专利名称:使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法和由此制备的氨基酸液体肥料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法和由此制备的氨基酸液体肥料。更具体而言，本发明涉及一种制备氨基酸液体肥料的新方法，为了使氨基酸的破坏最小化，该方法使用天然酶来降解新鲜的家畜血液，在肥料应用过程中不会由于反复耕作而由盐的累积引起损害，并且在植物的生长和发育中显示出优异的效力，以及本发明涉及一种由此制备的氨基酸液体肥料。
背景技术：
家畜(猪和牛等)的血液是家畜副产品，尽管该血液是一种富含多种蛋白质的有用的资源，但仍被目前的韩国法律规定为废料。因此，家畜血液需要适当的处理。
在韩国，家畜血液大部分被处理掉而没有作为资源回收利用，所以导致有用的蛋白质资源的浪费并产生环境危害。
目前，家畜血液通常用于制备动物蛋白质饲料，并且通过收集由屠宰场提供的家畜血液并将其干燥而以粉末状血粉的形式供应。
韩国专利公开号2002-0022146(题目肥料的制备方法)公开了一种有机肥料的制备方法，该方法包括对从屠宰场收集的家畜血液进行发酵、干燥和研磨以制备粉末状血粉，以及将生物陶瓷、木屑、米糠、酵母和光合细菌与经过粉末处理的血粉混合。
此外，韩国专利公开号2002-0089760(题目沸石和氨基酸肥料的制备方法)公开了一种制备氨基酸液体肥料的方法，该方法包括收集由屠宰场产生的家畜血液，在灭菌时进行热降解以提取保持约15%或低于15%的含水量的粉末状血粉，使该血粉降解并使肥料的主要成分溶解，和将该成分与沸石(其是粘土矿物)粉末混合。
但是，使用血粉作为原料的常规方法具有以下问题。首先，血粉是通过对家畜血液进行灭菌并使该血液经过例如凝结、加压、脱水、干燥、研磨和筛选的过程而制备的，并且在血粉的制备过程中血粉基本上经过例如热处理(灭菌和干燥等)的过程。这种热处理过程引起血液中含有的蛋白质的损失，并且影响血粉中存留蛋白质的溶解性和物化性质。
在血粉制备过程中出现的蛋白质的损失和蛋白质的溶解性以及物化性质的改变等影响酶促降解的效率，而且不利地影响作为最终产品的液体肥料的氨基酸含量和氨基酸的均勻性。
此外，为了使用血粉作为原料，将血粉混悬在蒸馏水等中并进行PH调节，以使该血粉易于降解。为了调节血粉混悬液的pH，基本上加入酸性或碱性物质。在pH调节过程中，加入的酸性或碱性物质与该血粉混悬液中含有的碱性或酸性物质反应，生成不溶性盐。为了除去这些不溶性盐，应进行分离工艺(脱盐)，从而产生第二种废料。
当不进行脱盐操作时，在pH调节过程中产生的不溶性盐必然留在最终产品液体肥料中。当使用包含这些盐的液体肥料时，该盐在土壤中累积，因此，因盐的累积导致的耕作层中盐浓度的增大由于反复耕作而引起损害。
另外，使用血粉作为原料的常规方法在最终生产的液体肥料的经济性方面是非常不利的，这是因为对于液体肥料的原料来说血粉本身是相当昂贵的。此外，难以把使用血粉作为原料的常规方法看作废料的回收利用和有利于环境的处理，这是因为在制备血粉过程中大量产生需要二次处理的废水。
韩国专利公开号10-2004-0065201(题目一种氨基酸液体肥料的制备方法)公开了一种氨基酸液体肥料的制备方法，该方法包括将作为蛋白质降解酶的糜蛋白酶和硝酸或硫酸加入动物的血液或尸体中，在高温高压条件下处理该动物的血液或尸体，和用氧化钙进行中和。
然而，上述方法是在高温高压的苛刻条件下用强酸进行蛋白质的强迫水解，大部分环状氨基酸在氨基酸的降解过程中被破坏，并且氨基酸仅以游离氨基酸的形式存在。因此，最终制备的肥料具有低的氨基酸含量并且其分布不均勻，从而限制了持续的肥料效应。 此外，作为最终产品的液体肥料显示出强酸性，因此应进行中和工艺。在中和过程中盐在液体肥料中累积，从而在肥料施用过程中由于反复耕作可能发生损害。
发明内容
技术问题
为了解决上述常规问题，本发明提供一种制备氨基酸液体肥料的新方法，该方法使用由屠宰场直接产生的新鲜家畜血液，而无需由家畜血液制备血粉的额外步骤，以及本发明提供由此制备的氨基酸液体肥料。
本发明还提供一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的新方法，该方法在植物的生长和发育中表现出优异的效力，这是因为通过防止环状氨基酸在家畜血液降解过程中被破坏，氨基酸以高含量均勻地包含在氨基酸肥料中，以及本发明提供一种由此制备的氨基酸液体肥料。
此外，本发明提供一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的新方法，该方法由于盐在作为最终产品的液体肥料中不累积，所以即使在连续肥料施用中也不会由于反复耕作而引起损害，以及该方法具有持续的肥料效应，且在植物或农作物的吸收方面是优异的，以及本发明提供一种由此制备的氨基酸液体肥料。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法， 该方法包括第一步，收集由屠宰场产生的家畜血液并对该家畜血液进行研磨；和第二步，将从大豆中提取的蛋白酶加入到经研磨的血液中，将加入蛋白酶的血液放入保持在约 50°C 约70°C的反应器中，在密闭的条件下进行反应约8 约15小时，当血液的pH为约 7. 5 约8. 0时终止反应，和冷却反应物约3 约4小时。
本发明还提供一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法，该方法进一步包括第三步，在约25°C 约80°C下在单独的混合容器中，将尿素、钾碱、磷酸氢二铵、水性锌(aqueous zinc)和EDTA加入到水中，彻底混合该混合物以制备添加剂混合物溶液；和第四步，采用100目过滤器过滤第二步中制得的血液，将第三步制得的添加剂混合物溶液与经过滤的血液混合。
本发明还提供一种由上述方法制备的氨基酸液体肥料。
有益效果
本发明提供一种制备液体肥料的方法，该方法不使用通过干燥和处理家畜血液制得的血粉，而使用由屠宰场产生的血液本身作为原料而没有经过单独的处理，并且该方法的优点在于，因为不需要由血液制备血粉的工序，所以制备过程简单，以及可以降低氨基酸液体肥料的制备成本。
此外，氨基酸液体肥料以高水平均勻地包含多种类型的氨基酸，包括游离氨基酸、 二肽型、三肽型等，这是因为所收集的家畜血液没有在苛刻的条件下进行强迫的降解处理， 例如热降解或酸降解。因此，可以制备持续保持肥料效应的氨基酸液体肥料。
根据本发明的氨基酸液体肥料不使用具有高的盐浓度的血粉作为原料，并且在制备过程中不需要PH调节步骤(该步骤产生不溶性盐)。因此，与使用血粉作为原料的方法或通过强酸等的化学降解法不同，盐没有由于中和(PH调节)工序等而留在作为最终产品的肥料中，从而因为即使在连续肥料施用过程中盐也不在土壤中累积，所以不会导致由于反复耕作而引起的损害。
此外，可以采用家畜血液作为原料而省去产生大量废水的复杂的血粉制备过程， 该废水需要二次处理，因此，被作为废料处理的家畜血液可以环境友好地被回收利用，从而防止环境污染。
图1是根据本发明的制备氨基酸液体肥料的方法的流程图。
具体实施方式
根据本发明的使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法特征在于，包括第一步， 收集由屠宰场产生的家畜血液并对该家畜血液进行研磨；和第二步，将从大豆中提取的蛋白酶加入到经研磨的血液中，将加入蛋白酶的血液放入保持在约50°C 约70°C的反应器中，在密闭的条件下进行反应约8 约15小时，当血液的pH为约7. 5 约8. 0时终止反应， 和冷却反应物约3 约4小时。
此外，根据本发明的使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法特征在于，进一步包括第三步，在约25°C 约80°C下在单独的混合容器中，将尿素、钾碱、磷酸氢二铵、水性锌和EDTA加入到水中，彻底混合该混合物以制备添加剂混合物溶液；和第四步，采用100 目过滤器过滤第二步中制得的血液，将第三步制得的添加剂混合物溶液与经过滤的血液混合。
根据本发明的一个优选实施方案，在第二步中，每IOOkg经研磨的血液加入约 800 约1，200cc的蛋白酶。
根据本发明的另一优选实施方案，以1 1的重量比将添加剂混合物溶液与在第四步中经过滤的血液混合。[0034]此外，根据本发明的使用家畜血液的氨基酸液体肥料是由上述方法之一制备的。
下文，将详细描述本发明的优选实施方案。但是，提供以下实施方案用于举例说明本发明，而本发明的范围不限于下文所描述的实施方案。
首先，在根据本发明的制备液体肥料的方法中的第一步是收集由屠宰场产生的家畜(猪和牛等)的血液和对该血液进行研磨的步骤。血液是由屠宰场产生的副产物之一， 收集该血液，储存在保持约0°c的低温仓库中以防止血液腐败，该血液用作制备液体肥料的主要成分。尽管家畜血液储存在低温下，但它仍易于腐败，因此储存该家畜血液2天或少于 2天是理想的。
将血管和肌腱再混合在从屠宰场收集的家畜血液中，且血液本身易于凝结，因此在将血液放入反应器来降解之前应对该血液进行研磨处理以促进其降解。如果没有进行研磨处理而将家畜血液直接放入反应器中来进行降解，则混合在血液中的部分凝结的血液或血管、肌腱等不能被酶促作用完全降解，从而作为最终产品的液体肥料可能产生令人讨厌的气味。当将该液体肥料施用于植物或农作物时，可能会产生可能不利地影响植物生长和发育的气体，从而使植物枯萎。
尽管可以使用已知的研磨机来研磨血液，但可以使用磨盘形式的血液研磨装置， 其中由硬矿物(例如金刚石)制成的研磨盘设置在上侧和下侧(或左侧和右侧)以构成一组。当使用上述血液研磨装置时，可以彻底地磨碎另外混合在家畜血液中的血管和肌腱等。
接下来，将降解剂(酶)，即蛋白酶加入到第一步的血液中，在该血液中部分凝结的血液或血管、肌腱等通过研磨过程被彻底磨碎。蛋白酶是一种使蛋白质的肽键水解的酶， 并且广泛存在于动物、植物或微生物的组织或细胞中。在本发明中，可以优选使用植物来源的蛋白酶，更优选使用从大豆中提取的蛋白酶。
每IOOkg经研磨的血液可以优选加入约800 约1，200cc的蛋白酶，每IOOkg血液可以更优选加入约lOOOcc的蛋白酶。当每IOOkg血液加入少于约800cc的蛋白酶时，该酶的浓度低于底物(血液中的蛋白质成分)的浓度，使反应速度延缓。当每IOOkg血液加入多于约1200cc的蛋白酶时，反应速度可以相对提高。但是，酶是昂贵的，因此对于制备成本而言比较不利。
同时，当血液按照与常规方法相同的方式在苛刻的条件(高温和高压等)下进行强迫的降解过程时，对于植物生长和发育必不可少的环状氨基酸中的大部分被酸破坏，从而氨基酸没有均勻分散。同时，根据本发明的酶的降解过程在温和的条件下进行，因此家畜血液中包含的蛋白质成分不仅可以降解为游离氨基酸，还可以降解为各种类型的氨基酸， 例如二肽型和三肽型等，从而在肥料施用过程中可以持续地维持肥料效应。
此外，因为所述肥料是与氨基酸螯合的，其中在酶促降解过程中产生可用于农作物的生长和发育的微量元素例如钾(K)等，并且肥料到植物中的吸收和转移得到促进，所以该肥料在肥料效应方面是非常优异的。
通过输送泵将第一步中经研磨的家畜血液经由管道转移到反应器中，在转移过程中将蛋白酶加入到血液中，或者在血液全部转移到反应器之后将蛋白酶直接加入到该反应器中。
通常已知的反应器可以用作上述反应器。但是，可以优选使用包括三重夹套并且通过使用温水(三重夹套搅拌槽)可以控制反应器温度的反应器。反应器的内部温度可以优选通过循环温水控制在约50°C 约70°C，在将经研磨的血液从血液研磨装置转移到该反应器中之前该循环温水被预先加热至约70°C或高于70°C，最优选地，反应器的温度设定在约56°C。如果反应器的温度低于约50°C，则反应时间(血液的降解)延长，并且降解可能没有完全进行，从而从作为最终产品的液体肥料产生气味。当所述温度高于约70°C时，反应时间可以减少。但是，这花费很多来维持温度，并且氨基酸的降解继续进行，从而降低作为最终产品的液体肥料中的氨基酸含量。
当反应器的温度设定在约50°C 约70°C时，通过输送泵将家畜血液经由管道从血液研磨装置转移到反应器中，在搅拌血液约8 约15小时的同时进行降解。当反应时间小于约8小时时，降解没有完全进行。当反应时间大于约15小时时，额外的降解比较少，因此可能得不到经济收益。可以对经研磨的血液的PH进行调节以确定降解是否完全进行。当测量反应开始后约8 约15小时内降解血液的pH且该pH达到约7. 5 约8. 0的值时，认为降解完成，并终止反应。在反应(降解)完成后，将反应物留在反应器中约3 约4小时以使该反应物完全冷却至室温。
上述在反应器中的血液降解过程在厌氧条件下进行，其中反应器完全密闭。因此， 通过密闭该反应器，该反应器可以维持在适合于降解的温度下，并且在降解过程中可以防止经研磨的血液与空气接触和腐败。
经过第一步和第二步已被彻底降解的家畜血液本身可以用作富含氨基酸的有机肥料。可以对已经经过第一步和第二步的家畜血液另外进行第三步和第四步，以制备包含尿素、钾碱和磷酸等的液体复合肥料(IV类复合肥料)。[0048]第三步是在单独的混合容器中制备要加入到降解血液中的添加剂混合物溶液的步骤。将约25°C 约80°C的水放入混合容器中，向其中加入尿素、钾碱、磷酸氢二铵、水性锌和EDTA，彻底混合。该添加剂混合物溶液可以优选由65. 836重量％水、8. M重量％尿素(纯度46% )、15.2重量％钾碱(纯度60% )、10· 32重量％磷酸氢二铵(纯度98% )、 0. 044重量％水性锌(纯度96% )和0. 06重量％ EDTA(纯度98% )组成。EDTA是用来满足IV类复合肥料的叶应用的肥料应用标准的添加剂。
接下来，将第二步中制得的血液(在进行研磨和降解过程之后冷却至室温的血液)过滤，将第三步中制得的添加剂混合物溶液与经过滤的血液混合(第四步)。
血液的过滤可以优选使用约100目过滤器进行，使在反应器中进行降解过程之后冷却至室温的血液通过安装有100目过滤网的过滤机。
在家畜血液中，在屠宰过程中掺入的家畜毛发或毛皮和少量没有被磨碎的血管和肌腱可以被留下。当施用作为最终产品的液体肥料时(使用喷雾装置施用液体肥料)，进行过滤工艺以防止喷雾器的喷嘴被上述残留物堵塞。
将通过过滤机的血液转移到最终产品槽中，将在单独的混合容器中制得的添加剂混合物溶液与该转移到最终产品槽中的血液(经过降解和过滤处理的血液)混合，而制备作为最终产品的氨基酸液体肥料。在第四步中，添加剂混合物溶液可以优选以1 1的重量比与经过滤的血液混合。例如，约0. 5吨添加剂混合物溶液与约0. 5吨经过滤的血液混合，以制备约1吨氨基酸液体肥料。
在第四步之后，将作为最终产品的氨基酸液体肥料通过输送泵转移到分配槽中， 然后在分配槽中将氨基酸液体肥料分配到标准化容器中并包装，从而形成最终产品。将经过各个步骤而制备的氨基酸液体肥料包装为产品，并保持稳定化状态，其中防止产生另外的腐败。
为了制备上述根据本发明的有机氨基酸液体肥料，需要血液研磨装置(该研磨装置用于收集由屠宰场产生的家畜血液来研磨该血液中包含的凝结血液、血管、肌腱等)和包括三重夹套的血液反应器，该反应器用于将蛋白酶加入到通过血液研磨装置彻底磨碎的血液中以在恒温(约50°C 约70°C )密闭条件下使家畜血液降解预定时间(约8 约15 小时)。
此外，为了由有机氨基酸液体肥料进一步制备IV类复合肥料，需要单独的混合容器(该混合容器用于使尿素、钾碱、磷酸氢二铵、水性锌和EDTA与水混合以制备添加剂混合物溶液)、安装有100目过滤网的血液过滤机(该过滤机用于另外除去来自血液反应器的完全降解的血液中包含的杂质(例如家畜毛发或毛皮等))和最终产品槽，该最终产品槽用于以1 1的重量比混合通过血液过滤机的血液与添加剂混合物溶液以制备IV类复合肥料。
下文，将参考实施例更详细地描述本发明。
<实施例1> 使用猪的血液制备氨基酸液体肥料
收集由屠宰场产生的猪血并使用血液研磨装置彻底研磨20分钟。将约2000cc从大豆中提取的蛋白酶加入到约200kg上述经研磨的猪血中。接下来，将加热至约70°C的温水循环到三重夹套反应器中以将该反应器的内部温度设定在约56°C，通过输送泵将上述加入蛋白酶的猪血经由管道注入该反应器，将反应器密封，使该反应物进行降解约11小时。 测量11小时后被降解的猪血的PH，确定pH为约7. 7，终止降解，将该反应器置于室温下3小时以使反应物冷却。对如上制得的液体肥料中的18种氨基酸进行的成分分析的结果示于下面表1中(对比例显示对使用市售的家畜血粉制得的液体肥料进行的成分分析的结果)。
表 1
权利要求
1.一种使用家畜血液制备氨基酸肥料的方法，该方法包括第一步收集由屠宰场产生的家畜血液并对该家畜血液进行研磨；和第二步将从大豆中提取的蛋白酶加入到经研磨的血液中，将加入蛋白酶的血液放入保持在约50°C 约70°C的反应器中，在密闭的条件下进行反应约8 约15小时，当血液的 PH为约7. 5 约8. 0时终止反应，和使反应物冷却约3 约4小时。
2.根据权利要求
1的方法，该方法进一步包括第三步在约25°C 约80°C下在单独的混合容器中，将尿素、钾碱、磷酸氢二铵、水性锌和EDTA加入到水中，彻底混合该混合物以制备添加剂混合物溶液；和第四步采用100目过滤器过滤第二步中制得的血液，将第三步制得的添加剂混合物溶液与该经过滤的血液混合。
3.根据权利要求
1的方法，其中，在第二步中，每约IOOkg经研磨的血液加入约800 约1, 200CC的蛋白酶。
4.根据权利要求
2的方法，其中，以1 1的重量比将所述添加剂混合物溶液与经过滤的血液混合。
5.一种使用家畜血液的氨基酸液体肥料，该液体肥料是由权利要求
1 4中任一项所述的方法制备的。
专利摘要
本发明涉及一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法和由此制备的氨基酸液体肥料。更具体而言，本发明涉及一种使用家畜血液制备氨基酸液体肥料的方法，该方法特征在于包括第一步，收集由屠宰场产生的家畜血液并对该家畜血液进行研磨；和第二步，将从大豆中提取的蛋白酶加入到经研磨的血液中，将加入蛋白酶的血液放入反应器中，在密闭的条件下进行反应，和冷却该反应物。与使用血粉作为原料的常规液体肥料相比，根据本发明的氨基酸液体肥料具有比较高的氨基酸含量和持久的效力，并且使活性成分到植物中的吸收和运转最大化。因此，植物的生长和发育是优良的，并且因为在肥料施用过程中盐不会在土壤中累积，所以由反复耕作造成的损害不会发生。
文档编号C05F1/00GKCN102378747SQ200980158552
公开日2012年3月14日 申请日期2009年9月17日
发明者吴瑨烈 申请人:吴瑨烈导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan