一种废弃资源全面利用的液体有机肥制备方法与流程

本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及一种废弃资源全面利用的液体有机肥制备方法。

背景技术：

液态有机肥料是有机废弃物(粪便、饼粕、农副产品、食品加工产生的动物下脚料等)经微生物发酵、除臭和腐熟后制作而成的有机肥料，一般用于有机农产品生产的中后期追肥。液态有机肥料含有多种功能性微生物和富含丰富的微量元素，可以改良土壤结构、改善土壤性质、提高土壤肥力水平，并且为作物生长提供充足的营养，使作物茁壮成长。

现有的制备液体有机肥的流程如下：先进行配料，然后将各原料和水放入发酵装置内进行发酵，控制发酵的温度、ph、氧含量等因素，发酵一定的时间后，将固液进行分离，得到的液体为液体有机肥，而剩下的固体则作为废料处理。使用现有的工艺制备液体有机肥，虽然能够得到液体有机肥，但物料的利用率较低，发酵后的剩余固体物料还须作为废料单独处理，不但延长了处理时间，还导致资源的浪费。

技术实现要素：

本发明意在提供一种废弃资源全面利用的液体有机肥制备方法，以解决现有液体有机肥加工工艺物料利用率低，后续固体废料处理麻烦的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：一种废弃资源全面利用的液体有机肥制备方法，包括以下加工步骤：

(1)准备以下发酵原料：植物饼渣、玉米芯、花生壳、槐树叶和酒糟；

(2)原料处理：混合植物饼渣、玉米芯、花生壳和槐树叶，然后将这些原料粉碎，将原料粒径大小控制在4-10mm，得到粉碎料；用100℃以上的蒸汽对粉碎料蒸煮60-120min，得到处理料；

(3)制备发酵液：准备酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉，然后对这些微生物进行培养，得到培养液；

(4)发酵：将处理料、酒糟和水共同放入发酵装置中进行发酵，发酵原料与水的质量份数比控制在1:0.5-2；然后往发酵原料内加入发酵液，发酵22-30天；发酵过程中，ph控制在7.5-9，温度控制在28-38℃，保持底物氧含量在5-12％的水平；

(5)发酵完成后，对发酵产物进行固液分离，得到的液体为液体有机肥，剩余的固体物料用于制作饲料。

本方案的有益效果在于：

1、经过申请人的长期研究，合理选定发酵原料的成份，既使得发酵后的液体有机肥富含氮磷钾等营养元素，又能使得经过发酵后的固体物料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸等能被动物快速消化吸收的营养成份，对该固体物料经过简单的再加工能够转化为有用的饲料。在本方案中，由于充分控制发酵原料的粒径大小、成份、发酵时间、发酵条件等因素，使得发酵完成后得到的固体物料仍具有一定的形态，而非完全形成泥状，有利于后续的进一步加工。选用酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉制作培养液，首先上述各种微生物菌能较好的对物料进行发酵，而且这几种微生物复配在一起，除了能充分发挥各自的作用外，还能较好的共存外，发挥协同作用。

2、植物饼渣中有机质含量达75-86％，并且蛋白质、氮含量高；玉米芯韧性好，强度高，而且含糖量高达50％，含有丰富的粗纤维；花生壳中含有将近60％的粗纤维，居粗饲料之首；槐树叶中粗蛋白含量高达26％，并含有丰富的粗纤维、磷、钙、维生素、胡萝卜素等；酒糟，粗蛋白含量可达到25％左右。选用上述物质作为发酵原料，物料各自均含有丰富的营养，既可用作肥料又可发酵成饲料，而且上述物料经过复配后，各物料能够较好的互补配合，玉米芯、花生壳强度较好，不易发酵成泥状，能够作为发酵饲料的骨架，其他物料营养丰富，经过一段时间的发酵，部分营养成份能够转移到液体，还有部分营养经分解后仍留在物料内。

可选地，步骤(1)中准备以下质量份数的原料：植物饼渣25-35份、玉米芯18-25份、花生壳20-30份、槐树叶20-32份和酒糟22-30份。经过申请人长时间研究确定，将各原料的用量控制在上述范围内，既能制得质量较好的液体有机肥，原料经发酵后，通过简单的再加工还能得到发酵饲料，物料能够得到充分的利用。

可选地，步骤(1)中准备以下质量份数的原料：植物饼渣34份、玉米芯22份、花生壳24份、槐树叶28份和酒糟26份。通过实践，采用上述质量份数的原料发酵，最终取得的效果最佳。

可选地，所述酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉按质量份数比2-6:1-2:1-3:1-2:2-5：1-4的比例混合。经申请人研究发现，选用上述几种微生物复配，各种微生物除了能够较好的共存外，各种微生物相互协同，能够使物料很好的发酵。

可选地，所述酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉按质量份数比5:1.5:2:1.2:2：2.5的比例混合。

可选地，步骤(3)中制备发酵液的具体步骤为：将酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉接种到液体培养液中，在30-38℃、120-150rpm的条件下培养24-36h；液体培养液中包括以下质量份数的原料：水30-50份、葡萄糖10-15份、氯化钠2-5份和蛋白胨5-10份。

可选地，发酵过程中，ph控制在8-8.5，温度控制在32-35℃，保持底物氧含量在6-8％的水平。将发酵的参数控制在上述范围内，发酵液中的微生物能够较好的生长，发酵的效果较好。

可选地，发酵的前15天中，每隔3-5天，往发酵装置中补充葡萄糖，每次葡萄糖的添加量为发酵装置内物料总量的0.005-0.02％。在发酵初期往发酵装置中补充葡萄糖，能为各微生物的生长提供充分的营养，使微生物大量繁殖。当发酵进入后期后，微生物充分分解原料，能够从原料中获取营养，不需额外加入营养物质。

可选地，发酵装置包括机架、动力机构和发酵筒，发酵筒沿水平方向转动连接在机架上；动力机构包括电机、转动连接在机架上的转轴、固定在发酵筒圆周面上的齿圈和与齿圈啮合的齿轮，齿轮固定在转轴上，电机驱动转轴转动；发酵筒的侧壁内开有环形加热腔，环形加热腔内设有导热油和用于加热导热油的加热件；机架上固定有充气筒，充气筒内滑动连接有将充气筒分隔为第一腔、第二腔的活塞；第一腔的侧壁上设有单向进气阀和连接有排气管，排气管上设有单向排气阀；排气管的一端穿过发酵筒的转动中心处并伸入发酵筒内；发酵筒的表面设有凸块，活塞上连接有能与凸块接触的压杆；发酵筒的表面和凸块的表面共同开有一条封闭的卡槽，压杆的一端卡合在卡槽内。

将待发酵的物料放置在发酵筒内，启动加热件和电机，加热件加热环形加热腔内的导热油，使导热油温度升高，导热油通过热传递将热量传递给发酵筒内的物料，将发酵温度控制在合适的范围内。电机通过齿轮传动驱动发酵筒发生转动，发酵筒内的物料随之发生运动。发酵筒转动时带动凸块一同转动，当凸块转动到与压杆接触时，凸块对压杆施加压力，使活塞挤压第一腔内的气体，第一腔内的压强增大，单向排气阀打开，第一腔内的空气通过排气管进入发酵筒内，为发酵底物补充氧气。当凸块逐渐远离压杆时，在弹性件的作用下，活塞逐渐复位，此时第一腔内的压强减小，单向进气阀打开，外界的空气能够通过单向进气阀补充到第一腔内。

可选地，发酵筒表面的两侧设有环形凸条，凸块上开有环形凸条配合的凹槽；环形凸条上开有多个第一螺纹孔，凸块上开有与第一螺纹孔匹配的第二螺纹孔；第一螺纹孔与第二螺纹孔上螺纹连接有螺栓；发酵筒内设有用于存放发酵底物的过滤网筒；发酵筒的表面开有能被凸块封堵的出料口；第二腔内装有液压油，第二腔的侧壁连接有排油管，排油管的一端穿过发酵筒的转动中心处并伸入发酵筒内；过滤网筒上固定有竖直设置的柱塞，柱塞的一侧滑动连接排油管内。

发酵筒转动时，压杆的一端沿卡槽滑动，当凸块转动到与压杆接触时，凸块对压杆施加压力，使活塞压缩第一腔内的气体，此时第二腔内的体积增大、压强减小，在压强差的作用下，柱塞沿着排油管的内部滑动，使得排油管内的液压油补充到第二腔内。当凸块逐渐远离压杆时，在卡槽的带动下，活塞压缩第二腔内的液压油，使得液压油进入排油管内，排油管内的液压油推动柱塞朝排油管的外部滑动。即在发酵筒转动时，柱塞能够沿着排油管反复往复滑动，由于柱塞与过滤网筒连接，过滤网筒在柱塞的作用下能不断上下抖动，过滤网筒内的底物不断运动中，有利于发酵的进行。发酵完成后需要将底物与液体分离，现有的操作方式是先将发酵筒内的物料全部转移出来，然后置于过滤装置中进行过滤，操作较为麻烦。在本方案中，设置过滤网筒，发酵的底物置于过滤网筒内，发酵完成后，控制发酵筒上的凸块指向正下方，拆卸螺栓，然后滑动凸块，使出料口打开，此时发酵筒内的液体在重力作用下自动从出料口流出。当液体完全流出后，过滤网筒内剩余的就是较为干燥的底物，最后将底物转移即可。采用本方案的发酵筒，发酵完成后能够将底物与液体分离，不需额外再进行过滤操作，提高效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中发酵装置主视方向的剖视图；

图2为图1中b-b方向的剖视图。

具体实施方式

下面以实施例1为例详细描述一种废弃资源全面利用的液体有机肥制备方法，其他实施例在表1中体现，未示出的部分与实施例1相同。

说明书附图中的附图标记包括：发酵筒10、环形加热腔11、齿圈12、出料口13、环形凸条14、电机20、转轴21、齿轮22、排气管30、凸块40、充气筒60、活塞61、压杆62、单向进气阀63、排气管64、单向排气阀641、排油管65、过滤网筒70、柱塞71、套筒80、固定杆90、翻转板91、拉簧92。

实施例一

一种废弃资源全面利用的液体有机肥制备方法，包括以下加工步骤：

(1)准备以下发酵原料：植物饼渣34份、玉米芯22份、花生壳24份、槐树叶28份和酒糟26份。

(2)原料处理：混合植物饼渣、玉米芯、花生壳和槐树叶，然后将这些原料粉碎，将原料粒径大小控制在4-10mm，得到粉碎料；用100℃以上的蒸汽对粉碎料蒸煮80min，得到处理料；

(3)制备发酵液：将酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉接种到液体培养液中，在34℃、135rpm的条件下培养32h；液体培养液中包括以下质量份数的原料：水35份、葡萄糖10份、氯化钠3份和蛋白胨6份。其中，酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状菌、地衣芽孢菌和黑曲霉按质量份数比5:1.5:2:1.2:2：2.5的比例混合。

(4)发酵：将处理料、酒糟和水共同放入发酵装置中进行发酵，发酵原料与水的质量份数比控制在1:0.6；然后往发酵原料内加入发酵液，发酵26天；发酵过程中，ph控制在8.2，温度控制在34℃，保持底物氧含量在8％的水平。发酵的前15天内，每隔5天，往发酵装置中补充葡萄糖，每次葡萄糖的添加量为发酵装置内物料总量的0.01％。

(5)发酵完成后，对发酵产物进行固液分离，得到的液体为液体有机肥，剩余的固体物料用于制作饲料。

如图1、2所示，本方案中用到的发酵装置，包括机架、发酵筒10和动力机构，发酵筒10沿水平方向转动连接在机架上；发酵筒10的转动中心处设有与发酵筒10转动连接的排气管30，排气管30与发酵筒10之间通过机械密封的方式进行密封，排气管30固定在机架上。发酵筒10的侧壁内开有环形加热腔11，环形加热腔11内设有导热油和用于加热导热油的加热件，本实施例中加热件为电加热丝，在本方案中主要通过电池为电加热丝供电使电加热丝发热。

发酵筒10的表面设有凸块40，凸块40沿发酵筒10的圆周面滑动，具体的连接方式如下：发酵筒10表面的左右两侧焊接有环形凸条14，环形凸条14的截面为t形，凸块40上开有环形凸条14配合的凹槽，凸块40上的凹槽能够沿着环形凸条14滑动。凸块40上粘贴有发酵筒10外壁贴合的密封垫，密封垫的设置能够较好的放置发酵筒10内的物料泄漏。环形凸条14上开有多个第一螺纹孔，凸块40上开有与第一螺纹孔匹配的第二螺纹孔，第一螺纹、第二螺纹孔上螺纹连接有螺栓。发酵筒10的表面开有出料口13，凸块40能够将出料口13完全封堵。

动力机构包括转轴21、齿圈12、齿轮22和固定在机架上的电机20，电机20的输出轴与转轴21连接，转轴21转动连接在机架上，齿轮22焊接在转轴21上，齿圈12焊接在发酵筒10的圆周面上，齿圈12与齿轮22啮合，齿轮22与齿圈12的传动比在100:1-300:1之间。

发酵筒10内设有过滤网筒70，过滤网筒70用于存放发酵底物。过滤网筒70内设有多组搅拌部，在本实施例中搅拌部设有3组。搅拌部包括固定在过滤网筒70底部的固定杆90，固定杆90上铰接有多个翻转板91，翻转板91与固定杆90之间连接有拉簧92。

机架上固定有一端封闭的套筒80，套筒80与发酵筒10的转动中心处转动连接，在套筒80与发酵筒10之间通过机械密封的方式进行密封。机架上固定有充气筒60，充气筒60位于发酵筒10的后侧。充气筒60内滑动且密封连接有将充气筒60分隔为第一腔、第二腔的活塞61，活塞61上焊接有右侧穿过充气筒的压杆62；发酵筒的表面和凸块的表面共同开有一条封闭的卡槽，压杆的一端卡合在卡槽内；压杆62的右端能与发酵筒10的表面始终保持接触。第一腔的侧壁上设有单向进气阀63和连接有排气管64，排气管64上设有单向排气阀641，排气管64的一端穿过套筒80处并伸入发酵筒10内。第一腔内的压强增大时，单向排气阀641自动打开，第一腔内的气体通过排气管64进入发酵筒10内；第一腔内的压强减少时，单向进气阀63自动打开，外界的空气通过单向进气阀63进入第一腔内。第二腔内装有液压油，第二腔的侧壁连接有排油管65，排油管65的一端穿过套筒80并伸入发酵筒10内。过滤网筒70上固定有竖直设置的柱塞71，柱塞71的上侧滑动连接在排油管65内，具体的连接方式为：排油管65内开有条形凹槽，柱塞71上固定有卡合在条形凹槽内的连接块。柱塞71的下侧与过滤网筒70焊接。

表1