專利名稱：一種馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物細(xì)胞液(含蛋白質(zhì)分解物、纖維素分解物等成分)生產(chǎn) 液體生物肥料的方法，具體地說(shuō)涉及一種馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的淀粉生產(chǎn)方法采用機(jī)械破碎馬鈴薯塊莖，離心分離淀粉，過(guò)濾得 到含有機(jī)物較高的馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)廢水。據(jù)調(diào)查結(jié)果測(cè)算，每生產(chǎn)1噸淀粉約排放5 6噸馬鈴薯細(xì)胞液。全國(guó)淀粉生產(chǎn)量40萬(wàn)噸，年排放馬鈴薯細(xì)胞液約200 2400多萬(wàn)噸。 馬鈴薯細(xì)胞液呈中性，BOD高達(dá)12000 15000mg/L，排入河流，易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。馬 鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)廢水污染已成為環(huán)境污染的重大問(wèn)題，急待解決。馬鈴薯細(xì)胞液含有6 10%的有機(jī)物、0. 02 0. 04%&Ρ205、0. 6 1. 2%的1(20、 0. 3 0. 5%的總氮及少量無(wú)機(jī)離子，除少量被利用提取蛋白粉外，大量被排入河流。馬鈴 薯細(xì)胞液本身無(wú)毒，由于含有大量有機(jī)物，排放到水里會(huì)造成富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致河水變濁，魚(yú) 蝦死亡，且惡臭撲鼻，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。馬鈴薯細(xì)胞液中的有機(jī)物卻是難得的有機(jī)肥 料，是農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。現(xiàn)有技術(shù)中，一種糖蜜酒精發(fā)酵液用作甘蔗液肥的 方法(申請(qǐng)?zhí)?00810107403)，將發(fā)酵液稀釋至波美度6 8，在蔗種下種后噴淋于植蔗 溝內(nèi)，噴淋量為90 110t/hm2 ；地膜覆蓋，不需增施任何化學(xué)肥料。發(fā)酵液的原液用量為 45 105t/hm2，較常規(guī)施化肥增產(chǎn)10 30%。此方法的不足在于發(fā)酵液僅經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的 稀釋，發(fā)酵液中有機(jī)物及酵母含有的營(yíng)養(yǎng)成分未得到充分利用；存在有機(jī)物二次發(fā)酵過(guò)程， 易造成養(yǎng)分流失，破壞土壤酸堿平衡，抑制作物生長(zhǎng)。一種液體肥料及其制備方法(申請(qǐng) 號(hào)CN99126230. 1)，它由濃糖液、尿素、氯化鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、硫酸亞 鐵、硫酸鈣、硼酸、硫酸鎂組成，經(jīng)固液分離、發(fā)酵處理、濃縮、精制、混料、灌裝、檢驗(yàn)、包裝而 成，它是一種高效復(fù)合肥料，既有有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，又有有效元素和微量元素，能增加作物對(duì) 養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，抗病抗旱，耐鹽堿，使用方便，適應(yīng)范圍廣，對(duì)改良土壤結(jié) 構(gòu)、提高肥料利用率有積極的作用。此方法的不足在于濃糖液抑制酵母等微生物的發(fā)酵作 用，發(fā)酵液中含有的營(yíng)養(yǎng)成分未得到充分利用；發(fā)酵液中添加多種硫酸鹽，存在離子互相抑 制作用，有效元素和微量元素的營(yíng)養(yǎng)作用受到限制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠充分利用原料有效成分、肥效好、產(chǎn)出 率高、生產(chǎn)周期短、高效節(jié)能的馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)原料選擇選用馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料，馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含 量6 10% ；干馬鈴薯渣固形物含量70 80% ；(2)紫外殺菌取100 IOOOg馬鈴薯細(xì)胞液，置于15 30w的紫外線殺菌器中， 殺菌5 30min ；(3)微波滅菌將500 1500g干馬鈴薯渣裝入容器中，按干馬鈴薯渣重量的10 20%加水，混勻，功率900w保持5 20min，馬鈴薯渣溫度達(dá)到70 95°C，取出冷卻至15 25 0C ；(4)發(fā)酵經(jīng)紫外殺菌后的馬鈴薯細(xì)胞液中，按馬鈴薯細(xì)胞液重量添加0. 5 2%的復(fù)合菌劑混勻，保溫25 30°C，發(fā)酵15 30d，經(jīng)微波滅菌后的馬鈴薯渣中添加0. 5 2%的復(fù)合菌劑混勻，保溫25 35°C，發(fā)酵15 30d，所述復(fù)合菌劑中，安琪酵母菌和保加 利亞乳酸菌有效活菌數(shù)含量之比為1. 5 0.5；(5)超高壓均質(zhì)發(fā)酵后的馬鈴薯細(xì)胞液與馬鈴薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，連續(xù)輸入超高壓均質(zhì)機(jī)中，壓力60 250MPa，處理量1. 5 2. lL/h，使物料充分均 質(zhì)、分散和乳化，得到馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶無(wú)菌條件下，取均質(zhì)后的IL馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液加入上述 復(fù)合菌劑0. 1 1.0ml，再按重量百分比加入乳化液量0. 1 1.0%的纖維素酶和0. 1 1.5%的蛋白酶，均勻混合原料，即得液體生物肥料；(7)罐裝無(wú)菌條件下，罐裝，即得產(chǎn)品。產(chǎn)品有效活菌數(shù)含量0.2 2.0億/ml， 有機(jī)質(zhì)含量8 15%。所述的步驟(1)中所選用的馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量低于6%時(shí)，需要進(jìn)行真空 濃縮，真空度為0. 06 0. 08MPa、溫度為30 45°C、時(shí)間50 120min，濃縮至馬鈴薯細(xì)胞 液有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到6 10%。所述的步驟(1)中所選用的馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量高于10%時(shí)，需要加水稀 釋，稀釋至馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到6 10%。所述的步驟(1)中所選用的馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣，由木薯細(xì)胞液和干木薯 渣、或甘薯細(xì)胞液和干甘薯渣、或玉米秸稈汁和玉米秸稈粉來(lái)替代。本發(fā)明提供的馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，由于采用了紫外殺菌技 術(shù)，利用紫外線穿透微生物細(xì)胞進(jìn)行殺菌，此步驟在低溫非熱處理?xiàng)l件下進(jìn)行物料的滅菌 處理，滅菌時(shí)間短，溫度低，物料養(yǎng)分損失少，殺菌效果良好。由于采用了微波滅菌技術(shù)，利 用微波內(nèi)部加熱方式，短時(shí)間內(nèi)使馬鈴薯渣內(nèi)外同時(shí)均勻加熱滅菌，此步驟對(duì)馬鈴薯渣滅 菌，速度快、時(shí)間短，并可最大限度地保持馬鈴薯物料的品質(zhì)，同時(shí)節(jié)能達(dá)30 50%。由于 采用了超高壓均質(zhì)技術(shù)，利用液體快速流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈的剪切作用破碎馬鈴薯細(xì)胞液和 渣混合液中的有機(jī)物及菌體細(xì)胞，菌體細(xì)胞中所含的蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)完全溶出，此步驟 良好地保持了馬鈴薯細(xì)胞液中氨基酸和維生素，同時(shí)致死以細(xì)菌為主的微生物，物料均質(zhì) 效果好，殺菌速度快。綜上所述，本發(fā)明充分考慮馬鈴薯細(xì)胞液和薯渣所含的成分對(duì)液體生物肥料產(chǎn)品 的影響，利用紫外殺菌馬鈴薯細(xì)胞液、微波滅菌馬鈴薯渣，發(fā)酵馬鈴薯細(xì)胞液和渣，超高壓 均質(zhì)作用于馬鈴薯細(xì)胞液和渣的發(fā)酵液不同成分，有效破除菌體細(xì)胞壁并均質(zhì)有機(jī)物，均 衡發(fā)酵液養(yǎng)分，再經(jīng)加菌和加酶、罐裝，得液體生物肥料。該方法具有速度快、收率高等優(yōu) 點(diǎn)，液體生物肥料有機(jī)物含量可達(dá)6 15 %，節(jié)能10 30 %，廣泛適用于利用馬鈴薯、木薯 等含蛋白質(zhì)的細(xì)胞液和干薯渣為原料生產(chǎn)液體生物肥料，該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)生物肥料生產(chǎn)企 業(yè)技術(shù)更新、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力、促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)綜合效益的提高具有積極的作用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1至實(shí)施例3是以馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料，應(yīng)用本發(fā)明提供的 方法在不同工藝技術(shù)參數(shù)下生產(chǎn)液體生物肥料的過(guò)程。實(shí)施例1
(1)原料選擇選用馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料，馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì) 含量為5. 1%，首先對(duì)馬鈴薯細(xì)胞液進(jìn)行真空濃縮，真空度為0. 06MPa、溫度為35°C、時(shí)間 120min，濃縮至馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到6. 3% ；干馬鈴薯渣固形物含量70% ；(2)紫外殺菌取IOOg馬鈴薯細(xì)胞液，置于30w的紫外線殺菌器中，殺菌5min ；(3)微波滅菌將500g干馬鈴薯渣裝入2000ml容器中，按干馬鈴薯渣重量的10% 加水混勻，功率900w保持5min，馬鈴薯渣溫度達(dá)到70°C，取出冷卻至15°C ；(4)發(fā)酵按紫外殺菌后馬鈴薯細(xì)胞液重量的0.5%添加復(fù)合菌劑混勻，保溫 25°C，發(fā)酵30d。按微波滅菌后馬鈴薯渣重量的0. 5%添加復(fù)合菌劑混勻，保溫35°C，發(fā)酵 15d。所述復(fù)合菌劑中，安琪酵母菌和保加利亞乳酸菌有效活菌數(shù)含量之比為1.5 0.5。(5)超高壓均質(zhì)發(fā)酵后的馬鈴薯細(xì)胞液與馬鈴薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，連續(xù)輸入超高壓均質(zhì)機(jī)中，壓力60MPa，處理量2. lL/h，使物料充分均質(zhì)、分散和乳 化，得到馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶無(wú)菌條件下，取均質(zhì)后的IL馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液加入上述 復(fù)合菌劑0. Iml ；再按重量百分比加入乳化液量0. 的纖維素酶和0. 的蛋白酶，均勻 混合原料，即得液體生物肥料；(7)罐裝無(wú)菌條件下，用玻璃瓶或塑料瓶罐裝200ml液體生物肥料，即為產(chǎn)品。產(chǎn) 品有效活菌數(shù)含量0. 2億/ml，有機(jī)質(zhì)含量8. 3%。實(shí)施例2 (1)原料選擇選用馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料，馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含 量8. 5% ；干馬鈴薯渣固形物含量75% ；(2)紫外殺菌取600g馬鈴薯細(xì)胞液，置于15w的紫外線殺菌器中，殺菌20min ；(3)微波滅菌將800g干馬鈴薯渣裝入2000ml容器中，按干馬鈴薯渣重量的15% 加水混勻，功率900w保持15min，馬鈴薯渣溫度達(dá)到82V，取出冷卻至21 °C ；(4)發(fā)酵按紫外殺菌后馬鈴薯細(xì)胞液重量的1.0%添加復(fù)合菌劑混勻，保溫 28°C，發(fā)酵20d。按微波滅菌后馬鈴薯渣重量的1.0%添加復(fù)合菌劑混勻，保溫30°C，發(fā)酵 ISd0所述復(fù)合菌劑中，安琪酵母菌和保加利亞乳酸菌有效活菌數(shù)含量之比為1.5 0.5。(5)超高壓均質(zhì)發(fā)酵后的馬鈴薯細(xì)胞液與馬鈴薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，連續(xù)輸入超高壓均質(zhì)機(jī)中，壓力150MPa，處理量1.8L/h，使物料充分均質(zhì)、分散和 乳化，得到馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶無(wú)菌條件下，取均質(zhì)后的IL馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液加入上述 復(fù)合菌劑0. 5ml ；再按重量百分比加入乳化液量0.6%的纖維素酶和1.0%的蛋白酶，均勻 混合原料，即得液體生物肥料；(7)罐裝無(wú)菌條件下，用玻璃瓶或塑料瓶罐裝600ml液體生物肥料，即為產(chǎn)品。產(chǎn) 品有效活菌數(shù)含量1. 2億/ml，有機(jī)質(zhì)含量10. 8%。實(shí)施例3 (1)原料選擇選用馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料，馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含 量為11.3%，首先對(duì)馬鈴薯細(xì)胞液加水稀釋，稀釋至馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到9. 6% ； 干馬鈴薯渣固形物含量80% ；(2)紫外殺菌取IOOOg馬鈴薯細(xì)胞液，置于15w的紫外線殺菌器中，殺菌30min ；
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(3)微波滅菌將1500g干馬鈴薯渣裝入2000ml容器中，按干馬鈴薯渣重量的 20%加水混勻，功率900w保持20min，馬鈴薯渣溫度達(dá)到95°C，取出冷卻至25°C ；(4)發(fā)酵按紫外殺菌后馬鈴薯細(xì)胞液重量的2.0%添加復(fù)合菌劑混勻，保溫 30°C，發(fā)酵15d。按微波滅菌后馬鈴薯渣重量的2.0%添加復(fù)合菌劑混勻，保溫25°C，發(fā)酵 30d。所述復(fù)合菌劑中，安琪酵母菌和保加利亞乳酸菌有效活菌數(shù)含量之比為1.5 0.5。(5)超高壓均質(zhì)發(fā)酵后的馬鈴薯細(xì)胞液與馬鈴薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，連續(xù)輸入超高壓均質(zhì)機(jī)中，壓力250MPa，處理量1. 5L/h，使物料充分均質(zhì)、分散和 乳化，得到馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶無(wú)菌條件下，取均質(zhì)后的IL馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液加入上述 復(fù)合菌劑1.0ml ；再按重量百分比加入乳化液量1.0%的纖維素酶和1.5%的蛋白酶，均勻 混合原料，即得液體生物肥料；(7)罐裝無(wú)菌條件下，用玻璃瓶或塑料瓶罐裝IOOOml液體生物肥料，即為產(chǎn)品。 產(chǎn)品有效活菌數(shù)含量2. 0億/ml，有機(jī)質(zhì)含量14. 7%。實(shí)施例4 以木薯細(xì)胞液和干木薯渣為原料，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1提供的方法生產(chǎn)液體生物 肥料，不同之處僅在于步驟(1)所選用的原料不同。實(shí)施例5 以甘薯細(xì)胞液和甘薯渣為原料，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2提供的方法生產(chǎn)液體生物肥 料，不同之處僅在于步驟(1)所選用的原料不同。實(shí)施例6 以玉米秸稈汁和玉米秸稈粉為原料，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例3提供的方法生產(chǎn)液體生 物肥料，不同之處僅在于步驟(1)所選用的原料不同。
權(quán)利要求
一種馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)原料選擇選用馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料，馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量6～10％；干馬鈴薯渣固形物含量70～80％；(2)紫外殺菌取100～1000g馬鈴薯細(xì)胞液，置于15～30w的紫外線殺菌器中，殺菌5～30min；(3)微波滅菌將500～1500g干馬鈴薯渣裝入容器中，按干馬鈴薯渣重量的10～20％加水，混勻，功率900w保持5～20min，馬鈴薯渣溫度達(dá)到70～95℃，取出冷卻至15～25℃；(4)發(fā)酵經(jīng)紫外殺菌后的馬鈴薯細(xì)胞液中，按馬鈴薯細(xì)胞液重量添加0.5～2％的復(fù)合菌劑混勻，保溫25～30℃，發(fā)酵15～30d，經(jīng)微波滅菌后的馬鈴薯渣中添加0.5～2％的復(fù)合菌劑混勻，保溫25～35℃，發(fā)酵15～30d，所述復(fù)合菌劑中，安琪酵母菌和保加利亞乳酸菌有效活菌數(shù)含量之比為1.5∶0.5；(5)超高壓均質(zhì)發(fā)酵后的馬鈴薯細(xì)胞液與馬鈴薯渣，按重量百分比1.5∶0.5混合均勻，連續(xù)輸入超高壓均質(zhì)機(jī)中，壓力60～250MPa，處理量1.5～2.1L/h，使物料充分均質(zhì)、分散和乳化，得到馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶無(wú)菌條件下，取均質(zhì)后的1L馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液加入上述復(fù)合菌劑0.1～1.0ml，再按重量百分比加入乳化液量0.1～1.0％的纖維素酶和0.1～1.5％的蛋白酶，均勻混合原料，即得液體生物肥料；(7)罐裝無(wú)菌條件下，罐裝，即得產(chǎn)品。產(chǎn)品有效活菌數(shù)含量0.2～2.0億/ml，有機(jī)質(zhì)含量8～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，其特征在于所述 的步驟(1)中所選用的馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量低于6%時(shí)，需要進(jìn)行真空濃縮，真空度為 0. 06 0. 08MPa、溫度為30 45°C、時(shí)間50 120min，濃縮至馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量達(dá) 至Ij 6 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，其特征在于所述的 步驟(1)中所選用的馬鈴薯細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量高于10%時(shí)，需要加水稀釋，稀釋至馬鈴薯 細(xì)胞液有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到6 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，其特征在 于所述的步驟(1)中所選用的馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣，由木薯細(xì)胞液和干木薯渣、或 甘薯細(xì)胞液和干甘薯渣、或玉米秸稈汁和玉米秸稈粉來(lái)替代。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種馬鈴薯細(xì)胞液生產(chǎn)液體生物肥料的方法，選用馬鈴薯細(xì)胞液和干馬鈴薯渣為原料；分別取紫外線殺菌后的馬鈴薯細(xì)胞液和微波滅菌后的馬鈴薯渣，添加復(fù)合菌劑混勻，保溫發(fā)酵；將發(fā)酵后的馬鈴薯細(xì)胞液與馬鈴薯渣混合均勻，連續(xù)輸入超高壓均質(zhì)機(jī)中，使物料充分均質(zhì)、分散和乳化，得到馬鈴薯細(xì)胞液和渣乳化液；無(wú)菌條件下，取乳化液加入上述復(fù)合菌劑、纖維素酶和蛋白酶混勻，無(wú)菌灌裝，即得液體生物肥料。該方法具有速度快、收率高等優(yōu)點(diǎn)，液體生物肥料有機(jī)物含量可達(dá)6～15％，有效活菌數(shù)含量0.2～2.0億/ml，節(jié)能10～30％，廣泛適用于利用馬鈴薯、木薯等含蛋白質(zhì)的細(xì)胞液和干薯渣為原料生產(chǎn)液體生物肥料。
文檔編號(hào)C05F11/08GK101885627SQ20101021163
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月26日
發(fā)明者葉春雷, 羅俊杰, 謝志軍, 趙瑛, 郭嘉煒 申請(qǐng)人:甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所