CN110963835A - 一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，包括发酵工序、腐熟陈化工序、微波处理工序、磁化处理工序和物料复配。该制备工艺在传统好氧发酵的基础上首次增加了腐熟陈化、微波处理和磁化处理三级工序，使处理后的物料小分子有机营养更丰富、杂菌及有害物质更少、肥效更稳定。

Description

一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺

技术领域

本发明涉及有机废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺。

背景技术

好氧发酵是传统生物有机肥发酵的重要方法，在发酵过程中，为杀死有机废弃物中的危害作物生长的病原体、虫卵、草籽等物质，通常通知发酵温度高达70℃，然而，当发酵温度达到70℃时，必须立即采取翻抛物料的措施，以防止温度超过70℃而抑制发酵基质中微生物菌群的活动，从而避免过度消耗有机质，减少氨挥发，提高肥料质量，因此导致有机物料的腐熟时间短、生物菌类无法充分转化物料中含有的纤维素、半纤维素、木质素，生产出的有机肥料肥效无法达到预期结果。

另外，由于传统的好氧发酵后腐熟阶段较短，虽然大部分有机物已经分解和暂时性的稳定，但已经形成的腐熟质和微量的氮、磷、钾肥的平衡性较差，且腐熟保肥阶段短、有机成分易发生矿质化。

针对生物有机肥传统生产工艺存在的上述一系列问题，更改腐熟工艺、加装腐熟后处理设备是生产的迫切需求。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，该制备工艺在传统好氧发酵的基础上首次增加了腐熟陈化、微波处理和磁化处理三级工序，使处理后的物料小分子有机营养更丰富、杂菌及有害物质更少、肥效更稳定。

本发明的技术方案如下：

一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，包括发酵工序、腐熟陈化工序、微波处理工序、磁化处理工序和物料复配；

微波处理可以进一步杀死耐高温杂菌，将大分子蛋白破碎为小分子活性肽，并去除物料中的部分水分；磁化处理可以将不同小分子活性肽的肽键重新整合形成可供作物良好吸收利用的酶。

上述新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，具体步骤如下：

(1)发酵工序：将质量比为100:0.3～0.7的有机废弃物与有机物料腐熟剂混合，作为发酵基质，置入发酵槽中，开启发酵槽加热装置开始发酵，待物料温度达到40℃以上时关闭加热装置，每天对物料进行翻抛，观察发酵物料温度变化，物料温度超过70℃要立即进行翻抛降温，发酵周期20～30d，待发酵物料进入降温阶段，最高温度处于50℃以下时将物料导出，作为发酵物料，备用；

(2)腐熟陈化工序：将发酵物料投入陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即为一次陈化，一次陈化1周后，将陈化后的物料倒入另一陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即二次陈化，二次陈化1周后，陈化结束，获得陈化物料，备用；

在腐熟陈化工序中，一次陈化和两次陈化连续2次腐熟陈化，可最大程度上降解农残和抗生素，提高物料浸提液浓度；

(3)微波处理工序：将步骤(2)的陈化物料送入微波干燥设备，控制在高频波的作用下使基质得到进一步活化，微波处理时间不低于4s，获得微波物料，备用；

(4)磁化处理工序：将微波物料输送至磁化区，磁化区的磁场强度为2000～3500高斯，物料距磁场的距离为2～10cm，微波物料在磁化区的停留时间为2h，获得磁化物料；

(5)物料复配：将磁化物料复配成生物有机肥或复合微生物肥料。

优选的，在步骤(1)中，有机废弃物包括但不限于秸杆、羊粪、鸡粪、猪牛粪、糠醛渣、糖渣、豆粕、花生麸、蘑菇渣等有机废弃物。

优选的，在步骤(1)中，有机废弃物为羊粪、鸡粪、蘑菇渣三种组分，按照以下重量比例配料：羊粪500份、鸡粪200份、蘑菇渣300份。

优选的，在步骤(1)中，有机物料腐熟剂的要求为有效活菌数≥0.5亿、纤维素酶活≥30U、蛋白酶活≥30U。

优选的，在步骤(1)中，发酵槽的长度为20m、宽度为8m、高度为2m。

优选的，在步骤(2)中，陈化池的高度为2m。

优选的，在步骤(3)中，微波高频波为915MHz。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、通过在传统的有氧发酵基础上增加二次陈化，使后熟陈化延长至14天，可有效降低肥料中的抗生素等残留，抗生素残留比传统的好氧发酵降低了20％；杂菌的量明显降低，杂菌率比单纯好氧发酵降低了55％。农残降解更加充分，从发酵完成的物料中制取浸提液，浸提液浓度提高了30％，说明活化后的水分子水溶性有机养分增多。

2、微波处理工序中，微波处理设备将大分子蛋白质破碎为小分子活性肽，使蛋白质片段两端携带不同的肽键，为作物合理的吸收利用提供基础。

3、当微波物料经过磁场区时，物料中不同小分子活性肽的肽键重新整合形成可供作物良好吸收利用的酶。此外，物料中含有一定数量的酶属于半导体，在外加磁场的作用下，酶的表面形成了一个势能，进而改变了酶的功能和活力，促进作物根系吸收和生长，应用于农作物增加长势，提高抗病性、增产。

4、本发明提供的腐熟陈化工序、微波处理工序和磁化处理工序相辅相成，通过3个工序的递进式处理，使有机肥料具有小分子有机营养更丰富、杂菌及有害物质更少、肥效更稳定的优点。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)发酵工序：将质量比为100:0.5的有机废弃物与有机物料腐熟剂混合，作为发酵基质，置入发酵槽中，发酵槽的长度为20m、宽度为8m、高度为2m；

开启发酵槽加热装置开始发酵，待物料温度达到40℃以上时关闭加热装置，每天对物料进行翻抛，观察发酵物料温度变化，物料温度超过70℃要立即进行翻抛降温，发酵周期20～30d，待发酵物料进入降温阶段，最高温度处于50℃以下时将物料导出，作为发酵物料，备用；有机废弃物使用：羊粪500份、鸡粪200份、蘑菇渣300份；有机物料腐熟剂的要求为有效活菌数≥0.5亿、纤维素酶活≥30U、蛋白酶活≥30U；

(2)腐熟陈化工序：将发酵物料投入陈化池，陈化池的高度为2m，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即为一次陈化，一次陈化1周后，将陈化后的物料倒入另一陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即二次陈化，二次陈化1周后，陈化结束，获得陈化物料，备用；

在腐熟陈化工序中，一次陈化和两次陈化连续2次腐熟陈化，可最大程度上降解农残和抗生素，提高物料浸提液浓度；

(3)微波处理工序：将步骤(2)的陈化物料送入微波干燥设备，控制在高频波的作用下使基质得到进一步活化，微波高频波为915MHz，微波处理时间10s，获得微波物料，备用；

(4)磁化处理工序：将微波物料输送至磁化区，磁化区的磁场强度为3000高斯，物料距磁场的距离为8cm，微波物料在磁化区的停留时间为2h，获得磁化物料；

(5)物料复配：将磁化物料复配成复合微生物肥料，如下：

将上述重量的组分混合，获得复合微生物肥料。

实施例2

(1)发酵工序：将质量比为100:0.3的有机废弃物与有机物料腐熟剂混合，作为发酵基质，置入发酵槽中，发酵槽的长度为20m、宽度为8m、高度为2m；开启发酵槽加热装置开始发酵，待物料温度达到40℃以上时关闭加热装置，每天对物料进行翻抛，观察发酵物料温度变化，物料温度超过70℃要立即进行翻抛降温，发酵周期20～30d，待发酵物料进入降温阶段，最高温度处于50℃以下时将物料导出，作为发酵物料，备用；有机废弃物按照以下重量比例配料秸秆250份、鸡粪180份、猪粪570份；有机物料腐熟剂的要求为有效活菌数≥0.5亿、纤维素酶活≥30U、蛋白酶活≥30U；

(2)腐熟陈化工序：将发酵物料投入陈化池，陈化池的高度为2m；物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即为一次陈化，一次陈化1周后，将陈化后的物料倒入另一陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即二次陈化，二次陈化1周后，陈化结束，获得陈化物料，备用；

在腐熟陈化工序中，一次陈化和两次陈化连续2次腐熟陈化，可最大程度上降解农残和抗生素，提高物料浸提液浓度；

(3)微波处理工序：将步骤(2)的陈化物料送入微波干燥设备，控制在高频波的作用下使基质得到进一步活化，微波高频波为915MHz，微波处理时间4s，获得微波物料，备用；

(4)磁化处理工序：将微波物料输送至磁化区，磁化区的磁场强度为2000高斯，物料距磁场的距离为10cm，微波物料在磁化区的停留时间为2h，获得磁化物料；

(5)物料复配：将磁化物料及下述重量的组分复配成复合微生物肥料，如下：

将上述重量的组分混合，获得复合微生物肥料。

实施例3

(1)发酵工序：将质量比为100:0.7的有机废弃物与有机物料腐熟剂混合，作为发酵基质，置入发酵槽中，发酵槽的长度为20m、宽度为8m、高度为2m；开启发酵槽加热装置开始发酵，待物料温度达到40℃以上时关闭加热装置，每天对物料进行翻抛，观察发酵物料温度变化，物料温度超过70℃要立即进行翻抛降温，发酵周期20～30d，待发酵物料进入降温阶段，最高温度处于50℃以下时将物料导出，作为发酵物料，备用；有机废弃物按照以下重量比例配料：牛粪300份、豆粕100份、糠醛渣300份、糖渣300份；有机物料腐熟剂的要求为有效活菌数≥0.5亿、纤维素酶活≥30U、蛋白酶活≥30U；

(2)腐熟陈化工序：将发酵物料投入陈化池，陈化池的高度为2m；物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即为一次陈化，一次陈化1周后，将陈化后的物料倒入另一陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即二次陈化，二次陈化1周后，陈化结束，获得陈化物料，备用；

在腐熟陈化工序中，一次陈化和两次陈化连续2次腐熟陈化，可最大程度上降解农残和抗生素，提高物料浸提液浓度；

(3)微波处理工序：将步骤(2)的陈化物料送入微波干燥设备，控制在高频波的作用下使基质得到进一步活化，微波高频波为915MHz，微波处理时间20s，获得微波物料，备用；

(4)磁化处理工序：将微波物料输送至磁化区，磁化区的磁场强度为3500高斯，物料距磁场的距离为5cm，微波物料在磁化区的停留时间为2h，获得磁化物料；

(5)物料复配：将磁化物料及下述重量的组分复配成复合微生物肥料，如下：

将上述重量的组分混合，获得复合微生物肥料。

对比例1(传统好氧发酵)

本对比例与实施例1的区别在于，在步骤(2)的腐熟陈化工序中，仅进行一次陈化，即后熟陈化7天，获得的物料替代实施例1的磁化物料，其余组分与实施例1相同，复配成复合微生物肥料。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于，不进行实施例1中的步骤(3)微波处理工序，获得的物料替代实施例1的磁化物料，其余组分与实施例1相同，复配成复合微生物肥料。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于，不进行实施例1中的步骤(4)磁化处理工序，获得的物料替代实施例1的磁化物料，其余组分与实施例1相同，复配成复合微生物肥料。

将实施例1-3及对比例1-3获得的有机肥料进行抗生素、杂菌量检测，结果见表1，如下：

表1

由表1可以看出，通过本发明提供的方法获得的有机肥相对于对比例1-3获得的复配肥料，抗生素残留明显降低，在抗生素含量低的情况下，肥料中的杂菌含量仍明显少于对比例中的杂菌量；表明本发明提供的复配肥料本身具有抑制杂菌的性能；另外，结合对比例的设置可以看出，本申请的技术方案通过各个步骤的共同作用，实现了复配肥料的优异性能。

将实施例1-3及对比例1-3获得的有机肥料均应用于作物上，以不施加任何肥料为对照，观察作物的抗病性和增产情况，见表2，如下：

表2

由表2可以看出，在以对照为基础的情况下，实施例1-3的抗病性及增产率明显高于对比例1-3，这表明，通过本申请提供的方法获得的肥料，其含有丰富的益于植物吸收的营养和组分，可促进作物根系吸收和生长，将其应用于农作物增加长势，提高抗病性、增产。

尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，包括发酵工序、腐熟陈化工序、微波处理工序、磁化处理工序和物料复配。

2.如权利要求1所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：

(1)发酵工序：将质量比为100:0.3～0.7的有机废弃物与有机物料腐熟剂混合，作为发酵基质，置入发酵槽中，开启发酵槽加热装置开始发酵，待物料温度达到40℃以上时关闭加热装置，每天对物料进行翻抛，观察发酵物料温度变化，物料温度超过70℃要立即进行翻抛降温，发酵周期20～30d，待发酵物料进入降温阶段，最高温度处于50℃以下时将物料导出，作为发酵物料，备用；

(2)腐熟陈化工序：将发酵物料投入陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即为一次陈化，一次陈化1周后，将陈化后的物料倒入另一陈化池，物料堆好后用塑料布盖严开始后熟，即二次陈化，二次陈化1周后，陈化结束，获得陈化物料，备用；

(3)微波处理工序：将步骤(2)的陈化物料送入微波干燥设备，微波处理时间不低于4s，获得微波物料，备用；

(4)磁化处理工序：将微波物料输送至磁化区，磁化区的磁场强度为2000～3500高斯，物料距磁场的距离为2～10cm，微波物料在磁化区的停留时间为2h，获得磁化物料；

(5)物料复配：将磁化物料复配成生物有机肥或复合微生物肥料。

3.如权利要求2所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，在步骤(1)中，有机废弃物包括但不限于秸杆、羊粪、鸡粪、猪牛粪、糠醛渣、糖渣、豆粕、花生麸、蘑菇渣等有机废弃物。

4.如权利要求1-3任一项所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，在步骤(1)中，有机废弃物为羊粪、鸡粪、蘑菇渣三种组分，按照以下重量比例配料：羊粪500份、鸡粪200份、蘑菇渣300份。

5.如权利要求1或2所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，，在步骤(1)中，有机物料腐熟剂的要求为有效活菌数≥0.5亿、纤维素酶活≥30U、蛋白酶活≥30U。

6.如权利要求1或2所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，在步骤(1)中，发酵槽的长度为20m、宽度为8m、高度为2m。

7.如权利要求1或2所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，在步骤(2)中，陈化池的高度为2m。

8.如权利要求1或2所述的新型磁化三级发酵有机肥料制备工艺，其特征在于，在步骤(3)中，微波高频波为915MHz。