CN1115311A - 一种油菜籽饼粕的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油菜籽饼粕的处理方法。即将新鲜的油菜籽饼粕经粉碎、水解、中和、螯合反应和后处理等工序后，制成一种高效、广谱、无毒的、富含十七种氨基酸的植物生长营养液。本发明工艺简单可靠，成本低廉，易实现工业化生产。所得到的植物生长营养液具有很好的经济效益和社会效益。本发明为油菜籽饼粕的综合利用开辟了一个新的领域。

Description

一种油菜籽饼粕的处理方法
本发明属于农副产品综合利用的技术领域，具体涉及用物理和化学方法将油菜籽饼粕制成广谱、高效、无毒的植物生长营养液的方法。专利分类号A23L。
油菜籽是我国主要的油料作物之一。据统计，我国每年产出脱脂的菜籽饼粕约55亿斤，数量巨大；新鲜的菜籽饼粕中含35～45％的蛋白质，经碱或酸解后，可得到十七种含量不等的氨基酸混合物，氨基酸含量十分丰富而全面。但在油菜籽提取油脂的过程中，却把高硫葡萄甙、芥子碱、单宁和皂素等有毒物质残留在菜籽饼粕中，不能直接作为动物饲料用。至目前为止，我国的数量巨大的油菜籽饼粕尚未完全综合利用，十分可惜。
目前，油菜籽饼粕的综合利用和处理方法有如下几种：(1)菜籽饼粕酿造酱油工艺(专利申请号：90101786，贵州省铜仁地区粮科所)。(2)油菜籽饼粕固体发酵去毒制饲料的方法(专利申请号：92103166-1，武汉粮食工业学院)。(3)茶籽饼粕添加剂发酵脱毒法(专利申请号：88102942，叶德权)。(4)提高菜籽饼粕利用的方法[“中国油脂”，89(2)P48-50，沈赤]。(5)棉、菜籽饼粕的加工与利用技术[“饲料工业”，90(2)P21-24]。(6)饼粕饲料资源的开发利用及前景探讨[“饲料世界”，89(1)P5-9]。
上述方法不足之处，在于仅将菜籽饼粕作动物饲料(或酿造酱油)前，必须对其进行严格的脱毒；而脱毒的方法有多种，但其工艺复杂，周期长，脱毒成本高，甚至引起环境污染。而且残存于菜籽饼粕中的有害有毒物质不易全部脱净，稍有不慎，会使人畜产生中毒现象。
本发明克服上述之不足，不经脱毒这一复杂的工艺过程，扩大菜籽饼粕的综合利用的领域，而用下述的物理和化学方法，将其制成具有前途广阔、高效、广谱无毒的植物生长营养液。
本发明通过通过下述步骤来实现：
将新鲜的、无霉变的脱脂菜籽饼粕，经机械粉碎、过筛(40～60目)后，置于带夹道的搪瓷反应釜中，加入1～1.40倍(相对于菜籽饼粕的重量)的普通自来水于釜内，搅拌均匀和不断搅拌下，缓慢加入0.4～0.6倍(相对于菜籽饼粕的重量)的浓度为98％(wt)的浓硫酸，然后，通入饱和蒸汽于反应釜的夹道中，对釜内固液混合物进行间接加热。在不断搅拌下，釜内温度控制在100～130℃，水解6～10小时，即放出料液，趁热用板框过滤机或离心机过滤，所得滤液用碱液中和至PH＝6～8。将中和后的滤液加热至50～110℃温度范围内，在不断搅拌下，分批加入与料液所含氨基酸等当量的含有植物生长所需的微量元素的可溶性盐类，反应3～5小时，生成易被植物吸收的富含各种氨基酸的植物生长营养液。
本发明与现有油菜籽饼粕的处理方法不同之处和特征在于：
(1)本发明首先提出用水解菜籽饼中蛋白质生成含量不等的十七种氨基酸混合物，然后加入于植物生长所需的微量元素与之进行螯合反应或配合反应，生成稳定的螯合物或配合物。
反应式如下：
(1)蛋白质水解成多种含量不等的氨基酸的混合物：
Figure A9410881000051
(2)氨基酸与可溶性金属盐中的金属离子，进行螯合反应：
(3)氨基酸混合液中存在的铵根离子，与可溶性金属盐中的金属离子进行配合反应：
上述反应中：
Figure A9410881000053
代表多种氨基酸，R＝R R≠R′
Me2+—代表可溶性金属盐中的金属离子，可以是Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+、Mn2+等金属离子，但至少是锌离子。
上述以水解、过滤、螯合(或配合)反应工序所组合的生产富含多种氨基酸的植物生长营养液的工艺简单可靠成熟，易实现工业化生产。
二、本发明的另一特征是：植物生长对各种微量元素的量有不同要求，但作为可溶性金属盐形式存在的各种微量元素在溶液中以游离态的离子出现，难以被植物所吸收；而水解菜籽饼粕中的蛋白质所得到的含量不等的十七种氨基酸的混合物，其本身是植物生长所需要的高营养物质；当植物所需要的铜、锌、锰、镍、铁等微量元素，在上述工艺条件下，与从菜籽饼粕中蛋白质的水解所生成的多种氨基酸进行螯合反应，生成极其稳定的氨基酸金属螯合物，这样，作为高营养物质的氨基酸金属螯合物，便极易被植物所吸收。本发明根据植物对多种微量元素的不同要求，确定适宜可溶性盐类的种类和加入量，本发明推荐加入硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硼砂、钼酸铵、硫酸镁，其量(相对於水解液中和后的重量)分别为0.5～1％，1～2％，0.008～0.5％，0.7～1.1％，0.001～～1％，0.005～1％。加入量若低于上述含量，则达不到应有的肥效，若高于上述含量，则会因微量元素过量而导致植物“中毒”反而抑制植物的生长。
上述菜籽饼粕中的蛋白质水解依下工艺条件进行：
硫酸的浓度和用量。将上述所加的水和浓硫酸[98％(wt)]换算成实际浓度和用量，硫酸浓度为28％～30％(指重量百分比)，用量为1.4～2倍(相对于菜籽饼粕的重量)。硫酸浓度低于28％，则延长水解时间；高于30％，没有必要。用量少于1.4倍，不仅造成搅拌的困难，而且因水解液过稠造成后工序过滤的困难，大于2倍，又因水解液过稀，而造成单位体积的氨基酸含量相对减少。水解温度控制在100～130℃，低于100℃，则延长反应时间，高于130℃，能耗过大。水解时间在6～10小时，少于6小时，蛋白质水解不完全；大于10小时，能耗过大，没有必要。
上述可溶性盐类最好分批加入，其总加入量为水解液中氨基酸等当量。一般是将中和后的水解液，加热至90～110℃，在不断搅拌下，加入1～2％硫酸铜、0.08～0.5％的硫酸锰，反应0.8～1.2小时，将釜液降温至60～80℃，在不断搅拌下，加入0.5～1％的硫酸锌，0.7～1.1％的硼砂，反应0.8～1.2小时，再将釜液降温至50～70℃，在不断搅拌下加入0.005～1％的硫酸镁，0.008～1％的钼酸铵，反应0.8～1.2小时。上述加入量是指相对于中和后水解液的量。反应温度宜控制在50～110℃之间，低于50℃，反应速度太慢，高于110℃，能耗增加，而且没有必要。反应时间少于0.8小时，反应不够完全，大于1.2小时，又增加动力费用。
以上述方法所制得的植物生长营养液，除含有十七种氨基酸外，还含有植物生长所不可缺少的氮、磷、钾、钙、硫、铁、镁、钼、锰、硼、锌等化学元素。经测定，此种富含多种氨基酸的植物生长营养液进行动物急性毒性试验(小白鼠灌胃)，基本无毒。用小白菜做残留对照试验，基本无残留。该植物生长营养液的产品，经湖北、广东、山东等地农田大面积施用结果表明，其不仅能促进植物生长，提前农作物的成熟期，特别是蔬菜、瓜果类，可提前5～10天成熟。对农作物一般可增产10～35％。这里还应指出，本发明得到的植物生长营养液，不是激素类的液肥，而是营养型的高效液肥。
实施例：
将新鲜的、无霉变的菜籽饼粕一吨，机械粉碎、过筛(40目)后，置于搪瓷反应釜中，加入1.3吨普通自来水，将物料搅拌均匀后，连续开动搅拌，缓慢加入0.4吨浓度为98％(wt)的浓硫酸；通入蒸气对其进行间接加热升温至100℃，在不断搅拌下，温度控制在100～120℃，水解10小时停止反应。趁热用离心机过滤，滤液用30％的氢氧化钠溶液中和至PH＝6.5，将中和液升温至100℃，在不断搅拌下，加入20kg农用硫酸铜，15kg硫酸锰，在此温度下，反应1.2小时；然后将釜液温度降至80℃；在不断搅拌下，加入8kg硫酸锌、6kg钼酸铵和10kg硼砂，在此温度下反应1小时；最后，将釜液降至60℃，在不断搅拌下加入2kg硫酸镁和少许无任何杂质的石灰乳，反应0.8小时，当釜液温度降至室温时，则用液氨将反应物调至PH＝7.5～7.8，即得到富含氨基酸的植物生长营养液
附图说明如下：
附图为利用菜籽饼粕生产植物生长营养液工艺流程图，图中：
1——反应釜     2——离心机     3——硫酸贮罐
4——缓冲罐     5——耐酸泵     6——中和桶
7——离心泵     8——反应釜
(1)—硫酸       (2)——进料     (3)———蒸汽
(4)——冷凝水   (5)——碱液     (6)——液氨
(7)——进  料   (8)——蒸汽     (9)——水
(10)——水      (11)——冷凝水  (12)——成品
(13)——水

Claims (4)

1、一种油菜籽饼粕的处理方法，其特征在于：新鲜的脱脂油菜籽饼粕经水解(即菜籽饼粕中所含蛋白质的水解)，获得十七种含量不等的氨基酸混合液，用碱液中和至PH＝6.5，然后升温，在50～110℃范围内，连续搅拌下，分批加入与水解液中所含氨基酸的等当量的植物生长所必须的化学元素的可溶性盐类，与之进行螯合反应或配合反应，反应3～5小时，最后将反应液进行后处理，即得到高效、广谱、无毒的植物生长营养液。
2、根据权利要求1所述工艺，其特征在于油菜籽饼粕中蛋白质的水解条件：所用的水解剂可以用硫酸、盐酸或氢氧化钠。水解温度控制在100～130℃，水解时间维持在6～10小时。
3、根据权利要求1所述工艺，其特征在于：碱液中和水解液，碱液可以是氢氧化钠、石灰乳或者是浓氨水。
4、根据权利要求1所述工艺，其特征在于迭用如下含有植物生长所必须的微量元素的可溶性盐：
    硫酸铜                    1～2％
    硫酸锰                    0.08～0.5％
    硫酸锌                    0.5～1％
    硫酸镁                    0.005～1％
    钼酸铵                    0.008～1％
    硼  砂                    0.7～1.1％
以上百分数均表示与中和后的水解液重量的相对量。
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