CN208732963U

CN208732963U - 生物性肥料产生装置

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Publication number: CN208732963U
Application number: CN201820716242.4U
Authority: CN
Inventors: 范宜钧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2028-05-15

Abstract

一种生物性肥料产生装置，包括将蚕丝或平面茧以碱水进行萃取得到丝胶液的萃取机构；固液分离机构，与该萃取机构连接；过滤机构，与该固液分离机构连接；酸碱调和机构，与该过滤机构连接；培养枯草杆菌或纳豆菌的种菌培养机构；发酵机构，分别与该酸碱调和机构及该种菌培养机构连接；及稀释机构，与该发酵机构连接。藉此，本装置利用枯草杆菌或纳豆菌发酵，加入少量味精诱发菌株促进聚合，以过滤的丝胶液与糖蜜作为氮源与碳源进行发酵，所得的γ‑聚麸氨酸发酵液含有丰富的氨基酸，能作为植物生长促进剂，并可降解型绿色生物大分子材料，可以增加吸附土壤中带正电荷的铵离子而达到固氮效果。

Description

生物性肥料产生装置

技术领域

本实用新型有关于一种生物性肥料产生装置，尤指一种以简易回收过滤的丝胶液与制糖副产品糖蜜等两种工业生产的废弃物作为氮源与碳源进行发酵生产可降解型绿色生物大分子材料γ-聚麸氨酸的工业化程序的绿色环保装置，

背景技术

在工业化社会之前，人们大多采用人与动物的排泄物来当作蔬果栽培的肥料，随着工业化的进步，扬弃了以人与动物的排泄物，改以化学合成的无机肥料作为蔬果与高价值经济作物的肥料。化学肥料由氮、磷及钾三大元素所构成，如硫酸铵、硝酸钾、硝酸铵、磷酸铵、及尿素等，为常见的市售产品。化学肥料具有养分高、容易被植物吸收利用的特点，如果植物发生养份不足的现象，能即刻补充速效化肥，短时间就能获得改善，但过量使用化肥，除会长期造成土壤贫瘠、作物质量降低、产量减少之外，土壤中的微生物亦无法存活，且土壤地力低落、土壤酸化，还会降低植物对水分的吸收、降低土壤微生物的活性，降低微生物的固氮作用。目前号称有机肥料就是收集废弃水果、菜叶、厨余、及畜禽类粪便以微生物发酵后进行分解，但其在发酵过程中亦会引起臭味、杂菌或致病菌等可预见的结果，如中国专利CN105420169A提出利用芽孢杆菌属 (Bacillus)菌株添加畜禽粪便发酵γ-聚麸氨酸(或称γ-聚谷氨酸)成为复合有机肥料，但其在发酵过程中添加了尿素化肥作为增强发酵后的利用，对于宣称为有机肥料已失去了有机意义的诉求，在利用上也仅是作为一般性的农业肥料使用，但对于有机作物来说使用上仍有疑虑。另一中国专利CN106748197A 宣称为多效型肥料亦是添加多种化学肥料混合，其本质还是以化学肥料为主，而中国专利CN106336295A是以蜡状芽孢杆菌发酵聚麸氨酸后与硫酸锰及一般性肥料混合，其诉求虽是降低一般肥料的使用，但本质上还是脱离不了化学肥料。

根据研究显示施用γ-聚麸氨酸可有效改善稻米、玉米、椪柑、油菜、小麦、葡萄、西红柿、及柚子等作物的生长，增产效果显着。但以上所使用的γ-聚麸氨酸都是经由复杂程序纯化的γ-聚麸氨酸纯品稀释一定程度后再使用，又因其纯化过程需要酸碱等液体与有机溶剂协助，因此γ-聚麸氨酸在使用上单价高。丝胶是蚕丝或蚕茧在制绸抽丝的主要副产物，称为脱胶液，拥有丰富的多种氨基酸，但因为制绸工业均不重视，大多皆以废液排放，不仅产生臭味、弄脏水体造成严重的环境污染，也浪费了天然的资源，蚕茧脱胶是碱化制程的副产物，因此脱胶后液体pH值在11左右，制绸厂均直接排放脱胶废液，长久下来会造成土壤的碱化与河川的污染，使得微生物无法生存，造成土壤贫乏从而导致土壤无法耕种作物。故，一般无法符合使用者于实际使用时所需。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术所遭遇的上述问题，并提供一种生物性肥料产生装置，该装置将丝胶废液以数道滤膜过滤将丝素与丝胶蛋白废液分离并回收丝胶液，调整该丝胶液pH值为7，在发酵培养基组分中回收的丝胶液蛋白质含量在4g/L以上作为发酵氮源与γ-聚麸氨酸聚合单体的来源，且以少量味精作为诱发菌株聚合工作，糖蜜作为发酵碳源，发酵后所得的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达300cp以上、活菌数达10⁸cfu/ml以上，经稀释后可进行稻米、蔬菜、果树、兰花的灌溉或喷淋。

本实用新型的次要目的在于，提供一种生物性肥料产生装置，利用两种废弃的加工副产品丝胶与糖蜜作为发酵原料，再利用枯草杆菌(Bacillus subtilis)、纳豆菌(Bacillus subtilis var natto)发酵γ-聚麸氨酸，发酵完毕可以作为绿色环保液态肥料直接应用于稻米、蔬菜、果树或高经济观赏植物兰花等，以取代传统化学肥料而促进生长之用。本肥料能调整土壤特性，促进土壤保水与作物生长，因为γ-聚麸氨酸为自然的生物可分解高分子或称聚合胺基酸，具有超强的吸水特性，为植物提供营养与水分，是一种缓释性的液态肥料，γ-聚麸氨酸在土壤中除了具有吸附水分，亦会在大自然中逐步的分解，为友善环境的生物性液态肥料。

本实用新型另一目的在于，提供一种生物性肥料产生装置，在整体生产过程中没有造成任何废弃物，甚至利用工业废弃物回收进行发酵，再将发酵液稀释进行灌溉稻米、杂粮、蔬菜、各种果树与欣赏植物兰花的时候，更能拥有三种功效，第一是促进作物生长，第二是能降低作物的用水量，因为γ-聚麸氨酸拥有吸附水的能力，换言之具有保水的特性，第三是含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液会逐渐的分解成为作物的氮肥，在环境中亦不会残余与造成污染，并可使益生菌分布于土壤中，改善土壤环境。

本实用新型的再一目的在于，提供一种生物性肥料产生装置，利用自然菌株(枯草杆菌或纳豆菌)发酵γ-聚麸氨酸，发酵后无需分离菌体可直接含活菌作为植物或农作物的液肥，亦可以改善土壤的菌相，让环境中的土壤拥有丰富的益生菌株，也可作为土壤改良剂。

为达以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种生物性肥料产生装置，其包括：一萃取机构，提供蚕丝或平面茧与碱水以恒温加热进行萃取脱胶，而该蚕丝或平面茧与碱水的添加重量比例介于1:30～1:100之间；一固液分离机构，与该萃取机构连接，内设金属过滤网，以使经该萃取机构后的萃取液进行初步过滤，固液分离成丝素与丝胶液；一过滤机构，与该固液分离机构连接，内设孔径为5μm的滤膜，以使经过该固液分离机构的丝胶液进行粗滤；一酸碱调和机构，与该过滤机构连接，内设有pH计，以将经过该过滤机构粗滤后的丝胶液调整pH值为7.0；一种菌培养机构，以将具有发酵γ-聚麸氨酸的菌株培养成液态母种，其中该发酵γ-聚麸氨酸之菌株为枯草杆菌或纳豆菌；一发酵机构，分别与该酸碱调和机构及该种菌培养机构连接，内设具灭菌单元的发酵槽，以使经过该酸碱调和机构的丝胶液与糖蜜及味精(或称麸氨酸钠)灭菌后而与液态母种于发酵槽内进行发酵，得到的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达300cp以上、活菌数达10⁸cfu/ml以上，且pH值介在5～7之间；以及一稀释机构，与该发酵机构连接，其内具有自来水或逆渗透水，以将经过该发酵机构后的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液稀释成γ-聚麸氨酸生物性液肥。

于上述实施例中，该碱水为浓度介于0.1～5％的碳酸钠(NaCO₃)。

于上述实施例中，该萃取机构于温度95～130℃及时间1～5小时的恒温加热条件下进行萃取脱胶。

于上述实施例中，该金属过滤网为100～400目筛。

于上述实施例中，该盐酸浓度介于1N～6N之间。

于上述实施例中，培养枯草杆菌或纳豆菌的培养基为胰蛋白酶大豆琼脂(Trypeptone soy agar,TSA)培养基与胰蛋白酶大豆肉汤(Trypeptone soy broth,TSB)培养基，该种菌培养机构是将具有该发酵γ-聚麸氨酸的菌株在该 TSA培养基上于33～37℃生长20～24小时，并将生长好无污染的菌种勾取适量菌落接种至该TSB培养基进行摇瓶培养20～24小时。

于上述实施例中，该发酵培养基组分中该丝胶液蛋白质含量在4g/L以上作为发酵氮源与γ-聚麸氨酸聚合单体的来源，并以该少量味精作为诱发菌株聚合工作，及该糖蜜作为发酵碳源。

于上述实施例中，该发酵培养基组成包括1g/L～100g/L的丝胶液、1g/L～ 50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾(K₂HPO4)、以及0.1/L～1g/L的硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)。

于上述实施例中，该发酵培养基组成中丝胶液可进一步替换为丝素，令组成包括1g/L～100g/L的丝素、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、 0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾、以及0.1/L～1g/L的硫酸镁。

于上述实施例中，该发酵培养基组成包括1g/L～100g/L的丝胶液、1g/L～ 50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾、0.1/L～1g/L 的硫酸镁、以及1g/L～50g/L的蔗糖。

于上述实施例中，该发酵培养基组成中丝胶液可进一步替换为丝素，令组成包括1g/L～100g/L的丝素、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、 0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾、0.1/L～1g/L的硫酸镁、以及1g/L～50g/L的蔗糖。

于上述实施例中，该发酵机构于温度117～121℃及时间15～60分钟的灭菌条件下进行灭菌。

于上述实施例中，该发酵培养基与添加比例1～5％的液态母种于温度30～ 40℃、搅拌速度100～500rpm、及时间24～48小时的条件下进行发酵。

于上述实施例中，该γ-聚麸氨酸生物性液肥含枯草菌、纳豆菌、丝胶、及丝素蛋白等上述物质进行直接灌溉或喷淋作物。

于上述实施例中，该γ-聚麸氨酸生物性液肥施作(浇灌、喷淋、滴灌)的作物涵盖叶菜类农作物、根茎类农作物、豆类农作物、瓜类农作物、五谷类作物(小麦、大麦、高粱、玉米、及稻米)、观赏高经济植物(包括蝴蝶兰、文心兰、拖鞋兰、石斛兰、郁金香、各种玫瑰、及国兰)、草莓、柑橘类、柚子、金枣、芒果、西瓜、木瓜、葡萄、梨、释迦、莲雾、香蕉、菠萝、龙眼、柠檬、番石榴、百香果、桃子、荔枝、水蜜桃、苹果、及火龙果。

于上述实施例中，该γ-聚麸氨酸发酵液在常温20～30℃下可保存1～6个月，在低温0～10℃下可保存6个月～1年。

于上述实施例中，该γ-聚麸氨酸发酵液在零下-20～10℃以10～50倍体积的自来水或逆渗透水稀释后具有防止农作物冻伤或霜害的效果。

于上述实施例中，该丝胶液为缫丝废液、或煮棉废液。

附图说明

图1是本实用新型生物性肥料产生装置的架构示意图。

符号说明：

萃取机构1

萃取槽11

贮存槽12

固液分离机构2

滤网单元21

滤网回收槽22

过滤机构3

不锈钢过滤器31

过滤回收槽32

酸碱调和机构4

酸碱调和槽41

搅拌回收槽42

种菌培养机构5

育种单元51

接种单元52

发酵机构6

发酵槽61

灭菌单元62

发酵回收槽63

稀释机构7

稀释单元71

稀释回收槽72。

具体实施方式

请参阅图1所示，分别为本实用新型生物性肥料产生装置的架构示意图。如图所示：本实用新型为一种生物性肥料产生装置，用以进行聚麸氨酸发酵连续式发酵程序，其包括一萃取机构1、一固液分离机构2、一过滤机构3、一酸碱调和机构4、一种菌培养机构5、一发酵机构6以及一稀释机构7所构成。

上述所提萃取机构1包含有一萃取槽11及一贮存槽12，该萃取槽11 提供蚕丝或平面茧置入，并于此蚕丝或平面茧中加入碱水(如浓度介于0.1～5％的碳酸钠(Na₂CO₃)水溶液)，以蚕丝或平面茧：碳酸钠水溶液重量比为1:30～ 1:100的添加比例于该萃取槽11中于95～130℃恒温加热萃取1～5小时以进行脱胶；蚕丝或平面茧与碳酸钠在萃取槽11经过加热萃取完毕后的萃取液流入贮存槽12内冷却。

该固液分离机构2与该萃取机构1连接，其包含有一滤网单元21及一滤网回收槽22。在该滤网单元21中设有介于100～400目筛的金属过滤网，使贮存槽12中已冷却的萃取液进入滤网单元21后进行初步过滤，萃取液中粒径大于100～400目筛的固形物及胶态物可经由金属过滤网筛除在表层滤网上，固液分离成丝素与丝胶液；被滤网单元21截留的丝胶液，再进入滤网回收槽 22贮存备用。其中，含有丝胶的废液可为缫丝废液、或煮棉废液。

该过滤机构3与该固液分离机构2连接，其包含有一不锈钢过滤器31及一过滤回收槽32。其中，该不锈钢过滤器31设有孔径为5μm的滤膜，该滤网回收槽22出来的丝胶液经泵抽至含有5μm滤膜的不锈钢过滤器31进行过滤，移除可以目视的大型颗粒杂质，通过不锈钢过滤器31粗滤处理的丝胶液再进入过滤回收槽32中贮存备用。

该酸碱调和机构4与该过滤机构3连接，其包含有一内含搅拌桨的酸碱调和槽41及一搅拌回收槽42，该酸碱调和槽41中并设有一pH计。过滤回收槽32的丝胶液进入该酸碱调和机构4后，先在酸碱调和槽41内均匀搅拌，再配合丝胶液的水质状况，经由逐步添加浓度介于1N～6N的盐酸(HCl)进行酸碱中和，缓慢搅拌直到将丝胶液的pH值调整至7.0；通过酸碱调和槽41处理的丝胶液再经泵输送至搅拌回收槽42中贮存备用。

该种菌培养机构5包含有一育种单元51及一接种单元52。该育种单元 51用于将具有能发酵γ-聚麸氨酸的菌株----枯草杆菌(Bacillus subtilis) 或纳豆菌(Bacillussubtilis var natto)在胰蛋白酶大豆琼脂培养基中于33～ 37℃培养20～24小时以进行菌株培育，再将生长好无污染的菌株勾取适量菌落接种至接种单元52的胰蛋白酶大豆肉汤(Trypeptone soy broth,TSB)培养基中进行摇瓶培养16～24小时，得液态母种，备用。

该发酵机构6分别与该酸碱调和机构4及该种菌培养机构5连接，其包含有一具灭菌单元62的发酵槽61及一发酵回收槽63。将搅拌回收槽42的丝胶液定量输送至发酵槽61中，再加入糖蜜、味精(或称麸氨酸钠)及无机盐等组成发酵培养基，利用灭菌单元62经117～121℃的高温灭菌15～60分钟；待灭菌后的发酵培养基降至常温后，再将种菌培养机构培育的液态母种以无菌方式输送进入发酵槽61，常温的发酵培养基与添加比例1～5％的液态母种于温度30～40℃、搅拌速度100～500rpm/min、及时间24～48小时的发酵条件下进行发酵，发酵后将含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液输至发酵回收槽63中贮存备用。其中，该发酵培养基组分中该丝胶液的蛋白质含量在4g/L以上作为发酵氮源与γ-聚麸氨酸聚合单体的来源，并以该少量味精作为诱发菌株聚合工作，及该糖蜜作为发酵碳源。

该稀释机构7与该发酵机构6连接，其包含有一稀释单元71及一稀释回收槽72。其中，该稀释单元71为一设有稀释液储存槽与液位控制器的稀释塔，从发酵机构6出来的发酵后的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液进入该稀释单元 71，在稀释单元71的稀释液储存槽中使自来水或逆渗透水以1～1000倍的体积与发酵完后的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液混合，搅拌均匀，稀释成一γ-聚麸氨酸生物性液肥，储存至稀释回收槽内；该稀释单元中设有的液位控制器可检测该单元内自来水或逆渗透水的添加比例，使含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液能藉由所添加的自来水或逆渗透水稀释成一定倍数的γ-聚麸氨酸生物性液肥。如是，藉由上述揭露装置构成一全新的生物性肥料产生装置。

上述提及的发酵培养基组成，可为下列组合中的任一种：

组合一：1g/L～100g/L的丝胶液、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾(K₂HPO4)、以及0.1/L～1g/L的硫酸镁 (MgSO₄·7H₂O)。

组合二：1g/L～100g/L的丝素、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、 0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾、以及0.1/L～1g/L的硫酸镁。

组合三：1g/L～100g/L的丝胶液、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾、0.1/L～1g/L的硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)、以及 1g/L～50g/L的蔗糖。

组合四：1g/L～100g/L的丝素、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、 0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾、0.1/L～1g/L的硫酸镁、以及1g/L～50g/L的蔗糖。

其中组合二与组合四的发酵培养基是将丝胶液替换为丝素。

上述γ-聚麸氨酸生物性液肥含枯草菌/纳豆菌、丝胶、及丝素蛋白等物质，可直接进行灌溉或喷淋作物。而该γ-聚麸氨酸生物性液肥施作(浇灌、喷淋、滴灌)的作物涵盖叶菜类农作物、根茎类农作物、豆类农作物、瓜类农作物、五谷类作物(小麦、大麦、高粱、玉米及稻米)、观赏高经济植物(包括蝴蝶兰、文心兰、拖鞋兰、石斛兰、郁金香、各种玫瑰及国兰)、草莓、柑橘类、柚子、金枣、芒果、西瓜、木瓜、葡萄、梨、释迦、莲雾、香蕉、菠萝、龙眼、柠檬、番石榴、百香果、桃子、荔枝、水蜜桃、苹果及火龙果。

上述制得的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达300cp以上、活菌数达10⁸ cfu/ml以上，且pH值为5～7。该γ-聚麸氨酸发酵液在20～30℃下可保存1～6个月，在低温0～10℃下可保存6个月～1年。

本装置所制得的γ-聚麸氨酸发酵液具有抗冻效果，其在零下-20～10℃以 10～50倍体积的自来水或逆渗透水稀释后具有防止农作物冻伤或霜害的效果。

本实用新型利用纳豆菌或枯草杆菌发酵回收的丝胶液与糖蜜，发酵完后将含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液稀释一定倍数后直接灌溉稻米、蔬菜、果树、及兰花等经济作物。当运用时，其步骤包括：

步骤1：取平面茧600g加入0.5％的碳酸钠30L于95℃在萃取槽内恒温加热2小时，待冷却至40℃后进入萃取槽下装有的200目筛的金属过滤网，滤液贮存于滤网回收槽中，再将滤液以泵打入含有5μM滤膜的金属过滤器过滤杂质后于过滤回收槽内贮存，再以泵将回收过滤的丝胶液打入酸碱调和槽以1N的HCl调整pH为 7后送入搅拌回收槽备用，方能进行发酵。

步骤2：将具有发酵γ-聚麸氨酸的菌株用TSA培养基进行菌种培养(37℃、 24小时生长)。将生长好无污染的菌种勾取约1cm²菌落至TSB培养基进行摇瓶培养，培养条件24小时后得液态母种，准备进行发酵。

步骤3：配制10L发酵培养基：根据前述的发酵培养基的组成，以连续式泵将步骤1过滤回收的丝胶液打入发酵槽中，同时加入其他组成；然后于121℃灭菌15分钟。灭菌完毕冷却后加入步骤2中3～5％的液态母种至发酵槽中进行发酵，发酵条件为200rpm/min、48小时、37℃、空气供应10vvm，pH值控制在5.5～6.5 之间，发酵完毕取10ml用Brokfield黏度计进行分析，分析黏度为494cp，所得的γ-聚麸氨酸发酵液呈白色混浊状。

步骤4：取1ml含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液，加入无菌水9ml,混合均匀，同样步骤取前述混合均匀液体1ml再以无菌水9ml稀释，连续稀释10次，每一试管取样0.1ml以涂抹方式于TSA培养基，37℃恒温培养24小时，培养完毕计算培养皿菌落数为2×10⁹cfu/mL。

步骤5：取步骤4含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液，加入1000倍体积的自来水均匀混合发酵液，进行空心菜的根部浇灌试验，分控制组与试验组，试验组每株空心菜幼苗施予20ml稀释液，每周两次，控制组只以自来水灌溉，一个月后观察。试验结果显示，空心菜在试验组较控制组成长速度快约两成，暨高度、菜体也较壮硕，很显然纳豆菌或枯草杆菌利用回收的丝胶液与糖蜜发酵的γ-聚麸氨酸生物性液肥对于促进空心菜生长有显著帮助，可以完全取代化学肥料与动物制作发酵的有机肥，本创作的生物性液肥可以直接应用于有机蔬菜、果树上，是完全绿色环保的制程产品，培育过程不产生臭味，亦无感染致病菌的疑虑。

以下为本创作的具体实施例。

实施例1以枯草杆菌发酵γ-聚麸氨酸

步骤11：将枯草菌株进行活化，并划盘在TSA培养基37℃隔夜恒温培养。

步骤12：将步骤11培养后的菌株勾取菌落于灭菌的TSB培养基中，进行恒温摇瓶培养，培养条件为37℃、24小时、150rpm/min。

步骤13：将步骤12摇瓶培养后的菌株在无菌操作台取约3λ菌液于显微镜下观察是否为杆菌与单一菌落，若无误则进行下一阶段的发酵。

步骤14：在确认液态母种无污染后，配制10L发酵培养基，组成如下：味精 10g/L、糖蜜50g/L、硫酸镁0.5g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、30g/L回收的丝胶液于发酵槽中进行灭菌。灭菌完毕冷却后，加入步骤12的液态母种3～5％进行发酵槽发酵，发酵条件：200rpm/min、96小时、37℃、空气供应8vvm，pH值控制在5.5～ 6.5之间，发酵完毕量测指针显示含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达200cp左右。

步骤15：取步骤14中1L含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液，加入自来水稀释500 倍，以所得稀释液作为γ-聚麸氨酸生物性液肥，进行空心菜的施肥试验。

步骤16：空心菜株苗植入土壤后每周两次灌溉步骤15的γ-聚麸氨酸生物性液肥，约三周后可以明显看出有灌溉γ-聚麸氨酸生物性液肥的空心菜成长速度约为未灌溉γ-聚麸氨酸生物性液肥的三倍左右，证明施用γ-聚麸氨酸生物性液肥可以让空心菜生长速度快近三倍左右，对农民来说兼具着环保、保护土壤与具有更快速的经济获利价值。

实施例2以纳豆菌为例

步骤21：将活化后的纳豆菌于TSA培养基中37℃隔夜恒温培养，勾取约1cm²菌落至灭菌的TSB培养基中，进行恒温摇瓶液态母种培养，培养条件：37℃、24 小时、150rpm。

步骤22：待摇瓶结束取3λ菌液在显微镜下观察是否为杆菌与单一菌落，若无误则可进行下一阶段的发酵槽发酵。

步骤23：在确认液态母种无污染后，配制10L发酵培养基，其组成如下：味精10g/L、糖蜜50g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、硫酸镁0.5g/L、50g/L回收的丝胶液于发酵槽中进行灭菌。灭菌完毕冷却后，加入步骤21的液态母种3～5％进行发酵槽发酵，发酵条件：300rpm/min、48小时、37℃、空气供应10vvm，pH值控制在 5.5～6.5之间，发酵完毕量测指针显示含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达 212cp左右。

取步骤23中0.1L含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液加入自来水稀释100倍，进行蝴蝶兰的施肥试验，每次仅需施肥10ml，每周一次。蝴蝶兰施予γ-聚麸氨酸生物性液肥的生长状况：施肥后约两周兰花因吸收到丰富养分使叶面呈现光亮，又使根部吸收液肥养分，气根呈鲜绿状态，此外在叶面则呈现亮绿状，并能协助较快长出花梗；而蝴蝶兰对照组施予粒肥的生长状况，同期间施予粒肥的蝴蝶兰在同一时间则尚未长出花梗。因此本创作的γ-聚麸氨酸生物性液肥可以取代兰花的常规粒肥。

实施例3以纳豆菌为例

步骤31：将活化后的纳豆菌于TSA培养基中37℃隔夜恒温培养，勾取约1cm²菌落至灭菌的TSB培养基中，进行恒温摇瓶母种培养，培养条件：37℃、24小时、 150rpm/min。

步骤32：待摇瓶结束取3λ菌液在显微镜下观察是否为杆菌与单一菌落，若无误则可进行下一阶段的发酵槽发酵。

步骤33：在确认液态母种无污染后，配制10L发酵培养基，组成如下：味精 10g/L、糖蜜50g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、硫酸镁0.5g/L、30g/L的丝素，于发酵槽中进行灭菌。灭菌完毕冷却后，加入步骤31的液态母种3～5％进行发酵槽发酵，发酵条件：300rpm/min、48小时、37℃、空气供应10vvm，pH值控制在5.5～6.5 之间，发酵完毕量测指针显示含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达127cp，丝素蛋白液含有丰富的麸氨酸，纳豆菌发酵时会分泌蛋白酶逐渐水解丝素蛋白释出麸氨酸于培养基中，成为γ-聚合聚麸氨酸最佳的单体来源。

本创作利用两种废弃的农产品作为发酵γ-聚麸氨酸的基质，透过枯草杆菌、纳豆菌、地衣苔癣杆菌发酵产生含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液，利用此含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液稀释后可直接施作灌溉于稻米、蔬菜、果树、或高经济欣赏植物兰花等，取代传统的化学肥料达到降低土壤负荷。藉此，本装置生产的液态肥料具有高经济价值与友善环境的特性，在整体生产过程中没有造成任何的废弃物，甚至利用工业废弃物回收进行发酵，再将发酵液稀释进行灌溉稻米、杂粮、蔬菜、各种果树与欣赏植物兰花的时候，更能拥有三种功效，第一是促进作物生长，第二是降低作物的用水量，因为γ-聚麸氨酸拥有吸附水的能力，换言之具有保水的特性，第三是含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液会逐渐的分解成为作物的氮肥，在环境中亦不会残余与造成污染，并可使益生菌分布于土壤中，改善土壤的环境。因此以枯草菌属所生产的γ-聚麸氨酸为友善环境的液态肥料，有机会逐步取代对环境土壤造成严重负荷的化学肥料。

承上述第三功效，本创作所利用γ-聚麸氨酸生物性液肥是连同菌株一起进行喷淋的动作，无须移除菌体，因为枯草杆菌、纳豆菌均是来自于自然的菌株，又这些菌株为益生菌菌株，对环境无害，因此在利用这些菌株发酵γ-聚麸氨酸，发酵后无需分离菌体直接含活菌作为植物或农作物的液肥，亦可以改善土壤的菌相，让环境中的土壤拥有丰富的益生菌株，也可作为土壤改良剂。

综上所述，本实用新型为一种生物性肥料产生装置，可有效改善现有技术的种种缺点，利用废弃脱胶的丝胶液，进行简易的过滤程序移除杂质后，再调整pH值为7.0，直接输送进入发酵槽与配制好的无机盐类进行灭菌，再接种液态母种进行发酵，所得含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液再加入自来水或逆渗透水稀释 500～1000倍，即可灌溉或喷淋稻米、蔬菜、果树、或各式兰花等高经济观赏作物，取代传统的化学肥料达到降低土壤负荷，进而能产生更进步、更实用、更符合使用者所须，确已符合新型专利申请的要件，依法提出专利申请。

Claims

1.一种生物性肥料产生装置，其特征在于，其包括：

一萃取机构，供蚕丝或平面茧与碱水进行脱胶；

一固液分离机构，与该萃取机构连接，该固液分离结构内设金属过滤网，以使由该萃取机构得到的萃取液初步过滤后分离成丝素与丝胶液；

一过滤机构，与该固液分离机构连接，该过滤机构内设滤膜以对丝胶液进行粗滤；

一酸碱调和机构，与该过滤机构连接，该酸碱调和机构内设pH计以将粗滤后的丝胶液的pH值调至7.0；

一种菌培养机构，供具有发酵γ-聚麸氨酸的菌株培养成液态母种；

一发酵机构，分别与该酸碱调和机构及该种菌培养机构连接，内设有具灭菌单元的发酵槽，以使经过该酸碱调和机构的丝胶液灭菌后与种菌培养机构的液态母种在该发酵槽内发酵；以及

一稀释机构，与该发酵机构连接，该稀释机构内具有自来水或逆渗透水，以将该发酵机构输送来的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液稀释成γ-聚麸氨酸生物性液肥。