一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌肥的制作方法
【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，公開了一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌肥，其按照如下方法制備而成：步驟1）發(fā)酵液過濾，步驟2）脫色、濃縮和結(jié)晶，步驟3）水解，步驟4）制備料液B以及步驟5）制備生物菌肥。本發(fā)明生物菌肥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，而且肥料持久，優(yōu)于市場(chǎng)同類產(chǎn)品。
【專利說明】-種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌肥
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于生物發(fā)酵行業(yè)發(fā)酵廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄 物制備的生物菌服。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內(nèi)含兩個(gè)駿基，化學(xué)名稱為a-氨基戊二酸。谷 氨酸是里索遜1856年發(fā)現(xiàn)的，為無色晶體，有鮮味，大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動(dòng)物腦中含 量也較多。谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程中占重要地位，參與動(dòng)物、植物和微生物中 的許多重要化學(xué)反應(yīng)。谷氨酸軸俗稱味精，是重要的鮮味劑，對(duì)香味具有增強(qiáng)作用。谷氨酸 軸廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨(dú)使用，又能與其它氨基酸等并用。用于食品內(nèi)，有增香作 用。
[0005] 隨著氨基酸發(fā)酵技術(shù)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)成為味精的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，但是味 精生產(chǎn)過程中所排放的廢水量大，味精發(fā)酵液經(jīng)等電提取谷氨酸后排放的母液具有CODCr 高、B0D5高、菌體含量高、硫酸根（改用硫酸調(diào)抑前為氯離子）含量高、氨氮含量高及抑值 (1.5-3. 2)低"五高一低"的特點(diǎn)。是一種治理難度很大的工業(yè)廢水。由于不能有效地治理 味精廢水，不少味精廠被列入全國重點(diǎn)污染源單位之列，味精廢水的治理已經(jīng)成為制約味 精生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的重大難題。廢水中含有的大量菌體，它是一種單細(xì)胞蛋白，含有豐富的蛋 白質(zhì)。
[0006] 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(shí)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(huì)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(chǎng)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(jià)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。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物 菌服，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 持久，優(yōu)于市場(chǎng)同類產(chǎn)品。
[0009] 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： 一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌服，所述生物菌服按照如下方法制備而成： 步驟1)發(fā)酵液過濾，步驟2)脫色、濃縮和結(jié)晶，步驟3)水解，步驟4)制備料液B W及步驟 5)制備生物菌服； 所述生物菌服具體按照如下方法制備而成： 步驟1)發(fā)酵液過濾；谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然 后將濾過液繼續(xù)進(jìn)行超濾膜過濾，收集濃縮液和滲透液；將上述截留物和濃縮液合并為料 液A備用； 步驟2)脫色、濃縮和結(jié)晶：步驟（1)所得滲透液粟入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添 加滲透液質(zhì)量0. 5-1%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45-5CTC，脫色30分后，板框過濾去 除活性炭，然后濃縮，結(jié)晶，最后離也獲得谷氨酸晶體和母液； 步驟3)水解；將料液A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12-15小時(shí)，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4(TC，時(shí)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； 步驟4)制備料液B ;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 IOOC，反應(yīng)15-30分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液B ; 步驟5)制備生物菌服：按照料液B、磯酸一饋、尿素W及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攬拌 3-5min，然后加入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥，最后添加菌劑，攬拌均勻即得；其中， 料液B、磯酸一饋、尿素、水W及菌劑的重量比例為30-40 :20-25 :20-25 :10-12 ;1-2。
[0010] 優(yōu)選地， 所述步驟1)中，微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為2000MW，微濾溫度為4(TC;超濾膜 截留分子量為300麗，超濾溫度為4(TC ; 所述步驟2)中，所述濃縮參數(shù)為；溫度60 - 7(TC，真空度為-0. Ikpa ; 所述步驟3)中，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； 所述步驟4)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； 所述所述菌劑按照如下方法制備得到：將枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis) CGMCC No :0954 (CN1554744 公開使用）和圓褐固氮菌（Azotobacter c虹oococ州m) ATCC4412 (Appl Biochem Biotechnol. 1991 Sep; 30 (3) :273-84.)按照 1 ;1 的體積比混合得到混合 菌液，將混合菌液與娃藻±按照1 ;2的質(zhì)量比例混合均勻，25-3CTC干燥即得。
[0011] 注，上述步驟中菌種的培養(yǎng)方式不是本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)，此處不詳述，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可W根據(jù)文獻(xiàn)記載或本領(lǐng)域的常識(shí)選擇常規(guī)的培養(yǎng)基及擴(kuò)大培養(yǎng)方法，使活菌數(shù)達(dá)到 IO 8個(gè)/ml ;上述菌株可W從CGMCC W及ATCC等商業(yè)途徑購買獲得。
[0012] 本發(fā)明取得的有益效果主要包括： 谷氨酸發(fā)酵液的過濾截留物和濃縮液中含有大量的發(fā)酵菌體和蛋白，本發(fā)明在生產(chǎn) 氨基酸的同時(shí)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(jià)格 昂貴的蛋白原料，而且大大提高了服料；本發(fā)明制備的服料不但使用了發(fā)酵廢料，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)合服鐘養(yǎng)份；本發(fā)明采用微生物技術(shù)，將微生物制劑和傳 統(tǒng)服料有機(jī)結(jié)合，大大提高了服料的保持率，提高了服效。
[0013]

【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(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí) 施例，對(duì)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(qǐng)一部分實(shí) 施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(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(dòng)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。
[0014] 實(shí)施例1 一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌服，其按照如下方法制備而成： 步驟1)發(fā)酵液過濾；谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然 后將濾過液繼續(xù)進(jìn)行超濾膜過濾，收集濃縮液和滲透液；將上述截留物和濃縮液合并為料 液A備用；其中，微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為2000MW，微濾溫度為4(TC;超濾膜截留 分子量為300MW，超濾溫度為4(TC ; 步驟2)脫色、濃縮和結(jié)晶：步驟（1)所得滲透液粟入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添 加滲透液質(zhì)量0. 5%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45 C，脫色30min后，板框過濾去除活 性炭，然后濃縮，結(jié)晶，最后離也獲得谷氨酸晶體和母液；所述濃縮參數(shù)為；溫度6(TC，真空 度為-〇. Ikpa ; 步驟3)水解；將料液A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(shí)，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(shí)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；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； 步驟4)制備料液B ;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B ;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； 步驟5)制備生物菌服：按照料液B、磯酸一饋、尿素W及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攬拌 3min，然后加入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥，最后添加菌劑，攬拌均勻即得；其中，料 液B、磯酸一饋、尿素、水W及菌劑的重量比例為30 ;20 ;20 ;10 ;1 ; 所述菌劑按照如下方法制備得到；將枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis) CGMCC No: 0954 (CN1554744 公開使用)和圓褐固氮菌（Azotobacter C虹OOCOC州m) ATCC4412 (Appl Biochem Biotechnol. 1991 Sep; 30 (3) :273-84.)按照 1 ;1 的體積比混合得到混合菌液， 將混合菌液與娃藻±按照1 ;2的質(zhì)量比例混合均勻，25C干燥即得；上述兩種菌的原始濃 度均為lXl〇8個(gè)/ml。
[001引 實(shí)施例2 一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌服，其按照如下方法制備而成： 步驟1)發(fā)酵液過濾；谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然 后將濾過液繼續(xù)進(jìn)行超濾膜過濾，收集濃縮液和滲透液；將上述截留物和濃縮液合并為料 液A備用；其中，微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為2000MW，微濾溫度為4(TC;超濾膜截留 分子量為300MW，超濾溫度為4(TC ; 步驟2)脫色、濃縮和結(jié)晶：步驟（1)所得滲透液粟入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添 加滲透液質(zhì)量1%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為5(TC，脫色30分鐘后，板框過濾去除活 性炭，然后濃縮，結(jié)晶，最后離也獲得谷氨酸晶體和母液；所述濃縮參數(shù)為：溫度7(TC，真空 度為-0. Ikpa ; 步驟3)水解；將料液A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15小時(shí)，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(shí)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；所述金屬離子由銅離子（Cu + 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； 步驟4)制備料液B ;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 IOOC，反應(yīng)30分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液B ;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； 步驟5)制備生物菌服：按照料液B、磯酸一饋、尿素W及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攬拌 3-5min，然后加入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥，最后添加菌劑，攬拌均勻即得；其中， 料液B、磯酸一饋、尿素、水W及菌劑的重量比例為40 ;25 ;25 ;12 ;2 ; 所述菌劑按照如下方法制備得到；將枯草芽抱桿菌（Bacillus SUbtiliS)和圓褐固氮 菌（Azotobacter C虹oococcum)按照1 ;1的體積比混合得到混合菌液，將混合菌液與娃藻 ±按照1 ;2的質(zhì)量比例混合均勻，3(TC干燥即得；上述兩種菌的原始濃度均為IX IO8個(gè)/ ml O
[001引 實(shí)施例3 本發(fā)明服料的服效試驗(yàn) 一、 種植水稻服效試驗(yàn)： 設(shè)置兩個(gè)處理試驗(yàn)田，種植時(shí)間為2013年，種植面積均為一畝，為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。對(duì) 照組；復(fù)合服（N23-P7-K6);實(shí)驗(yàn)組；實(shí)施例1制備的生物菌服；每組試驗(yàn)田服料的使用量均 為50kg，種植條件完全相同，同時(shí)收獲水稻，測(cè)定水稻畝產(chǎn)量W及增產(chǎn)率；同時(shí)檢測(cè)水稻穗 粒數(shù)、千粒重W及空釉粒數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果見表1 ; 表1 二、 種植紅墓服效實(shí)驗(yàn)：

【權(quán)利要求】
1. 一種利用谷氨酸發(fā)酵廢棄物制備的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥按照如下 方法制備而成：步驟1)發(fā)酵液過濾，步驟2)脫色、濃縮和結(jié)晶，步驟3)水解，步驟4)制備 料液B以及步驟5)制備生物菌肥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥按照如下方法制備而 成： 步驟1)發(fā)酵液過濾：谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然 后將濾過液繼續(xù)進(jìn)行超濾膜過濾，收集濃縮液和滲透液；將上述截留物和濃縮液合并為料 液A備用； 步驟2)脫色、濃縮和結(jié)晶：步驟1)所得滲透液泵入脫色罐進(jìn)行脫色處理，脫色罐中添 加滲透液質(zhì)量〇. 5-1%的活性炭，控制脫色罐內(nèi)的溫度為45-50°C，脫色30min后，過濾去除 活性炭，然后濃縮，結(jié)晶，最后離心獲得谷氨酸晶體和母液； 步驟3)水解：將料液A烘干，粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)釜中，加入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(shí)，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(shí)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； 步驟4)制備料液B :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)15-30分鐘，然后冷卻至室溫，得到料液B ; 步驟5)制備生物菌肥：按照料液B、磷酸一銨、尿素以及水混合，1000轉(zhuǎn)/min攪拌 3-5min，然后加入到雙螺桿擠出造粒機(jī)中造粒，干燥，最后添加菌劑，攪拌均勻即得；其中， 料液B、磷酸一銨、尿素、水以及菌劑的重量比例為30-40 :20-25 :20-25 :10-12 :1-2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物菌肥，其特征在于，所述步驟1)中， 微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為2000麗，微濾溫度為40°C ;超濾膜截留分子量為 300MW，超濾溫度為40°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2-3任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述步驟2)中， 所述濃縮參數(shù)為：溫度60 - 70°C，真空度為-0. lkpa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述步驟3)中， 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。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述步驟4)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。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述菌劑按照如下 方法制備得到：將枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis)CGMCC No :0954和圓褐固氮菌 (Azotobacter chroococcum) ATCC4412按照1 :1的體積比混合得到混合菌液，然后將混 合菌液與硅藻土按照1 :2的質(zhì)量比例混合均勻，25-30°C干燥即得。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK104262014SQ201410519208
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】包鑫, 張傳森, 王均成, 宋海波, 盧松, 徐田野, 邵風(fēng)慧 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司