CN110642649A - 利用动物血液制备有机肥的工艺方法 - Google Patents

Abstract

提供一种利用动物血液制备有机肥的工艺方法，本发明充分利用了屠宰场原来需要花费大量资金处理的牲畜血液为原料，将其通过多级水解蛋白质、乳化、酶解、发酵等生物处理后，变为微生物有机肥还田，不产生二次处理尾料，不但彻底解决了对环境造成的污染问题，提高附加值，而且其制作的有机肥料以改善土壤有益微生物群落为主，达到有效改良土壤，提高土壤活性，提高作物产量，改善果实品质的效果明。

Description

利用动物血液制备有机肥的工艺方法

技术领域

本发明属肥料制造技术领域，具体涉及一种利用动物血液制备有机肥的工艺方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，对肉类食品的需求量越来越大，从而带动养殖业的空前发展。为保证食品安全，国家强制将活猪、活牛等牲畜全部检疫合格后集中宰杀后进入市场。我国每年牲畜屠宰量大，集中宰杀就会产生大量的牲畜血液，这些血液一般通常采用直接排放处理，直接排放会造成环境污染。然而牲畜血液中富含动物蛋白质和油脂，动物蛋白质和油脂等物质是极好的有机肥源。因此利用牲畜血液制作有机肥料，既能解决环保问题，变废为宝，又可以为绿色农业生产提供优质有机肥料，减少化肥的使用量，具有较高的经济效益、环保效益和社会效益。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种利用动物血液制备有机肥的工艺方法，本发明充分利用了屠宰场原来需要花费大量资金处理的牲畜血液为原料，将其通过生物处理后变为微生物有机肥还田，不产生二次处理尾料，不但彻底解决了造成环境污染的问题，提高附加值，而且其制作的肥料以改善土壤有益微生物群落为主，达到有效改良土壤，提高土壤活性，提高作物产量，改善果实品质的效果明。

本发明采用的技术方案：利用动物血液制备有机肥的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)血液收集：经检疫健康动物宰前颈部消毒处理后，颈动脉放血，将动物血液收集到血槽中，向新鲜动物血液中加入质量百分含量为0.55％的柠檬酸钠充分混合，搅拌均匀后形成抗凝血原料；

2)原料处理：将抗凝血原料放入反应罐，并向反应罐中加入质量分数为37.5％浓HCl进行酸处理，形成pH值为2.5～3.5的料液，静止放置 3h；

3)多级水解蛋白质：

①向反应罐中的料液中加入酸性蛋白酶，使酶终浓度达到300U/g，恒温40～50℃条件下酶解，作用时间6h；

②按照10mol/L的比例向反应罐中加入烧碱，调节料液pH值到6.5～ 8；

③向反应罐中加入中性蛋白酶和复合酶制剂PTM-012，使酶终浓度达到800U/g,恒温45～50℃条件下酶解，作用10h；

④按0.2％～0.8％比例向反应罐中加入胰蛋白酶和风味蛋白酶，恒温 53～55℃条件下酶解，作用时间3～20h；

4)乳化：将反应罐中经过多级水解后的料液装入高剪切均质乳化机中进行均质乳化；

5)酶解：将乳化后的料液通过离心泵泵入反应釜，恒温50～55℃下酶解，作用时间6～8h；

6)降温发酵：将酶降解后的料液降温至37℃，按1:10比例加入菌株TPJ-01、枯燥芽孢杆菌、酵母杆菌、乳酸杆菌等，恒温37～38℃下发酵，作用时间8h；

7)高温灭菌：对发酵后的料液在115～121℃高温下灭菌30min；

8)浓缩检测：对灭菌后的料液反复浓缩，直至检测氨基酸浓度达到国家标准10％，即形成有机肥料；

9)分装储存：将经检测达到国家标准后的有机肥料包装入库，低温保存。

上述步骤1)中，所述动物血液为猪血、牛血或羊血。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案中采用多级水解蛋白质对血液中的不同蛋白质进行分解，其中，先是采用酸性蛋白酶在低PH条件下，有效水解血液中的蛋白质，破坏原料颗粒间细胞壁的结构，有利于糖化酶的作用，使原料中可利用碳源增加，提高氨基酸含量；接着在中性PH条件下，先是利用中性蛋白酶的酶促反应，把动物血液中的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，再利用胰蛋白酶，对精氨酸和赖氨酸肽链具有选择性水解作用，可使天然蛋白、变性蛋白、纤维蛋白和黏蛋白等水解为多肽或氨基酸，通过添加适量的风味蛋白酶切断多肽内部的肽键，形成短链肽，提高水解度；本方案通过多级蛋白水解后，大大提高血液中的蛋白物质的水解度，提高物料中氨基酸含量。

2、本方案采用高剪切乳化机乳化，利用高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使血液料液受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层磨擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，使料液中不相容的油性物质与水性物质得到很好均匀相混，瞬间均匀精细地分散乳化，经过高频的循环往复，最终得到稳定的高品质产品，而且省时、高效、节约能源，生产效率高。

3、本方案充分利用了屠宰场原来需要花费大量资金处理的有机物，将其通过生物处理后变为微生物有机肥还田，不产生二次处理尾料，不但彻底解决了环境污染，提高附加值，而且其制作的肥料以改善土壤有益微生物群落为主，达到有效改良土壤，提高土壤活性，提高作物产量，改善果实品质的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中的试验小区田间示意图。

具体实施方式

以下为本发明的实施例。

利用动物血液制备有机肥的工艺方法，括以下步骤：

1)血液收集：经检疫健康动物宰前颈部消毒处理后，颈动脉放血，将动物血液收集到血槽中，向新鲜动物血液中加入质量百分含量为0.55％的柠檬酸钠充分混合，搅拌均匀后形成抗凝血原料；所述动物血液为猪血、牛血或羊血。

2)原料处理：将抗凝血原料放入反应罐，并向反应罐中加入质量分数为37.5％浓HCl进行酸处理，形成pH值为2.5～3.5的料液，静止放置 3h；

3)多级水解蛋白质：

①向反应罐中的料液中加入酸性蛋白酶，使酶终浓度达到300U/g，恒温40～50℃条件下酶解，作用时间6h；

②按照10mol/L的比例向反应罐中加入烧碱，调节料液pH值到6.5～ 8；

③向反应罐中加入中性蛋白酶和复合酶制剂PTM-012，使酶终浓度达到800U/g,恒温45～50℃条件下酶解，作用10h；

④按0.2％～0.8％比例向反应罐中加入胰蛋白酶和风味蛋白酶，恒温 53～55℃条件下酶解，作用时间3～20h；

上述步骤中采用多级水解蛋白质对血液中的不同蛋白质进行分解，其中，先是采用酸性蛋白酶，他能在低PH条件下，有效水解血液中的蛋白质，破坏原料颗粒间细胞壁的结构，有利于糖化酶的作用，使原料中可利用碳源增加，提高氨基酸含量；接着，在中性PH条件下，先是利用中性蛋白酶的酶促反应，中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的，属于一种内切酶，在一定温度、PH值下，能把动物血液中的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸；再利用胰蛋白酶，对精氨酸和赖氨酸肽链具有选择性水解作用，可使天然蛋白、变性蛋白、纤维蛋白和黏蛋白等水解为多肽或氨基酸；通过添加适量的风味蛋白酶切断多肽内部的肽键，形成短链肽，含有氨肽酶，羧肽酶，通过末端水解多肽，提高水解度。本发明通过多级蛋白水解后，大大提高血液中的蛋白物质的水解度，提供物料中氨基酸含量。

4)乳化：将反应罐中经过多级水解蛋白质后的料液装入高剪切均质乳化机中进行均质乳化。采用高剪切乳化机乳化，利用高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使血液料液受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层磨擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，使料液中不相容的油性物质与水性物质得到很好均匀相混，瞬间均匀精细地分散乳化，经过高频的循环往复，最终得到稳定的高品质产品，而且省时、高效、节约能源，生产效率高。

5)酶解：将乳化后的料液通过离心泵泵入反应釜，恒温50～55℃下酶解，作用时间6～8h；

6)降温发酵：将酶降解后的料液降温至37℃，按1:10比例加入菌株TPJ-01、枯燥芽孢杆菌、酵母杆菌、乳酸杆菌等，恒温37～38℃下发酵，作用时间8h；

7)高温灭菌：对发酵后的料液在115～121℃高温下灭菌30min；

8)浓缩检测：对灭菌后的料液反复浓缩，直至检测氨基酸浓度达到国家标准10％，即形成有机肥料；

9)分装储存：将经检测达到国家标准后的有机肥料包装入库，低温保存。

为了验证本有机肥在生产上增产提质效果，将本有机肥在猕猴桃上安排肥效试验。

一、试验方案：试验设计为4个处理3次重复，试验田为长方形，随机排列，正常施肥。即：处理1：本有机肥；处理2：无菌基质；处理 3：清水；处理4：空白对照。

二、试验准备及实施

1、试验地选择：试验地选择一猕猴桃园，该果园地势平坦，土壤肥力中等偏上，灌排水条件良好。

2、试验地处理：

灌溉：采用塑料软管灌溉，避免串灌。

试验田土壤理化性状：土壤为褐土土类，摟土亚类，油螻土土属，黑紫土土种，黄土母质。土壤质地中壤，土壤肥力为6等地(依据国家耕地等级评价标准)。土壤养分详见表1.

表1：试验地土壤养分现状表

3、试验作物及品种选择：试验作物为猕猴桃，品种为徐香，树龄12 年，正值结果盛果期。近三年平均产量约为39000kg/hm²，栽植密度1650 株/hm²，即：行距3m，株距2m。其中：授粉树为240株/hm²(雌雄树比例为6:1)，结果树为1410株/hm²。

4、试验田间示意图如图1所示:试验田面积96m²(即：小区供试验树 16株，分4行，每行4株。每小区结果树14株、授粉树2株)。试验重复3次，共需试验面积1800m²，需试验用树300株。

5、试验作物施肥时期及施肥量确定

试验田猕猴桃全年施肥按当地施肥习惯，分为基肥、萌芽有、膨大肥和壮果肥。供试验肥料在猕猴桃6月至8月份施肥，随灌溉水施用3 次，每次用量为300kg/hm²。空白对照为全年不施肥。

6、试验田灌溉等管理措施

灌溉次数和灌水量：全年共灌溉6次，每次灌溉用水量为600m³/hm²。

其它农事活动及灾害：全年药剂防治病虫害3～4次。春季多受倒春寒危害，及时做好预防工作。

三、试验调查记录

1、猕猴桃生物学性状记录

猕猴桃生物学性状记录：猕猴桃3月下旬发芽抽条，4月上旬随抽条形成花蕾,4月下句开花到5月上旬开花，开始人工授粉,5月下旬座果,6 月上旬幼果开始生长,6月中旬到7月下旬果实迅速膨大,8月上旬到中旬果实大小基本形成,8月中句到10月上旬，果实物质积累期，于10月上中旬成熟、收获、入库贮藏。

猕猴桃生物学性状调查：对试验区猕猴桃生物学性状进行调查，主要调查并测量猕猴桃叶片面积、百叶厚度、百叶鲜重等指标(详见表2、表3)。通过调查，处理1叶片生长浓绿，叶厚，生理性干叶为1.2％左右，个别果实有日烧现象；处理2叶片较绿，叶片略厚，生理性干叶为2.8％左右，日烧果实略多；处理3叶片浅绿，叶片薄，生理性干叶为4.5％左右，日烧果实较多；处理4叶片黄绿，叶片薄，生理性干叶为8.4％左右，果实日烧现象较为严重，占比达1.5％以上。

表2：猕猴桃生物学性状调查表(叶片面积)

表3：猕猴桃生物学性状调查表(叶面积、百叶厚度及重量)

2、猕猴桃产量因子记录和品质检测

猕猴桃产量因子记录：对猕猴桃产量因子调查，主要调查猕猴桃单果大小、单株树结果产量、小区结果产量等因子。表4是猕猴桃果实横径和纵径调查结果，分析表4可以看出，处理1果实最大，其次是处理2，处理4果实最小。

表4：猕猴桃果实大小调查表

表5反映的是猕猴桃果实重量和小区产量，分析表5可以看出，处理1单果最重，其次是处理2，处理4单果最小；从单株平均产量分析，处理1单株产量最高，其次是处理2，处理4单果最低；从小区产量分析，处理1小区产量最高，其次是处理2，处理4单果最低。

表5：猕猴桃试验田单果重和小区产量调查表

猕猴桃果实品质检测记录：采收各处理区猕猴桃果实，每区采集果实2kg，经土肥站化验室测定，测定结果详见表6。从测定结果可以看出，处理1各项品质指标最好，其次是处理2和处理3，处理2和处理3差异较小，处理4较差。

表6：猕猴桃田各处理果实品质检测结果汇总表

经试验表明，本有机肥以改善土壤有益微生物群落，达到有效改良土壤，提高土壤活性，从而提高作物产量，改善果实品质的目的。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (2)

1.利用动物血液制备有机肥的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)血液收集：经检疫健康动物宰前颈部消毒处理后，颈动脉放血，将动物血液收集到血槽中，向新鲜动物血液中加入质量百分含量为0.55％的柠檬酸钠充分混合，搅拌均匀后形成抗凝血原料；

2)原料处理：将抗凝血原料放入反应罐，并向反应罐中加入质量分数为37.5％浓HCl进行酸处理，形成pH值为2.5～3.5的料液，静止放置3h；

3)多级水解蛋白质：

①向反应罐中的料液中加入酸性蛋白酶，使酶终浓度达到300U/g，恒温40～50℃条件下酶解，作用时间6h；

②按照10mol/L的比例向反应罐中加入烧碱，调节料液pH值到6.5～8；

③向反应罐中加入中性蛋白酶和复合酶制剂PTM-012，使酶终浓度达到800U/g,恒温45～50℃条件下酶解，作用10h；

④按0.2％～0.8％比例向反应罐中加入胰蛋白酶和风味蛋白酶，恒温53～55℃条件下酶解，作用时间3～20h；

4)乳化：将反应罐中经过多级水解后的料液装入高剪切均质乳化机中进行均质乳化；

5)酶解：将乳化后的料液通过离心泵泵入反应釜，恒温50～55℃下酶解，作用时间6～8h；

6)降温发酵：将酶降解后的料液降温至37℃，按1:10比例加入菌株TPJ-01、枯燥芽孢杆菌、酵母杆菌、乳酸杆菌等，恒温37～38℃下发酵，作用时间8h；

7)高温灭菌：对发酵后的料液在115～121℃高温下灭菌30min；

8)浓缩检测：对灭菌后的料液反复浓缩，直至检测氨基酸浓度达到国家标准10％，即形成有机肥料；

9)分装储存：将经检测达到国家标准后的有机肥料包装入库，低温保存。

2.根据权利要求1所述的利用动物血液制备有机肥的工艺方法，其特征在于：上述步骤1)中，所述动物血液为猪血、牛血或羊血。

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