CN111467951A - 一种增香长效生物除臭剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增香长效生物除臭剂及其制备方法，通过将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌和氨氧化细菌拮抗混合发酵后得到的复合微生物菌剂发酵液，与表面活性剂和增香剂按照特定的比例进行复配进行制备，制备得到的微生物除臭菌剂可在臭源上形成优势菌群，达到长效除臭的目的，对于NH3、H2S和CH4S的去除率分别可达89％、81％和78.5％以上，且其安全可靠，绿色环保。

Description

一种增香长效生物除臭剂及其制备方法
技术领域
本发明属于微生物除臭菌剂制备技术领域，具体涉及一种增香长效生物除臭剂及其制备方法。
背景技术
养殖业在畜禽饲养过程中会产生大量的粪便和废水，尤其是一些养殖设施较为简陋和通风条件差的养殖场，粪便和废水不能够及时处理，极易产生硫化氢、氨气和甲硫醇等恶臭气体，主要因为有机物中的蛋白质受细菌所分泌的各种酶，包括脱氨酶、脱羧酶和加水分解酶等作用而产生异味物质，这些异味物质不仅对人具有毒害作用，还会造成环境污染。
目前，除臭方法主要分为物理方法、化学方法和生物方法三种。由于物理方法和化学方法成本较高，除臭效果不佳，而且会对环境造成二次污染，其中，微生物除臭技术是利用一种或多种有益微生物的代谢活动来分解或转化臭气和有毒有害气体，从而达到除臭目的。
微生物除臭技术当中，急需解决的是除臭的持久性，并且微生物菌株很难在臭气释放源中成为优势菌群。本专利主要目的是寻找优势菌群，对除臭持久性进行研究，以少剂量的除臭剂达到持久的除臭效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种增香长效生物除臭剂及其制备方法，通过将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌发酵后得到的复合微生物菌剂发酵液，与槐糖脂和玫瑰精油按照特定的比例进行复配进行制备，制备得到的微生物除臭菌剂可在臭源上形成优势菌群，达到长效除臭的目的，对于NH3、H2S和CH4S的去除率分别可达89％、81％和78.5％以上，且其使用安全，绿色环保。
本发明采取的技术方案为：
一种增香长效生物除臭剂，包括以下重量份原料：复合微生物菌剂发酵液96～99份、表面活性剂0.5～2份、增香剂0.5～2份；
所述复合微生物菌剂发酵液包括以下重量份的微生物菌剂发酵液：氧化硫硫杆菌发酵液25～35份、酿酒酵母发酵液20～30份、氧化亚铁硫杆菌发酵液10～15份、氨氧化细菌发酵液10～15份。
进一步地，所述复合微生物菌剂发酵液中的活菌含量≥2×108cfu/mL。
所述表面活性剂为槐糖脂；所述增香剂为玫瑰精油。
本发明还提供了所述的增香长效生物除臭剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌分别进行单独培养得到各微生物菌剂种子发酵液；
(2)将氧化硫硫杆菌发酵液、酿酒酵母发酵液、氧化亚铁硫杆菌发酵液、氨氧化细菌发酵液按照配方量进行复配，接入到发酵罐中，进行拮抗混合发酵培养，得到复合微生物菌剂发酵液；
(3)将复合微生物菌剂发酵液、表面活性剂、增香剂按照配方量进行混合后灌装，即可得到所述增香长效生物除臭剂。
为方便喷洒使用，步骤(3)中得到增香长效生物除臭剂可按照常规的方法制备成喷雾剂。
进一步地，步骤(1)中，所述氧化硫硫杆菌所用培养基为Starky-Na2S2O3培养基或Waksman培养基，pH 2.5；30℃培养7天。
步骤(1)中，所述酿酒酵母所用培养基成分为：大豆蛋白胨40g/L，酵母粉40g/L，葡萄糖20g/L，其余为蒸馏水；培养条件为30℃培养20h。
步骤(1)中，所述氧化亚铁硫杆菌所用培养基成分为：硫酸铵0.15g/L，无水硫酸镁0.24g/L，氯化钾0.05g/L，硝酸钙0.01g/L，磷酸氢二钾0.05g/L，七水硫酸亚铁50.0g/L，其它为蒸馏水，pH为2.0；培养条件为30℃培养2天。
步骤(1)中，所述氨氧化细菌所用培养基成分为：葡萄糖250mg/L，NH4Cl 1146mg/L，NaHCO3 3000mg/L，KH2PO4·12H2O 500mg/L，FeSO4·7H2O 30mg/L，MgSO4·7H2O 30mg/L，pH7.8～8.0；培养条件为30℃培养6天。
步骤(2)中，所述发酵培养的培养基为：每升培养基中含有牛肉膏7～8.8g、蛋白胨9～11g、酵母膏2.5～3.3g、氯化钠4.5～5.5g、磷酸二氢钾1.0～1.1g、微量元素0.1～0.11g、蔗糖27～33g、其余为蒸馏水，pH为6.8～7.2。
步骤(2)中，所述发酵培养的条件为：培养温度为30～40℃，搅拌速度为50r/min～100r/min，发酵时间为3天。
本发明提供的增香长效生物除臭剂，主要是针对畜禽养殖过程中产生的粪便和废水的除臭。畜禽粪便和废水主要臭源物质是NH3、H2S和CH4S。本发明主要活性成分为复合微生物菌剂发酵液，复合微生物菌剂发酵液中的氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌起到去硫化氢的作用；氨氧化细菌即亚硝化细菌，在硝化作用过程中负责将铵氧化为亚硝酸盐，实现亚硝化作用，起到除氮作用；酿酒酵母在除臭过程中可利用氨基酸、糖类和各种有机物质，通过发酵产生促进细胞分裂的活性物质，为其它有效微生物增殖所需基质的生产提供营养保障，从而促进氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌以及其它有益微生物的生长，延长有益菌在臭源物质上作用时间，从而达到长效除臭的目的。
本发明增香长效生物除臭剂原料中的表面活性剂优选为槐糖脂，槐糖脂是一种糖脂类生物表面活性剂，其具有常规表面活性剂所具有的增溶、乳化、润湿、发泡、分散、降低表面张力等通用性能，而且还具有无毒、100％可生物降解、耐温、耐高盐、适应pH范围广及对环境友好等特性。其对人体刺激小，易生物降解，且无毒无刺激，绿色环保，可显著的降低喷雾液的表面张力，促进呈臭物质溶入雾滴，增大呈臭物质与雾滴的接触面积,另外，槐糖脂具有生物可降解性，即促进环境污染物被微生物降解的可能性,因此，槐糖脂也可有效的提高喷雾剂的除臭效果。
本发明增香长效生物除臭剂原料中的增香剂可选自任何具有香味的植物精油，优选为玫瑰精油，其可赋予令人愉悦的香味，达到增香的目的。
本发明提供的增香长效生物除臭剂中的微生物组分，可在蛋白质被分解为氨基酸的同时即迅速摄取作为其合成蛋白的原料，氨基酸因此被吸收而成菌体的一部分就不致于再被其它杂菌所分泌的酶所破坏，从而达到除臭的目的，对臭源物质硫化氢、氨、甲硫醇去除率分别达到89％、81％和78.5％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种增香长效生物除臭剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌分别进行单独培养后得到氧化硫硫杆菌发酵液、酿酒酵母发酵液、氧化亚铁硫杆菌发酵液、氨氧化细菌发酵液；
氧化硫硫杆菌所用培养基为Starky-Na2S2O3培养基或Waksman培养基，pH 2.5；30℃培养7天；
酿酒酵母所用培养基为：大豆蛋白胨40g/L，酵母粉40g/L，葡萄糖20g/L，其余为蒸馏水；培养条件为30℃培养20h；
氧化亚铁硫杆菌所用培养基成分为：硫酸铵0.15g/L，无水硫酸镁0.24g/L，氯化钾0.05g/L，硝酸钙0.01g/L，磷酸氢二钾0.05g/L，七水硫酸亚铁50.0g/L，其它为蒸馏水，pH为2.0；培养条件为30℃培养2天；
氨氧化细菌所用培养基为：葡萄糖250mg/L，NH4Cl 1146mg/L，NaHCO3 3000mg/L，KH2PO4·12H2O 500mg/L，FeSO4·7H2O 30mg/L,MgSO4·7H2O 30mg/L，pH 7.8～8.0；培养条件为30℃培养6天；
(2)将氧化硫硫杆菌发酵液、酿酒酵母发酵液、氧化亚铁硫杆菌发酵液、氨氧化细菌发酵液分别按照25份、20份、10份和10份的比例进行混合，接入发酵罐中，培养温度为30℃，搅拌速度为50r/min，发酵3天，得到复合微生物菌剂发酵液；
(3)将复合微生物菌剂发酵液、槐糖脂、玫瑰精油分别按照96份、2份、2份的比例进行混合后灌装，即可得到所述增香长效生物除臭剂。
进一步地，步骤(2)中发酵罐发酵培养基每升组成成分为牛肉膏7g、蛋白胨9g、酵母膏2.5g、氯化钠4.5g、磷酸二氢钾1.0g、微量元素0.1g、蔗糖27g、其余为蒸馏水，pH为6.8。
实施例2
一种增香长效生物除臭剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌分别按照实施例1中的方法进行单独培养后得到氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌发酵液；
(2)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌发酵液分别按照30份、25份、12份和15份的比例进行混合，接入发酵罐中，培养温度为35℃，搅拌速度为60r/min，发酵3天后，得到复合微生物菌剂发酵液；
(3)复合微生物菌剂发酵液、槐糖脂、玫瑰精油分别按照97份、1.5份、1.5份的比例进行混合后灌装，即可得到所述增香长效生物除臭剂。
进一步地，步骤(2)中发酵罐发酵培养基每升组成成分为牛肉膏7g、蛋白胨9g、酵母膏2.5g、氯化钠4.5g、磷酸二氢钾1.0g、微量元素0.1g、蔗糖27g、其余为蒸馏水，pH为6.8。
实施例3
一种增香长效生物除臭剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌分别按照实施例1中的方法进行单独培养后得到氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌发酵液；
(2)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌发酵液分别按照35份、30份、15份和20份的比例进行混合，接入发酵罐中，培养温度为37℃，搅拌速度为100r/min，发酵3天，得到复合微生物菌剂发酵液；
(3)复合微生物菌剂发酵液、槐糖脂、玫瑰精油分别按照99份、0.5份、0.5份的比例进行混合后灌装，即可得到所述增香长效生物除臭剂。
进一步地，步骤(2)中发酵罐发酵培养基每经过升组成成分为牛肉膏7g、蛋白胨9g、酵母膏2.5g、氯化钠4.5g、磷酸二氢钾1.0g、微量元素0.1g、蔗糖27g、其余为蒸馏水，pH为6.8。
对比例1-18
对比例1与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌这一种菌剂,总量与实施例3复合微生物菌液一致。
对比例2与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有酿酒酵母这一种菌剂,总量与实施例3复合微生物菌液一致。
对比例3与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化亚铁硫杆菌这一种菌剂,总量与实施例3复合微生物菌液一致。
对比例4与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氨氧化细菌这一种菌剂,总量与实施例3复合微生物菌液一致。
对比例5与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌54份和酿酒酵母46份。
对比例6与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌70份和氧化亚铁硫杆菌30份。
对比例7与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌64份和氨氧化细菌36份。
对比例8与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有酿酒酵母67份和氧化亚铁硫杆菌33份。
对比例9与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有酿酒酵母60份和氨氧化细菌40份。
对比例10与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化亚铁硫杆菌58份和氨氧化细菌42份。
对比例11与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌45份、酿酒酵母35份和氧化亚铁硫杆菌20份。
对比例12与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有酿酒酵母45份、氧化亚铁硫杆菌20份和氨氧化细菌35份。
对比例13与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌50份、氧化亚铁硫杆菌20份和氨氧化细菌30份。
对比例14与实施例3相比，本对比例的区别仅在于复合微生物菌液的原料只有氧化硫硫杆菌45份、酿酒酵母20份和氨氧化细菌35份。
对比例15与实施例3相比，用枯草芽孢杆菌替代氧化硫硫杆菌，另外三个菌剂不变，其配比和使用量与实施例3中配比和使用量一致。所述枯草芽孢杆菌培养基为：蛋白胨5.0g，牛肉浸取物3.0g，NaCl 5.0g，琼脂15.0g，蒸馏水1.0L；pH7.0，温度37℃，培养2天。
对比例16与实施例3相比，用植物乳杆菌替代氧化亚铁硫杆菌，另外三个菌剂不变，其配比和使用量与实施例3中配比和使用量一致。所述植物乳杆菌培养基为：MRS培养基，pH6.8；培养温度37℃，培养2天。
对比例17与实施例3相比，本对比例的区别在于复合微生物菌液中氧化硫硫杆菌发酵液20份、酿酒酵母发酵液15份、氧化亚铁硫杆菌发酵液5份、氨氧化细菌发酵液5份。
对比例18与实施例3相比，本对比例的区别在于复合微生物菌液中氧化硫硫杆菌发酵液40份、酿酒酵母发酵液35份、氧化亚铁硫杆菌发酵液20份、氨氧化细菌发酵液20份。
试验例：
分别采用各实施例和对比例中所得生物除臭菌剂对养猪场开展除臭作业，选取21个水泥猪栏，每个猪栏10头猪，每个猪栏30m2，将各实施例和对比例的生物除臭菌剂按1kg/1000m2进行喷洒。每隔2小时对各区域进行空气采集,并依据GBT14678-1993空气质量硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫的测定的方法进行检测，检测其NH3、H2S和CH4S的去除率。从而验证除臭效果，结果如表1所示。
表1各实施例和对比例生物除臭菌剂对猪栏臭源去除率比较
Figure BDA0002444296550000091
Figure BDA0002444296550000101
由表1可以看出中各实施例中的增香长效生物除臭剂对NH3、H2S和CH4S的去除率显著高于单个菌种、两个菌种组合以及三个菌种组合，2h检测NH3、H2S和CH4S的去除率分别可达到89％、81％和78.5％以上。
对实施例中菌剂采用枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌进行部分替换后，对比例15-16对NH3、H2S和CH4S的去除率与实施例相比较，略低于实施例。
另外，对实施例中菌剂使用量进行缩小和扩大，对比例17-18对NH3、H2S和CH4S的去除率与实施例相比较，同样略低于实施例。
上述参照实施例对一种增香长效生物除臭剂及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增香长效生物除臭剂，其特征在于，包括以下重量份原料：复合微生物菌剂发酵液96～99份、表面活性剂0.5～2份、增香剂0.5～2份；
所述复合微生物菌剂发酵液包括以下重量份的微生物菌剂发酵液：氧化硫硫杆菌发酵液25～35份、酿酒酵母发酵液20～30份、氧化亚铁硫杆菌发酵液10～15份、氨氧化细菌发酵液10～15份。
2.根据权利要求1所述的增香长效生物除臭剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂发酵液中的活菌含量≥2×108cfu/mL。
3.根据权利要求1所述的增香长效生物除臭剂，其特征在于，所述表面活性剂为槐糖脂；所述增香剂为玫瑰精油。
4.如权利要求1-3任意一项所述的增香长效生物除臭剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化硫硫杆菌、酿酒酵母、氧化亚铁硫杆菌、氨氧化细菌分别进行单独培养得到各微生物菌剂种子发酵液；
(2)将氧化硫硫杆菌发酵液、酿酒酵母发酵液、氧化亚铁硫杆菌发酵液、氨氧化细菌发酵液按照配方量进行复配，接入到发酵罐中，进行拮抗混合发酵培养，得到复合微生物菌剂发酵液；
(3)将复合微生物菌剂发酵液、表面活性剂、增香剂按照配方量进行混合后灌装，即可得到所述增香长效生物除臭剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化硫硫杆菌所用培养基为Starky-Na2S2O3培养基或Waksman培养基，pH 2.5；30℃培养7天。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酿酒酵母所用培养基成分为：大豆蛋白胨40g/L，酵母粉40g/L，葡萄糖20g/L，其余为蒸馏水；培养条件为30℃培养20h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述所用培养基成分为：硫酸铵0.15g/L，无水硫酸镁0.24g/L，氯化钾0.05g/L，硝酸钙0.01g/L，磷酸氢二钾0.05g/L，七水硫酸亚铁50.0g/L，其它为蒸馏水，pH为2.0；培养条件为30℃培养2天。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氨氧化细菌所用培养基成分为：葡萄糖250mg/L，NH4Cl 1146mg/L，NaHCO33000mg/L，KH2PO4·12H2O 500mg/L，FeSO4·7H2O 30mg/L，MgSO4·7H2O 30mg/L，pH 7.8～8.0；培养条件为30℃培养6天。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述发酵培养的培养基为：每升培养基中含有牛肉膏7～8.8g，蛋白胨9～11g，酵母膏2.5～3.3g，氯化钠4.5～5.5g，磷酸二氢钾1.0～1.1g，微量元素0.1～0.11g，蔗糖27～33g，其余为蒸馏水，pH为6.8～7.2。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述发酵培养的条件为：培养温度为30～37℃，搅拌速度为50r/min～100r/min，发酵时间为3天。
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