CN110156515A - 一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用有机微生物发酵的生物新材料，涉及生物新材料技术领域，该生物新材料的原料按重量份组分为：家禽粪便60～70份、秸秆20～30份、淘米水20～40份、草炭5～10份、蚯蚓粪10～20份、微生物发酵剂3～8份、纤维素酶1～3份、海藻10～25份、酒精活性泥5～12份、生物混合菌10～20份、硼渣2～10份。本发明可以降低植物体内硝酸盐含量和重金属含量，通过在代谢过程中产生大量的植物内源酶，进一步提高了作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收率，同时可促进作物根系生长，使其须根增多，有利于微生物菌群代谢产生的植物内源酶和植物生长调节剂经根系进入植物体内，促进其光合作用，有较为显著的增产作用。

Description

一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及生物新材料技术领域，具体是一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺。

背景技术

有机化合物主要是指由碳元素、氢元素组成，一定是含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、碳化物、碳硼烷、烷基金属、羰基金属、金属的有机配体配合物等物质，有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物，如脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。

微生物包括：细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，与人类关系密切。

我国是一个农业和养殖业大国，农作物秸秆资源十分丰富，但是目前对于农作物秸秆和畜禽粪便的利用率过低，绝大部分农作物秸秆仍直接还田或作燃料用，既造成资源浪费，又污染环境，通过微生物发酵技术是一种可以提高秸秆和禽畜粪便消化利用率的绿色环保技术，但是目前利用有机微生物发酵制备生物新材料的工艺中，因微生物发酵剂存在降解率低、生物转化率不高的问题，所以受微生物发酵剂的影响，容易造成制备过程中资源的浪费，进而导致成本过高，周期性长，制备的生物新材料效果达不到理想效果。因此，本发明提供了一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，目的在于解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用有机微生物发酵的生物新材料，该生物新材料的原料按重量份组分为：家禽粪便60～70份、秸秆20～30份、淘米水20～40份、草炭5～10份、蚯蚓粪10～20份、微生物发酵剂3～8份、纤维素酶1～3份、海藻10～25份、酒精活性泥5～12份、生物混合菌10～20份、硼渣2～10份。

作为本发明进一步的方案：所述家禽粪便包括牛、羊、猪、鸡、鸭等粪便中的一种或几种。

作为本发明再进一步的方案：所述秸秆包括水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等其他农作物秸秆中的一种或几种。

作为本发明再进一步的方案：所述生物混合菌是一种由巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、粪产碱菌、纤维二糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和放线菌混合制备而成的生物混合菌种，所述放线菌的含量为(1～3)×105cfu/m。

作为本发明再进一步的方案：微生物发酵剂按照重量份组分为：枯草芽孢杆菌20～30份、凝结芽孢杆菌10～15份、地衣芽孢杆菌15～20份、米曲霉6～9份、淡紫拟青霉5～10份、泾阳链霉菌7～12份、EM菌剂2～3份。

作为本发明再进一步的方案：所述微生物发酵剂的制备方法为以下步骤：

A、将150～200g的马铃薯去皮、切小块，加850～950ml的水，进行煮沸30min，滤去马铃薯，并加入葡萄糖25～30g、琼脂10～15g，再进行补水至与初始加水量相等，继续加热溶解，同时进行灭菌处理，灭菌时间在20～30min；

B、在上述灭菌结束后，将所得的物料加入培养瓶中，依次加入枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉、淡紫拟青霉、泾阳链霉菌和EM菌剂，将培养瓶置于摇床内，控制pH值在6.0～7.0，在25～30℃的温度条件下培养4～7天即得微生物发酵剂。

作为本发明再进一步的方案：一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，其制备工艺为以下步骤：

S1、生物有机质材料的制备：先将一定份量的秸秆利用粉碎机进行粉碎处理，然后再将粉碎后的秸秆粉、淘米水、草炭、海藻和硼渣放入混合机中进行均匀混合，混合均匀后制成颗粒状的生物有机质材料，其粒径小于5mm；

S2、粪便处理：将新鲜的家禽粪便和蚯蚓粪经过滤获取滤渣，然后对获取的滤渣利用紫外线进行杀菌，杀菌时间为30min，即可得处理后的家禽粪便；

S3、混料处理：将S1制得的生物有机质材料、S2中处理后的家禽粪便、微生物发酵剂、纤维素酶、纤维素酶和生物混合菌依次放入混合罐内进行均匀混合，同时加入一定量的水，水份总含量在10～20％；

S4、发酵处理：将S3混合均匀的混合料物放入发酵罐内进行自然发酵，发酵时间在10～15天，发酵温度在25～40℃，期间定期对发酵罐内进行均匀搅拌，每次搅拌的时间在30min，并定期检测菌落的总数，当菌落总数大于1×109cfu/g时，即发酵完成；

S5、成品加工：将发酵完成后的物料利用粉碎机进行粉碎，粉碎后利用造粒机对粉碎后的物料进行造粒，制成颗粒状物料，且粒径在2～5mm；

S6、烘干处理：将造粒后的颗粒物料利用烘干机进行烘干处理，烘干温度保持在40～60℃，使物料的含水量在10～15％，即可制得生物新材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，通过利用有机微生物发酵来制备生物新材料，在原料中利用家禽粪便和蚯蚓粪来作为主料，并利用秸秆作为辅料，并且在原料中添加微生物发酵剂和生物混合菌，不仅可以提高生物新材料的环保性和节能性，而且通过生物发酵剂内的枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌的配合使用，可以降低植物体内硝酸盐含量和重金属含量，同时利用生物混合菌内的巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的配合使用，方便在代谢过程中产生大量的植物内源酶，进一步提高了作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收率，并且胶冻样芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌的配合，可促进作物根系生长，使其须根增多，有利于微生物菌群代谢产生的植物内源酶和植物生长调节剂经根系进入植物体内，促进其光合作用，有较为显著的增产作用，而且泾阳链霉菌具有增强土壤肥力、刺激作物生长的能力，因此本发明设计的生物新材料不仅可以促进作物的生长，而且对作物的抗病害、增产能力都得到了进一步的提高，同时该工艺操作简单，成本低，绿色环保，可应用于农作物种植和果蔬种植领域。

附图说明

图1为一种利用有机微生物发酵的生物新材料的成分示意图；

图2为一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺中制备流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，本发明实施例中，

实施例1

一种利用有机微生物发酵的生物新材料，该生物新材料的原料按重量份组分为：家禽粪便60份、秸秆20份、淘米水20份、草炭5份、蚯蚓粪10份、微生物发酵剂3份、纤维素酶1份、海藻10份、酒精活性泥5份、生物混合菌10份、硼渣2份。

其中，家禽粪便包括牛、羊、猪、鸡、鸭等粪便中的一种或几种。

其中，秸秆包括水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等其他农作物秸秆中的一种或几种。

进一步的，生物混合菌是一种由巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、粪产碱菌、纤维二糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和放线菌混合制备而成的生物混合菌种，放线菌的含量为(1～3)×105cfu/m。

进一步的，微生物发酵剂按照重量份组分为：枯草芽孢杆菌20份、凝结芽孢杆菌10份、地衣芽孢杆菌15份、米曲霉6份、淡紫拟青霉5份、泾阳链霉菌7份、EM菌剂2份。

再进一步的，微生物发酵剂的制备方法为以下步骤：

A、将150g的马铃薯去皮、切小块，加850ml的水，进行煮沸30min，滤去马铃薯，并加入葡萄糖25g、琼脂10g，再进行补水至与初始加水量相等，继续加热溶解，同时进行灭菌处理，灭菌时间在20～30min；

B、在上述灭菌结束后，将所得的物料加入培养瓶中，依次加入枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉、淡紫拟青霉、泾阳链霉菌和EM菌剂，将培养瓶置于摇床内，控制pH值在6.0～7.0，在25～30℃的温度条件下培养4～7天即得微生物发酵剂。

再进一步的，一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，其制备工艺为以下步骤：

S1、生物有机质材料的制备：先将一定份量的秸秆利用粉碎机进行粉碎处理，然后再将粉碎后的秸秆粉、淘米水、草炭、海藻和硼渣放入混合机中进行均匀混合，混合均匀后制成颗粒状的生物有机质材料，其粒径小于5mm；

S2、粪便处理：将新鲜的家禽粪便和蚯蚓粪经过滤获取滤渣，然后对获取的滤渣利用紫外线进行杀菌，杀菌时间为30min，即可得处理后的家禽粪便；

S3、混料处理：将S1制得的生物有机质材料、S2中处理后的家禽粪便、微生物发酵剂、纤维素酶、纤维素酶和生物混合菌依次放入混合罐内进行均匀混合，同时加入一定量的水，水份总含量在10～20％；

S4、发酵处理：将S3混合均匀的混合料物放入发酵罐内进行自然发酵，发酵时间在10～15天，发酵温度在25～40℃，期间定期对发酵罐内进行均匀搅拌，每次搅拌的时间在30min，并定期检测菌落的总数，当菌落总数大于1×109cfu/g时，即发酵完成；

S5、成品加工：将发酵完成后的物料利用粉碎机进行粉碎，粉碎后利用造粒机对粉碎后的物料进行造粒，制成颗粒状物料，且粒径在2～5mm；

S6、烘干处理：将造粒后的颗粒物料利用烘干机进行烘干处理，烘干温度保持在40～60℃，使物料的含水量在10～15％，即可制得生物新材料。

实施例2

一种利用有机微生物发酵的生物新材料，该生物新材料的原料按重量份组分为：家禽粪便70份、秸秆30份、淘米水40份、草炭10份、蚯蚓粪20份、微生物发酵剂8份、纤维素酶3份、海藻25份、酒精活性泥12份、生物混合菌20份、硼渣10份。

其中，家禽粪便包括牛、羊、猪、鸡、鸭等粪便中的一种或几种。

其中，秸秆包括水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等其他农作物秸秆中的一种或几种。

进一步的，生物混合菌是一种由巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、粪产碱菌、纤维二糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和放线菌混合制备而成的生物混合菌种，放线菌的含量为(1～3)×105cfu/m。

进一步的，微生物发酵剂按照重量份组分为：枯草芽孢杆菌30份、凝结芽孢杆菌15份、地衣芽孢杆菌20份、米曲霉9份、淡紫拟青霉10份、泾阳链霉菌12份、EM菌剂3份。

再进一步的，微生物发酵剂的制备方法为以下步骤：

A、将200g的马铃薯去皮、切小块，加950ml的水，进行煮沸30min，滤去马铃薯，并加入葡萄糖30g、琼脂15g，再进行补水至与初始加水量相等，继续加热溶解，同时进行灭菌处理，灭菌时间在20～30min；

B、在上述灭菌结束后，将所得的物料加入培养瓶中，依次加入枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉、淡紫拟青霉、泾阳链霉菌和EM菌剂，将培养瓶置于摇床内，控制pH值在6.0～7.0，在25～30℃的温度条件下培养4～7天即得微生物发酵剂。

再进一步的，一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，其制备工艺为以下步骤：

S1、生物有机质材料的制备：先将一定份量的秸秆利用粉碎机进行粉碎处理，然后再将粉碎后的秸秆粉、淘米水、草炭、海藻和硼渣放入混合机中进行均匀混合，混合均匀后制成颗粒状的生物有机质材料，其粒径小于5mm；

S2、粪便处理：将新鲜的家禽粪便和蚯蚓粪经过滤获取滤渣，然后对获取的滤渣利用紫外线进行杀菌，杀菌时间为30min，即可得处理后的家禽粪便；

S3、混料处理：将S1制得的生物有机质材料、S2中处理后的家禽粪便、微生物发酵剂、纤维素酶、纤维素酶和生物混合菌依次放入混合罐内进行均匀混合，同时加入一定量的水，水份总含量在10～20％；

S4、发酵处理：将S3混合均匀的混合料物放入发酵罐内进行自然发酵，发酵时间在10～15天，发酵温度在25～40℃，期间定期对发酵罐内进行均匀搅拌，每次搅拌的时间在30min，并定期检测菌落的总数，当菌落总数大于1×109cfu/g时，即发酵完成；

S5、成品加工：将发酵完成后的物料利用粉碎机进行粉碎，粉碎后利用造粒机对粉碎后的物料进行造粒，制成颗粒状物料，且粒径在2～5mm；

S6、烘干处理：将造粒后的颗粒物料利用烘干机进行烘干处理，烘干温度保持在40～60℃，使物料的含水量在10～15％，即可制得生物新材料。

实施例3

一种利用有机微生物发酵的生物新材料，该生物新材料的原料按重量份组分为：家禽粪便65份、秸秆25份、淘米水30份、草炭8份、蚯蚓粪15份、微生物发酵剂5份、纤维素酶2份、海藻18份、酒精活性泥7份、生物混合菌14份、硼渣8份。

其中，家禽粪便包括牛、羊、猪、鸡、鸭等粪便中的一种或几种。

其中，秸秆包括水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等其他农作物秸秆中的一种或几种。

进一步的，生物混合菌是一种由巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、粪产碱菌、纤维二糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和放线菌混合制备而成的生物混合菌种，放线菌的含量为(1～3)×105cfu/m。

进一步的，微生物发酵剂按照重量份组分为：枯草芽孢杆菌25份、凝结芽孢杆菌12份、地衣芽孢杆菌17份、米曲霉8份、淡紫拟青霉7份、泾阳链霉菌10份、EM菌剂2.5份。

再进一步的，微生物发酵剂的制备方法为以下步骤：

A、将180g的马铃薯去皮、切小块，加900ml的水，进行煮沸30min，滤去马铃薯，并加入葡萄糖27g、琼脂13g，再进行补水至与初始加水量相等，继续加热溶解，同时进行灭菌处理，灭菌时间在20～30min；

B、在上述灭菌结束后，将所得的物料加入培养瓶中，依次加入枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉、淡紫拟青霉、泾阳链霉菌和EM菌剂，将培养瓶置于摇床内，控制pH值在6.0～7.0，在25～30℃的温度条件下培养4～7天即得微生物发酵剂。

再进一步的，一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，其制备工艺为以下步骤：

S1、生物有机质材料的制备：先将一定份量的秸秆利用粉碎机进行粉碎处理，然后再将粉碎后的秸秆粉、淘米水、草炭、海藻和硼渣放入混合机中进行均匀混合，混合均匀后制成颗粒状的生物有机质材料，其粒径小于5mm；

S2、粪便处理：将新鲜的家禽粪便和蚯蚓粪经过滤获取滤渣，然后对获取的滤渣利用紫外线进行杀菌，杀菌时间为30min，即可得处理后的家禽粪便；

S3、混料处理：将S1制得的生物有机质材料、S2中处理后的家禽粪便、微生物发酵剂、纤维素酶、纤维素酶和生物混合菌依次放入混合罐内进行均匀混合，同时加入一定量的水，水份总含量在10～20％；

S4、发酵处理：将S3混合均匀的混合料物放入发酵罐内进行自然发酵，发酵时间在10～15天，发酵温度在25～40℃，期间定期对发酵罐内进行均匀搅拌，每次搅拌的时间在30min，并定期检测菌落的总数，当菌落总数大于1×109cfu/g时，即发酵完成；

S5、成品加工：将发酵完成后的物料利用粉碎机进行粉碎，粉碎后利用造粒机对粉碎后的物料进行造粒，制成颗粒状物料，且粒径在2～5mm；

S6、烘干处理：将造粒后的颗粒物料利用烘干机进行烘干处理，烘干温度保持在40～60℃，使物料的含水量在10～15％，即可制得生物新材料。

综上所述，该工艺制备的生物新材料可以降低植物体内硝酸盐含量和重金属含量，并且在代谢过程中产生大量的植物内源酶，进一步提高了作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收率，同时可促进作物根系生长，使其须根增多，有利于微生物菌群代谢产生的植物内源酶和植物生长调节剂经根系进入植物体内，促进其光合作用，有较为显著的增产作用，而且泾阳链霉菌具有增强土壤肥力、刺激作物生长的能力，因此本发明设计的生物新材料不仅可以促进作物的生长，而且对作物的抗病害、增产能力都得到了进一步的提高，同时该工艺操作简单，成本低，绿色环保，适用于农作物种植和果蔬种植领域。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种利用有机微生物发酵的生物新材料，其特征在于，该生物新材料的原料按重量份组分为：家禽粪便60～70份、秸秆20～30份、淘米水20～40份、草炭5～10份、蚯蚓粪10～20份、微生物发酵剂3～8份、纤维素酶1～3份、海藻10～25份、酒精活性泥5～12份、生物混合菌10～20份、硼渣2～10份。

2.根据权利要求1所述的一种利用有机微生物发酵的生物新材料，其特征在于，所述家禽粪便包括牛、羊、猪、鸡、鸭等粪便中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种利用有机微生物发酵的生物新材料，其特征在于，所述秸秆包括水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等其他农作物秸秆中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种利用有机微生物发酵的生物新材料，其特征在于，所述生物混合菌是一种由巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、粪产碱菌、纤维二糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和放线菌混合制备而成的生物混合菌种，所述放线菌的含量为(1～3)×105cfu/m。

5.根据权利要求1所述的一种利用有机微生物发酵的生物新材料，其特征在于，微生物发酵剂按照重量份组分为：枯草芽孢杆菌20～30份、凝结芽孢杆菌10～15份、地衣芽孢杆菌15～20份、米曲霉6～9份、淡紫拟青霉5～10份、泾阳链霉菌7～12份、EM菌剂2～3份。

6.根据权利要求5所述的一种利用有机微生物发酵的生物新材料，其特征在于，所述微生物发酵剂的制备方法为以下步骤：

A、将150～200g的马铃薯去皮、切小块，加850～950ml的水，进行煮沸30min，滤去马铃薯，并加入葡萄糖25～30g、琼脂10～15g，再进行补水至与初始加水量相等，继续加热溶解，同时进行灭菌处理，灭菌时间在20～30min；

B、在上述灭菌结束后，将所得的物料加入培养瓶中，依次加入枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉、淡紫拟青霉、泾阳链霉菌和EM菌剂，将培养瓶置于摇床内，控制pH值在6.0～7.0，在25～30℃的温度条件下培养4～7天即得微生物发酵剂。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种利用有机微生物发酵的生物新材料及其制备工艺，其特征在于，其制备工艺为以下步骤：

S1、生物有机质材料的制备：先将一定份量的秸秆利用粉碎机进行粉碎处理，然后再将粉碎后的秸秆粉、淘米水、草炭、海藻和硼渣放入混合机中进行均匀混合，混合均匀后制成颗粒状的生物有机质材料，其粒径小于5mm；

S2、粪便处理：将新鲜的家禽粪便和蚯蚓粪经过滤获取滤渣，然后对获取的滤渣利用紫外线进行杀菌，杀菌时间为30min，即可得处理后的家禽粪便；

S3、混料处理：将S1制得的生物有机质材料、S2中处理后的家禽粪便、微生物发酵剂、纤维素酶、纤维素酶和生物混合菌依次放入混合罐内进行均匀混合，同时加入一定量的水，水份总含量在10～20％；

S4、发酵处理：将S3混合均匀的混合料物放入发酵罐内进行自然发酵，发酵时间在10～15天，发酵温度在25～40℃，期间定期对发酵罐内进行均匀搅拌，每次搅拌的时间在30min，并定期检测菌落的总数，当菌落总数大于1×109cfu/g时，即发酵完成；

S5、成品加工：将发酵完成后的物料利用粉碎机进行粉碎，粉碎后利用造粒机对粉碎后的物料进行造粒，制成颗粒状物料，且粒径在2～5mm；

S6、烘干处理：将造粒后的颗粒物料利用烘干机进行烘干处理，烘干温度保持在40～60℃，使物料的含水量在10～15％，即可制得生物新材料。