专利名称：一种马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法
技术领域：
本发明涉及植物细胞液(含蛋白质分解物、纤维素分解物等成分)生产 液体生物肥料的方法，具体地说涉及一种马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法。
背景技术：
传统的淀粉生产方法采用机械破碎马铃薯块茎，离心分离淀粉，过滤得 到含有机物较高的马铃薯细胞液生产废水。据调查结果测算，每生产1吨淀粉约排放5 6吨马铃薯细胞液。全国淀粉生产量40万吨，年排放马铃薯细胞液约200 2400多万吨。 马铃薯细胞液呈中性，BOD高达12000 15000mg/L，排入河流，易造成严重的环境污染。马 铃薯细胞液生产废水污染已成为环境污染的重大问题，急待解决。马铃薯细胞液含有6 10%的有机物、0. 02 0. 04%&Ρ205、0. 6 1. 2%的1(20、 0. 3 0. 5%的总氮及少量无机离子，除少量被利用提取蛋白粉外，大量被排入河流。马铃 薯细胞液本身无毒，由于含有大量有机物，排放到水里会造成富营养化，导致河水变浊，鱼 虾死亡，且恶臭扑鼻，造成严重的环境污染。马铃薯细胞液中的有机物却是难得的有机肥 料，是农作物生长时所需的营养物质。现有技术中，一种糖蜜酒精发酵液用作甘蔗液肥的 方法(申请号200810107403)，将发酵液稀释至波美度6 8，在蔗种下种后喷淋于植蔗 沟内，喷淋量为90 110t/hm2 ；地膜覆盖，不需增施任何化学肥料。发酵液的原液用量为 45 105t/hm2，较常规施化肥增产10 30%。此方法的不足在于发酵液仅经过简单的 稀释，发酵液中有机物及酵母含有的营养成分未得到充分利用；存在有机物二次发酵过程， 易造成养分流失，破坏土壤酸碱平衡，抑制作物生长。一种液体肥料及其制备方法(申请 号CN99126230. 1)，它由浓糖液、尿素、氯化钾、磷酸二氢钾、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸亚 铁、硫酸钙、硼酸、硫酸镁组成，经固液分离、发酵处理、浓缩、精制、混料、灌装、检验、包装而 成，它是一种高效复合肥料，既有有机营养成分，又有有效元素和微量元素，能增加作物对 养分的吸收，促进植物生长发育，抗病抗旱，耐盐碱，使用方便，适应范围广，对改良土壤结 构、提高肥料利用率有积极的作用。此方法的不足在于浓糖液抑制酵母等微生物的发酵作 用，发酵液中含有的营养成分未得到充分利用；发酵液中添加多种硫酸盐，存在离子互相抑 制作用，有效元素和微量元素的营养作用受到限制。发明内容本发明的目的在于提供一种能够充分利用原料有效成分、肥效好、产出 率高、生产周期短、高效节能的马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)原料选择选用马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料，马铃薯细胞液有机质含 量6 10% ；干马铃薯渣固形物含量70 80% ；(2)紫外杀菌取100 IOOOg马铃薯细胞液，置于15 30w的紫外线杀菌器中， 杀菌5 30min ；(3)微波灭菌将500 1500g干马铃薯渣装入容器中，按干马铃薯渣重量的10 20%加水，混勻，功率900w保持5 20min，马铃薯渣温度达到70 95°C，取出冷却至15 25 0C ；(4)发酵经紫外杀菌后的马铃薯细胞液中，按马铃薯细胞液重量添加0. 5 2%的复合菌剂混勻，保温25 30°C，发酵15 30d，经微波灭菌后的马铃薯渣中添加0. 5 2%的复合菌剂混勻，保温25 35°C，发酵15 30d，所述复合菌剂中，安琪酵母菌和保加 利亚乳酸菌有效活菌数含量之比为1. 5 0.5；(5)超高压均质发酵后的马铃薯细胞液与马铃薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，连续输入超高压均质机中，压力60 250MPa，处理量1. 5 2. lL/h，使物料充分均 质、分散和乳化，得到马铃薯细胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶无菌条件下，取均质后的IL马铃薯细胞液和渣乳化液加入上述 复合菌剂0. 1 1.0ml，再按重量百分比加入乳化液量0. 1 1.0%的纤维素酶和0. 1 1.5%的蛋白酶，均勻混合原料，即得液体生物肥料；(7)罐装无菌条件下，罐装，即得产品。产品有效活菌数含量0.2 2.0亿/ml， 有机质含量8 15%。所述的步骤(1)中所选用的马铃薯细胞液有机质含量低于6%时，需要进行真空 浓缩，真空度为0. 06 0. 08MPa、温度为30 45°C、时间50 120min，浓缩至马铃薯细胞 液有机质含量达到6 10%。所述的步骤(1)中所选用的马铃薯细胞液有机质含量高于10%时，需要加水稀 释，稀释至马铃薯细胞液有机质含量达到6 10%。所述的步骤(1)中所选用的马铃薯细胞液和干马铃薯渣，由木薯细胞液和干木薯 渣、或甘薯细胞液和干甘薯渣、或玉米秸秆汁和玉米秸秆粉来替代。本发明提供的马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，由于采用了紫外杀菌技 术，利用紫外线穿透微生物细胞进行杀菌，此步骤在低温非热处理条件下进行物料的灭菌 处理，灭菌时间短，温度低，物料养分损失少，杀菌效果良好。由于采用了微波灭菌技术，利 用微波内部加热方式，短时间内使马铃薯渣内外同时均勻加热灭菌，此步骤对马铃薯渣灭 菌，速度快、时间短，并可最大限度地保持马铃薯物料的品质，同时节能达30 50%。由于 采用了超高压均质技术，利用液体快速流动时产生的强烈的剪切作用破碎马铃薯细胞液和 渣混合液中的有机物及菌体细胞，菌体细胞中所含的蛋白质、脂肪等物质完全溶出，此步骤 良好地保持了马铃薯细胞液中氨基酸和维生素，同时致死以细菌为主的微生物，物料均质 效果好，杀菌速度快。综上所述，本发明充分考虑马铃薯细胞液和薯渣所含的成分对液体生物肥料产品 的影响，利用紫外杀菌马铃薯细胞液、微波灭菌马铃薯渣，发酵马铃薯细胞液和渣，超高压 均质作用于马铃薯细胞液和渣的发酵液不同成分，有效破除菌体细胞壁并均质有机物，均 衡发酵液养分，再经加菌和加酶、罐装，得液体生物肥料。该方法具有速度快、收率高等优 点，液体生物肥料有机物含量可达6 15 %，节能10 30 %，广泛适用于利用马铃薯、木薯 等含蛋白质的细胞液和干薯渣为原料生产液体生物肥料，该技术的应用对生物肥料生产企 业技术更新、增强企业竞争能力、促进马铃薯产业综合效益的提高具有积极的作用。
具体实施例方式实施例1至实施例3是以马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料，应用本发明提供的 方法在不同工艺技术参数下生产液体生物肥料的过程。实施例1
(1)原料选择选用马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料，马铃薯细胞液有机质 含量为5. 1%，首先对马铃薯细胞液进行真空浓缩，真空度为0. 06MPa、温度为35°C、时间 120min，浓缩至马铃薯细胞液有机质含量达到6. 3% ；干马铃薯渣固形物含量70% ；(2)紫外杀菌取IOOg马铃薯细胞液，置于30w的紫外线杀菌器中，杀菌5min ；(3)微波灭菌将500g干马铃薯渣装入2000ml容器中，按干马铃薯渣重量的10% 加水混勻，功率900w保持5min，马铃薯渣温度达到70°C，取出冷却至15°C ；(4)发酵按紫外杀菌后马铃薯细胞液重量的0.5%添加复合菌剂混勻，保温 25°C，发酵30d。按微波灭菌后马铃薯渣重量的0. 5%添加复合菌剂混勻，保温35°C，发酵 15d。所述复合菌剂中，安琪酵母菌和保加利亚乳酸菌有效活菌数含量之比为1.5 0.5。(5)超高压均质发酵后的马铃薯细胞液与马铃薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，连续输入超高压均质机中，压力60MPa，处理量2. lL/h，使物料充分均质、分散和乳 化，得到马铃薯细胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶无菌条件下，取均质后的IL马铃薯细胞液和渣乳化液加入上述 复合菌剂0. Iml ；再按重量百分比加入乳化液量0. 的纤维素酶和0. 的蛋白酶，均勻 混合原料，即得液体生物肥料；(7)罐装无菌条件下，用玻璃瓶或塑料瓶罐装200ml液体生物肥料，即为产品。产 品有效活菌数含量0. 2亿/ml，有机质含量8. 3%。实施例2 (1)原料选择选用马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料，马铃薯细胞液有机质含 量8. 5% ；干马铃薯渣固形物含量75% ；(2)紫外杀菌取600g马铃薯细胞液，置于15w的紫外线杀菌器中，杀菌20min ；(3)微波灭菌将800g干马铃薯渣装入2000ml容器中，按干马铃薯渣重量的15% 加水混勻，功率900w保持15min，马铃薯渣温度达到82V，取出冷却至21 °C ；(4)发酵按紫外杀菌后马铃薯细胞液重量的1.0%添加复合菌剂混勻，保温 28°C，发酵20d。按微波灭菌后马铃薯渣重量的1.0%添加复合菌剂混勻，保温30°C，发酵 ISd0所述复合菌剂中，安琪酵母菌和保加利亚乳酸菌有效活菌数含量之比为1.5 0.5。(5)超高压均质发酵后的马铃薯细胞液与马铃薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，连续输入超高压均质机中，压力150MPa，处理量1.8L/h，使物料充分均质、分散和 乳化，得到马铃薯细胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶无菌条件下，取均质后的IL马铃薯细胞液和渣乳化液加入上述 复合菌剂0. 5ml ；再按重量百分比加入乳化液量0.6%的纤维素酶和1.0%的蛋白酶，均勻 混合原料，即得液体生物肥料；(7)罐装无菌条件下，用玻璃瓶或塑料瓶罐装600ml液体生物肥料，即为产品。产 品有效活菌数含量1. 2亿/ml，有机质含量10. 8%。实施例3 (1)原料选择选用马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料，马铃薯细胞液有机质含 量为11.3%，首先对马铃薯细胞液加水稀释，稀释至马铃薯细胞液有机质含量达到9. 6% ； 干马铃薯渣固形物含量80% ；(2)紫外杀菌取IOOOg马铃薯细胞液，置于15w的紫外线杀菌器中，杀菌30min ；
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(3)微波灭菌将1500g干马铃薯渣装入2000ml容器中，按干马铃薯渣重量的 20%加水混勻，功率900w保持20min，马铃薯渣温度达到95°C，取出冷却至25°C ；(4)发酵按紫外杀菌后马铃薯细胞液重量的2.0%添加复合菌剂混勻，保温 30°C，发酵15d。按微波灭菌后马铃薯渣重量的2.0%添加复合菌剂混勻，保温25°C，发酵 30d。所述复合菌剂中，安琪酵母菌和保加利亚乳酸菌有效活菌数含量之比为1.5 0.5。(5)超高压均质发酵后的马铃薯细胞液与马铃薯渣，按重量百分比1. 5 0. 5混 合均勻，连续输入超高压均质机中，压力250MPa，处理量1. 5L/h，使物料充分均质、分散和 乳化，得到马铃薯细胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶无菌条件下，取均质后的IL马铃薯细胞液和渣乳化液加入上述 复合菌剂1.0ml ；再按重量百分比加入乳化液量1.0%的纤维素酶和1.5%的蛋白酶，均勻 混合原料，即得液体生物肥料；(7)罐装无菌条件下，用玻璃瓶或塑料瓶罐装IOOOml液体生物肥料，即为产品。 产品有效活菌数含量2. 0亿/ml，有机质含量14. 7%。实施例4 以木薯细胞液和干木薯渣为原料，应用本发明实施例1提供的方法生产液体生物 肥料，不同之处仅在于步骤(1)所选用的原料不同。实施例5 以甘薯细胞液和甘薯渣为原料，应用本发明实施例2提供的方法生产液体生物肥 料，不同之处仅在于步骤(1)所选用的原料不同。实施例6 以玉米秸秆汁和玉米秸秆粉为原料，应用本发明实施例3提供的方法生产液体生 物肥料，不同之处仅在于步骤(1)所选用的原料不同。
权利要求
一种马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)原料选择选用马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料，马铃薯细胞液有机质含量6～10％；干马铃薯渣固形物含量70～80％；(2)紫外杀菌取100～1000g马铃薯细胞液，置于15～30w的紫外线杀菌器中，杀菌5～30min；(3)微波灭菌将500～1500g干马铃薯渣装入容器中，按干马铃薯渣重量的10～20％加水，混匀，功率900w保持5～20min，马铃薯渣温度达到70～95℃，取出冷却至15～25℃；(4)发酵经紫外杀菌后的马铃薯细胞液中，按马铃薯细胞液重量添加0.5～2％的复合菌剂混匀，保温25～30℃，发酵15～30d，经微波灭菌后的马铃薯渣中添加0.5～2％的复合菌剂混匀，保温25～35℃，发酵15～30d，所述复合菌剂中，安琪酵母菌和保加利亚乳酸菌有效活菌数含量之比为1.5∶0.5；(5)超高压均质发酵后的马铃薯细胞液与马铃薯渣，按重量百分比1.5∶0.5混合均匀，连续输入超高压均质机中，压力60～250MPa，处理量1.5～2.1L/h，使物料充分均质、分散和乳化，得到马铃薯细胞液和渣乳化液；(6)加菌和加酶无菌条件下，取均质后的1L马铃薯细胞液和渣乳化液加入上述复合菌剂0.1～1.0ml，再按重量百分比加入乳化液量0.1～1.0％的纤维素酶和0.1～1.5％的蛋白酶，均匀混合原料，即得液体生物肥料；(7)罐装无菌条件下，罐装，即得产品。产品有效活菌数含量0.2～2.0亿/ml，有机质含量8～15％。
2.根据权利要求1所述的马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，其特征在于所述 的步骤(1)中所选用的马铃薯细胞液有机质含量低于6%时，需要进行真空浓缩，真空度为 0. 06 0. 08MPa、温度为30 45°C、时间50 120min，浓缩至马铃薯细胞液有机质含量达 至Ij 6 10%。
3.根据权利要求1所述的马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，其特征在于所述的 步骤(1)中所选用的马铃薯细胞液有机质含量高于10%时，需要加水稀释，稀释至马铃薯 细胞液有机质含量达到6 10%。
4.根据权利要求1至3任一所述的马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，其特征在 于所述的步骤(1)中所选用的马铃薯细胞液和干马铃薯渣，由木薯细胞液和干木薯渣、或 甘薯细胞液和干甘薯渣、或玉米秸秆汁和玉米秸秆粉来替代。
全文摘要
本发明提供了一种马铃薯细胞液生产液体生物肥料的方法，选用马铃薯细胞液和干马铃薯渣为原料；分别取紫外线杀菌后的马铃薯细胞液和微波灭菌后的马铃薯渣，添加复合菌剂混匀，保温发酵；将发酵后的马铃薯细胞液与马铃薯渣混合均匀，连续输入超高压均质机中，使物料充分均质、分散和乳化，得到马铃薯细胞液和渣乳化液；无菌条件下，取乳化液加入上述复合菌剂、纤维素酶和蛋白酶混匀，无菌灌装，即得液体生物肥料。该方法具有速度快、收率高等优点，液体生物肥料有机物含量可达6～15％，有效活菌数含量0.2～2.0亿/ml，节能10～30％，广泛适用于利用马铃薯、木薯等含蛋白质的细胞液和干薯渣为原料生产液体生物肥料。
文档编号C05F11/08GK101885627SQ20101021163
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月26日 优先权日2010年6月26日
发明者叶春雷, 罗俊杰, 谢志军, 赵瑛, 郭嘉炜 申请人:甘肃省农业科学院生物技术研究所