪便5-10份、秸秆2-5份，混合均匀后，放入蒸汽消毒箱内进行消毒，得到混合物；

D、接种发酵：

将步骤C中得到的混合物和步骤A中得到的液体菌种混合，放至密闭容器中发酵，得到有机肥。

3.根据权利要求2所述的废弃豆渣有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤A中，发酵温度为37℃，发酵时间为2天。

4.根据权利要求3所述的废弃豆渣有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤C中，蒸汽消毒箱内温度调节为130℃，消毒30分钟。

5.根据权利要求4所述的废弃豆渣有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤D中，发酵时间为20-30天。

6.根据权利要求5所述的废弃豆渣有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤B中，搅拌过后，将豆渣在黄浆水中浸泡24小时再进行压榨。