一种利用生物质碳制作的基质肥、生产工艺和生产线的制作方法

本发明涉及土壤肥料基质肥技术领域，尤其涉及一种利用生物质碳制作的基质肥、生产工艺和生产线。

背景技术：

有机基质肥栽培是指采用有机物如农作物秸秆、菇渣、草炭、锯末、畜禽粪便等，经发酵或高温处理后，按一定比例混合，形成一个相对稳定并具有缓冲作用的全营养栽培基质原料。有机基质肥含大量有机质和植物所需的各种营养成分，除直接为植物提供养分外，可增强土壤微生物活性，并能活化土壤中潜在养分，改善土壤结构，培肥地力，防止土壤污染等作用。

现有的有机基质肥原料成分复杂，而且原料不容易收集和获得，造成成本较高，不利于有机基质肥的推广。生物质电厂秸秆燃烧后产生大量碳粉，碳粉的ph值在9～10之间不能直接在土壤中应用，长期堆积严重污染环境，扬尘后污染空气。生物质电厂按照废弃物处理还要产生运费和无害化深埋处理等费用，带来较重的经济负担。

因此，需要开发一种利用生物质碳制作的基质肥、生产工艺和生产线解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用生物质碳制作的基质肥、生产工艺和生产线，能够利用生物质电厂废弃碳粉作为主要原料制作高效基质肥，电厂废弃物，无害化，资源化，且环境友好。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种利用生物质碳制作的基质肥，包括下列重量份的原料，腐熟好的羊粪粉55～65份、秸秆碳粉18～22份、糠醛渣8～12份、硫酸铵3～7份，钙镁磷肥3～7份；接种有酵母菌、胶冻样类芽孢杆菌和防治黄枯萎病拮抗菌。

进一步的，所述秸秆碳粉为生物质电厂焚烧秸秆发电后的残留废物，所述秸秆碳粉的粒度大于100目且ph值9～11。

进一步的，所述酵母菌菌数为0.5亿/克，所述胶冻样类芽孢杆菌菌数为0.2亿/克，所述防治黄枯萎病拮抗菌菌数为5亿/克。

本发明还公开了一种利用生物质碳制作基质肥生产工艺，包括以下步骤：s1、初混物料，将称量好的，腐熟好的羊粪粉、硫酸铵、钙镁磷肥和糠醛渣投入混料机进行搅拌混合；

s2、粉碎物料，上述混合好的物料输入到粉碎机进行物料粉碎，粒度到30～40目；

s3、固体搅拌发酵，将粉碎好的物料投入到固体培养发酵装置，喷淋注入发酵好的酵母菌种子液，搅拌发酵16小时以上；

s4、调整物料，按比例投入秸秆碳粉调整ph值7～7.5，按比例投入胶冻样类芽孢杆菌菌粉和防治黄枯萎病拮抗菌菌粉，搅拌均匀；

s5、出料装袋，外观检查，松散不结块，检验含水量低于25％。

进一步的，所述步骤s1中，混合物料在密封搅拌仓中进行，混合后物料含水量在30％～40％。

进一步的，所述酵母菌种子液在酵母菌液培养罐内培养制作，培养液各组分重量份为，水1000份、糖蜜300份、硫酸铵5份和磷酸二氢钾5份；接种活性酵母菌粉200亿/克2份。

进一步的，所述酵母菌种子液培养过程中需要搅拌、通风，控制温度在35～37摄氏度。

本发明还公开一种利用生物质碳制作基质肥的生产线，包括从前向后依次首尾相连的混料机、第一螺旋输送机、粉碎机、第二螺旋输送机和固体培养发酵装置，所述固体培养发酵装置的一旁设置有通过管道相连的生物质碳存储罐和酵母菌液培养罐。

进一步的，所述固体培养发酵装置的搅拌发酵腔内设置有水平搅拌桨轴，所述水平搅拌桨轴上方设置有菌液喷淋管，所述菌液喷淋管通过管道连接所述酵母菌液培养罐，所述搅拌发酵腔底部设置有热风组件，所述热风组件向所述搅拌发酵腔喷入热空气，所述热风组件的进风口连通到热风机。

进一步的，所述酵母菌液培养罐内设置有搅拌培养腔，所述搅拌培养腔内设置有竖直搅拌桨，所述搅拌培养腔的侧壁上圆周均布设置有多个竖向挡板和多个加热组件。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明利用生物质碳制作的基质肥能够起到增产和抗病害的作用。同时，秸秆碳粉釆用生物质电厂废弃碳粉，吸附性强施用到土壤中，可促进土壤形成团粒结构，增加土壤保水、保肥、保墒能力。

本发明利用生物质碳制作基质肥生产工艺，通过对湿料即腐熟好的羊粪粉和糠醛渣、干料硫酸铵和钙镁磷肥进行初混，能够保证混合好的物料湿度均匀在30％～40％，避免粉碎过程中出现较大的粉尘，作业环境友好，而且此湿度的物料便于提高粉碎效率和粉碎质量。喷淋方式按照物料量3％注入酵母菌种子液，投菌均匀，搅拌通热风发酵，提高了发酵效率。秸秆碳粉的ph值高，后加秸秆碳粉避免了影响前期的酵母菌发酵增殖，也便于机动调整产品含水量及ph值。

本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线，能够流畅的输送物料，逐步完成混料、粉碎和固体发酵，输出合格的基质肥。物料输送采用机械化设备，降低了人工参与，避免引入杂菌。便于集成自动化，提高生产效率。

此外，通过在搅拌发酵腔底部设置热风组件，能够向搅拌发酵腔鼓入温度合适的热空气，便于酵母菌好氧增殖。通过菌液喷淋管的设置，能够在搅拌发酵腔长度方向均匀投入酵母菌种子液，便于均匀发酵无物料死角。通过在搅拌培养腔侧壁上圆周均布设置有多个竖向的挡板，能够扰流搅拌桨旋转引起的旋流，使得粘度大的液体物料混合更加均匀，便于酵母菌增殖。通过在搅拌培养腔侧壁上设置加热组件，能够加热物料，避免过度粘稠引起挂壁情况。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明利用生物质碳制作基质肥生产工艺的工艺流程示意图；

图2为本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线组成结构示意图；

图3为本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线中固体培养发酵装置的结构示意图；

图4为本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线中酵母菌液培养罐的结构示意图。

附图标记说明：1、混料机；2、第一螺旋输送机；3、粉碎机；4、第二螺旋输送机；5、固体培养发酵装置；501、搅拌发酵腔；502、进料口；503、菌液喷淋管；504、排风口；505、热风组件；506、出料口；6、生物质碳存储罐；7、酵母菌液培养罐；701、搅拌培养腔；702、搅拌桨；703、驱动单元；704、挡板；705、加热组件；706、裙座；7061、裙座开口；8、计量泵。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种利用生物质碳制作的基质肥、生产工艺和生产线，能够利用生物质电厂废弃碳粉作为主要原料制作高效基质肥，电厂废弃物，无害化，资源化，且环境友好。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考附图，图1为本发明利用生物质碳制作基质肥生产工艺的工艺流程示意图；图2为本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线组成结构示意图；图3为本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线中固体培养发酵装置的结构示意图；图4为本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线中酵母菌液培养罐的结构示意图。

本发明利用生物质碳制作的基质肥：

实施例1，包括下列重量份的原料，腐熟好的羊粪粉65份、秸秆碳粉18份、糠醛渣8份、硫酸铵5份，钙镁磷肥5份。接种有酵母菌、胶冻样类芽孢杆菌和防治黄枯萎病拮抗菌。

所述秸秆碳粉为生物质电厂焚烧秸秆发电后的残留废物，所述秸秆碳粉的粒度大于100目且ph值9～11。所述酵母菌菌数为0.5亿/克，所述胶冻样类芽孢杆菌菌数为0.2亿/克，所述防治黄枯萎病拮抗菌菌数为5亿/克。

实施例2，在实施例1的基础上调整各个组分之间配比形成本实施例，包括下列重量份的原料，腐熟好的羊粪粉55份、秸秆碳粉22份、糠醛渣12份、硫酸铵5份，钙镁磷肥5份。接种有酵母菌、胶冻样类芽孢杆菌和防治黄枯萎病拮抗菌。

实施例3，在实施例1的基础上调整各个组分之间配比形成本实施例，包括下列重量份的原料，腐熟好的羊粪粉60份、秸秆碳粉20份、糠醛渣10份、硫酸铵5份，钙镁磷肥5份。接种有酵母菌、胶冻样类芽孢杆菌和防治黄枯萎病拮抗菌。

实施例4，对比例采用市场上通常的盆栽专用基质肥。

经检测，实施例1～3的生物质碳基质肥均满足标准ny884-2012技术指标：有机质≧47.8％，有效活菌数≧5.93亿/克。

将上述四个实施例中的基质肥进行盆栽对比试验，试验条件，供试基质，草炭和蛭石1:1混合；供试作物，草莓；试验设计，本试验设4个处理，3次重复，每个处理30盆，每盆一株，花盆直径15厘米；施肥方式，拌施，每盆50克；其他管理措施一样。

试验结果见下表(重量单位g)：

试验结果表明，本发明利用生物质碳制作的基质肥能够起到增产和抗病害的作用。同时，秸秆碳粉釆用生物质电厂废弃碳粉，吸附性强施用到土壤中，可促进土壤形成团粒结构，增加土壤保水、保肥、保墒能力。

本发明还公开了一种利用生物质碳制作基质肥生产工艺，在一具体实施方式中，如图1所示，包括以下步骤：

s1、初混物料，将称量好的，腐熟好的羊粪粉、硫酸铵、钙镁磷肥和糠醛渣投入混料机进行搅拌混合。腐熟好的羊粪粉的含水量小于35％。

s2、粉碎物料，上述混合好的物料输入到粉碎机进行物料粉碎，粒度到30～40目。

s3、固体搅拌发酵，将粉碎好的物料投入到固体培养发酵装置，喷淋注入发酵好的酵母菌种子液，搅拌发酵16小时以上。搅拌转速30转/分钟，通气量5立方/分钟，进气温度25～35度。工艺控制参数，喷加酵母菌种子液后搅拌30分钟，培养室温度控制28～32度，培养发酵时间16～2o小时。

s4、调整物料，按比例投入秸秆碳粉调整ph值7～7.5，按比例投入胶冻样类芽孢杆菌菌粉和防治黄枯萎病拮抗菌菌粉，搅拌均匀，搅拌30分钟。

s5、出料装袋，外观检查，松散不结块，检验含水量低于25％。

具体而言，所述步骤s1中，混合物料在密封搅拌仓中进行，混合后物料含水量在30％～40％。

通过对湿料即腐熟好的羊粪粉和糠醛渣、干料硫酸铵和钙镁磷肥进行初混，能够保证混合好的物料湿度均匀在30％～40％，避免粉碎过程中出现较大的粉尘，作业环境友好，而且此湿度的物料便于提高粉碎效率和粉碎质量。喷淋方式按照物料量3％注入酵母菌种子液，投菌均匀，搅拌通热风发酵，提高了发酵效率。秸秆碳粉的ph值高，后加秸秆碳粉避免了影响前期的酵母菌发酵增殖，也便于机动调整产品含水量及ph值。

本发明利用生物质碳制作基质肥生产工艺，在一具体实施方式中，所述酵母菌种子液在酵母菌液培养罐内培养制作，培养液各组分重量份为，水1000份、糖蜜300份、硫酸铵5份和磷酸二氢钾5份；接种活性酵母菌粉200亿/克2份。

具体而言，所述酵母菌种子液培养过程中需要搅拌、通风，控制温度在35～37摄氏度。接种后1～2小时搅拌，搅拌速度30～35转/分钟；2小时后70～80转/分钟。通风量接种后1～2小时，1比0.2；2小时后，1比1。培养时间8～10小时。

上述酵母菌种子液的培养液各组分重量份通过设计正交试验获得，极差比对表明，硫酸铵因素影响大，其次为糖蜜，此种配比的培养液发酵增殖效率高。

本发明还公开了一种利用生物质碳制作基质肥的生产线，在一具体实施方式中，如图2所示，包括从前向后依次首尾相连的混料机1、第一螺旋输送机2、粉碎机3、第二螺旋输送机4和固体培养发酵装置5，固体培养发酵装置5的一旁设置有通过管道相连的生物质碳存储罐6和酵母菌液培养罐7。

本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线，能够流畅的输送物料，逐步完成混料、粉碎和固体发酵，输出合格的基质肥。物料输送采用机械化设备，降低了人工参与，避免引入杂菌。便于集成自动化，提高生产效率。

在本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线的一具体实施方式中，如图3所示，固体培养发酵装置5的搅拌发酵腔501内设置有水平搅拌桨轴，进料口502设置在发酵腔501顶盖中部。水平搅拌桨轴上方设置有菌液喷淋管503，菌液喷淋管503沿着搅拌发酵腔501长度方向均匀设置喷淋口或者喷嘴。菌液喷淋管503通过管道连接酵母菌液培养罐7，所述管道上设置有计量泵8。搅拌发酵腔501底部设置有热风组件505，热风组件505的上表面喷孔向搅拌发酵腔501喷入热空气，热风组件505的进风口连通到热风机。搅拌发酵腔501一侧顶部设置有排风口504，排风口504连通到尾气处理设备，所述尾气处理设备采用喷淋除臭方式去除异味。

具体而言，固体培养发酵装置5和生物质碳存储罐6之间采用封闭管道连通，采用封闭式螺旋输送送料或者气力输送方式，减少了加料过程中的粉尘外扬，作业环境友好。

通过在搅拌发酵腔501底部设置热风组件505，能够向搅拌发酵腔501鼓入温度合适的热空气，便于酵母菌好氧增殖。通过菌液喷淋管503的设置，能够在搅拌发酵腔501长度方向均匀投入酵母菌种子液，便于均匀发酵无物料死角。

在本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线的一具体实施方式中，如图4所示，酵母菌液培养罐7内设置有搅拌培养腔701，搅拌培养腔701内设置有竖直搅拌桨702，酵母菌液培养罐7顶部的驱动单元703驱动搅拌桨702旋转。驱动单元703具体采用变频电机和减速器组合方式。搅拌培养腔701的侧壁上圆周均布设置有多个竖向挡板704和多个加热组件705。酵母菌液培养罐7的底部设置支撑设备的裙座706，裙座706侧壁上设置有走管的裙座开口7061。

具体而言，加热组件705为向着搅拌培养腔701内探入的电热棒安装壳体，电热棒向内探入10～15厘米且不和搅拌桨702干涉。

通过在搅拌培养腔701侧壁上圆周均布设置有多个竖向的挡板704，能够扰流搅拌桨702旋转引起的旋流，使得粘度大的液体物料混合更加均匀，便于酵母菌增殖。通过在搅拌培养腔701侧壁上设置加热组件705，能够加热物料，避免过度粘稠引起挂壁情况。

本发明利用生物质碳制作的基质肥能够起到增产和抗病害的作用。同时，秸秆碳粉釆用生物质电厂废弃碳粉，吸附性强施用到土壤中，可促进土壤形成团粒结构，增加土壤保水、保肥、保墒能力。

本发明利用生物质碳制作基质肥生产工艺，通过对湿料即腐熟好的羊粪粉和糠醛渣、干料硫酸铵和钙镁磷肥进行初混，能够保证混合好的物料湿度均匀在30％～40％，避免粉碎过程中出现较大的粉尘，作业环境友好，而且此湿度的物料便于提高粉碎效率和粉碎质量。喷淋方式按照物料量3％注入酵母菌种子液，投菌均匀，搅拌通热风发酵，提高了发酵效率。秸秆碳粉的ph值高，后加秸秆碳粉避免了影响前期的酵母菌发酵增殖，也便于机动调整产品含水量及ph值。

本发明利用生物质碳制作基质肥的生产线，能够流畅的输送物料，逐步完成混料、粉碎和固体发酵，输出合格的基质肥。物料输送采用机械化设备，降低了人工参与，避免引入杂菌。便于集成自动化，提高生产效率。

此外，通过在搅拌发酵腔501底部设置热风组件505，能够向搅拌发酵腔501鼓入温度合适的热空气，便于酵母菌好氧增殖。通过菌液喷淋管503的设置，能够在搅拌发酵腔501长度方向均匀投入酵母菌种子液，便于均匀发酵无物料死角。通过在搅拌培养腔701侧壁上圆周均布设置有多个竖向的挡板704，能够扰流搅拌桨702旋转引起的旋流，使得粘度大的液体物料混合更加均匀，便于酵母菌增殖。通过在搅拌培养腔701侧壁上设置加热组件705，能够加热物料，避免过度粘稠引起挂壁情况。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。