CN115057739B - 一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法及应用 - Google Patents

一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法及应用，主要是将啤酒糟和麦秸利用EM菌进行厌氧发酵，然后通过加水获得有机液体肥基础液A，然后将啤酒废酵母用水冲洗，并在冲洗液中加入环糊精制得溶液B，并将冲洗后啤酒废酵母保温制得酵母混合液C，将有机液体肥基础液A、溶液B和酵母混合液C混合，制得生物型有机液态肥。本发明制备的生物型有机液态肥除了对农作物有促生、增产的作用外，还可以有效防治农作物的土传病害。

Description

一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法及应用
技术领域
本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法及应用。
背景技术
啤酒酿造过程中产生大量啤酒糟(麦糟)和废酵母。啤酒生产过程中，每100kg麦芽投料可得110～130kg、含水量80％左右的麦糟。干麦糟的蛋白质质量分数高达25％～28％左右。此外，脂肪8.2％，无氮浸出物40％～50％，纤维素约为16％，矿物质5％左右。啤酒厂的麦糟绝大多数水分含量大，营养丰富，容易被微生物污染而腐烂，所以刚产生的麦糟必须尽快处理，否则会导致营养价值降低并污染环境卫生，一般啤酒厂在产出麦糟后及时将湿麦糟出售给畜厂，少数厂家使用麦糟生产脱水饲料，或者发酵生产固态肥料。
啤酒废酵母是指啤酒发酵结束后沉降并被排除发酵罐的酿酒酵母，发酵过程中析出的酒花酸等生物功能因子附着在其表面。啤酒废酵母含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪、粗纤维、矿物质等多种营养成分,常被做成干酵母，或自溶后制备酵母浸膏，提取蛋白质、核酸、多糖等营养物质，在食品、医药、饲料等行业中应用广泛。
中国专利文献CN 110128213A(申请号：201910529098.2)公开了一种利用啤酒废酵母生产液体肥料的方法，具体操作步骤为：废酵母分离；废酵母活化培养；制备液体肥基料即将滤渣、家畜粪便、腐殖质混合搅拌均匀，置于阳光下暴晒3-5天，粉碎混合均匀，同时加入草木灰、磷酸钾、硫酸铵、磷酸铵、其它中量元素与微量元素，再次混匀，作为液体肥基料，备用；将液体肥基料与废酵母活化培养液在发酵灌内进行混合，保持发酵灌内混合液温度为36-40℃，进行有氧发酵8-12小时，发酵结束后适用高速搅拌机进行分散搅拌；然后过滤收集滤液；浓缩灭菌；罐装。该专利文献提供的制备方法与本发明有明显区别，作用效果也不同。
中国专利文献CN109400383A(申请号：201811537920.1)公开了一种利用啤酒废酵母生产液体肥料的方法，包括以下步骤：将啤酒罐中排放的废酵母灭菌30min，备用；向废酵母中加入微量元素肥、螯合剂进行螯合，得到螯合物；向螯合物中加入尿素、麦芽根粉、海藻粉、蛋壳粉、硝酸钾、过磷酸钙和部分水，进行搅拌混匀，得到混合物；向混合物中加入酸碱调节剂，调节混合物pH值；将混合物倒入过滤器中过滤，收集过滤液，然后封装在液体储存桶中，得到本发明液体肥料。该专利文献提供的制备方法与本发明有明显区别，作用效果也不同。
现有技术中，同时利用啤酒糟和啤酒废酵母制备液态有机肥未见报道，现有技术制备的肥料中，虽然有的原料中含有啤酒糟或啤酒废酵母，但是还需要加入多种其他原料物质，原料成本较高，相对的啤酒糟或啤酒废酵母的利用量较低，与现有技术中啤酒糟和啤酒废酵母的高产量不相符，并且制备工艺复杂，不利于推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法及应用。
术语说明
啤酒糟为啤酒厂糖化过程废弃的麦糟。
啤酒废酵母为啤酒发酵结束后沉淀排出的废酵母。啤酒废酵母一般沉淀于发酵罐底部。
本发明的技术方案如下：
一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法，包括如下步骤：
(1)制备固体原料，所述固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟1-6份、麦秸1-20份；
(2)在步骤(1)制得的固体原料中，按质量分数计接种EM菌剂1-5％，混合均匀，并调整含水量，使含水量按质量分数计为40-80％，保持所述含水量，厌氧堆肥7-40天，制得固体发酵料；
(3)向步骤(2)制得固体发酵料中，按重量份计加水100-150份混匀，然后固液分离，所得滤液即为有机液体肥基础液A；
(4)按重量份计，用5-40份水冲洗啤酒废酵母1-5份，冲洗所得水加入环糊精1-2份，20-80℃搅拌2-6h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母40-80℃保温12-48h，制得酵母混合液C；
(5)将步骤(4)制得的溶液B和酵母混合液C与步骤(3)制得的有机液体肥基础液A混合，得到生物型有机液态肥；
上述步骤(1)、步骤(3)、步骤(4)中的重量份单位相同。
根据本发明优选的，步骤(1)中固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟2-5份、麦秸5-10份。
根据本发明优选的，步骤(1)中，干燥的啤酒糟、麦秸粉碎，并过40目筛。
根据本发明优选的，步骤(2)中，调整含水量，使含水量按质量分数计为60-70％。
根据本发明优选的，步骤(2)中，厌氧堆肥21-30天。
根据本发明优选的，步骤(3)中，加水120-140份。
根据本发明优选的，步骤(3)中，固液分离的方法为用40-80目袋式过滤机过滤，所得滤液即为有机液态肥基础液A；
进一步优选的，步骤(3)中固液分离的方法为用80目袋式过滤机。
根据本发明优选的，步骤(4)中，所述啤酒废酵母为啤酒发酵结束后沉淀排出的废酵母，不进行干燥。
进一步优选的，步骤(4)中，所述啤酒废酵母的含水量为80-85％。
根据本发明优选的，步骤(4)中，环糊精为β-环糊精。
上述方法制备的生物型有机液态肥在农作物种植中的应用。
根据本发明优选的，上述方法制备的生物型有机液态肥在农作物促生、增产、土传病害防治中的应用。
根据本发明优选的，所述农作物为草莓。
根据本发明优选的，所述土传病害为根腐病。
一种复合有机液体肥，有效成分包含上述方法制备的生物型有机液态肥。
根据本发明优选的，所述复合有机液体肥的有效成分还包含：尿素、硫酸铵、硝酸铵磷、磷酸二氢钾、磷酸二铵、硝酸钾、氯化钾、丙二醇、甘油、明胶、黄原胶、硅藻土、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、亚甲基双萘磺酸钠中的一种或两种以上。
有益效果
1、本发明制备的生物型有机液态肥除了对农作物有促生、增产的作用外，还可以有效防治农作物的土传病害，尤其是对草莓根腐病的防治效果明显，有效降低了由于连作对草莓种植产生的不利影响。
2、本发明制备的生物型有机液态肥，主要原料是啤酒糟和啤酒废酵母，有效提高了二者的利用量；另一种主要原料是麦秸，原料成本相对较低，并且本发明提供的制备方法简单，有利于推广应用。
3、本发明发现向啤酒废酵母的冲洗液中加入环糊精，有效提高了本发明制备肥料的生物防治效果。
4、本发明提供的生产工艺先将啤酒糟和麦秸等原料，在有利于厌氧发酵的碳/氮比条件下发酵，提取小分子成分，然后将破碎的废酵母成份加入补充氮素等养分，提高了原料利用率和所制备生物有机液态肥料中养分含量。
5、本发明涉及的技术方案中，在制得有机液态肥的同时，也产生了固体滤渣，固体滤渣可以作为固体肥料用于作物种植，本发明涉及的有机液态肥生产工艺绿色环保，对所用原料利用充分，并且生产工艺简单。
附图说明
图1为不同施肥处理对草莓产量的影响柱形图。
图2为不同施肥处理对草莓根腐病的影响柱形图。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步的详细说明，但本发明要求保护范围并不局限于此。
实施例中未注明具体条件的内容，按照常规条件进行；所用试剂或仪器未注明生成厂商的，均为普通市售产品。
材料来源
啤酒糟、啤酒废酵母购自济南澜埔酿酒技术有限公司；实施例2中使用的啤酒糟由大麦芽和小麦1:1糖化制备；其它实施例和对比例中使用的啤酒糟由大麦芽糖化制备。
麦秸购自山东五小征生态农业科技有限公司。
EM菌购自济宁金山微生物技术研究院。
实施例1
一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法，具体包括如下步骤：
(1)制备固体原料，所述固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟2份、麦秸8份；所述干燥的啤酒糟、麦秸分别粉碎，并过80目筛。
(2)在步骤(1)制得的固体原料中按质量分数计接种1％EM菌剂，混合均匀，并调整含水量，使含水量按质量分数计为65％，保持所述含水量，厌氧堆肥21天，制得固体发酵料。
(3)向步骤(2)制得固体发酵料中，按重量份计加入水120份混匀，然后用80目袋式过滤机过滤，所得滤液即为有机液体肥基础液A。
(4)按重量份计，用40份水冲洗新鲜的啤酒废酵母(含水量85％)5份，冲洗所得水加入β-环糊精2份，50℃220rpm搅拌4h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母55℃保温24h，制得酵母混合液C；
所述新鲜的啤酒废酵母为啤酒发酵生产中刚排出的啤酒废酵母，未进行干燥，含水量较高。
(5)将步骤(4)制得的溶液B和酵母混合液C与步骤(3)制得的有机液体肥基础液A混合，得到生物型有机液态肥。
上述步骤(1)、步骤(3)、步骤(4)中的重量份单位相同。
实施例2
一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法，具体包括如下步骤：
(1)制备固体原料，所述固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟2份、麦秸12份；所述干燥的啤酒糟、麦秸分别粉碎，并过40目筛。
(2)在步骤(1)制得的固体原料中，按质量分数计接种2％EM菌剂，混合均匀，并调整含水量，使含水量按质量分数计为60％，保持所述含水量，厌氧堆肥30天，制得固体发酵料。
(3)向步骤(2)制得固体发酵料中，按重量份计加入水150份混匀，然后用40目袋式过滤机过滤，所得滤液即为有机液体肥基础液A。
(4)按重量份计，用30份水冲洗干燥的啤酒废酵母2份，冲洗所得水加入β-环糊精1份，40℃280rpm搅拌2h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母80℃保温18h，制得酵母混合液C；
(5)将步骤(4)制得的溶液B和酵母混合液C与步骤(3)制得的有机液体肥基础液A混合，得到生物型有机液态肥。
上述步骤(1)、步骤(3)、步骤(4)中的重量份单位相同。
实施例3
一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法，具体包括如下步骤：
(1)制备固体原料，所述固体原料的组分，按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟5份、麦秸15份；所述干燥的啤酒糟、麦秸分别粉碎，并过120目筛。
(2)在步骤(1)制得的固体原料中，按质量分数计接种2％EM菌剂，混合均匀，并调整含水量，使含水按质量分数计为70％，保持所述含水量，厌氧堆肥18天，制得固体发酵料。
(3)向步骤(2)制得固体发酵料中，按重量份计加入水100份混匀，然后用120目袋式过滤机过滤，所得滤液即为有机液态肥基础液A；
(4)按重量份计，用20份水冲洗新鲜的啤酒废酵母(含水量为85％)3份，冲洗所得水加入β-环糊精2份，65℃200rpm搅拌6h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母50℃保温48h，制得酵母混合液C；
(5)将步骤(4)制得的溶液B和酵母混合液C与步骤(3)制得的有机液体肥基础液A混合，得到生物型有机液态肥。
上述步骤(1)、步骤(3)、步骤(4)中的重量份单位相同。
对比例1
与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，用豆粕替啤酒糟，其它均相同，制得生物型有机液态肥。
对比例2
与实施例1的不同之处在于，所述步骤(4)中，用鱼粉代替废酵母，其它均相同，制得生物型有机液态肥。
对比例3
与实施例1的不同之处在于，厌氧发酵前添加废酵母。
一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法，具体包括如下步骤：
(1)制备固体原料，所述固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟2份、麦秸8份；所述干燥的啤酒糟、麦秸分别粉碎，并过80目筛。
(2)按重量份计，用40份水冲洗新鲜的啤酒废酵母(含水量85％)5份，冲洗所得水加入β-环糊精2份，50℃220rpm搅拌4h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母55℃保温24h，制得酵母混合液C；
所述新鲜的啤酒废酵母为啤酒发酵生产中刚排出的啤酒废酵母，未进行干燥，含水量较高。
(3)将步骤(1)制得的原料和步骤(2)制得的溶液B和酵母混合液C混合，按干燥的啤酒糟和麦秸质量分数计接种1％EM菌剂，混合均匀，并调整含水量，使含水量按质量分数计为65％，保持所述含水量，厌氧发酵21天，制得固体发酵料。
(4)步骤(3)发酵结束后，按重量份计加入水120份混匀，然后用80目袋式过滤机过滤，所得滤液即为生物型有机液态肥。
对比例4
与实施例1的不同之处在于，所述步骤(4)按重量份计，用40份水冲洗新鲜的啤酒废酵母(含水量85％)5份，冲洗所得水不加β-环糊精，50℃220rpm搅拌4h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母55℃保温24h，制得酵母混合液C；
对比例5
与实施例1的不同之处在于，所述步骤(4)按重量份计，用40份水冲洗新鲜的啤酒废酵母(含水量80％)5份，冲洗所得水中不加β-环糊精而是加入麦芽糊精2份，50℃220rpm搅拌4h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母55℃保温24h，制得酵母混合液C；
应用例
草莓种植：
品种：章姬
在田间大棚中进行，实施例1-3与对比例1-5制备的有机液体肥分别作为实验组，水作为对照组，每个处理3个平行试验，每个平行试验用地1.0×7.5m，随机分配。
施肥方法：草莓按常规方法种植后，15天施用实验组有机液体肥一次，施用水作为对照，施用量50kg/亩，稀释10倍施用，其他田间管理措施均相同。田间实验在济南市章丘区草莓生产基地已经连坐2年的草莓大棚进行。种植两月后，统计病情指数，统计方法根据南京农业大学沈婷《放线菌B04分离鉴定及其固体发酵剂对草莓根腐病生防效应研究》论文进行。试验结果图1、图2。
施用实施例1制备的生物型有机液态肥增产作用明显，对草莓根腐病的抑制作用最为显著；与施用实施例1制备的生物型有机液态肥相比，施用对比例1制备的生物型有机液态肥草莓产量稍微降低，病情指数稍微增加；施用对比例2制备的生物型有机液态肥由于缺少了酵母溶液中的营养成份和抑菌成分，增产和抑制根腐病作用明显减弱；施用对比例3制备的生物型有机液态肥产量下降明显；施用对比例4制备的生物型有机液态肥，与实施例1相比，没有添加β-环糊精，生物型有机液态肥的增产和抑制根腐病作用减弱；施用对比例5制备的生物型有机液态肥，与实施例1相比，用麦芽糊精代替β-环糊精，生物型有机液态肥的增产和抑制根腐病作用减弱。
本发明制备的生物型有机液态肥除了对农作物有促生、增产的作用外，还可以有效防治农作物的土传病害，尤其是对草莓根腐病的防治效果明显，有效降低了由于连作对草莓种植产生的不利影响。

Claims (13)

1.一种利用啤酒酿造废料制备生物型有机液态肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备固体原料，所述固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟 1-6份、麦秸1-20份；
（2）在步骤（1）制得的固体原料中，按质量分数计接种EM菌剂1-5%，混合均匀，并调整含水量，使含水量按质量分数计为40-80%，保持所述含水量，厌氧堆肥7-40天，制得固体发酵料；
（3）向步骤（2）制得固体发酵料中，按重量份计加水100-150份混匀，然后固液分离，所得滤液即为有机液体肥基础液A；
（4）按重量份计，用5-40份水冲洗啤酒废酵母1-5份，冲洗所得水加入环糊精1-2份，20-80℃搅拌2-6h，得溶液B；冲洗后的啤酒废酵母40-80℃ 保温12-48h，制得酵母混合液C；
（5）将步骤（4）制得的溶液B和酵母混合液C与步骤（3）制得的有机液体肥基础液A混合，得到生物型有机液态肥；
上述步骤（1）、步骤（3）、步骤（4）中的重量份单位相同；
步骤（4）中，所述啤酒废酵母为啤酒发酵结束后沉淀排出的废酵母，不进行干燥；
步骤（4）中，所述啤酒废酵母的含水量为80-85%；
步骤（4）中，环糊精为β-环糊精。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（1）中固体原料的组分按重量份计包括如下：干燥的啤酒糟2-5份、麦秸5-10份；
步骤（1）中，干燥的啤酒糟、麦秸粉碎，并过40目筛。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（2）中，调整含水量，使含水量按质量分数计为60-70%。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（2）中，厌氧堆肥21-30天。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（3）中，加水120-140份。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤（3）中，固液分离的方法为用40-80目袋式过滤机过滤，所得滤液即为有机液态肥基础液A。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，步骤（3）中固液分离的方法为用80目袋式过滤机。
8.权利要求1-7任一项所述方法制备的生物型有机液态肥在农作物种植中的应用。
9.如权利要求8所述应用，其特征在于，在农作物促生、增产、土传病害防治中的应用。
10.如权利要求9所述应用，其特征在于，所述农作物为草莓。
11.如权利要求9所述应用，其特征在于，所述土传病害为根腐病。
12.一种复合有机液体肥，其特征在于，有效成分包含权利要求1-7任一项所述方法制备的生物型有机液态肥。
13.如权利要求12所述的复合有机液体肥，其特征在于，所述复合有机液体肥的有效成分还包含：尿素、硫酸铵、硝酸铵磷、磷酸二氢钾、磷酸二铵、硝酸钾、氯化钾、丙二醇、甘油、明胶、黄原胶、硅藻土、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、亚甲基双萘磺酸钠中的一种或两种以上。
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