专利名称：一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造鱼塘肥水剂的方法，特别是一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法。
背景技术：
广西地处亚热带,气候温和,雨量充沛,十分适合淡水鱼养殖。池塘养鱼是广西淡水渔业的主体。由于受地理条件的限制，我国有许多地方养鱼的水源全靠或大部分靠地下井水和天然河水。鱼塘水质清瘦，直接用来养鱼，不利于鱼类的生长。通过施用化肥或有机肥，可以快速培肥鱼塘水质。中国专利申请号2009103063302. O的发明专利申请，公开了一种肥水复合剂及其制备方法，它是由光合细菌、硫酸铵、过磷酸钙和有机肥组成。但是施用化肥或有机肥，可能会导致池塘内有机物含量超高，沉入塘内，有可能给池塘养殖系统带来水质污染和病原微生物问题，对池塘鱼类生长造成严重影响。在国家“东桑西移”的产业政策指引下，广西区党委、政府把握机遇，调整农业产业结构，大力发展桑蚕产业。广西已经迅速成为中国茧丝主产区。随着广西缫丝业的迅速发展，缫丝废弃物也迅猛增加。各级政府在促进本地蚕茧丝产业发展的同时也不得不面对缫丝废水废弃物所引发的环境治理问题。缫丝厂废弃物主要包括缫丝厂废水、废弃茧丝、废弃蚕蛹等。缫丝废水含有丰富的丝胶蛋白质和蛹体蛋白质，属于较高浓度的有机性废水，但生物降解性能好，安全无毒。废弃茧丝、废弃蚕蛹等含有丰富的蛋白质。缫丝过程中产生的废茧废丝是优良的蛋白质来源，是生产鱼塘氨基酸肥水剂的优质原料。因此，如果能有效地利用缫丝厂废水、废弃茧丝、废弃蚕蛹等制成相应的氨基酸水解液，并通过氨基酸水解液制作氨基酸鱼塘肥水剂，不但可以减轻传统污水处理的成本和压力，而且还能切实开辟一条缫丝废弃物重新利用的全新途径。氨基酸肥水剂是由多种氨基酸、营养盐、微量元素、维生素及酵素菌等多种活性物质和生长因子，通过激活有益微生物繁殖和激活藻类细胞分裂及孢子萌发，促进单细胞藻类(硅藻和绿藻)新陈代谢，协调藻相与菌相平衡，促使水体迅速肥沃和维持水质稳定，丰富水体天然饵料，提高鱼虾幼苗成活率，促进鱼虾生长，同时有效防止浮头或泛塘，降低水中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒物含量，减少疾病发生，氨基酸肥水剂产品越来越受到社会各界的普遍欢迎和采用。但是，由于蛋白质，特别是氨基酸来源有限，因此，传统氨基酸肥水剂成本较高，利用缫丝废弃蛋白开发出质优价廉鱼塘专用氨基酸肥水剂产品，具有质优价廉的特点，具有传统氨基酸肥水剂产品所缺乏的竞争优势，目前废茧、废丝、废蚕蛹等，除了在丝棉、絹纺、饲料等方面有一定的开发利用外，利用缫丝废弃蛋白制备氨基酸肥水剂产品国内外尚未见有报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法，该方法开辟了缫丝废弃物重新利用的全新途径，不仅可以减轻传统污水处理的成本和压力，而且提高了工厂经济效益，解决了上述现有技术中存在的问题。解决上述问题的技术方案是一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法，包括以下步骤
(1)缫丝废弃蚕丝蛋白回收取缫丝汰头污水，用饱和硫酸铵溶液沉淀或用盐酸调节溶液pH至丝胶蛋白等电点后，离心分离去除溶液，取沉淀真空浓缩后得到粗丝蛋白，
(2)利用废茧废丝蛋白制备氨基酸取步骤(I)制到的粗丝蛋白与废茧废丝混合得到混合物，用质量浓度6 8%的NaOH溶液水解混合物，混合物与NaOH溶液的加入量比例为 lg:15 16ml,水解作用时间15 20min,水解结束后，再用盐酸中和，即用盐酸调节溶液 PH值为7 7. 5，得到茧丝蛋白水解液，真空浓缩后得到固体氨基酸备用；
(3)利用废弃蚕蛹蛋白制备氨基酸按Ig废弃蚕蛹粉加入5 IOml水计，将废弃蚕蛹粉和水混合倒入反应器中，调节pH值为6 7，然后加入废弃蚕蛹粉质量O. 3 O. 7%的木瓜蛋白酶，在50°C 60°C之间搅拌水解7 9个小时，再加入2 3mol/L盐酸溶液，盐酸溶液的加入量按Ig废弃蚕蛹粉加入I 2ml盐酸计，在100°C 11 (TC之间，搅拌催化水解 7 9个小时，水解结束后，用NaOH溶液中和，即用NaOH溶液调节溶液pH值为7 7. 5，得到蚕蛹蛋白水解液，真空浓缩后得到固体氨基酸备用；
(4)制备氨基酸鱼塘肥水剂将步骤(2)和步骤(3)制备得到的氨基酸混合后，添加水生有益物质，再加入水制备得到氨基酸的质量含量为20% 30%，水生有益物质的质量含量为O. 26% O. 52%的氨基酸鱼塘肥水剂，所述的水生有益物质是尿素、磷酸铵、硫酸钾、柠檬酸铁、维生素BI、维生素B12、微生物菌群及含微量元素物质。所述的氨基酸鱼塘肥水剂质量含量为氨基酸20% 30%、尿素O. I O. 2%、磷酸铵O. I O. 2%、硫酸钾O. 01 O. 02%、柠檬酸铁O. 01 O. 02%、维生素BI和维生素B12各
O.01 O. 02%、微生物菌群O. 01% O. 02%、含微量元素物质O. 01 O. 02%、余量为无菌水， 该氨基酸鱼塘肥水剂的固形物质量含量低于40%。所述的微生物菌群是巨大芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌或固氮菌。所述的含微量元素物质是指土壤浸出液。本发明的进一步技术方案是所述的步骤(I)中，真空浓缩后得到粗丝蛋白后，再将粗丝蛋白放入石油醚溶液中浸泡22 26小时脱脂后，过滤，取滤液进行冷冻干燥后得到进一步纯化的粗丝蛋白，再将粗丝蛋白在步骤(2 )中与废茧废丝混合到混合物。所述的真空浓缩是在压力为-O. 093 -O. 098Mpa、温度为70 75°C条件下进行， 浓缩至溶液有结晶析出为止。本发明的进一步技术方案是步骤(I)中，取缫丝汰头污水，用硫酸铵调至全饱和状态，即可使废弃茧丝蛋白沉淀析出。本发明的另一进一步技术方案是步骤(I)中，取缫丝汰头污水，用盐酸调节溶液 pH至丝胶蛋白等电点，即用盐酸调节溶液PH3. 8 4. 4。步骤(2)和步骤(3)真空浓缩后得到的固体氨基酸中氨基酸的质量含量> 90. 5%。与现有技术相比，本发明之一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法的具有以下有益效果
I.开辟了缫丝废弃物重新利用的全新途径，不仅可以减轻传统污水处理的成本和压力，而且提高了工厂经济效益，增加了工厂产值。
本发明以缫丝厂废弃物为主要原料设计生产鱼塘氨基酸肥水剂，缫丝厂废弃物主要包括缫丝厂废水、废弃茧丝、废弃蚕蛹等。本发明回收利用缫丝厂废水(汰头污水)、废弃茧丝及废弃蚕蛹，通过水解法制成相应的氨基酸水解液，经过真空浓缩除杂后，得到含量 ^ 90. 5%的氨基酸。以该氨基酸为主要原料，添加多种藻类生长的必需元素及水生有益菌， 制备一种氨基酸鱼塘肥水剂。在解决缫丝厂环境污染问题的同时，合理利用缫丝副产品，变废为宝，切实开辟了一条缫丝废弃物重新利用的全新途径，不但可以减轻传统污水处理的成本和压力，而且还能提高工厂经济效益，增加工厂产值。2.采用本发明方法制备得到的氨基酸肥水剂，成本低，质优价廉，具有市场竞争力。缫丝废水含有丰富的丝胶蛋白质和蛹体蛋白质，属于较高浓度的有机性废水，但生物降解性能好，安全无毒。废弃茧丝、废弃蚕蛹等含有丰富的蛋白质。故缫丝过程中产生的废茧废丝是优良的蛋白质来源，是生产鱼塘氨基酸肥水剂的优质原料。本发明制备工艺简单，例如利用废弃蚕蛹蛋白制备氨基酸步骤中，水解时间比传统水解工艺大大缩短，水解度达到98. 17%。另外由于是采用废弃物为原料，本发明制备的肥水剂成本低，质优价廉，具有传统氨基酸肥水剂产品所缺乏的竞争优势。3.采用本发明方法制备得到的氨基酸肥水剂能够改善鱼类的生长环境，促进鱼类生长，提闻鱼塘广量。本发明是利用缫丝副产品废茧废丝废蚕蛹制备氨基酸，没有使用有机肥组分，并添加了多种水生有益物质，维生素，巨大芽孢杆菌，沼泽红假单胞菌，固氮菌等。其中维生素的添加可以提高藻类的生长率和存活率，巨大芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌和固氮菌的添加可以通过自身反应增加水中溶氧，降低水中H2S和游离N、P含量,又可以大大的分解水中有机物，为浮游动植物的生长提供小分子养料，净化水质，改善鱼类生长环境，促进鱼类生长， 进而达到提高产量的最终目的。下面，结合附图和实施例对本发明之一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法的技术特征作进一步的说明。
图I :本发明之一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法工艺流程图。
具体实施例方式一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法，包括以下步骤
(I)缫丝废弃蚕丝蛋白回收取缫丝汰头污水，用盐酸调节溶液PH至丝胶蛋白等电点后，即用盐酸调节溶液PH3. 8 4. 4，离心分离30min，去除溶液，取沉淀真空浓缩后得到粗丝蛋白，放入石油醚溶液中浸泡24小时脱脂后，过滤，取滤液进行冷冻干燥后得到进一步纯化的粗丝蛋白。(2)利用废茧废丝蛋白制备氨基酸取步骤(I)制到的粗丝蛋白与废茧废丝混合得到混合物，用质量浓度7%的NaOH溶液水解混合物，混合物与NaOH溶液的加入量比例为 Ig 15. 2ml，水解作用时间16min，水解结束后，再用盐酸中和，即用盐酸调节溶液pH值为7 7. 5，得到茧丝蛋白水解液，真空浓缩后得到固体氨基酸备用。(3)利用废弃蚕蛹蛋白制备氨基酸按Ig废弃蚕蛹粉加入7ml水计，将废弃蚕蛹粉和水混合倒入反应器中，调节pH值为6. 5，然后加入废弃蚕蛹粉质量O. 5%的木瓜蛋白酶，在 50°C 60°C之间搅拌水解8个小时，再加入3moI/L盐酸溶液，盐酸溶液的加入量按Ig废弃蚕蛹粉加入I 2ml盐酸计，在100°C 110°C之间，搅拌催化水解8个小时，水解结束后， 用NaOH溶液中和，即用NaOH溶液调节溶液pH值为7 7. 5，得到蚕蛹蛋白水解液，真空浓缩后得到固体氨基酸备用。(4)制备氨基酸鱼塘肥水剂将步骤(2)和步骤(3)制备得到的氨基酸混合后，添加水生有益物质，再加入水制备得到氨基酸鱼塘肥水剂，所述的氨基酸鱼塘肥水剂质量含量为氨基酸20% 30%、尿素O. I O. 2%、磷酸铵O. I O. 2%、硫酸钾O. 01 O. 02%、柠檬酸铁O. 01 O. 02%、维生素BI和维生素B12各O. 01 O. 02%、微生物菌群O. 01% O. 02%、土壤浸出液O. 01 O. 02%、余量为无菌水，该氨基酸鱼塘肥水剂的固形物质量含量低于40%。本发明所述的微生物菌群是巨大芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌或固氮菌。所述的土壤浸出液是指从鱼塘、水稻田等地方取出的肥沃的土壤按Ig 土壤加入Iml水计加水搅拌， 过滤后所得到的液体即为土壤浸出液。土壤浸出液中主要含有微量元素，作为本实施例的一种变换，也可用市售的微量元素代替土壤浸出液。本发明所述的真空浓缩一般是在压力为-O. 093 -O. 098Mpa、温度为70 75°C 条件下进行，浓缩至溶液有结晶析出为止，步骤(2)和步骤(3)真空浓缩后得到的固体氨基酸中氨基酸的质量含量> 90. 5%。作为本实施例的一种变换，所述的步骤(I)缫丝废弃蚕丝蛋白回收中，取缫丝汰头污水，除了用盐酸调节溶液PH至丝胶蛋白等电点外，还可以用硫酸铵调至全饱和状态，使废弃茧丝蛋白沉淀析出，离心分离去除溶液，取沉淀真空浓缩后得到粗丝蛋白。作为本实施例的又一种变换，步骤(I)中，离心分离，沉淀真空浓缩后得到粗丝蛋白后，可以直接将粗丝蛋白与废茧废丝混合进行步骤(2)，可以取消步骤(I)中将粗丝蛋白放入石油醚溶液中浸泡脱脂、过滤、冷冻干燥的工序。作为本实施例的又一种变换，所述的氨基酸鱼塘肥水剂中水生有益物质中各组分的比例，即尿素、磷酸铵、硫酸钾、柠檬酸铁、维生素BI、维生素B12、微生物菌群及含微量元素物质的添加比例还可以根据实际情况调整，只要满足氨基酸鱼塘肥水剂中氨基酸的质量含量为20% 30%，水生有益物质的质量含量为O. 26% O. 52%的条件即可。本发明所述的固形物含量是指常规方法蒸发(即在常压下，蒸发温度为IO(TC)得到的固形重量占溶液总重量的比例。本发明制备得到的氨基酸鱼塘肥水剂含有适于单细胞淡水绿藻类生长的最适营养因子和改善水质的微生物菌群。在鱼塘中通过添加本发明产品，一方面，借助其藻类和有益微生物，可以有效的改善水质，降低水中H2S和游离N，P含量，分解有机化合物，为鱼类生长提供最佳的生长环境，另一方面，也是一种高效处理缫丝废弃物的环境友好处理方法。
权利要求
1.一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法，其特征在于包括以下步骤(1)缫丝废弃蚕丝蛋白回收取缫丝汰头污水，用饱和硫酸铵溶液沉淀或用盐酸调节溶液pH至丝胶蛋白等电点后，离心分离去除溶液，取沉淀真空浓缩后得到粗丝蛋白；(2)利用废茧废丝蛋白制备氨基酸取步骤(I)制到的粗丝蛋白与废茧废丝混合得到混合物，用质量浓度6 8%的NaOH溶液水解混合物，混合物与NaOH溶液的加入量比例为 Ig 15 16ml,水解作用时间15 20min,水解结束后,再用盐酸中和，即用盐酸调节溶液 PH值为7 7. 5，得到茧丝蛋白水解液，真空浓缩后得到固体氨基酸备用；(3)利用废弃蚕蛹蛋白制备氨基酸按Ig废弃蚕蛹粉加入5 IOml水计，将废弃蚕蛹粉和水混合倒入反应器中，调节pH值为6 7，然后加入废弃蚕蛹粉质量O. 3 O. 7%的木瓜蛋白酶，在50°C 60°C之间搅拌水解7 9个小时，再加入2 3mol/L盐酸溶液，盐酸溶液的加入量按Ig废弃蚕蛹粉加入I 2ml盐酸计，在100°C 11 (TC之间，搅拌催化水解 7 9个小时，水解结束后，用NaOH溶液中和，即用NaOH溶液调节溶液pH值为7 7. 5，得到蚕蛹蛋白水解液，真空浓缩后得到固体氨基酸备用；(4)制备氨基酸鱼塘肥水剂将步骤(2)和步骤(3)制备得到的氨基酸混合后，添加水生有益物质，再加入水制备得到氨基酸的质量含量为20% 30%，水生有益物质的质量含量为O. 26% O. 52%的氨基酸鱼塘肥水剂，所述的水生有益物质是尿素、磷酸铵、硫酸钾、柠檬酸铁、维生素BI、维生素B12、微生物菌群及含微量元素物质。
2.根据权利要求I所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法，其特征在于所述的氨基酸鱼塘肥水剂质量含量为氨基酸20% 30%、尿素O. I O. 2%、磷酸铵O. I O. 2%、硫酸钾O. 01 O. 02%、柠檬酸铁O. 01 O. 02%、维生素BI和维生素B12各O.01 O. 02%、微生物菌群O. 01% O. 02%、含微量元素物质O. 01 O. 02%、余量为无菌水， 该氨基酸鱼塘肥水剂的固形物质量含量低于40%。
3.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法， 其特征在于所述的微生物菌群是巨大芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌或固氮菌。
4.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法， 其特征在于所述的含微量元素物质是指土壤浸出液。
5.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法， 其特征在于所述的步骤(I)中，真空浓缩后得到粗丝蛋白后，再将粗丝蛋白放入石油醚溶液中浸泡22 26小时脱脂后，过滤，取滤液进行冷冻干燥后得到进一步纯化的粗丝蛋白， 再将粗丝蛋白在步骤(2)中与废茧废丝混合到混合物。
6.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法， 其特征在于所述的真空浓缩是在压力为-O. 093 -O. 098Mpa、温度为70 75°C条件下进行，浓缩至溶液有结晶析出为止。
7.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法， 其特征在于步骤(I)中，取缫丝汰头污水，用硫酸铵调至全饱和状态，即可使废弃茧丝蛋白沉淀析出。
8.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法， 其特征在于步骤(I)中，取缫丝汰头污水，用盐酸调节溶液PH至丝胶蛋白等电点，即用盐酸调节溶液PH3. 8 4. 4。
9.根据权利要求I或2所述的一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法，其特征在于步骤(2)和步骤(3)真空浓缩后得到的固体氨基酸中氨基酸的质量含量≥90. 5%。
全文摘要
本发明涉及一种利用废弃茧丝蛋白制造氨基酸鱼塘肥水剂的方法。该方法利用缫丝厂废水、废弃茧丝、废弃蚕蛹等制成相应的氨基酸水解液，并通过氨基酸水解液制作氨基酸鱼塘肥水剂。通过茧丝蛋白水解制备氨基酸，然后适当添加尿素、磷酸铵、硫酸钾、柠檬酸铁、维生素B1、维生素B12、微生物菌群及含微量元素物质等，制成一种氨基酸鱼塘肥水剂。该方法开辟了缫丝废弃物重新利用的全新途径，不仅可以减轻传统污水处理的成本和压力，而且提高了工厂经济效益，增加了工厂产值。采用本发明方法制备得到的氨基酸肥水剂，成本低，质优价廉，具有市场竞争力。通过添加本发明产品，可以有效的改善水质，为鱼类生长提供最佳的生长环境。
文档编号A01K61/00GK102584430SQ201210023269
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月2日 优先权日2012年1月10日
发明者何珍珍, 李军生, 林海涛, 蒋芳, 阎柳娟, 黄国霞 申请人:广西工学院