CN110922245A - 快速发酵有机质的方法及产品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速发酵有机质的方法及其所制成的有机肥料、培养土、饲料，该方法包含：选择下列之一或其组合作为一发酵原料：动物粪便、厨余、农业的植物废弃物、有机污泥；在发酵原料中添加富氧物；将发酵原料置于反应空间中，控制工作温度介于55℃至90℃之间，并对反应空间执行一曝气；添加一添加物到该发酵原料中，该发酵原料与该添加物的添加比例为10000：1～20000：1之间，使其在工作温度下发酵有机质，获得一有机物；对该有机物施予干燥处理，以获得一终产物。该终产物为有机肥料、培养土、饲料。

Description

快速发酵有机质的方法及产品
技术领域
本发明涉及一种快速发酵有机质的方法，以及利用该方法所制造的有机肥料、培养土、饲料。
背景技术
一般用于有机堆肥的原料，主要包含有桔梗、玉米梗、动物禽粪(猪粪/鸡粪/牛粪等)以及餐厅、中央厨房、团膳、传统(果菜)市场所产生的厨余(果菜渣)等。而传统的堆肥方式，主要是利用热环境、发酵及烘干等方法制造，于夏天时大约需要2个月的时间，而冬天时所需的时间更长，需要长达3个月的时间。由于堆肥时间过长，而且需要大面积的土地进行堆肥，因此相当耗费时间及空间，产量有限。而且在堆肥的期间，经常会发出恶臭，造成空气的污染。
2008年7月11日中国台湾所公告的发明第I298715号「生物性堆肥堆积腐熟方法及其应用」专利案，揭露了一种两阶段式堆肥堆积腐熟方法及其应用，其是于堆肥化前接种有益微生物菌种，另外在堆肥化中期于一适当温度范围下再接种一次微生物菌种，利用微生物菌种进行堆肥化的过程中进行第二次微生物菌种接种，藉以加速堆肥腐熟，提高堆肥成分中养分含量，同时可获得更高菌种浓度的产物，可进一步应用于提升生物性堆肥功效。
另有2010年2月11日中国台湾所公告的发明第I320404号「有机质原料添加腐植物质生产有机质肥料的方法」专利案，揭露了：利用棕榈油废渣中加入一定量的腐植酸，该棕榈油废渣与腐植酸是以10：1的比例混合，并经30分钟的加热150℃作用后，而转化为可应用的有机质肥料。其主要是将一定量的腐植物质加入有机质原料进行混合及反应以及经加热作用，使得有机质原料加速转化为可应用的有机质肥料，以提供农业施肥的应用。
上述先前技术通过堆肥方式获得有机物，虽然分别接种有益微生物菌种或加入一定量的腐植酸来获得有机肥料，但仍属已知的堆肥概念，堆肥的处理时间仍然过长，而且限制条件多，例如进料含水率需60％以下，需要额外添加米糠等。所添加的菌种药剂，能处理的比例低，故会增加处理成本。又其堆肥时的反应温度过高(150℃)。后段干燥时间冗长，易造成二次发酵熟成以及耗能，增加处理成本。
发明内容
因此，有鉴于通过堆肥获得有机肥料的方法具有上述的缺点。本发明提出一种快速发酵有机质的方法，是包含：选择下列之一或其组合作为一发酵原料：动物粪便、厨余、农业的植物废弃物、有机污泥；在该发酵原料中添加一富氧物；将该发酵原料置于一反应空间中，控制该反应空间的一工作温度，该工作温度介于55℃至90℃之间，并对该反应空间执行一曝气；添加一添加物到该发酵原料中，该发酵原料与该添加物的添加比例为10000：1～20000：1之间，使该添加物与该发酵原料在该工作温度下发酵有机质，获得一有机物，该添加物选自下列之一或其任意组合：益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、钙粉、炭粉、酵素；在该反应空间内或该反应空间外对该有机物施予一干燥处理，以获得一终产物。
上述发酵原料于置入该反应空间之前，是先执行一破碎处理，使该发酵原料被粉碎。
上述反应过程中是对该发酵原料施予搅拌。
上述富氧物为一臭氧水或一天然强氧化剂。
上述添加物进一步包括有磷或钾。
本发明是施以一电热以调控该工作温度。
上述工作温度包括一第一工作温度与一第二工作温度，其中该第一工作温度介于60℃至90℃，该第二工作温度介于55℃至85℃之间，在该第一工作温度下，该曝气是引流热空气及/或水蒸气至该反应空间中，辅助该反应空间维持该第一工作温度及具备富氧环境；在该第二工作温度时则添加该添加物，该曝气则是引流该热空气至该反应空间中，辅助该反应空间维持该第二工作温度并使该有机物干燥。
上述第一工作温度是维持15分钟～60分钟，该第二工作温度是维持60分钟～180分钟。
上述有机物的含水率低于85％，pH值则为5.0至9.0之间。
上述终产物含水率是控制在35％以下。
上述终产物为下列之一：有机肥料、培养土、饲料。
本发明亦为一种有机肥料，是利用上述快速发酵有机质的方法所制造而成。
本发明亦为一种培养土，是利用上述快速发酵有机质的方法所制造而成。
本发明亦为一种饲料，是利用上述快速发酵有机质的方法所制造而成。
上述技术特征具有下列的优点：
1.发酵原料中添加臭氧水或天然强氧化剂，可以消除发酵原料中的厌氧菌，减少发酵有机质过程中的异味散发，其中臭氧水为液体，天然强氧化剂为粉体，二者皆可藉由搅拌的辅助，充分与发酵原料混合，有效去除厌氧菌。
2.精确控制反应空间的工作温度，再藉由添加剂中的益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、钙粉、炭粉、酵素等，可以增加分解菌等各类菌种的数量，同时对发酵原料施以搅拌，使发酵有机质的操作可以快速完成。
3.发酵有机质的过程中，第一工作温度下的曝气是导入热空气或/及水蒸气，可以辅助加温该反应空间并建构富氧环境，第二工作温度下的曝气则导入热空气，可以使辅助该反应空间的持温并使有机物干燥。
4.藉由破碎处理，可以将农业的植物废弃物予以有效粉碎，使其可增加与菌种或微生物的接触面积，以加快发酵及反应的速度。
5.所制成的有机肥料、培养土、饲料等该终产物含水率可达到35％以下，符合禽粪有机质肥料的规范标准。
附图说明
图1为本发明实施例快速发酵有机质的方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例发酵原料置入于反应空间中的示意图。
图3为本发明实施例所制成的终产物A、B、C进行栽培小白菜发芽的对照结果。
图4为本发明实施例以台肥黑旺特、生鸡粪及化学肥料进行栽培小白菜发芽的对照结果。
图5为本发明实施例以蒸馏水、终产物D、E、F、G、H及I进行栽培绿豆发芽的对照结果。
【符号说明】
(1)发酵原料
(A)发酵装置
(A1)反应空间
(A2)搅拌杆
具体实施方式
请参阅图1及图2所示，本发明为一种快速发酵有机质的方法，实施例包含下列步骤：
选择下列之一或其组合作为一发酵原料：动物粪便、厨余、农业的植物废弃物、有机污泥。其中，该动物粪便可以是猪、牛、羊、鸡、鸭、或鹅等禽畜粪便。该厨余则包含有：水果蔬菜渣、咖啡渣、茶叶渣、下脚料、过期回收的淀粉类例如玉米粉或甘藷粉等、酒糟或豆渣。该农业的植物废弃物则可以是玉米梗、米糠、粗糠、桔梗、植菇废太空包、棕梠渣或落叶。有机污泥可以是食品厂、纸浆厂或制酒厂的制程产生的污泥废料。但以上各种发酵原料只是举例，并不以此为限。
在该发酵原料中添加富氧物，富氧物可以是臭氧水或天然强氧化剂例如总清，所添加的富氧物有助于去除发酵原料中的厌氧菌，减少异味的散发。液态的臭氧水或粉状的天然强氧化剂，均有助于与发酵原料充分混合。
将该动物粪便、该厨余、该农业的植物废弃物、有机污泥等发酵原料1置入于一发酵装置A的一反应空间A1中，该反应空间A1内是横跨设置有具螺旋叶片的一搅拌杆A2。再使该反应空间A1通过电热或其他热源保持在一第一工作温度，该第一工作温度为60℃至90℃之间，时间维持在15分钟～60分钟之间。另对该反应空间A1施予一曝气，例如引流热空气经过该反应空间A1，该曝气操作可以辅助反应空间A1的加温，使反应空间A1更快到达60℃至90℃的该第一工作温度。同时，持续引流热空气也使该反应空间A1可以形成一个富氧环境，加速消除发酵原料1中的厌氧菌。此外，发酵原料1如果是湿度较小的物质，曝气操作也可以适时导入水蒸气到该反应空间A1中，增加发酵原料1的湿度。如果需要增加上述发酵原料1的比表面积，发酵原料1置入该反应空间A1之前，可以先执行一破碎处理，使该发酵原料1被粉碎。例如先将较大体积的发酵原料1进行一粗破碎处理，使其变成小体积的发酵原料1，然后再进行一细破碎处理，将小体积的该发酵原料1予以粉碎，接着再经由一过筛处理，以去除无法粉碎的该发酵原料1或杂质。最后才将经过破碎处理的发酵原料1置入于反应空间A1中。破碎处理主要是针对棕梠渣、玉米梗等较硬的该农业的植物废弃物进行处理，并使经粉碎后的该发酵原料1增加与菌种或微生物的接触面积。
添加一添加物到该反应空间A1中，该发酵原料1与该添加物的添加比例是为10000:1～20000:1之间，添加物选自下列之一或其任意组合：益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、钙粉、炭粉、酵素。该添加物可以增加分解菌等各类菌种的数量，加快其发酵有机物的速度，以获得一有机物。在此步骤中，曝气持续进行，是引流空气流经过该反应空间A1，并使该反应空间A1维持在一第二工作温度，该第二工作温度控制在55℃至85℃之间，时间维持在60分钟～180分钟之间。热空气流经该反应空间A1，可以辅助该反应空间A1持温，同时使有机物干燥。添加剂也可以是磷或钾等，藉以可增加该有机物中磷或钾的含量，使其可符合肥料标准的规范。又利用具螺旋叶片的该搅拌杆A2，可以充分搅拌该发酵原料1及该添加物，使二者确实反应，避免死角产生，加速发酵有机质。本步骤发酵的有机质其含水率低于85％，pH值则为5.0至9.0之间。发酵过程中，发酵原料1的水份或者曝气过程导入水蒸气所产生的水份，凝结在该反应空间A1的上方，再沿着反应空间A1的内层壁面汇流，然后排出该反应空间A1。
最后，在该反应空间A1之内或该反应空间A1之外，对该有机物施予一干燥处理，以获得一终产物。如果是在反应空间A1之内执行干燥处理，则持续对该反应空间A1进行曝气，藉由导入热空气配合搅拌翻堆，使该终产物含水率达到35％以下。而所获得的该终产物为下列之一：有机肥料、培养土、饲料。
下列操作，可以验证本发明的功效。
操作一：发酵原料总重10KG，其中鸡粪8.57KG及粗糠1.43KG。发酵原料碳氮比的配置为6份碳氮比为10：1的鸡粪，1份碳氮比为75：1的粗糠，以使发酵原料的碳氮比为19.28：1。添加物为先加入臭氧水500ml及益生菌0.5g、活性碳粉0.5g、糖蜜15g，并混合150ml臭氧水。持温翻堆15分钟。发酵有机质结束后的总重为15.19KG。获得下列表一的数据。
表一：
Figure BDA0001785562550000051
Figure BDA0001785562550000061
操作二：发酵原料总重10KG，其中鸡粪8.57KG及粗糠1.43KG，再另加水3.0KG。发酵原料碳氮比的配置为6份碳氮比为10：1的鸡粪，1份碳氮比为75：1的粗糠，以使发酵原料的碳氮比为19.28：1。添加物为先加入总清强氧化剂0.5g、益生菌0.5g、糖蜜30g，再翻堆30min后再加入总清强氧化剂0.5g。发酵结束后的总重为17.96KG。获得下列表二的数据。
表二：
Figure BDA0001785562550000062
操作三：发酵原料总重10KG，其中鸡粪8.57KG及粗糠1.43KG，再另加水3.0KG。发酵原料碳氮比的配置为6份碳氮比为10：1的鸡粪，1份碳氮比为75：1的粗糠，以使发酵原料的碳氮比为19.28：1。添加物为先加入总清强氧化剂1.0g、碳酸钙25g、芽胞菌1g、活性碳粉25g。发酵结束后的总重为19.60KG。获得下列表三的数据。
表三：
Figure BDA0001785562550000063
Figure BDA0001785562550000071
经由上述操作结果可以得知，本发明快速发酵有机质的方法，有别于传统堆肥，只需三小时即可快速完成，可改善长期以来，传统堆肥制造费时及占用大量空间的缺点。而且制造有机质过程中几乎不具有臭味，因此不会造成环境中的空气污染。
本发明也是一种有机肥料，是利用上述的快速发酵有机质的方法所制造而成。该有机肥料是供精致农业、兰花业者、果农业者、有机农户、林木业者、土壤改良业者、农业资材商及花卉业者做为施肥之用。
本发明也是一种培养土，是利用上述的快速发酵有机质的方法所制造而成。该培养土是供精致农业、兰花业者、果农业者、有机农户、林木业者、土壤改良业者、农业资材商及花卉业者做为栽种植物、花卉基材之用。
本发明也是一种饲料，是利用上述的快速发酵有机质的方法所制造而成。该饲料是可以用来饲养蚯蚓、黑水虻等。
又进一步将本发明所制成的终产物，同样进行栽培小白菜发芽率的实际操作。用于操作的终产物共有三组，每一组分别采用50颗小白菜种子于恒温25℃进行操作，以计算其发芽率。操作条件分别为：
终产物A(蒸气堆肥)：3kg鸡粪、7kg玉米梗，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+糖蜜15g混150ml臭氧水)。
终产物B(蒸气堆肥)：3kg鸡粪、7kg粗糠，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+尿素15g混150ml臭氧水)。
终产物C(蒸气堆肥)：3kg鸡粪、7kg粗糠，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+糖蜜7.5g+尿素7.5g混150ml臭氧水)。
对照组共有三组，为目前农民普遍使用的施肥方式。分别为台肥黑旺特(复合)、生鸡粪及化学肥料，同样每一组分别采用50颗小白菜种子于恒温25℃进行实验，以计算其发芽率。
上述终产物A、B、C、台肥黑旺特(复合)、生鸡粪及化学肥料分别操作后所获得的结果，如下列表四所示，而小白菜发芽的相片则如图3及图4所示。
表四：
Figure BDA0001785562550000081
又本发明所制成的终产物，则进行栽培绿豆发芽率的实际操作。用于操作的终产物共有六组，每一组分别采用50颗绿豆种子于恒温25℃进行操作，以计算其发芽率。操作条件分别为：
终产物D：鸡粪3KG、粗糠7KG，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+糖蜜15g混150ml臭氧水)。
终产物E：鸡粪3KG、粗糠7KG，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+糖蜜15g混150ml臭氧水)。
终产物F：鸡粪3KG、玉米梗7KG，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+糖蜜15g混150ml臭氧水)。
终产物G：鸡粪3KG、粗糠7KG，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+性碳粉4.5g+尿素15g混150ml臭氧水)。
终产物H：鸡粪3KG、粗糠7KG，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+糖蜜7.5g+尿素7.5g混150ml臭氧水)。
终产物I：鸡粪5KG、粗糠5KG，先加入臭氧水500ml持温翻堆15分钟后、加入(益生菌0.5g+活性碳粉4.5g+糖蜜7.5g+尿素7.5g混150ml臭氧水)。
对照组共有一组，为蒸馏水，同样采用50颗绿豆种子于恒温25℃进行实验，以计算其发芽率。
上述终产物D、E、F、G、H、I及蒸馏水分别操作后所获得的结果，如下列表五所示，而绿豆发芽的相片则如图5所示。
表五：
Figure BDA0001785562550000091
经由上述栽培小白菜及绿豆发芽率的结果得知，本发明所制造成的该终产物，相对于一般的化学肥料而言，对于植物的栽种效果更具有实质上的帮助。
综合上述实施例的说明，当可充分了解本发明的操作、使用及本发明产生的功效，惟以上所述实施例仅是为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆属本发明涵盖的范围内。

Claims (14)

1.一种快速发酵有机质的方法，包含下列步骤：
选择下列之一或其组合作为一发酵原料：动物粪便、厨余、农业的植物废弃物、有机污泥；
在所述发酵原料中添加一富氧物；
将所述发酵原料置于一反应空间中，控制所述反应空间的一工作温度，所述工作温度介于55℃至90℃之间，并对所述反应空间执行一曝气；
添加一添加物到所述发酵原料中，所述发酵原料与所述添加物的添加比例为10000：1～20000：1之间，使所述添加物与所述发酵原料在所述工作温度下发酵有机质，获得一有机物，所述添加物选自下列之一或其任意组合：益生菌、芽胞菌、糖蜜、尿素、钙粉、炭粉、酵素；
在所述反应空间内或所述反应空间外对所述有机物施予一干燥处理，以获得一终产物。
2.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述发酵原料于置入所述反应空间之前，是先执行一破碎处理，使所述发酵原料被粉碎。
3.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，反应过程中对所述发酵原料施予搅拌。
4.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述富氧物为一臭氧水或一天然强氧化剂。
5.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述添加物进一步包括有磷或钾。
6.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，是施以一电热以调控所述工作温度。
7.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述工作温度包括一第一工作温度与一第二工作温度，其中所述第一工作温度介于60℃至90℃，所述第二工作温度介于55℃至85℃之间，在所述第一工作温度下，所述曝气是引流热空气及/或水蒸气至所述反应空间中，辅助所述反应空间维持所述第一工作温度及具备富氧环境；在所述第二工作温度时则添加所述添加物，所述曝气则是引流所述热空气至所述反应空间中，辅助所述反应空间维持所述第二工作温度并使所述有机物干燥。
8.如权利要求7所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述第一工作温度是维持15分钟～60分钟，所述第二工作温度是维持60分钟～180分钟。
9.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述有机物的含水率低于85％，pH值则为5.0至9.0之间。
10.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述终产物含水率是控制在35％以下。
11.如权利要求1所述的快速发酵有机质的方法，其中，所述终产物为下列之一：有机肥料、培养土、饲料。
12.一种有机肥料，是利用权利要求1至11中任一项所述的快速发酵有机质的方法所制造而成。
13.一种培养土，是利用权利要求1至11中任一项所述的快速发酵有机质的方法所制造而成。
14.一种饲料，是利用权利要求1至11中任一项所述的快速发酵有机质的方法所制造而成。
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Citations (4)

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CN1526484A (zh) * 2003-03-03 2004-09-08 李姝] 一种无害化畜禽粪便混合物及其处理方法
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