一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的肥料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物發(fā)酵行業(yè)發(fā)酵廢液處理領(lǐng)域，公開了一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的肥料，其按照如下步驟制備而成，步驟1）制備蘇氨酸發(fā)酵液，步驟2）過濾和脫色，步驟3）分離晶體和母液，步驟4）水解菌體蛋白，步驟5）制備料液A，以及步驟6）制備肥料。該肥料有效利用了氨基酸發(fā)酵廢料，降低肥料生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，而且肥效持久，優(yōu)于市場同類產(chǎn)品。
【專利說明】-種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的肥料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物發(fā)酵行業(yè)發(fā)酵廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄 物制備的服料。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 蘇氨酸是一種必需的氨基酸，是豬飼料的第二限制氨基酸和家禽飼料的第H限制 氨基酸，隨著賴氨酸、蛋氨酸合成品在配合飼料中的廣泛應(yīng)用，蘇氨酸逐漸成為影響畜禽生 長的主要限制性因素。蘇氨酸主要用做飼料添加劑，其生產(chǎn)步驟為濃縮、結(jié)晶、提取菌體蛋 白，而其過程中產(chǎn)生的菌體蛋白和母液處理難度較大，成本較高，難W獲得性價比較高的副 產(chǎn)品。
[0004] 我國服料的發(fā)展和應(yīng)用歷程，是從農(nóng)家服到使用無機(jī)服為主要階段，因農(nóng)家服污 染源多，運(yùn)輸量大，在操作上費(fèi)時費(fèi)力并且效果不是特別明顯；而無機(jī)服成份單一，利用率 較低，而且往往會造成±壤板結(jié)和伴隨水±流失污染水源，影響生態(tài)環(huán)境。目前，市場多采 用含氮磯鐘的無機(jī)復(fù)合服等，該復(fù)合服的服效全面，但是也存在服效不持久，容易流失等缺 陷；更重要的是，目前復(fù)合服的價格較高，給農(nóng)民帶來較大的負(fù)擔(dān)，如何降低服料成本，提高 農(nóng)民收入是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)需要解決的技術(shù)問題。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的服 料，該服料有效利用了氨基酸發(fā)酵廢料，降低服料生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，而且服料服 效持久，優(yōu)于市場同類產(chǎn)品。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的服料，其包括如下步驟： 步驟1)制備蘇氨酸發(fā)酵液，步驟2)過濾和脫色，步驟3)分離晶體和母液，步驟4)水 解菌體蛋白，步驟5)制備料液A，W及步驟6)制備服料； 具體地，按照如下步驟制備而成： 1) 制備蘇氨酸發(fā)酵液：將大腸桿菌工程菌K12 A dapA和黃色短桿菌ATCC14067混合菌 液按照10%的接種量接入種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)，在溫度為321：，搖床轉(zhuǎn)速為180-20化/111^， 培養(yǎng)12-16小時得到液體A ;然后按照液體A :發(fā)酵罐培養(yǎng)基為1 : 10的體積比轉(zhuǎn)入發(fā)酵 罐中培養(yǎng)，溫度32C，培養(yǎng)5天，得到發(fā)酵液； 2) 過濾和脫色；發(fā)酵液經(jīng)微膜過濾，所述微膜孔徑為0. 04-0. 06 y m，30(K)r/min離也 3-5分鐘，收集除菌液和菌體蛋白；然后將除菌液粟入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添加 占除菌液質(zhì)量1-1. 5%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45C，脫色30分后，用板框過濾去 除活性炭得到液體B ; 3) 分離晶體和母液；液體B經(jīng)過蒸發(fā)器濃縮至原液體積的1/3,然后結(jié)晶，最后離也收 集蘇氨酸晶體和母液； 4) 水解菌體蛋白：將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)蓋中，加入 6-8mol/L的鹽酸，W沒過原料為準(zhǔn)，在6(TC溫度下攬拌水解12-15小時，攬拌速度為100轉(zhuǎn) /min,反應(yīng)終止后用氨氧化鐘中和殘余鹽酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸與金屬離 子的摩爾比為3 ; 1的比例添加金屬離子，控制溫度為4(TC，時間為30min，抑在7. 0進(jìn)行馨 合反應(yīng)，最后將馨合產(chǎn)物濃縮，干燥W及粉碎，得到氨基酸馨合物； 5) 制備料液A ;將氨基酸馨合物、玉米枯桿粉、娃藻±和母液按照1 ;3 ;3 ;10的質(zhì)量 比例添加到攬拌罐中，500轉(zhuǎn)/分鐘攬拌10分鐘，然后進(jìn)入反應(yīng)罐，控制反應(yīng)罐的溫度為 IOCTC，反應(yīng)15分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液A ;其中，氨基酸馨合物、玉米枯桿粉或娃藻 ±的粒徑均控制在50-100目； 6) 制備服料：按照料液A、磯酸一饋、尿素W及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攬拌5min，然后加 入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥包裝即得；其中，料液A、磯酸一饋、尿素W及水的重量 比例為3 ;2 ;2 ;1。
[0008] 其中，優(yōu)選地，所述混合菌液由大腸桿菌工程菌液和黃色短桿菌液按照體積比為 5;1混合制得； 所述金屬離子由銅離子、巧離子W及鋒離子按照1 ;1 ;1的摩爾比混合而成。
[0009] 本發(fā)明取得的有益效果主要包括： 本發(fā)明在生產(chǎn)氨基酸的同時利用了菌體蛋白和母液，省去了母液處理過程，降低生產(chǎn) 成本，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，大幅度提高了資源的利用率；本發(fā)明將利用菌體蛋白制備成馨合氨 基酸，避免使用價格昂貴的蛋白原料，而且大大提高了服效；本發(fā)明制備的服料不但使用了 發(fā)酵服料，還添加了農(nóng)作物廢料，降低了原料成本，而且服效較好，適用于多種農(nóng)作物；本 發(fā)明添加氨氧化鐘作為中和劑，其產(chǎn)生的鐘鹽可作為復(fù)合服鐘組分；本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的 基礎(chǔ)上，通過大量試驗發(fā)現(xiàn)，采用兩種菌液按照一定比例混合，二者之間具備一定的協(xié)同作 用，比常規(guī)的單一菌株發(fā)酵方法，能夠大大提高蘇氨酸的產(chǎn)量，采用最優(yōu)比例5 : 1混合，其 他條件不變的前提下，產(chǎn)量較大腸桿菌單一菌株可提高20 % W上。
[0010]

【具體實(shí)施方式】 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請具體實(shí) 施例，對本發(fā)明進(jìn)行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí) 施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011] 實(shí)施例1 一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的服料，其包括如下步驟： 步驟1)制備蘇氨酸發(fā)酵液，步驟2)過濾和脫色，步驟3)分離晶體和母液，步驟4)水 解菌體蛋白，步驟5)制備料液A，W及步驟6)制備服料； 1)制備蘇氨酸發(fā)酵液：將大腸桿菌工程菌K12 A dapA (可參見"大腸桿菌工程菌 K12 A dapA發(fā)酵產(chǎn)k蘇氨酸培養(yǎng)基的優(yōu)化"，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué))和黃色短桿菌ATCC14067 (可 參見〔化3050094^及〔化2845604等文獻(xiàn))混合菌液按照10%的接種量接入種子罐中進(jìn)行 培養(yǎng)，在溫度為32C，搖床轉(zhuǎn)速為18化/min,培養(yǎng)12小時得到液體A ;然后按照液體A :發(fā) 酵罐培養(yǎng)基為I : 10的體積比轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐中培養(yǎng)，溫度32°c，培養(yǎng)5天，得到發(fā)酵液；制得 發(fā)酵液的基本參數(shù)為：蘇氨酸含量；13g/100ml，干物；15g/100ml ;其中，混合菌液由大腸桿 菌工程菌液(濃度為1 X 1妒個/mL)和黃色短桿菌液(濃度為1 X 1〇8個/mL)按照體積比為 5 : 1混合制得；種子罐培養(yǎng)基組分為（1L);酵母膏5g，葡萄糖3g，硫酸饋0.5g，走水硫酸亞 鐵0. 02g，MgS〇4 0. 02g，KH2PO4 0. Ig,其余為水，抑值6. 5 ;所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基組分為；葡萄 糖 60g/L，玉米漿 20g/L，硫酸饋 2g/L，KH2PO4 0. Ig/L，M拆〇4 2g/l，化Cl 0. 2g/L，抑值 6. 5 ; 2) 過濾和脫色；發(fā)酵液經(jīng)微膜過濾，所述微膜孔徑為0. 04 y m，300化/min離也3分鐘， 收集除菌液和菌體蛋白；然后將除菌液粟入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添加占除菌液 質(zhì)量1. 5%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45C，脫色30分后用板框過濾去除活性炭得到 液體B ; 3) 分離晶體和母液；液體B經(jīng)過蒸發(fā)器濃縮至原液體積的1/3,用間歇式單效濃縮結(jié) 晶鍋結(jié)晶，當(dāng)鍋內(nèi)料液濃縮至波美度27時開始加晶種，結(jié)晶過程控制溫度65C，真空度 0. 08MPa，最后離也收集蘇氨酸晶體和母液； 4) 水解菌體蛋白：將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)蓋中，加入 8mol/L的鹽酸，W沒過原料為準(zhǔn)，在6(TC溫度下攬拌水解12小時，攬拌速度為100轉(zhuǎn)/min, 反應(yīng)終止后用氨氧化鐘中和殘余鹽酸，使得溶液為中性，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基 酸與金屬離子的摩爾比為3 ;1的比例添加金屬離子，控制溫度為40°C，時間為30min，pH在 7. 0進(jìn)行馨合反應(yīng)，最后將馨合產(chǎn)物濃縮，干燥W及粉碎，得到氨基酸馨合物；所述金屬離 子由銅離子（化+ 2)、巧離子（化+ 2) W及鋒離子Un + 2)按照1 ;1 ;1的摩爾比混合而成； 5) 制備料液A ;將氨基酸馨合物、玉米枯桿粉、娃藻±和母液按照1 ;3 ;3 ;10的質(zhì)量 比例添加到攬拌罐中，500轉(zhuǎn)/分鐘攬拌10分鐘，然后進(jìn)入反應(yīng)罐，控制反應(yīng)罐的溫度為 IOCTC，反應(yīng)15分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液A ;其中，氨基酸馨合物、玉米枯桿粉或娃藻 ±的粒徑均控制在50目； 6) 制備服料：按照料液A、磯酸一饋、尿素W及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攬拌5min，然后加 入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥包裝即得；其中，料液A、磯酸一饋、尿素W及水的重量 比例為3 ;2 ;2 ;1。
[001引 實(shí)施例2 一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的服料，其包括如下步驟： 步驟1)制備蘇氨酸發(fā)酵液，步驟2)過濾和脫色，步驟3)分離晶體和母液，步驟4)水 解菌體蛋白，步驟5)制備料液A，W及步驟6)制備服料； O制備蘇氨酸發(fā)酵液；將大腸桿菌工程菌K12 AdapA (可參見"大腸桿菌工程菌 K12 A dapA發(fā)酵產(chǎn)k蘇氨酸培養(yǎng)基的優(yōu)化"，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué))和黃色短桿菌ATCC14067 (可 參見CN1305009A W及CN1284560A等文獻(xiàn)）混合菌液按照5%的接種量接入種子罐中進(jìn)行 培養(yǎng)，在溫度為32C，搖床轉(zhuǎn)速為2(K)r/min，培養(yǎng)16小時得到液體A ;然后按照液體A :發(fā) 酵罐培養(yǎng)基為1 : 10的體積比轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐中培養(yǎng)，溫度32C，培養(yǎng)5天，得到發(fā)酵液；制得 發(fā)酵液的基本參數(shù)為：蘇氨酸含量；14g/100ml，干物；16g/100ml ;其中，混合菌液由大腸桿 菌工程菌液(濃度為1 X 1妒個/mL)和黃色短桿菌液(濃度為1 X 108個/mL)按照體積比為 5 : 1混合制得；種子罐培養(yǎng)基組分為（1L);酵母膏5g，葡萄糖3g，硫酸饋0.5g，走水硫酸亞 鐵0. 02g，MgS04 0. 02g，KH2PO4 0. Ig,其余為水，抑值6. 5 ;所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基組分為；葡萄 糖 60g/L，玉米漿 20g/L，硫酸饋 2g/L，KH2PO4 0. Ig/L，M拆04 2g/l，化Cl 0. 2g/L，抑值 6. 5 ; 2) 過濾和脫色；發(fā)酵液經(jīng)微膜過濾，所述微膜孔徑為0. 06 y m，300化/min離也3分鐘， 收集除菌液和菌體蛋白；然后將除菌液粟入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添加占除菌液 質(zhì)量1%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45C，脫色30分后用板框過濾去除活性炭得到液 體B ; 3) 分離晶體和母液；液體B經(jīng)過蒸發(fā)器濃縮至原液體積的1/3,用間歇式單效濃縮 結(jié)晶鍋結(jié)晶，當(dāng)鍋內(nèi)料液濃縮至波美度27時自然結(jié)晶，結(jié)晶過程控制溫度65C，真空度 0. 08MPa，最后離也收集蘇氨酸晶體和母液； 4) 水解菌體蛋白：將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)蓋中，加入 6mol/L的鹽酸，W沒過原料為準(zhǔn)，在6(TC溫度下攬拌水解15小時，攬拌速度為200轉(zhuǎn)/min, 反應(yīng)終止后用氨氧化鐘中和殘余鹽酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸與金屬離子的 摩爾比為3 ;1的比例添加金屬離子，控制溫度為4(TC，時間為30min，抑在7. 5進(jìn)行馨合反 應(yīng)，最后將馨合產(chǎn)物濃縮，干燥W及粉碎，得到氨基酸馨合物；所述金屬離子由銅離子（Cu + 2)、巧離子（Ca + 2) W及鋒離子（Zn + 2)按照1 ;1 ;1的摩爾比混合而成； 5) 制備料液A ;將氨基酸馨合物、玉米枯桿粉、娃藻±和母液按照1 ;3 ;3 ;10的質(zhì)量 比例添加到攬拌罐中，500轉(zhuǎn)/分鐘攬拌10分鐘，然后進(jìn)入反應(yīng)罐，控制反應(yīng)罐的溫度為 IOCTC，反應(yīng)15分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液A ;其中，氨基酸馨合物、玉米枯桿粉或娃藻 ±的粒徑均控制在100目； 6) 制備服料：按照料液A、磯酸一饋、尿素W及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攬拌5min，然后加 入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥包裝即得；其中，料液A、磯酸一饋、尿素W及水的重量 比例為3 ;2 ;2 ;1。
[001引 實(shí)施例3 本發(fā)明服料的服效試驗 一、種植高梁的效服實(shí)驗： 對照組采用復(fù)合服(氮-磯-鐘=23-7-6);實(shí)驗組采用本發(fā)明實(shí)施例1制備的服料；試 驗田的±質(zhì)和種植條件完全相同，面積均為一畝；施服量均為80kg/畝。具體試驗結(jié)果見表 1 ： 表1

【權(quán)利要求】
1. 一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的肥料，其特征在于，所述肥料按照如下步驟制備 而成： 步驟1)制備蘇氨酸發(fā)酵液，步驟2)過濾和脫色，步驟3)分離晶體和母液，步驟4)水 解菌體蛋白，步驟5)制備料液A，以及步驟6)制備肥料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料，其特征在于，所述肥料按照如下步驟制備而成： 1) 制備蘇氨酸發(fā)酵液：將大腸桿菌工程菌K12 Λ dapA和黃色短桿菌ATCC14067的混 合菌液按照10%的接種量接入種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)，在溫度為32°C，搖床轉(zhuǎn)速為180-200r/ min，培養(yǎng)12-16小時得到液體A ;然后按照液體A :發(fā)酵罐培養(yǎng)基為1 : 10的體積比轉(zhuǎn)入 發(fā)酵罐中培養(yǎng)，溫度32°C，培養(yǎng)5天，得到發(fā)酵液； 2) 過濾和脫色：發(fā)酵液經(jīng)微膜過濾，所述微膜孔徑為0. 04-0. 06 μ m，3000r/min離心 3-5分鐘，收集除菌液和菌體蛋白；然后將除菌液泵入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添加 占除菌液質(zhì)量1-1. 5%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45°C，脫色30分后，去除活性炭得 到液體B ; 3) 分離晶體和母液：液體B經(jīng)過蒸發(fā)器濃縮至原液體積的1/3,然后結(jié)晶，最后離心收 集蘇氨酸晶體和母液； 4) 水解菌體蛋白：將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)釜中，加入 6-8mol/L的鹽酸，以沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解12-15小時，攪拌速度為100轉(zhuǎn) /min，反應(yīng)終止后用氫氧化鉀中和殘余鹽酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸與金屬離 子的摩爾比為3 :1的比例添加金屬離子，控制溫度為40°C，時間為30min，pH為7. 0,進(jìn)行螯 合反應(yīng)，最后將螯合產(chǎn)物濃縮，干燥以及粉碎，得到氨基酸螯合物； 5) 制備料液A :將氨基酸螯合物、玉米秸桿粉、硅藻土和母液按照1 :3 :3 :10的質(zhì)量 比例添加到攪拌罐中，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘，然后進(jìn)入反應(yīng)罐，控制反應(yīng)罐的溫度為 l〇〇°C，反應(yīng)15分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液A ;其中，氨基酸螯合物、玉米秸桿粉或硅藻 土的粒徑均控制在50-100目； 6) 制備肥料：按照料液A、磷酸一銨、尿素以及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攪拌5min，然后加 入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥包裝即得；其中，料液A、磷酸一銨、尿素以及水的重量 比例為3 :2 :2 :1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任其一所述的肥料，其特征在于，所述混合菌液由大腸桿菌工程 菌液和黃色短桿菌液按照體積比5:1混合制得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任其一所述的肥料，其特征在于，所述金屬離子由銅離子、鈣離子 以及鋅離子按照1 :1 :1的摩爾比混合而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任其一所述的肥料，其特征在于，所述種子罐培養(yǎng)基為：酵母膏 5g，葡萄糖3g，硫酸銨0· 5g，七水硫酸亞鐵0· 02g，MgS04 0 · 02g，ΚΗ2Ρ04 0· lg，其余為水，配 置1L，pH值6. 5 ;所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基為：葡萄糖60g/L，玉米漿20g/L，硫酸銨2g/L，ΚΗ2Ρ04 0· lg/L，MgS04 2g/L，NaCl 0· 2g/L，pH 值 6· 5。
【文檔編號】C05G1/00GK104261947SQ201410519206
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】張傳森, 時夫龍, 盧松, 朱心雙, 邵風(fēng)慧, 徐彩鳳, 梁曉娟 申請人:內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司