TW202342407A - 用於增加固態有機肥料之營養成分的方法及由此製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於增加固態有機肥料之營養成分的方法，包含以下步驟：(a)將至少一生物廢棄物置於一入料區靜置，其中該入料區設置有一進料斗，該至少一生物廢棄物於該進料斗靜置俾以分離出一固體部分及一液體部分；以及(b)透過一次發酵槽對該固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。本發明亦提供一種由前述方法製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。
Description
本發明是有關於一種用於增加固態有機肥料之營養成分的方法及由此製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。
現代生活中，不論是都市或郊區，每天都有大量的廢棄物從家庭與工廠被製造出來，其中生物廢棄物是最大定點與不定點的氮及磷污染來源。它們約佔總氮污染的一半及總磷污染的三分之二。當畜牧與家禽養殖大量集中於一個地方，空氣及水問題伴隨糞便及屍體產生而來，目前最普遍性採用垃圾掩埋場及堆肥場的處理方法。
事實上，有機廢棄物含有大量且豐富營養成份可供農業與飼料業使用。將動物糞便與廚餘用堆肥處理可減低微生物活動及濕度，堆肥中有機質可改善土壤吸收營養與含水的能力，降低肥料使用及避免耕種時土壤流失，減少臭味與蒼蠅問題。但當堆肥處理有許多好處的同時，它並不保證解決所有的動物糞便與廢棄物管理的問題。堆肥處理需要大量時間與金錢運作管理，它也需要額外的土地及三週至兩個月成熟時間，野堆式堆肥及儲料設施佔用大量土地與建築物空間。較大型堆肥處理操作，則為資本密集及勞力密集工作，其中最嚴重問題是隨之而來的污染四逸及惱人的惡臭。若野堆式堆肥含有過量的氮，阿摩尼亞的臭味就成為惱人問題，超載的養分污染四逸及污染滲透則是其他另外潛在污染問題。
有機廢棄物例如動物屍體及動物排泄物等生物廢棄物往往都是無法使用而需要被丟棄的，但如何處理這些生物廢棄物而不會對環境造成汙染，同時有效再利用這些生物廢棄物，是本領域的重要課題。
另一方面，一般禽畜糞便及廚餘經由一次發酵後，再進行第二次翻堆堆肥發酵(搖床連續製程)，成為一般常見之固態有機肥料，此時雖有肥力，僅能作為基肥使用，不具追肥功能。
為了解決上述問題，本領域的技術人員亟需研發出新穎之用於增加固態有機肥料之營養成分的方法以造福有此需求的廣大族群，其是再利用上述這些被認為無法使用的生物廢棄物來增加固態有機肥料之營養成分。
有鑑於此，本發明之目的為提供一種用於增加固態有機肥料之營養成分的方法，包含以下步驟：(a)將至少一生物廢棄物置於一入料區靜置，其中該入料區設置有一進料斗，該至少一生物廢棄物於該進料斗靜置俾以分離出一固體部分及一液體部分；以及(b)透過一次發酵槽對該固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。
在本發明的一實施例中，該至少一生物廢棄物是選自於下列所組成之群組：動物屍體、動物排泄物、食品加工污泥、廚餘、植物性殘渣、動物羽毛，及其組合。
在本發明的一實施例中，該至少一生物廢棄物是動物屍體。
在本發明的一實施例中，該第一酶解發酵處理是於40~50
下進行。
在本發明的一實施例中，該第一酶解發酵處理是於9~12 atm下進行。
在本發明的一實施例中，該預定時間是2~4小時。
在本發明的一實施例中，該固體部分於該第一酶解發酵處理後進一步透過二次發酵槽進行一第二酶解發酵處理。
在本發明的一實施例中，該第二酶解發酵處理是於40~50
下進行。
在本發明的一實施例中，該第二酶解發酵處理是於0.5~1.5 atm下進行。
本發明之另一目的為提供一種富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料，其是藉由一如前所述的方法而被製得。
綜上所述，本發明方法的功效在於：藉由生物廢棄物於進料斗靜置以分離出一固體部分及一液體部分，透過一次發酵槽對固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。特別地，胺基酸之特性具有激發農作物短時間內快速合成吸收及代謝各種養分能力，使有機肥也具有農作物加速生長期及開花後細胞分裂期快速吸收養分之需求，補足一般固態有機肥先天所欠缺之追肥能力，以完全取代化學肥料之使用，達致完全有機農作栽培。本發明亦提供由此方法製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。
以下將進一步說明本發明的實施方式，下述所列舉的實施例係用以闡明本發明，並非用以限定本發明之範圍，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
定義
本文中所使用數值為近似值，所有實驗數據皆表示在
20%的範圍內，較佳為在
10%的範圍內，最佳為在
5%的範圍內。
以下將參照相關圖式，說明依據本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法及由此製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料的較佳實施例，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法，藉由生物廢棄物於進料斗靜置以分離出一固體部分及一液體部分，透過一次發酵槽對固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。特別地，胺基酸之特性具有激發農作物短時間內快速合成吸收及代謝各種養分能力，使有機肥也具有農作物加速生長期及開花後細胞分裂期快速吸收養分之需求，補足一般固態有機肥先天所欠缺之追肥能力，以完全取代化學肥料之使用，達致完全有機農作栽培。本發明亦提供由此方法製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。以下將以實施例來說明本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法及由此製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料的特徵。
請參閱圖1，其為本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法之一實施例的流程圖。本發明的方法包括以下步驟：將至少一生物廢棄物置於一入料區靜置，其中入料區設置有一進料斗，至少一生物廢棄物於進料斗靜置俾以分離出一固體部分及一液體部分(步驟S01)；以及透過一次發酵槽對固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料(步驟S02)。
在本實施例的步驟S01中，生物廢棄物可為動物屍體(例如斃死畜禽)、動物排泄物(例如畜禽糞水)、食品加工污泥、廚餘、植物性殘渣、動物羽毛，或其組合。較佳地，生物廢棄物是動物屍體。
在本實施例的步驟S02中，第一酶解發酵處理是於40~50
下進行。
在本實施例的步驟S02中，第一酶解發酵處理是於9~12 atm下進行。
在本實施例的步驟S02中，預定時間是2~4小時。
在本實施例中，固體部分於第一酶解發酵處理後可進一步透過二次發酵槽進行一第二酶解發酵處理。一次發酵槽可為高溫無害化生物發酵設備，二次發酵槽可為倉式熟化二次發酵設備。
在本實施例中，第二酶解發酵處理是於40~50
下進行。
在本實施例中，第二酶解發酵處理是於0.5~1.5 atm下進行。
在本實施例中，固體部分可進一步藉由破碎機及均質攪拌機處理而形成例如肉骨渣。
在本實施例中，富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料可藉由前述方法而被製得。
在一實施例中，液體部分被收集供作為製備液態有機肥料的原料。
在實際操作上，參見圖2及圖3，其為本發明用於增加固態有機肥料之營養成分之一實施例的操作示意圖，其中圖2是立體圖，圖3是圖2的俯視圖。將斃死畜禽於入料區1靜置，運輸車駛入後，關閉入口大門，卸貨開始前即開始抽氣。特別地，入料區1可設置有進料斗11，斃死畜禽可於進料斗11靜置，藉由重力分離出固體部分及液體部分。接著，斃死畜禽之物料(固體部分)進入破碎機2進行同步碎解，對破碎機2開啟抽氣，形成局部小負壓，將臭氣導走。此外，可搭配均質攪拌機3讓碎解的物料更均勻，並藉由洗滌水槽4的洗滌水(例如次氯酸水)來清洗物料。物料碎解且清洗後可被導入至一次發酵槽6及二次發酵槽7進行酶解發酵。物料於酶解發酵前可進入高溫水解槽5 (可為水解爐，具有熱氣，為局部正壓，關於高溫水解槽的操作是參考TWI704222所揭露者)進行水解處理。
發酵後的產物包括約70%胺基酸，其中胺基酸的部分經由胺基酸緩存槽8加工處理，得到含有活性左旋胺基酸含量的最終產物，並經由財團法人中央畜產會檢驗分析胺基酸成分確認含有高活性左旋胺基酸含量。
此外，其他種類的生物廢棄物(例如食品加工污泥、畜禽糞、廚餘、植物性殘渣及動物羽毛)也可依種類分別靜置於入料區1’的不同隔間，然後進行上述操作以得到包含活性左旋胺基酸的產物。
綜上所述，本發明方法藉由生物廢棄物於進料斗靜置以分離出一固體部分及一液體部分，透過一次發酵槽對固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。特別地，胺基酸之特性具有激發農作物短時間內快速合成吸收及代謝各種養分能力，使有機肥也具有農作物加速生長期及開花後細胞分裂期快速吸收養分之需求，補足一般固態有機肥先天所欠缺之追肥能力，以完全取代化學肥料之使用，達致完全有機農作栽培。本發明亦提供由此方法製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、1’:入料區
11:進料斗
2:破碎機
3:均質攪拌機
4:洗滌水槽
5:高溫水解槽
6:一次發酵槽
7:二次發酵槽
8:胺基酸緩存槽
圖1是本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法之一實施例的流程圖。
圖2是一立體圖，其為本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法之一實施例的操作示意圖。
圖3是圖2的俯視圖，其為本發明用於增加固態有機肥料之營養成分的方法之一實施例的操作示意圖。
Claims (10)
- 一種用於增加固態有機肥料之營養成分的方法，包含以下步驟： (a) 將至少一生物廢棄物置於一入料區靜置，其中該入料區設置有一進料斗，該至少一生物廢棄物於該進料斗靜置俾以分離出一固體部分及一液體部分；以及 (b) 透過一次發酵槽對該固體部分進行一第一酶解發酵處理歷時一預定時間，得到一富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料。
- 如請求項1的方法，其中該至少一生物廢棄物是選自於下列所組成之群組：動物屍體、動物排泄物、食品加工污泥、廚餘、植物性殘渣、動物羽毛，及其組合。
- 如請求項2的方法，其中該至少一生物廢棄物是動物屍體。
- 如請求項1的方法，其中該第一酶解發酵處理是於40~50 下進行。
- 如請求項1的方法，其中該第一酶解發酵處理是於9~12 atm下進行。
- 如請求項1的方法，其中該預定時間是2~4小時。
- 如請求項1的方法，其中該固體部分於該第一酶解發酵處理後進一步透過二次發酵槽進行一第二酶解發酵處理。
- 如請求項7的方法，其中該第二酶解發酵處理是於40~50 下進行。
- 如請求項7的方法，其中該第二酶解發酵處理是於0.5~1.5 atm下進行。
- 一種富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料，其是藉由一如請求項1至9中任一項的方法而被製得。
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| TW111116090A TWI836413B (zh) | 2022-04-27 | 用於增加固態有機肥料之營養成分的方法及由此製得的富含活性左旋胺基酸的固態有機肥料 |
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