本發(fā)明涉及有機(jī)肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用低鮮度蛋白制備肥料的方法。

背景技術(shù)：

有機(jī)肥料是農(nóng)業(yè)肥料的發(fā)展趨勢，除基肥外，高效的有機(jī)肥料通常用于葉面噴施和滴灌使用，因此要求有機(jī)肥料必須有很高的水溶性。從營養(yǎng)角度要求，有機(jī)肥料不僅需要較高的營養(yǎng)成份，還應(yīng)保留有機(jī)物中活性因子對植物增產(chǎn)提質(zhì)的效果，并且不能含有重金屬等有害農(nóng)作物的雜質(zhì)。目前有機(jī)肥料的生產(chǎn)原料主要有1、農(nóng)業(yè)廢棄物：比如秸稈、豆粕、棉粕等；2、畜禽糞便：比如雞糞、牛羊馬糞、兔糞；3、工業(yè)廢棄物：比如酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糠醛渣等；4、生活垃圾：比如餐廚垃圾等；5、城市污泥：比如河道淤泥、下水道淤泥等。隨著生活品質(zhì)的提高，海鮮越來越受到人們的喜愛，餐廳和食品加工剩余的蝦蟹殼量巨大。因?yàn)檫\(yùn)送到工廠的蝦蟹殼已發(fā)生蛋白質(zhì)自溶，將這些蛋白做為食品級原料或飼料成本高，不適合市場開發(fā)。本發(fā)明利用不新鮮蛋白開發(fā)肥料，盡量減低生產(chǎn)成本，同時(shí)擴(kuò)大產(chǎn)品市場適應(yīng)度。現(xiàn)有技術(shù)如授權(quán)公告號為cn104892037b的中國發(fā)明專利，公開了一種涉及有機(jī)肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以魚類為原料生產(chǎn)水溶性魚蛋白有機(jī)肥的方法，具體步驟為：原料處理、發(fā)酵及酶水解、物理分離、水溶性酶解液凈化處理、濃縮、干燥和包裝。該生產(chǎn)方法步驟嚴(yán)謹(jǐn)，參數(shù)設(shè)置科學(xué)，既能防止魚類下腳料產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)將下腳料變廢為寶，能夠?qū)Ω魉a(chǎn)加工企業(yè)產(chǎn)生的下腳料做到集中收集處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種利用低鮮度蛋白制備氮含量高、鉀含量豐富、無鹽分、無重金屬殘留、穩(wěn)定性好的水溶性有機(jī)肥的方法。

本發(fā)明為解決上述背景技術(shù)中提出的問題所采取的技術(shù)方案為：

以新鮮蝦蟹殼為原料，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理、堿水噴淋沖洗、封閉式堿煮、酶解、濃縮和干燥。具體步驟如下：

質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理：將新鮮蝦蟹殼原料加入質(zhì)構(gòu)擠壓裝置，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理。采用物理擠壓方式分離出蛋白，不會有酸性或堿性廢水排出，對環(huán)境友好；

擠壓蛋白的提?。河觅|(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理后的蝦蟹殼重量比1∶4~1：10的濃度為1~4wt％的koh溶液對質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理后的蝦蟹殼進(jìn)行噴淋沖洗，得到含擠壓蛋白的液體，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為4~5,使擠壓蛋白析出。其中，koh溶液中含有0.002~0.005份丙酮，丙酮能使擠壓蛋白與蝦蟹殼分離，使擠壓蛋白的提取率提高。因?yàn)楸景l(fā)明采用酶解法分解蛋白質(zhì)，所以要將蛋白質(zhì)分離出來，不能使之存在在堿性環(huán)境下；

封閉式堿煮：將噴淋沖洗后的蝦蟹殼，置于反應(yīng)容器，加入噴淋沖洗后的蝦蟹殼重量比1∶1.5~1∶3的濃度為5~20wt％的koh溶液，加熱至60~90℃，保溫1~6h，排氣采用負(fù)壓式，水噴淋處理，得到含堿煮水解蛋白和自溶蛋白的液體。其中，koh溶液中含有0.0001~0.0003份的k3po4，k3po4能使蝦蟹殼中的結(jié)合蛋白更容易水解出來，使水解蛋白的提取率提高。使用koh溶液作為堿煮液可使水解蛋白中含鉀元素，最后制成的水溶性有機(jī)肥中鉀元素豐富，提高有機(jī)肥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。再者，如果堿煮液為naoh溶液，土壤會板結(jié)，對環(huán)境造成破壞。采用全封閉式堿煮工段，排氣采用負(fù)壓式，水噴淋處理，避免了傳統(tǒng)堿煮工段刺激性堿性氣體的蒸發(fā)造成的空氣污染，廠區(qū)環(huán)境得到改善。對煮堿工段的廢堿水，采取三道過濾循環(huán)使用達(dá)5次以上，使廢水中的蛋白含量達(dá)到飽和，堿液循環(huán)利用既可節(jié)約能源又能減少廢液的排放；

水解蛋白的提?。河名}酸調(diào)節(jié)ph為4~5，使水解蛋白和自溶蛋白析出，再進(jìn)行過濾。往擠壓蛋白的提取過程中產(chǎn)生的酸廢水和水解蛋白的提取過程中產(chǎn)生的酸廢水中加入石灰進(jìn)行堿化，再過濾，得氫氧化鈣，處理后的廢水呈弱堿性，回收用以配制煮堿液(用于補(bǔ)充封閉式堿煮過程中消耗的堿液)。這不僅處理了酸廢水，還減少了堿煮液的用量，對環(huán)境友好且節(jié)約能源；

酶解：將過濾得到的擠壓蛋白、水解蛋白和自溶蛋白合并，加入蛋白質(zhì)和氨基酸總量重量比1:10~1:25的水，溫度升至60~65℃，加入酶激活劑和復(fù)合酶制劑，酶解8~12小時(shí)。復(fù)合酶制劑的加入量為底物重量的0.1~0.2%，酶激活劑的加入量為復(fù)合酶制劑重量的0.05~0.06%。酶激活劑成分及其份數(shù)為：麥芽硒10~15份，硫酸鐵20~23份，磷酸銨30~40份、和茶多酚20~32份。復(fù)合酶制劑成分及其份數(shù)為：胰蛋白酶10~13份，胃蛋白酶20~25份，中性蛋白酶22~26份，動(dòng)物蛋白酶40~43份。利用酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，具有高效性和專一性的特點(diǎn)，且產(chǎn)物穩(wěn)定性高，并且不會對環(huán)境造成污染；

濃縮：將上述得到的水溶性酶解液進(jìn)行三效真空蒸發(fā)，可快速得到濃縮液，且不破壞酶解液的結(jié)構(gòu)和活性；

干燥、包裝：將濃縮液送入高速離心噴霧干燥器中進(jìn)行干燥形成超微蛋白粉，當(dāng)超微蛋白粉的含水量小于5%時(shí)，進(jìn)行冷卻、包裝為水溶性蛋白有機(jī)肥料。蛋白粉顆粒小易被微生物分解，有機(jī)肥發(fā)揮作用的速度快。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)在于：擠壓蛋白的提取過程中，koh溶液中還含有0.002~0.005份丙酮，丙酮能使擠壓蛋白與蝦蟹殼分離，使擠壓蛋白的提取率提高；封閉式堿煮過程中，koh溶液中含有0.0001~0.0003份的k3po4，k3po4能使蝦蟹殼中的結(jié)合蛋白更容易水解出來，使水解蛋白的提取率提高。酶解過程中加入酶激活劑，增加了酶的活性，提高了水解效率；酶激活劑成分及其百分比為：麥芽硒10~15份，硫酸鐵20~23份，磷酸銨30~40份、和茶多酚20~32份；得到的有機(jī)肥具有含氮量高、鉀元素豐富、無鹽分、無重金屬殘留和保質(zhì)期長的優(yōu)點(diǎn)；該有機(jī)肥為水溶性物質(zhì)，可充分被植物吸收，比現(xiàn)有的化肥利用率高；剩余的蝦蟹殼殘?jiān)€可用于甲殼素的制備，不會造成能源的浪費(fèi)。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明方案進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

以新鮮蝦蟹殼為原料，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理、堿水噴淋沖洗、封閉式堿煮、酶解、濃縮和干燥。具體步驟如下：

質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理：將新鮮蝦蟹殼原料加入質(zhì)構(gòu)擠壓裝置，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理。采用物理擠壓方式分離出蛋白，不會有酸性或堿性廢水排出，對環(huán)境友好；

擠壓蛋白的提?。河觅|(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理后的蝦蟹殼重量比1∶4~1：10的濃度為1~4wt％的koh溶液對質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理后的蝦蟹殼進(jìn)行噴淋沖洗，得到含擠壓蛋白的液體，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為4~5,使擠壓蛋白析出。其中，koh溶液中含有0.002~0.005份丙酮，丙酮能使擠壓蛋白與蝦蟹殼分離，使擠壓蛋白的提取率提高。最優(yōu)選為：蝦蟹殼與koh溶液重量比1:6，koh溶液濃度為2wt％，丙酮為0.003份，ph調(diào)節(jié)為4.5。因?yàn)楸景l(fā)明采用酶解法分解蛋白質(zhì)，所以要將蛋白質(zhì)分離出來，不能使之存在在堿性環(huán)境下；

封閉式堿煮：將噴淋沖洗后的蝦蟹殼，置于反應(yīng)容器，加入噴淋沖洗后的蝦蟹殼重量比1∶1.5~1∶3的濃度為5~20wt％的koh溶液，加熱至60~90℃，保溫1~6h，排氣采用負(fù)壓式，水噴淋處理，得到含堿煮水解蛋白和自溶蛋白的液體。其中，koh溶液中含有0.0001~0.0003份的k3po4，k3po4能使蝦蟹殼中的結(jié)合蛋白更容易水解出來，使水解蛋白的提取率提高。最優(yōu)選為：蝦蟹殼與koh溶液重量比1:1.7，koh溶液濃度12wt％，k3po4為0.0002份，加熱溫度為70℃，保溫5h。使用koh溶液作為堿煮液可使水解蛋白中含鉀元素，最后制成的水溶性有機(jī)肥中鉀元素豐富，提高有機(jī)肥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。再者，如果堿煮液為naoh溶液，土壤會板結(jié)，對環(huán)境造成破壞。采用全封閉式堿煮工段，排氣采用負(fù)壓式，水噴淋處理，避免了傳統(tǒng)堿煮工段刺激性堿性氣體的蒸發(fā)造成的空氣污染，廠區(qū)環(huán)境得到改善。對煮堿工段的廢堿水，采取三道過濾循環(huán)使用達(dá)5次以上，使廢水中的蛋白含量達(dá)到飽和，堿液循環(huán)利用既可節(jié)約能源又能減少廢液的排放；

水解蛋白的提?。河名}酸調(diào)節(jié)ph為4~5，使水解蛋白和自溶蛋白析出，再進(jìn)行過濾，最優(yōu)選為：4.5。往擠壓蛋白的提取過程中產(chǎn)生的酸廢水和水解蛋白的提取過程中產(chǎn)生的酸廢水中加入石灰進(jìn)行堿化，再過濾，得氫氧化鈣，處理后的廢水呈弱堿性，回收用以配制煮堿液(用于補(bǔ)充封閉式堿煮過程中消耗的堿液)。這不僅處理了酸廢水，還減少了堿煮液的用量，對環(huán)境友好且節(jié)約能源；

酶解：將過濾得到的擠壓蛋白、水解蛋白和自溶蛋白合并，加入蛋白質(zhì)和氨基酸總量重量比1:10~1:25的水，溫度升至60~65℃，加入酶激活劑和復(fù)合酶制劑，酶解8~12小時(shí)。復(fù)合酶制劑的加入量為底物重量的0.1~0.2%，酶激活劑的加入量為復(fù)合酶制劑重量的0.05~0.06%。酶激活劑成分及其份數(shù)為：麥芽硒10~15份，硫酸鐵20~23份，磷酸銨30~40份、和茶多酚20~32份。復(fù)合酶制劑成分及其份數(shù)為：胰蛋白酶10~13份，胃蛋白酶20~25份，中性蛋白酶22~26份，動(dòng)物蛋白酶40~43份。最優(yōu)選為：蛋白質(zhì)和氨基酸總量與水重量比為1:18，溫度為62℃，酶解時(shí)間10小時(shí)，復(fù)合酶制劑的加入量為底物重量的0.13%，酶激活劑的加入量為復(fù)合酶制劑重量的0.05%。復(fù)合酶制劑最優(yōu)選為胰蛋白酶12%，胃蛋白酶24份，中性蛋白酶22份，動(dòng)物蛋白酶42份。酶激活劑最優(yōu)選為麥芽硒10份，硫酸鐵21份，磷酸銨38份、和茶多酚31份。利用酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，具有高效性和專一性的特點(diǎn)，產(chǎn)物穩(wěn)定性好，并且不會對環(huán)境造成污染；

濃縮：將上述得到的水溶性酶解液進(jìn)行三效真空蒸發(fā)，可快速得到濃縮液，且不破壞酶解液的結(jié)構(gòu)和活性；

干燥、包裝：將濃縮液送入高速離心噴霧干燥器中進(jìn)行干燥形成超微蛋白粉，當(dāng)超微蛋白粉的含水量小于5%時(shí)，進(jìn)行冷卻、包裝為水溶性蛋白有機(jī)肥料。蛋白粉顆粒小易被微生物分解，有機(jī)肥發(fā)揮作用的速度快。

實(shí)施例2：

以新鮮蝦蟹殼為原料，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理、堿水噴淋沖洗、封閉式堿煮、酶解，濃縮，干燥，具體步驟如下：

質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理：將新鮮蝦蟹殼原料加入質(zhì)構(gòu)擠壓裝置，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理；

擠壓蛋白的提?。河觅|(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理后的蝦蟹殼重量比1:6的濃度為2wt％的koh溶液對質(zhì)構(gòu)擠壓預(yù)處理后的蝦蟹殼進(jìn)行噴淋沖洗，得到含擠壓蛋白的液體，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為4.5，使擠壓蛋白析出；

封閉式堿煮：將噴淋沖洗后的蝦蟹殼，置于反應(yīng)容器，加入噴淋沖洗后的蝦蟹殼重量比1∶2的濃度為10wt％的koh溶液，加熱至70℃，保溫4h，排氣采用負(fù)壓式，水噴淋處理，得到含堿煮水解蛋白和自溶蛋白的液體。其中，koh溶液中含有0.0002份的k3po4，k3po4能使蝦蟹殼中的結(jié)合蛋白更容易水解出來，使水解蛋白的提取率提高。對煮堿工段的廢堿水，采取三道過濾循環(huán)使用達(dá)7次，使廢水中的蛋白含量達(dá)到飽和；

水解蛋白的提取：用鹽酸調(diào)節(jié)ph為4.5，使水解蛋白和自溶蛋白析出，再進(jìn)行過濾。擠壓蛋白的提取過程產(chǎn)生的酸廢水和水解蛋白的提取過程中產(chǎn)生的酸廢水中加入石灰進(jìn)行堿化，再過濾，得氫氧化鈣，處理后的廢水呈弱堿性，回收用以配制煮堿液(用于補(bǔ)充封閉式堿煮過程中消耗的堿液)；

酶解：將過濾得到的擠壓蛋白、水解蛋白和自溶蛋白合并，加入蛋白質(zhì)和氨基酸總量重量比1:18的水，溫度升至62℃，加入酶激活劑和復(fù)合酶制劑，酶解10小時(shí)。復(fù)合酶制劑的加入量為底物重量的0.13%，酶激活劑的加入量為復(fù)合酶制劑重量的0.05%。復(fù)合酶制劑配方為胰蛋白酶12份，胃蛋白酶24份，中性蛋白酶22份，動(dòng)物蛋白酶42份。酶激活劑的配方為麥芽硒10份，硫酸鐵21份，磷酸銨38份、和茶多酚31份；

濃縮：將上述得到的水溶性酶解液進(jìn)行三效真空蒸發(fā)，所述的三效真空蒸發(fā)是對酶解液進(jìn)行三階段真空蒸發(fā)，第一階段溫度為92℃，真空度為0.04mpa，料液停留時(shí)間22分鐘；第二階段溫度為80℃，真空度為0.01mpa，料液停留時(shí)間15分鐘；第三階段溫度為63℃，真空度為-0.02mpa，料液停留時(shí)間為20分鐘；經(jīng)過三效真空蒸發(fā)得到濃度為50～65%的濃縮液；

干燥：將濃縮液送入高速離心噴霧干燥器中進(jìn)行干燥形成超微蛋白粉，當(dāng)超微蛋白粉的含水量小于5%時(shí)，進(jìn)行冷卻、包裝為水溶性蛋白有機(jī)肥料。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此，所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。