CN1207252C - 糠醛废渣制生物有机增效肥的制作方法 - Google Patents

糠醛废渣制生物有机增效肥的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物有机增效肥的制作方法，该方法中采用玉米芯做糠醛时的废渣做载体基料，采取胶冻样芽胞杆菌(Bacillusmucilaginosus)做菌种经二次复壮后利用糖化培养基制取液体菌种，在复合载体上引种液体菌种发酵制成微生物有机肥料，再经混配钙镁磷肥或与普通过磷酸钙混合配制后制得生物有机增效肥，该方法制得生物肥肥效高，成本低，资源丰富，质量稳定，特别是变废为宝有经济和环境效益的双重意义。

Description

糠醛废渣制生物有机增效肥的制作方法
技术领域
本发明属于生物有机增效肥料的制作工艺，特别是利用制造糠醛的废渣作基料制取微生物发酵有机肥的制作方法。
背景技术
随近代农业的发展和绿色环保运动的加强，单一工业化肥已从兴起、发展走向衰落，取而代之的有有机化肥、生物化肥、复合化肥、专项混配肥料，这类化肥不但富含农作物生长必需的氮、磷、钾元素。而且含有丰富的有机质和活性微性物菌种，不但可以有效地促进农作物的生长、发育和高产，而且还可以有效地保持土壤肥沃和防止板结、退化及土壤PH值失调。所以，现代农业中生物有机复合肥越来越受到农民的欢迎和重视。对这类产品肥效提高和成本降低提出了更高的要求。目前，国内外所生产的固体微生物肥料大都以草炭做载体，虽然其资源丰富，但加工起来相对复杂，加工过程灭菌难以彻底，而形成杂菌繁衍。另一方面，用玉米芯做糠醛的生产过程，大量的废渣无法充分利用，而成为三废，然而相比之下糠醛废渣经过高温处理，无杂菌生存可能，其中的有机成份丰富，还原糖量高，所含复合有机肥所必须的N，P2O5，K2O和微量元素都显然高于草炭载体，未能很好地利用这一资源变废为宝，可以说是目前农业生物有机肥技术开发工作中的一大缺撼。
发明内容
本发明的目的即是提供一个直接引用糠醛废渣做载体，制取生物有机增效肥的制作方法，变废为宝，提高普通生物有机肥的肥效的同时还要降低其生产成本。
本发明的关键在于确定以糠醛渣为生物有机肥为载体后，围绕糠醛废渣的成份结构和化学指标特征而选定合适的微生物菌种和制得生物肥发酵过程的工艺步骤和每道工序的操作条件。为此，本发明又经过长达数年的试验，筛选，优化过程而解决了以下制作方法的各项关键。
a.以糠醛渣为基料的生物肥载体的配比，按重量比加入5％～10％的钙镁磷肥，并借助氨水或碳酸氢铵将复合载体的PH调至5～7，以适应菌种的生长繁殖需要
b.本发明所选定的微生物菌种是胶冻样芽胞杆菌(俗称：钾细菌，或胶质芽胞杆菌)(Bocill usmucilaginousus)，该菌种保藏在中国农业微生物菌种保藏管理中心，菌种保藏号ACCC10013，细胞呈草兰原阳性到阴性或可变，杆状。产生椭圆形芽胞。胞内有聚-β-羟基丁酸(PHB)颗粒，能在PH5～7环境下生长。产淀粉酶，能水解淀粉等具有良好制取微生物肥效特性。将该菌种采取试管斜面、三角瓶摇床培育二次复壮后进入种子罐培养，浓缩后再进入液体发酶罐发酵制取液体菌种
c.将a步骤制得的复合载体加入重量为10～20％的液体菌种，然后在发酵罐内发酵制得富含微生物菌种的固态生物有机肥基料。
d.再将以上肥料调配，钙镁磷肥料或普通过磷酸钙与钙镁磷肥二者的混合物配制成富含磷、钙、钾、镁的生物有机增效肥。
具体实施方式
关于糠醛为基料的复合载体，是按以下操作制得的。从糠醛生产线水解工序中刚喷出的渣已经过高温消毒，可以经80目～100目筛后再加入5～15％的钙镁磷肥，将PH值调至5～7备用，必要时可加氨水或碳酸氢铵。
液体菌种的培育是本项发明的关键之一。培育的过程包括从菌种斜面试管、三角瓶摇床的二次复壮直至种子罐培育和液体发酵罐内发酵得到浓缩的液体菌种。试管斜面培育基可采用以下重量成份比的原料混配：庶糖10份Na2HPO4.2份，MgSO4·7H2O0.5份，碳酸钙1份，三氧化铁0.005份，玻璃粉1份，蒸留水100份，琼脂18～20份PH值6.8～7.2。锥形瓶中的培养基采取以下成份原料重量组份比混配：可溶淀粉10份，红糖5份，K2HPO3Mg·SO4·7H2O 0.5份FeCL30.005份，碳酸钙1份，酵母粉1份，蒸馏水1000份，PH值7-7.4。种子罐和液体发酵两道工序中采取：1份重量组成的玉米粉加15～22份水后，引入α淀粉酶在糖化罐中糖化处理形成液态培养基。
将玉米糊、糖化处理过程中具体的操作方法是按以下步骤进行的：
a.1份重量的玉米粉加配15～22倍重量的水配成玉米糊，搅拌均匀
b.用Na2CO3调解玉来糊PH值在5.5～6.5之间
c.按3-5标准单位/克玉米粉加入量加入α-淀粉酶，并将温度保持在85-95℃之间，然后再次按每克玉米粉3～5标准单位的量加入α-淀粉酶，在80～90℃之间保温30分钟
d.再降温至60°，按每克玉米粉加入100～120标准量加入糖化酶，保湿60分形成糖化液态培养基料
e.按糖化液态培养基的重量加入1.5～2.5‰磷酸氢二钠(Na3HPO3)和0.2～0.6％硫酸镁(MgSO4·7H2O)，然后送入灭菌罐灭菌后搅拌并升温至100℃，保持至少30分钟后制成灭菌后的灭酶液体培养基。
将糖化液体培养基加入种子罐，温度在28℃～36℃时再将二次复状的菌种按培养基重的8％～12％加入量保持在30℃～35℃发酵2-4天形成中间液体菌种，发酵期间转入无菌空气。
将发酵好的液体菌种，按糠化液体培养基重量的10～15％加入中间液体菌种，后搅拌通入无菌空气，在35℃～30℃之间发酵3-5天生成成品液态菌种。
按已制得的糠醛复合载体重量的10～20％的成品液体菌种放入固态发酵罐中发酵3-5天，温度控制在55℃～65℃之间，即可获得富含微生物菌种的生物肥基料。除了丰富的有机成份和生物菌种外，基料中还含有一定量的磷、钾、钙镁这些农作物生长手工艺关键元素。为使其达到生物有机增效肥的标准肥效，再将上述发酵而获得的富含菌种固态生物肥料加配普通过磷酸钙(其中P2O5含量大于12％)与钙镁磷肥(其中P2O5含量也应大于12％)，或二者之混合物使其基本肥效达到生化有机肥的相关国家标准，即成为标准生物有机增效肥产品，也可单独应用钙镁磷肥来混配。
按以上制作方法所生产的生物有机增效肥肥效高，而成本低。其根本原因之一是因为采取糠醛渣做载体相对于草炭载体而言，其有营养价值的元素含量高，可见下表：
载体名称                                            元素含量
    N   P2O5   K2O     中、微量元素
    糠醛渣  0.588％  1.835％  1.86％          高
    草  炭  0.564％  0.076％  1.57％          低
且糠醛渣来源丰富，变废为宝，不须灭菌会有5～10％还原糖可直接为微生物所吸收利用，且复合后载体率高，吸水和营养能力高，可以使微生物肥料有效期延长，所以从产业化生产来讲投资少，成本低，肥效高，制成为产品后，产品质量非常稳定。

Claims (8)

1、一种利用糠醛废渣制造生物有机增效肥的制作方法，包括生物肥载体的制备，液体菌种的培育，混合发酵、肥效配比、包装成品各道工序，其特征在于：
a.生物载体的制备是采取水解法糠醛废渣加上5～15％的重量的钙镁磷肥混合后制得，并将其PH值调至5.5～7待用
b.液体菌种的培育是采用胶冻样芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)做菌种、经斜面和摇瓶培育，再进入种子罐培养后在液态发酵罐中发酵制取液体菌种
c.将以糠醛废渣为基料制备的生物肥载体按10～20％的重量加入液体菌种发酵制得富含固态微生物肥料
d.将发酵制取的固态微生物肥基料，加入过磷酸钙或钙镁磷肥或二者混合物配比混合制成生物有机增效肥。
2、根据权利要求1所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于所说的作为生物肥载体基料的糠醛渣是从糠醛生产水解工序中刚喷出的渣经60目～100目筛后再加入5％～15％的钙镁磷肥，调节PH值到5.5～7。
3、根据权利要求1所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于在液体菌种培育过程中的培养基可取以下的配方制取(重量组份比)：
试管斜面培养基：庶糖10份  Na2HPO4 2份  MgSO4·7H2O 0.5份碳酸钙1份，三氧化铁0.005份，玻璃粉1份蒸留水100份，琼脂18～20份，将PH值调至6.8～7.2
摇床锥形瓶培养基：可溶淀粉10份，红糖5份，K2HPO3 2份MgSO4·7H2O 0.5份  FeCL3 0.005份碳酸钙1份，酵母粉1份，蒸馏水1000份，PH值调至7-7.4
种子罐和液体菌种发酵罐培养基：采取玉米粉，加15～22份水，引入α-淀粉酶液化糖化处理后制成的液态培养基。
4、根据权利要求3所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于玉米粉为基料的配方中加α-淀粉酶糖化制成液态培养基，按以下加工顺序完成：
a.按1∶15～22重量比例制成玉米糊加入糖化罐，开动摇拌器搅拌均匀
b.用Na2CO3调将玉米湖PH值调至5.5～6.5之间
c.按3～5标准单位/每克玉米粉的加入量加入α-淀粉酶，将温度提高至85～95℃，再以3～5标准单位/每克玉米粉的量再引入α-淀粉酶，在85～91℃下保温30分钟，再降温至60℃，按100～120标准单位/克玉米粉加入糖化酶，保温60分，形成液态糖化培养基。
d.将糖化料经压滤机压滤制成糖化液体培养基粗料
e.按糖化液体培养基料的重量比加入1.5～2.5‰磷酸氢二钠(Na2HPO3)和0.2～0.6‰的硫酸镁(MgSO4·7H2O)送入灭菌罐搅拌并升温至100°，保温30分钟制成灭菌、灭酶的液体培养基。
5、根据权利要求1或3所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于在种子罐采用的糖化液体培养基的温度应为28～30℃，加入8～12％重量比的经过二级培养复壮的液体菌种，在30°～35°之间发酵2～4天形成一次液体菌种，发酵期间充入无菌空气。
6、根据权利要求1或3所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于在液菌发酵罐中所采用的糖化液体培养基中加入重量比10～15％的一次液体菌种后搅拌，控制温度35°～30°，发酵3～5天制成成品一次液体菌种。
7、根据权利要求1所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于制成富含固态微生物菌种的生物肥料的具体操作方法是在糠酵渣载体加入10～20％的二次液态菌种后在55℃～65℃以下温度发酵3～5天获得。
8、根据权利要求1所说的生物有机增效肥的制作方法，其特征在于用钙镁磷肥(P2O5≥12％)或钙镁磷肥与普通过磷酸钙混合物将PH调至5.5～7之间堆放2～3小时后，按1∶0.8～1.2比例加入富含固态微生物菌种的生物肥料即制得生物有机增效肥。
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