一種用生物廢棄物加工有機生物複合肥的生產工藝的製作方法

2023-12-08 08:59:31

專利名稱:一種用生物廢棄物加工有機生物複合肥的生產工藝的製作方法
本發明涉及一種用生物廢棄物經兩級發酵加工有機生物複合肥的生產工藝，屬於微生物發酵領域。
利用天然的豆科植物根瘤菌作菌種，生產各種微生物肥料，有機生物肥料，有機生物複合肥，由於能有效地補充土壤的有機質，同時能補充土壤微生物，改善土壤由於長期使用無機化肥所造成的土壤板結狀況，增強土壤團粒結構，因而能在大幅度增產的同時，提高農、林產品的品質，所以格外受到農、林學界和家、林產業的重視，成為本世紀農、林肥生產發展的方向。
目前豆科植物根瘤菌在家、林業中的應用方法有兩種，第一種方法是將天然豆科植物的根瘤類菌體採集後晾乾、粉碎後，作為固氮菌劑粉在農作物種植時拌根、噴酒、穴施使用。這種方法雖然簡單易行，容易為生產者所採用，但是由於絕大部分農田長期大量使用無機化肥，土壤板結，有機質大幅度下降，已經不適合豆科植物與固氮菌群發生共生關係，大部份農田中的豆科植物已經不在根系上生長根瘤類菌體，即使生長也是數量極少，品質極差，因此這第一種方法已經無法大規模地推廣、應用；第二種方法是用草灰作載體，或是用蛭石作吸附劑，將經過三級菌種培養的根瘤菌附載或吸附在草灰、蛭石上，或是將發酵液濃縮後冷凍乾燥製成。這種方法雖然能獲得大量的根瘤菌製品，但是由於設備複雜、技術要求高，一次性投資大，難以在廣大的農村、中小城鎮推廣應用。同時由於這種根瘤菌產品所含有機質均在20％左右，甚至不含有機質，在農、林業生產者使用時，必須與糖水、大量的無機肥等配合或再次堆積發酵後，才能作為有機生物肥使用。由於價格昂貴，使用麻煩，也不利於根瘤菌肥大規模推廣、應用。
本發明的目的在於提供一種極低廉的生物廢棄物作為主要原料，將「富含CTP水溶液」(專利公開號CN1128800A)作為大豆根瘤類菌體的生物激活劑，直接將各種生物廢棄物和少量鈣鎂磷肥經兩級發酵後，經乾燥、粉碎，再與少量無機肥配製成有機生物複合肥。由於這種肥料的有機質含量高，根瘤菌群中的固氮菌也有較高含量，而且生物活性強；同時無機氮、磷、鉀的含量較合理，因而能使農、林業生產者不需再加工，直接在田間、林地大量施用。由於這種肥料的有機質原料極為低廉，來源極為豐富，生產成本大幅度降低，能夠滿足農、林業生產對固氮菌含量較高的有機生物複合肥的大量需求。
本發明是這樣實現的它是用「富含CTP水溶液」激活大豆根瘤類菌體菌種，將各種生物廢棄物與少量鈣鎂磷肥混合物經兩級發酵後，再經中溫乾燥、粉碎，最後再與少量尿素、氯化鉀、磷酸二氫鉀，以及少量「富含CTP水溶液」配製而成的不同品種的有機生物複合肥；一、準備工序a、生物廢棄物的前期處理採用堆積發酵的方法將各種生物廢棄物初步分解，作為有機質原料，備用；b、激活並培養大豆根瘤類菌體菌種將乾燥的大豆根瘤類菌體清洗乾淨，按每百噸有機生物複合肥成品需用6.58克原始菌種的比例，稱出大豆根瘤類菌體，用機械粉碎；再按原始菌種量23.4倍的比例，將佔固體培養基原料量30％的大豆粉、40％的豆粕粉、15.6％的細米糠配成混合原料；再加入原料用量5％的「富含CTP的水溶液」、20％的滅菌水，製成固體培養基；將粉碎後的大豆根瘤類菌體均勻拌入培養基中，在PH6-7、30℃-35℃條件下半密封培養120小時，製成一級菌種；按上述菌種、原料、激活劑、水的比例和製作方法再反覆做兩次，製成三級菌種，備用；c、生產菌液的製作按有機生物複合肥成品計劃生產量0.256％的比例稱出大豆，加入總重量20倍的50℃-60℃的溫水浸泡兩小時，用機械粉碎製成含水份9.5％的大豆漿；再按大豆漿3.48％的比例加入大豆根瘤類菌體三級菌種；再按有機生物複合肥計劃生產量0.03％的比例加入「富含CTP的水溶液」，在30℃-10℃、PH6-7的條件下密封發酵3-15天，製成菌液待用；d、製作有機生物液肥按原料佔有機生物複合肥成品計劃生產量6.3％的比例，將其中佔95％的爛果蔬、糧食等生物廢棄物，和佔5％的動物內臟、腐肉等生物廢棄物，加水至總重10倍，用機械磨成漿狀；再按生物廢棄物漿3.06％的比例加入預製好的大豆根瘤類菌體生產菌液；再按有機生物複合肥成品計劃生產量0.03％的比例加入「富含CTP水溶液」，在PH6-7，30℃-10℃條件下發酵10天---30天，製成有機生物液肥，待用；
二、有機生物複合肥的初步製作a、一級發酵，將經過前期處理的各種生物廢棄物分別按57.5％--80.2％的比例，與30％--6.9％的鈣鎂磷肥相混合；然後加入有機生物複合肥成品計劃生產量3.4％的大豆根瘤類菌體生產菌液，再加入0.07％的「富含CTP的水溶液」，用機械攪拌均勻，製成一級發酵坯料，在PH6--7、30℃--10℃條件下，半密封堆積發酵7--15天；結束髮酵；b、二級發酵先將發酵好的一級發酵坯料取出，再將預製好的有機生物液肥；按一級發酵坯料49.98％的量取出，加入佔有機生物複合肥計劃生產成品量0.07％的「富含CTP的水溶液」，緩慢、分散地加入用粉碎機粉碎加工中的一級發酵坯料中，製成含水份64.9％的二級發酵坯料，裝入發酵池內，在PH6-7、30℃-10℃條件下半密封發酵5--12天，待二級發酵坯料顏色發黑、無臭氣，並且表面長出約1毫米厚的灰白色菌膜時，即可結束二級發酵；c、二級發酵的脫水處理將結束二級發酵的坯料，置於25℃--50℃通風良好的條件下蒸發2--5天，待二級發酵坯料成為含水份10％的幹塊狀時，用機械粉碎成粒徑0.1---3毫米的細粒，即成為有機生物複合肥半成品，裝袋入庫待用；三、有機生物複合肥的總配製按有機生物複合肥成品計劃生產量，分別加入4.3％---13％的尿素，3％--11％的氯化鉀，0--0.96％的磷酸二氫鉀，以及0.3％---4.8％的「富含CTP的水溶液」，19.7％的液體有機生物肥，用機械攪拌均勻，即成為含水份30％的固體有機生物複合肥成品，經密封包裝後入庫。
本發明與現有技術相比，由於採用「富含CTP的水溶液」作為大豆根瘤類菌體的生物激活劑，其中所含的CTP(胞嘧啶核苷三磷酸)、鎂離子及鈣離子和鈣調蛋白的複合物(Ca+2.CaM)等高能量、高活性物質的作用，使根瘤菌群被激活，其分解各種有機物質的能力大大提高，從而在投資小，設備簡單，設備及原料基本上不消毒的狀態下，能夠用根瘤類菌體作菌種，將各種生物廢棄物和鈣鎂磷肥發酵加工成有機生物複合肥，從而大大地降低了生產成本，使有機生物肥能夠成為較廉價的肥料，為廣大農、林生產者所接受，為含較豐富固氮菌的有機生物複合肥的推廣、應用，提供了有利條件，同時由於微量的ATP、鎂離子，鈣離子和鈣調蛋白的複合物進入植物體內後，能起到提高植物能量代謝、物質代謝能力，以及增強細胞分裂能力的作用，因而經農田實驗證實，農、林產品增產幅度大，品質明顯提高。農、林作物抗病、抗寒能力也有所增強，對農、林生產者的經濟效益極其顯著，同時由於這項生產工藝能將各種生物廢棄物大批量加工成為優質肥料，變廢為寶，因此還能在環境保護和城市生態建設方面，產生巨大的社會效益。
本發明的實施例(以蕃茄專用肥為實例)。
菌種a、根瘤類菌體原始菌種b、糖化酶(內含各種黴茵子包子)c、牛的瘤胃分泌物(內含大量纖毛蟲)原料a、各種生物廢棄物；b、鈣鎂磷肥、尿素、氯化鉀、培養基大豆粉、豆粕、米糠、菌種激活劑「富含CTP的水溶液」。
一、準備工序1、各種生物廢棄物的前期處理(提前兩個月準備)①自然堆積發酵將醬油糟、酒精糟浮萍及各種酒糟等原料堆積自然發酵至開始腐爛即可使用，數量不限。
②加黴菌堆積發酵將糖化酶按5％的比例加入到1公斤澱粉、6公斤米糠、3公斤水製成的固體培養基中，在30℃、PH5--6條件下發酵96小時，製成一級菌種10.5公斤；再按1∶30的比例，用同樣方法製成310.5公斤二級菌種；再用同樣方法製成9310.5公斤三級菌種，加入到279.3噸廢菸絲之中，用平臺式攪拌機攪拌均勻，堆積成堆，再澆上總量20％的水，在PH5--6、30℃--10℃條件下半密封發酵10天--30天，至廢菸絲無刺鼻菸葉氣味，顏色發黑並開始腐爛時，即可待用。
③將牛皺胃分泌物取出，按5％的比例加入到1公斤澱粉、6公斤米糠、3公斤水製成的固體培養基中，在PH5、30℃條件下發酵96小時，製成一級菌種10.5公斤，再按1∶30的比例，用同樣方法製成310.5公斤二級菌種；再用同樣方法製成9310.5公斤三級菌種，加入279.3噸草坪廢棄草，醋糟及經粉碎的玉米鮮秸杆、玉米心、中藥渣等廢棄物中，用平臺式攪拌機攪拌均勻，堆積成堆，澆上佔總量10％的水，在PH5、30℃--10℃條件下半密封發酵10天際0天，至廢棄物發黑、變軟，並且開始腐爛時，即可待用。
2、激活並培養大豆根瘤類菌體菌種(提前兩個月進行準備)
將大豆根瘤類菌體清除掉表面泥沙，稱出6.58克，用微型粉碎機粉碎，再將46.2克大豆粉、61.6克豆粕粉、46.2克細米糠製成154克混合原料，再加入7.65克「富含CTP水溶液」、30克滅菌水，攪拌均勻，製成固體培養基，然後將粉碎後的大豆根瘤類菌體均勻拌入培養基中，在PH6--7、30℃--35℃條件下半密封發酵120小時，製成198克一級菌種。按上述菌種、原料、激活劑、水的比例和製作方法再反覆做兩次，製成179公斤大豆根瘤類菌體三級菌種，待用；3、生產菌液的製作(提前45天進行準備)將256.1公斤大豆，用4865.9公斤50℃--60℃的溫水浸泡兩小時，用磨漿機製成5122公斤大豆漿，再加入178公斤大豆根瘤類菌體三級菌種，再加入30公斤「富含CTP水溶液」，在PH6--7、30℃--10℃條件下密封發酵3--15天，製成5330公斤大豆根瘤類菌體生產菌種，待用；4、製作有機生物液肥(提前30天進行準備)將6噸爛蔬菜、爛水果、爛糧食、果皮、菜邦等生物廢棄物及300公斤屠宰場廢棄的無傳染病汙染的動物內臟、腐肉等生物廢棄物(也可用600公斤豆粕替代)加42.2噸水，用磨漿機磨成48.5噸漿液；再加入1930公斤大豆根瘤類菌體生產菌液和30公斤「富含CTP水溶液」，在PH6--7、30℃--10℃條件下發酵10--30天，製成62.3噸有機生物液肥，待用；二、有機生物複合肥的初步製作1、一級發酵將83.03噸經過前期處理含水30％的各種生物廢棄物與8噸含磷(P2O5)不低於16％的鈣鎂磷肥混合，再加入3400公斤預製好的大豆根瘤類菌體生產菌液和70公斤「富含CTP的水溶液」，用平臺式攪拌機攪拌均勻，製成94.5噸有機生物複合肥一級發酵坯料，在PH6--7、30℃--10℃條件下半密封發酵7--15天，結束髮酵；2、二級發酵先將發酵好的一級發酵坯料取出，再加上47.23噸預製好的有機生物液肥，再加入70公斤「富含CTP水溶液」，緩慢、分散地加入正在用鍾片式粉碎機粉碎加工的一級發酵坯料中，製成141.8噸含水份64.9％的有機生物複合肥二級發酵坯料，裝入發酵池內，在PH6--7、30℃--10℃條件下半密封發酵5--12天，待二級發酵坯料顏色發黑、無臭氣、並且表面長出約毫米厚的灰白色菌膜時，即可結束二級發酵；
3、二級發酵的脫水處理將結束二級發酵的坯料，置於25℃--35℃的日光照射的晾曬或者35℃-50℃通風良好的烘房中蒸發2--5天，待二級發酵坯料成為含水份10％的幹塊狀時，再用齒盤式粉碎機粉碎成粒徑2-3毫米的細粒，即成為蕃茄專用有機生物複合肥半成品63.95噸，裝袋入庫待用；三、蕃茄用有機生物複合肥的總配製將63.95噸半成品中加入8.85噸尿素、7.2噸氯化鉀、300公斤「富含CTP水溶液」、19.7噸有機生物液肥，用平臺式攪拌機攪拌均勻，即得到100噸蕃茄用有機生物複合肥成品，經密封包裝後入庫。
權利要求
1.一種用生物廢棄物加工有機生物複合肥的生產工藝，它是用「富含CTP水溶液」激活大豆根瘤類菌體菌種，將各種生物廢棄物與少量鈣鎂磷肥混合物經兩級發酵後，再經中溫乾燥、粉碎，最後再與少量尿素、氯化鉀、磷酸二氫鉀，以及少量「富含CTP水溶液」配製而成的不同品種的有機生物複合肥，其特徵是一、準備工序a、生物廢棄物的前期處理採用堆積發酵的方法將各種生物廢棄物初步分解，作為有機質原料，備用；b、激活並培養大豆根瘤類菌體菌種將乾燥的大豆根瘤類菌體清洗乾淨，按每百噸有機生物複合肥成品需用6.58克原始菌種的比例，稱出大豆根瘤類菌體，用機械粉碎；再按原始菌種量23.4倍的比例，將佔固體培養基原料量30％的大豆粉、40％的豆粕粉、15.6％的細米糠配成混合原料；再加入原料用量5％的「富含CTP的水溶液」、20％的滅菌水，製成固體培養基；將粉碎後的大豆根瘤類菌體均勻拌入培養基中，在PH6-7、30℃-35℃條件下半密封培養120小時，製成一級菌種；按上述菌種、原料、激活劑、水的比例和製作方法再反覆做兩次，製成三級菌種，備用；c、生產菌液的製作按有機生物複合肥成品計劃生產量0.256％的比例稱出大豆，加入總重量20倍的50℃-60℃的溫水浸泡兩小時，用機械粉碎製成含水份9.5％的大豆漿；再按大豆漿3.48％的比例加入大豆根瘤類菌體三級菌種；再按有機生物複合肥計劃生產量0.03％的比例加入「富含CTP的水溶液」，在30℃-10℃、PH6-7的條件下密封發酵3-15天，製成菌液待用；d、製作有機生物液肥按原料佔有機生物複合肥成品計劃生產量6.3％的比例，將其中佔95％的爛果蔬、糧食等生物廢棄物，和佔5％的動物內臟、腐肉等生物廢棄物，加水至總重10倍，用機械磨成漿狀；再按生物廢棄物漿3.06％的比例加入預製好的大豆根瘤類菌體生產菌液；再按有機生物複合肥成品計劃生產量0.03％的比例加入「富含CTP水溶液」，在PH6-7，30℃-10℃條件下發酵10天---30天，製成有機生物液肥，待用；二、有機生物複合肥的初步製作a、一級發酵，將經過前期處理的各種生物廢棄物分別按57.5％--80.2％的比例，與30％--6.9％的鈣鎂磷肥相混合；然後加入有機生物複合肥成品計劃生產量3.4％的大豆根瘤類菌體生產菌液，再加入0.07％的「富含CTP的水溶液」，用機械攪拌均勻，製成一級發酵坯料，在PH6--7、30℃--10℃條件下，半密封堆積發酵7--15天；結束髮酵；b、二級發酵先將發酵好的一級發酵坯料取出，再將預製好的有機生物液肥；按一級發酵坯料49.98％的量取出，加入佔有機生物複合肥計劃生產成品量0.07％的「富含CTP的水溶液」，緩慢、分散地加入用粉碎機粉碎加工中的一級發酵坯料中，製成含水份64.9％的二級發酵坯料，裝入發酵池內，在PH6-7、30℃-10℃條件下半密封發酵5--12天，待二級發酵坯料顏色發黑、無臭氣，並且表面長出約1毫米厚的灰白色菌膜時，即可結束二級發酵；c、二級發酵的脫水處理將結束二級發酵的坯料，置於25℃--50℃通風良好的條件下蒸發2--5天，待二級發酵坯料成為含水份10％的幹塊狀時，用機械粉碎成粒徑0.1---3毫米的細粒，即成為有機生物複合肥半成品，裝袋入庫待用；三、有機生物複合肥的總配製按有機生物複合肥成品計劃生產量，分別加入4.3％---13％的尿素，3％--11％的氯化鉀，0--0.96％的磷酸二氫鉀，以及0.3％---4.8％的「富含CTP的水溶液」，19.7％的液體有機生物肥，用機械攪拌均勻，即成為含水份30％的固體有機生物複合肥成品，經密封包裝後入庫。
專利摘要
本發明公開了一種用各種生物廢棄物加工富含固氮菌的有機生物複合肥的生產工藝，它是用「富含CTP的水溶液」激活大豆根瘤類菌體菌種，直接將各種生物廢棄物和少量鈣鎂磷肥經兩級發酵，再經乾燥、粉碎，最後與少量無機肥配製而成。本發明具有投資少，設備簡單，生產過程中基本不需消毒，能源消耗低，發酵周期短等優點。其生產成本低，價格也大幅度下降。而且在農、林業生產中使用效果良好，同時能大規模回收利用各種生物廢棄物，其經濟效益和環保領域的社會效益極其顯著。
文檔編號C05F17/00GKCN1458130SQ02113756
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月17日
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