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    一种 柑橘 有机 复合 及其 制备 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410075126.5

    申请日:

    2014.03.04

    公开号:

    CN103833467A

    公开日:

    2014.06.04

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C05G 3/00申请日:20140304|||公开
    IPC分类号: C05G3/00; C05F17/00 主分类号: C05G3/00
    申请人: 重庆圣沛农业科技有限公司
    发明人: 刘厚平; 张翠红; 刘厚奎
    地址: 404302 重庆市忠县拔山镇芋荷村村委办公室一楼三间
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410075126.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.10.14|||2014.07.02|||2014.06.04

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种柑橘皮渣有机复合肥及其制备方法,属于有机肥制备技术领域,通过微生物发酵降酸降低柑橘皮渣的酸度,采用复合酶制剂降解柑橘皮渣中的果胶、纤维素等难降解成分,经微生物液体菌剂堆肥发酵,最后添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,之后造粒,干燥,冷却,筛分,包衣,包装制得一种富含有机质,N、P、K含量满足柑橘生长最佳比例需求的有机复合肥。本发明采用降酸酵母降低柑橘皮渣酸度,代替了现有的加入生石灰进行降酸的方法,有效防止了土壤钙化和碱化,复合肥有机质含量超过55%,pH值6.5-8.5,氮磷钾总量≥8%,水分≤20%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,其它质量指标均优于国家有机肥料标准。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,采用以下质量百分比的原料制备:柑橘皮渣50-60%,有机质辅料40-50%; 
    所述有机质辅料由畜禽粪便和水分调节剂组成; 
    所述水分调节剂为经粉碎的小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳、木屑、经提取青蒿素后得到的青蒿渣、经榨油后得到的菜籽渣或桐子渣、草炭、麦麸等有机质中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物,粉碎粒度2-5mm,所述水分调节剂的含水量<5%; 
    所述柑橘皮渣有机复合肥的制备方法为:取机复合肥原料总质量50-60%的柑橘皮渣,粉碎至粒度3-5mm,加入柑橘皮渣质量0.5-1.2%的降酸酵母于室温进行发酵24-72h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至6-7;然后加入水分调节剂,均匀混合,调节混合物料的水分含量为50-60%并与水分含量50-60%的畜禽粪便均匀混合;接着加入混合物料总质量0.5-1%的液体微生物菌剂和0.5-1.5%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至40-55℃时翻堆一次,如此翻堆1-2次完成堆肥前发酵;最后加入混合物料总质量1-3%的液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至65-70℃时翻堆一次,如此翻堆3-4次完成堆肥腐熟,摊开,晾晒2-3天,自然风干至水分含量30%以下,按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。 

    2.  如权利要求1所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述畜禽粪便为鸡粪和猪粪的混合物,混合质量比为3-5:1-3。 

    3.  如权利要求1所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成。 

    4.  如权利要求3所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为8.0x108-9.0x108个/mL、5.0x108-6.0x108个/mL和7.0x107-8.0x107个/mL。 

    5.  如权利要求3或4所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发酵液混合的质量比为1-5:1-3:0.5-1.5。 

    6.  如权利要求1所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶20-30份,普鲁兰酶10-15份,纤维素酶5-10份,单宁酶5-10份,β-葡聚糖酶3-5份,木聚糖酶3-5份,蛋白酶3-5份。 

    7.  如权利要求1所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩 培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为8.0x1010-9.0x1010个/mL。 

    8.  如权利要求1所述的柑橘皮渣有机复合肥,其特征在于,所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为8-11:5-7。 

    9.  如权利要求1所述柑橘皮渣有机复合肥的制备方法,其特征在于,所述柑橘皮渣有机复合肥主要采用质量百分比50-60%的柑橘皮渣和40-50%的有机质辅料制备; 
    所述有机质辅料由畜禽粪便和水分调节剂组成; 
    所述畜禽粪便为鸡粪和猪粪的混合物,混合质量比为3-5:1-3; 
    所述水分调节剂为经粉碎的小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳、木屑、经提取青蒿素后得到的青蒿渣、经榨油后得到的菜籽渣或桐子渣、草炭、麦麸等有机质中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物,粉碎粒度2-5mm,所述水分调节剂的含水量<5%; 
    所述柑橘皮渣有机复合肥的制备方法为:取机复合肥原料总质量50-60%的柑橘皮渣,粉碎至粒度3-5mm,加入柑橘皮渣质量0.5-1.2%的降酸酵母于室温进行发酵24-72h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至6-7;然后加入水分调节剂,均匀混合,调节混合物料的水分含量为50-60%并与水分含量50-60%的畜禽粪便均匀混合;接着加入混合物料总质量0.5-1%的液体微生物菌剂和0.5-1.5%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至40-55℃时翻堆一次,如此翻堆1-2次完成堆肥前发酵;最后加入混合物料总质量1-3%的液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至65-70℃时翻堆一次,如此翻堆3-4次完成堆肥腐熟,摊开,晾晒2-3天,自然风干至水分含量30%以下,按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。 

    10.  如权利要求9所述的柑橘皮渣有机复合肥的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: 
    (1)柑橘皮渣降酸 
    取有机复合肥原料总质量60%的柑橘皮渣,粉碎至粒度5mm,加入柑橘质量1.2%的降酸酵母于室温进行发酵24h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至7; 
    所述柑橘皮渣为工业化榨汁后的柑橘废渣,水分含量80%,pH值3.8; 
    所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为8.0x108个/mL、5.0x108个/mL和7.0x107个/mL;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发酵液混合的质量比为1:1:0.5; 
    (2)混料 
    向步骤(1)经降酸后的柑橘皮渣加入有机复合肥原料总质量4%的小麦秸秆、4%的水稻秸 秆、3%的玉米秸秆、3%的谷壳、3%的糠壳、3%的木屑、2%的菜籽渣调节混合物料的水分含量为60%,然后与有机复合肥原料总质量11.25%的鸡粪和6.75%的猪粪均匀混合; 
    所述小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳、木屑、菜籽渣的粉碎粒度为4mm,含水量为4%; 
    所述鸡粪和猪粪的水分含量为60%; 
    (3)堆肥前发酵 
    将步骤(2)处理的混合物料加入混合物料质量1%的液体微生物菌剂和1.5%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至40℃时翻堆一次,如此翻堆2次完成堆肥前发酵; 
    所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为8.0x1010个/mL;所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为8:5; 
    所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶20份,普鲁兰酶10份,纤维素酶5份,单宁酶5份,β-葡聚糖酶3份,木聚糖酶3份,蛋白酶3份; 
    (4)堆肥腐熟 
    向步骤(3)中堆肥前发酵的物料加入混合物料质量1%的所述液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至70℃时翻堆一次,如此翻堆3次完成堆肥腐熟; 
    (5)腐熟完成 
    完熟堆堆肥晾晒两天,使堆肥水分含量降到30%; 
    (6)调配、包装 
    将步骤(5)发酵腐熟的有机肥按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥; 
    所述杀虫灭菌采用120℃的水蒸气进行杀虫灭菌处理5分钟; 
    所述干燥是在烘干机中进行,其入口温度为150℃,出口温度40~45℃,60℃恒温干燥15min,干燥至含水量不高于总重量的12%; 
    所述冷却是将干燥后的物料冷却至35℃; 
    所述筛分时粒度保持在3~4.75mm; 
    所述包衣采用醇酸树脂进行。 

    说明书

    说明书一种柑橘皮渣有机复合肥及其制备方法
    技术领域
    本发明涉及柑橘皮渣的无害化处理,特别涉及一种柑橘皮渣有机复合肥及其制备方法。
    背景技术
    我国是世界第一大柑橘生产国。生产的柑橘除直接食用外,还有相当大的一部分柑橘用于果汁加工,产生大量的柑橘皮渣。目前,柑橘皮渣主要通过简单的卫生填埋处理。但皮渣体积大、含水率高,填埋处理不仅占地多,同时还产生大量的渗漏液和臭气,对周围的空气、土壤和水体等造成一系列环境污染,严重影响人们的生产、生活及健康,柑橘皮渣的无害化处理和资源化利用亟待解决。
    柑橘皮渣富含水分、果胶、纤维素和矿质元素,还含有少量蛋白质、香精油和黄酮类物质。自上世纪80年代以来,国内对柑橘皮渣无害化处理和资源化利用技术进行了大量的科学研究,包括提取香精油、果胶、色素、纤维素和黄酮类等物质,以及厌氧沼气发酵等,但都不能对皮渣进行有效减量,甚至增加了皮渣等废弃物的体积,造成更严重的环境污染。目前,比较有效的方法是烘干皮渣做饲料,既能利用柑橘皮渣中的有机物质,又能较好地解决环境污染问题。但是,柑橘皮渣的含水率超过80%,加之富含果胶,大量的水分以结合水的形式存在,烘干皮渣能耗大,成本高,难于广泛应用。此外,柑橘皮渣的蛋白质质量分数不足1%(干质量计),饲料营养价值低。所以,目前国内的柑橘皮渣大部分仍以集中弃置为主,严重增加了企业和环境负担。无害化处理柑橘果汁生产中产生的皮渣,对于?;ど肪?,柑橘种植和果汁加工业的可持续发展具有重要意义。
    考虑到柑橘皮渣内含丰富的有机质、氮、磷、钾等植物需要的营养元素,兼具营养植物和改良土壤之功能。高温堆肥发酵可无害化处理柑橘皮渣生产有机肥,既可解决环境污染问题,又可实现农业资源的再利用。研究表明,影响有机质高温发酵的关键因素是微生物种类、原料性质(包括水分、酸碱度、原料成分、碳氮比等)和条件控制。由于柑橘皮渣含有大量的果胶、纤维素和水分,故在处理柑橘皮渣生产有机肥的过程中,必须有效地分解果胶、纤维素和脱水,国内也有不少关于处理柑橘皮渣生产有机肥的记载。中国专利CN101857510B公开了一种柑橘专用橘渣有机复合肥及其制备方法,它是采用包括有机质、尿素、磷酸一铵、硫酸钾为原料,先把有机质进行发酵处理,然后按照氮磷钾元素占总质量百分比为N∶P∶K=2.5~2.8%∶0.12~0.16%∶0.7~1.3%的配比,加入尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣而制得的,所述的发酵处理是采用由中国专利ZL200710093221.8,名称为“一种巨大芽孢杆菌及其在酵素菌中的应用和应用方法”中公开 的,并保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏号为CGMCC NO.2267的巨大芽孢杆菌M1(Bac.megatherium.M1)经过常规微生物扩繁培养得到的一种耐酸、耐高温的微生物活性物质—柑橘果渣发酵菌(Orange Slag Fermentation)OSF发酵菌进行发酵处理的,但该菌只能进行糖化分解和氨基酸分解,没有具体公开对柑橘皮渣中的主要成分—果胶和纤维素进行降解,柑橘的有效成分没有得到充分利用。中国专利CN103396235A公开了一种利用柑橘皮渣生产有机复合肥料的方法,采用枯草芽孢杆菌进行发酵,仅仅能够对柑橘皮渣中的果胶进行处理,柑橘的有效成分仍然没有得到充分利用,并且,通过添加生石灰调节柑橘皮渣的pH值而制备的有机复合肥容易引起土壤的钙化和碱化。
    综上所述,针对柑橘皮渣的原料特性,探索一种能够充分降解柑橘皮渣有效成分以制备柑橘皮渣有机复合肥的方法仍是柑橘皮渣无害化处理迫切需要。
    发明内容
    本发明所解决的技术问题是以柑橘皮渣为主要原料,克服现有柑橘皮渣无害化处理制备有机复合肥料的缺陷,通过微生物发酵降酸降低柑橘皮渣的酸度,然后采用复合酶制剂降解柑橘皮渣中的果胶、纤维素等难降解成分,经微生物液体菌剂堆肥发酵,最后添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,之后造粒,干燥,冷却,筛分,包衣,包装制得一种富含有机质,N、P、K含量满足柑橘生长最佳比例需求的有机复合肥。
    本发明的首要目的是提供一种柑橘皮渣有机复合肥,采用以下质量百分比的原料制备:柑橘皮渣50-60%,有机质辅料40-50%;
    所述柑橘皮渣为工业化榨汁后的柑橘废渣,水分含量60-80%;
    所述有机质辅料由畜禽粪便和水分调节剂组成;
    所述畜禽粪便为鸡粪和猪粪的混合物,混合质量比为3-5:1-3;
    所述畜禽粪便的水分含量为50-60%;
    所述水分调节剂为经粉碎的小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳、木屑、经提取青蒿素后得到的青蒿渣、经榨油后得到的菜籽渣或桐子渣、草炭、麦麸等廉价有机质中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物,粉碎粒度2-5mm,所述水分调节剂的含水量<5%;
    所述柑橘皮渣有机复合肥的制备方法为:首先对所述质量比的柑橘皮渣进行微生物降酸,将常规的降酸酵母科学复配进行降酸,柑橘皮渣的pH值由小于4升至6-7,这样处理,不仅为后序柑橘皮渣酶解和微生物堆肥发酵提供了适宜的发酵环境,而且增加了堆肥发酵的微生物发酵菌种,提高了酶解和堆肥发酵效果,防止土壤钙化和碱化;然后用所述水分调节剂调节柑橘皮渣的水分由大于78%降至50-60%,最后将水分含量50-60%的畜禽粪便与处理的 柑橘皮渣均匀混合,加入混合物料质量0.5-1%的液体微生物菌剂和0.5-1.5%的混合酶制剂进行堆肥酶解和堆肥前发酵,当温度升至45-50℃时(发酵2-3天)翻堆一次,如此翻堆1-2次完成堆肥前发酵,接着加入混合物料质量1-3%的液体微生物菌剂进行堆肥腐熟,当温度升至65-70℃时(发酵3-4天)翻堆一次,如此翻堆3-4次完成堆肥腐熟,将发酵腐熟的有机肥按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。
    所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为8.0x108-9.0x108个/mL、5.0x108-6.0x108个/mL和7.0x107-8.0x107个/mL;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发酵液混合的质量比为1-5:1-3:0.5-1.5;
    所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶20-30份,普鲁兰酶10-15份,纤维素酶5-10份,单宁酶5-10份,β-葡聚糖酶3-5份,木聚糖酶3-5份,蛋白酶3-5份;
    所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为8.0x1010-9.0x1010个/mL;所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为8-11:5-7;
    所述杀虫灭菌采用100~120℃的水蒸气进行杀虫灭菌处理至少5分钟,这样的操作可保证有机质的有效性。所述干燥是将造粒后的物料干燥至含水量不高于总重量的12%,该水分含量范围较适宜。所述冷却是将干燥后的物料冷却至20~35℃。所述筛分时粒度保持在3~4.75mm标准内,这样的粒度大小较为适宜,质量稳定,外观较好,且利于包衣和施用。所述包衣采用醇酸树脂进行,该树脂的包衣效果优良,得到的复合肥具有缓释性,适合撒施。
    一种柑橘皮渣有机复合肥的制备方法,包括如下步骤:
    (1)柑橘皮渣降酸
    取有机复合肥原料总质量50-60%的柑橘皮渣,粉碎至粒度3-5mm,加入柑橘皮渣质量0.5-1.2%的降酸酵母于室温进行发酵24-72h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至6-7;
    所述柑橘皮渣为工业化榨汁后的柑橘废渣,水分含量60-80%,pH值<4;
    所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为8.0x108-9.0x108个/mL、5.0x108-6.0x108个/mL和7.0x107-8.0x107个/mL;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发 酵液混合的质量比为1-5:1-3:0.5-1.5;
    (2)混料
    向步骤(1)经降酸后的柑橘皮渣加入水分调节剂,均匀混合,水分调节剂的添加量以使最终混合物料的水分含量为50-60%为准,然后与水分含量50-60%的畜禽粪便均匀混合,畜禽粪便的添加量为有机质辅料(有机复合肥原料总质量的40-50%)中除去水分调节剂质量的剩余质量;
    所述水分调节剂为经粉碎的小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳、木屑、经提取青蒿素后得到的青蒿渣、经榨油后得到的菜籽渣或桐子渣、草炭、麦麸等廉价有机质中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物,粉碎粒度2-5mm,所述水分调节剂的含水量<5%;
    所述有机质辅料由畜禽粪便和水分调节剂组成;
    所述畜禽粪便为鸡粪和猪粪的混合物,混合质量比为3-5:1-3;
    (3)堆肥前发酵
    将步骤(2)处理的混合物料加入混合物料质量0.5-1%的液体微生物菌剂和0.5-1.5%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至40-55℃时(发酵2-3天)翻堆一次,如此翻堆1-2次完成堆肥前发酵;
    所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为8.0x1010-9.0x1010个/mL;所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为8-11:5-7;
    所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶20-30份,普鲁兰酶10-15份,纤维素酶5-10份,单宁酶5-10份,β-葡聚糖酶3-5份,木聚糖酶3-5份,蛋白酶3-5份;
    (4)堆肥腐熟
    向步骤(3)中堆肥前发酵的物料加入混合物料质量1-3%的所述液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至65-70℃时(发酵3-4天)翻堆一次,如此翻堆3-4次完成堆肥腐熟;
    所述堆肥腐熟后还可以在脱臭槽中进行脱臭处理,脱臭处理可以除去该复合肥不良的气味,使得气体排放更加利于环保,减少空气污染。
    (5)腐熟完成
    完熟标准:无臭味;咖啡色;温度在40℃以下,且保持不变;翻堆后不再升温;完熟堆水分含量在35%以下,堆肥晾晒两天,使堆肥水分含量降到20-30%。腐熟完成后,堆肥中的有机质经过炭化、腐殖化过程最后达到稳定的程度,里面的病菌和寄生虫卵等在65-70℃ 的发酵温度下基本被杀死,此时已完成有机肥的初步制作;
    (6)调配、包装
    将步骤(5)发酵腐熟的有机肥按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。
    所述杀虫灭菌采用100~120℃的水蒸气进行杀虫灭菌处理至少5分钟,这样的操作可保证有机质的有效性。所述干燥是将造粒后的物料干燥至含水量不高于总重量的12%,该水分含量范围较适宜。所述冷却是将干燥后的物料冷却至20~35℃。所述筛分时粒度保持在3~4.75mm标准内,这样的粒度大小较为适宜,质量稳定,外观较好,且利于包衣和施用。所述包衣采用醇酸树脂进行,该树脂的包衣效果优良,得到的复合肥具有缓释性,适合撒施。
    所述干燥优选采用在烘干机中进行,其入口温度为150℃,出口温度40~45℃,此操作可实现干燥的目的,同时还具有二次杀虫灭菌的功效;还可再干燥,具体是在60℃恒温条件下干燥至少15分钟,以进一步减少含水量,同时也可保证其含水量不高于总重量的12%。上述包衣步骤优选采用在包衣机中喷涂醇酸树脂进行包衣,这样的操作使用简便,省力省工。
    经上述方法制备的柑橘皮渣有机复合肥有机成分含量≥55%,pH值6.5-8.5,氮磷钾总量≥8%,水分≤20%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,其它质量指标均优于NY525-2012《有机肥料》的规定。
    本发明提供的黑曲霉(Aspergillus niger)菌株具体为产高活力纤维素酶的菌株黑曲霉(Aspergillus niger)Li-2013-03。该菌株已于2013年7月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC,地址为:中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号,邮编100101),保藏号为CGMCC NO.7927。具有以下微生物学特征:1、形态学特征:生物学形态包括分生孢子、胞梗、顶囊、产胞结构等几部分。分生孢子头球形至辐射形,直径150-450μm,分生孢子梗发生于基质。胞梗茎1000-3000(长度)×12-20(直径)μm,黄色或黄褐色,壁平滑;顶囊球形或近似球形,直径45-75μm,表面全面可育;产胞结构双层,?;?0-20(长度)×4.5-7.0(直径)μm,瓶梗6-10(长度)×2.5-3.5(直径)μm,分生孢子球形或近球形,直径3-4.5μm,褐色,壁粗糙。2、培养学特征:菌株在麦芽汁琼脂培养基上生长迅速,28℃4天孢子可铺满斜面;质地丝绒状或稍带絮状;分生孢子结构大量,褐黑色,无渗出液;菌落反面略带黄色。3、生理生化特征:黑曲霉菌株CGMCC No.7927可在玉米秸秆、稻草、木屑、马铃薯、玉米粉、可溶性淀粉、糖蜜等碳源上生长,最适pH范围5-6,最适生长温度范围28-33℃,最适产酶温度范围28-30℃。
    本发明黑曲霉菌株CGMCC No.7927的筛选技术路线为:出发菌株→斜面培养→孢子悬液 的制备→诱变处理→平板分离→初筛→复筛→遗传稳定性测定→扩大实验(发酵性能测定)。
    按诱变筛选方案,对突变株逐级筛选淘汰,最后对优良菌株经发酵性能测试筛选,得到一株高产酶性能菌株黑曲霉菌Aspergillus niger Li-2013-03,发酵96小时后纤维素酶的外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和滤纸酶活力分别达到620U/mL、1289U/mL、456U/mL和732U/mL。
    本发明提供的黑曲霉CGMCC3.316购买于北京北纳创联生物技术研究院,地址:北京市朝阳区北三环东路,邮编:102228。
    所述黑曲霉CGMCC3.316高产单宁酶、果胶酶和纤维素酶,可在玉米秸秆、稻草、木屑、马铃薯、玉米粉、可溶性淀粉、糖蜜等碳源上生长,最适pH范围5-6,最适生长温度范围25-28℃,发酵72-96小时后获得的粗酶液中含有多种酶,其中,纤维素酶活力为2500U/mL、果胶酶活力为1500U/mL、单宁酶活力为1000U/mL。
    有益效果:
    1.本发明采用降酸酵母降低柑橘皮渣中的酸度,代替了现有的加入生石灰进行降酸的方法,不仅为后序柑橘皮渣酶解和微生物堆肥发酵提供了适宜的发酵环境,而且增加了堆肥发酵的微生物发酵菌种,提高了酶解和堆肥发酵效果,防止土壤钙化和碱化,有利于?;ね寥?,避免了因施肥而产生的二次污染,?;ち嘶肪?。
    2.本发明在堆肥前发酵过程中通过加入少量液体微生物菌剂升高了物料温度,同时针对柑橘皮渣的原料特性加入混合酶制剂,有效彻底降解了柑橘皮渣中果胶、纤维素、糖类和畜禽粪便中的可降解成分,利于施肥后植物对营养物质的吸收,使原料得到了充分的利用。
    3.本发明复合肥富含有机质,其含量超过55%,pH值6.5-8.5,氮磷钾总量≥8%,有机质中富含的腐植酸,具有较好的酸碱缓冲性,能有效改善土壤团粒结构,提高土壤阳离子交换能力,调节土壤pH值,提高土壤保墒能力,并能刺激土壤酶的活性及有益微生物的繁殖,改善土壤肥力结构,可以有效提高营养元素的活性,效果优于单一的复合肥,N、P、K含量符合柑橘生长的最佳需求。因此本发明研制出的有机复合肥适应柑橘生长最适标准,N、P、K等养分含量符合柑橘生长最佳营养标准,使用后可以提高肥料的利用率,降低施肥管理成本,也避免了常规复合肥营养元素的过剩浪费。
    4.本发明中的制备方法解决了柑橘皮渣处理难题。其有机质大部分来源于柑橘加工废弃的橘渣,通过应用微生物降酸、生物酶解、微生物堆肥发酵、高温杀虫灭菌等处理,生产的该有机复合肥,具有循环利用柑橘加工废弃物、节能减碳的有益之处,是解决我国柑橘加工废弃物的又一有效途径,符合国家节能减碳的大政方针,真正实现了低碳生产。
    5.本发明采用包衣缓释技术得到的复合肥,具有缓释性,适合撒施,使用简便,省力省 工,避免了尿素等易溶性肥料,撒施晴天挥发、雨天淋溶浪费,化肥穴施劳动力成本高,难以推广等弊端。
    具体实施方式
    下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的?;し段?。
    实施例1液体微生物菌剂的制备
    (一)黑曲霉CGMCC NO.7927扩培发酵液的制备
    将保存完好的黑曲霉CGMCC No.7927的斜面菌种经菌种活化和一级、二级、三级液体种子及种子罐逐级扩大培养得到液体种子,以6%接种量接入发酵罐,培养温度30℃,搅拌速度400rpm,通风量(V/V)1:2,培养时间12h;然后以2℃/h降温速率缓慢降温至12℃,恒温培养18h;继续以2℃/h降温速率缓慢降温至3℃,此时,将液体种子以4%接种量追加接入发酵罐,恒温培养24h;最后以2℃/h升温速率缓慢升温至12℃,恒温培养18h;继续以2℃/h升温速率缓慢升温至30℃,恒温培养18h即得扩培发酵液;
    所述斜面培养基组成为:干酪素4g,磷酸氢二钾2g,氯化镁0.6g,氯化钾0.8g,硫酸亚铁0.02g,葡萄糖20g,琼脂20g,蒸馏水l000mL,pH值5.8,121℃灭菌20min。
    所述一级、二级、三级种子培养基组成为:磷酸氢二钾2g,氯化镁0.6g,氯化钾0.8g,硫酸亚铁0.02g,葡萄糖20g,海藻糖20g,蒸馏水l000mL,pH值5.5,121℃灭菌20min。
    所述种子罐培养基组成为:玉米粉55g,豆粉20g,麸皮12g,鱼粉12g,氯化钙8g,氯化铵2g,磷酸氢二钠2g,海藻糖20g,纯净水l000mL,pH值6,121℃灭菌20min。
    所述成发酵培养基组成为:玉米粉55g,豆粉20g,麸皮12g,鱼粉12g,氯化钙8g,氯化铵2g,磷酸氢二钠2g,海藻糖30g,纯净水l000mL,pH值6,121℃灭菌20min。
    所述发酵液菌体浓度为9.0x1010个/mL。
    (二)黑曲霉CGMCC3.316扩培发酵液的制备
    将保存完好的黑曲霉CGMCC3.316的斜面菌种经菌种活化和一级、二级、三级液体种子及种子罐逐级扩大培养得到液体种子,以10%接种量接入发酵罐,培养温度28℃,搅拌速度300rpm,通风量(V/V)1:3,培养96h即得扩培发酵液;
    所述斜面培养基组成为:干酪素4g,磷酸氢二钾2g,氯化镁0.6g,氯化钾0.8g,硫酸 亚铁0.02g,葡萄糖20g,琼脂20g,蒸馏水l000mL,pH值5.8,121℃灭菌20min。
    所述一级、二级、三级种子培养基组成为:磷酸氢二钾2g,氯化镁0.6g,氯化钾0.8g,硫酸亚铁0.02g,葡萄糖20g,蒸馏水l000mL,pH值5.5,121℃灭菌20min。
    所述种子罐培养基组成为:玉米粉55g,豆粉20g,麸皮12g,鱼粉12g,氯化钙8g,氯化铵2g,磷酸氢二钠2g,纯净水l000mL,pH值6,121℃灭菌20min。
    所述发酵培养基组成为:玉米粉55g,豆粉20g,麸皮12g,鱼粉12g,氯化钙8g,氯化铵2g,磷酸氢二钠2g,纯净水l000mL,pH值6,121℃灭菌20min。
    所述发酵液菌体浓度为9.0x1010个/mL。
    将上述制备的黑曲霉CGMCC NO.7927和黑曲霉CGMCC3.316扩培发酵液按质量比8-11:5-7混合即得液体微生物菌剂。
    实施例2
    一种柑橘皮渣有机复合肥的制备方法,包括如下步骤:
    (1)柑橘皮渣降酸
    取有机复合肥原料总质量50%的柑橘皮渣,粉碎至粒度3mm,加入柑橘质量0.5%的降酸酵母于室温进行发酵72h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至6;
    所述柑橘皮渣为工业化榨汁后的柑橘废渣,水分含量60%,pH值3.8;
    所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为9.0x108个/mL、6.0x108个/mL和8.0x107个/mL;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发酵液混合的质量比为5:3:1.5;
    (2)混料
    向步骤(1)经降酸后的柑橘皮渣加入有机复合肥原料总质量5%的小麦秸秆、3%的水稻秸秆和2%的玉米秸秆调节混合物料的水分含量为50%,然后与有机复合肥原料总质量30%的鸡粪和10%的猪粪均匀混合;
    所述小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的粉碎粒度为4mm,含水量为4%;
    所述鸡粪和猪粪的水分含量为50%;
    (3)堆肥前发酵
    将步骤(2)处理的混合物料加入混合物料质量0.5%的液体微生物菌剂和0.5%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至55℃时翻堆一次,如此翻堆1次完成堆肥前发酵;
    所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉 (Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为9.0x1010个/mL;所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为11:7;
    所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶30份,普鲁兰酶15份,纤维素酶10份,单宁酶10份,β-葡聚糖酶5份,木聚糖酶5份,蛋白酶5份;
    (4)堆肥腐熟
    向步骤(3)中堆肥前发酵的物料加入混合物料质量3%的所述液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至65℃时翻堆一次,如此翻堆4次完成堆肥腐熟;
    (5)腐熟完成
    完熟堆堆肥晾晒两天,使堆肥水分含量降到30%;
    (6)调配、包装
    将步骤(5)发酵腐熟的有机肥按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。
    所述杀虫灭菌采用120℃的水蒸气进行杀虫灭菌处理5分钟;
    所述干燥是在烘干机中进行,其入口温度为150℃,出口温度40~45℃,60℃恒温干燥15min,干燥至含水量不高于总重量的12%;
    所述冷却是将干燥后的物料冷却至35℃;
    所述筛分时粒度保持在3~4.75mm;
    所述包衣采用醇酸树脂进行,该树脂的包衣效果优良,得到的复合肥具有缓释性,适合撒施。
    经上述方法制备的柑橘皮渣有机复合肥有机成分含量为55%,pH值6.5,氮磷钾总量8%,水分含量12%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,其它质量指标均优于NY525-2012《有机肥料》的规定。
    实施例3
    一种柑橘皮渣有机复合肥的制备方法,包括如下步骤:
    (1)柑橘皮渣降酸
    取有机复合肥原料总质量55%的柑橘皮渣,粉碎至粒度4mm,加入柑橘质量0.8%的降酸酵母于室温进行发酵36h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至6;
    所述柑橘皮渣为工业化榨汁后的柑橘废渣,水分含量70%,pH值3.8;
    所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为9.0x108个/mL、5.0x108-6.0x108个/mL和7.0x107-8.0x107个/mL;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发酵液混合的质量比为3:2:1;
    (2)混料
    向步骤(1)经降酸后的柑橘皮渣加入有机复合肥原料总质量4%的小麦秸秆、3%的水稻秸秆、3%的玉米秸秆、2%的谷壳、2%的糠壳、2%的木屑均匀混合,调节混合物料的水分含量为55%,然后与有机复合肥原料总质量19.3%的鸡粪和9.7%的猪粪均匀混合;
    所述小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳和木屑的粉碎粒度为4mm,含水量为4%;
    所述鸡粪和猪粪的水分含量为55%;
    (3)堆肥前发酵
    将步骤(2)处理的混合物料加入混合物料质量0.8%的液体微生物菌剂和1%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至50℃时翻堆一次,如此翻堆2次完成堆肥前发酵;
    所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为9.0x1010个/mL;所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为9:6;
    所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶25份,普鲁兰酶12份,纤维素酶8份,单宁酶8份,β-葡聚糖酶4份,木聚糖酶4份,蛋白酶4份;
    (4)堆肥腐熟
    向步骤(3)中堆肥前发酵的物料加入混合物料质量2%的所述液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至68℃时翻堆一次,如此翻堆3次完成堆肥腐熟;
    (5)腐熟完成
    完熟堆堆肥晾晒两天,使堆肥水分含量降到30%;
    (6)调配、包装
    将步骤(5)发酵腐熟的有机肥按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。
    所述杀虫灭菌采用120℃的水蒸气进行杀虫灭菌处理5分钟;
    所述干燥是在烘干机中进行,其入口温度为150℃,出口温度40~45℃,60℃恒温干燥15min,干燥至含水量不高于总重量的12%;
    所述冷却是将干燥后的物料冷却至35℃;
    所述筛分时粒度保持在3~4.75mm;
    所述包衣采用醇酸树脂进行,该树脂的包衣效果优良,得到的复合肥具有缓释性,适合撒施。
    经上述方法制备的柑橘皮渣有机复合肥有机成分含量为58%,pH值7,氮磷钾总量10%,水分含量12%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,其它质量指标均优于NY525-2012《有机肥料》的规定。
    实施例4
    一种柑橘皮渣有机复合肥的制备方法,包括如下步骤:
    (1)柑橘皮渣降酸
    取有机复合肥原料总质量60%的柑橘皮渣,粉碎至粒度5mm,加入柑橘质量1.2%的降酸酵母于室温进行发酵24h,每隔12h翻动一次,直至柑橘皮渣pH值降至7;
    所述柑橘皮渣为工业化榨汁后的柑橘废渣,水分含量80%,pH值3.8;
    所述降酸酵母由毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液组成;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母的扩培发酵液中酵母菌体浓度分别为8.0x108个/mL、5.0x108个/mL和7.0x107个/mL;所述毕赤酵母、裂殖酵母和葡萄酒酵母发酵液混合的质量比为1:1:0.5;
    (2)混料
    向步骤(1)经降酸后的柑橘皮渣加入有机复合肥原料总质量4%的小麦秸秆、4%的水稻秸秆、3%的玉米秸秆、3%的谷壳、3%的糠壳、3%的木屑、2%的菜籽渣调节混合物料的水分含量为60%,然后与有机复合肥原料总质量11.25%的鸡粪和6.75%的猪粪均匀混合;
    所述小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、谷壳、糠壳、木屑、菜籽渣的粉碎粒度为4mm,含水量为4%;
    所述鸡粪和猪粪的水分含量为60%;
    (3)堆肥前发酵
    将步骤(2)处理的混合物料加入混合物料质量1%的液体微生物菌剂和1.5%的混合酶制剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥酶解和微生物前发酵,当温度升至40℃时翻堆一次,如此翻堆2次完成堆肥前发酵;
    所述液体微生物菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC NO.7927、黑曲霉 (Aspergillus niger)CGMCC3.316的扩培发酵液组成;其发酵液菌体浓度均为8.0x1010个/mL;所述黑曲霉CGMCC NO.7927、黑曲霉CGMCC3.316的扩培发酵液混合的质量比为8:5;
    所述混合酶制剂重量份数组成为:果胶酶20份,普鲁兰酶10份,纤维素酶5份,单宁酶5份,β-葡聚糖酶3份,木聚糖酶3份,蛋白酶3份;
    (4)堆肥腐熟
    向步骤(3)中堆肥前发酵的物料加入混合物料质量1%的所述液体微生物菌剂,均匀混合,堆积成长垄,盖上草帘进行堆肥腐熟,当温度升至70℃时翻堆一次,如此翻堆3次完成堆肥腐熟;
    (5)腐熟完成
    完熟堆堆肥晾晒两天,使堆肥水分含量降到30%;
    (6)调配、包装
    将步骤(5)发酵腐熟的有机肥按照氮磷钾元素占添加后的总质量百分比为N:P:K=2.5~2.8%:0.12~0.16%:0.7~1.3%的配比,添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料,再杀虫灭菌,造粒,干燥,冷却,筛分,包衣制得柑橘皮渣有机复合肥。
    所述杀虫灭菌采用120℃的水蒸气进行杀虫灭菌处理5分钟;
    所述干燥是在烘干机中进行,其入口温度为150℃,出口温度40~45℃,60℃恒温干燥15min,干燥至含水量不高于总重量的12%;
    所述冷却是将干燥后的物料冷却至35℃;
    所述筛分时粒度保持在3~4.75mm;
    所述包衣采用醇酸树脂进行,该树脂的包衣效果优良,得到的复合肥具有缓释性,适合撒施。
    经上述方法制备的柑橘皮渣有机复合肥有机成分含量为60%,pH值7.5,氮磷钾总量12%,水分含量12%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,其它质量指标均优于NY525-2012《有机肥料》的规定。

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