专利名称：以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法
技术领域：
本发明涉及到环境保护技术和植物营养液体肥料，特别是涉及一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法。
背景技术：
现有的通用固体天然橡胶(标准颗粒胶)生产工艺步骤是从橡胶树采集的鲜胶乳，经向收集的天然橡胶胶乳中加入碱(如氨)作为保存剂保存、过滤器除杂质、加水稀释、 沉降分离淤渣处理后，采用外加酸(硫酸或甲酸、乙酸)的并流加酸凝固工艺，使固体橡胶从水溶性的非橡胶组分中分离出来。凝胶经压片、漂洗、干燥、包装，制成通用固体天然橡胶。从加酸凝固和凝胶压片系统排出的胶清浆液与凝胶漂洗废水一起排入污水系统。另一现有的天然浓缩胶乳生产工艺步骤是鲜胶乳经保存剂保存、过滤、稀释、沉淀分离淤渣后进入高速离心机进行浓缩，含干胶60-63%的浓缩胶乳加氨保存剂后作为初级产品外运,含干胶5-7%的胶清采用外加硫酸的并流加酸工艺凝固，然后固体橡胶从水溶性的非橡胶组分中分离出来。凝胶经压片、漂洗、干燥、包装制成胶清橡胶。从加酸凝固和凝胶压片系统排出的胶清浆液与漂洗废水一起排入污水系统。在如上所述方法中，天然胶乳凝固加工中分离的胶清浆液目前几乎没有得到利用而作为环境污染物及废水排出了生产系统，企业对其废水还需要进行处理达标后才能排放。天然橡胶胶乳凝固加工剩余的胶清浆液是天然橡胶加工厂的主要污染来源，占污染负荷的70%以上，该废水处理成本高，废水排放严重污染环境。目前，国家对于节能减排、环境污染治理非常重视，因此，天然橡胶加工废液处理成为企业当前急待解决的问题之一。在天然橡胶胶乳凝固生产标准颗粒胶的初加工过程中所产生的胶清浆液C0D、 BOD、氮、磷等含量高且极易腐败发臭，为不含有毒物质、可生物利用的高浓度有机废水。分析检测表明，天然橡胶胶乳的胶清浆液中含有有用的水溶性非橡胶组分如天然蛋白质 (如肽类、Q-球蛋白)、糖类(蔗糖、葡萄糖，果糖等)、氨基酸(如20余种常见氨基酸)、有机酸(乙酸、甲酸和丙酸等挥发性脂肪酸)、矿物质(N、P、K、Ca、Mg、Zn、S、Cu、Mn、Fe等)、酶类(凝固酶、氧化酶、过氧化酶、还原酶、蛋白酶、尿素酶、磷脂分解酶等)、核苷酸、肌醇(如白坚木皮醇)、磷酯、植物生长促进物质(如细胞分裂素、吲哚乙酸、脱落酸、赤霉素等)等天然植物精华。在天然胶乳在加工过程中只增加了作为保存剂的氨和作为凝固剂的酸，基本保持了天然性。但是，以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法还未有所闻。植物营养液体肥料是我国近几年发展起来的一种新型肥料，随着我国平衡施肥、 精准施肥水平的不断提高，液体肥料的施用量也日渐增多，已经成为肥料追施、补施的主要措施，很多地方已经将其施用列入了农业施肥的主要操作规程，并融入了水肥一体或水肥药一体的施肥手段。同其他肥料相比液体肥料的许多优点决定了其使用的日益扩大生产成本较低；可以结合作物灌溉系统施用；可以结合农药和除草施用；能有效地提高作物对肥料的吸收利用率；环境污染问题减少；可以对作物进行有机全营养施入；极大改善农产
品质量。综上可见，液体肥料的应用前景十分广阔、市场潜カ十分巨大。另ー方面，随着科技的发展和人们的健康、农产品安全和环境保护意识的加強，“三废”排放要求的技术指标也越来越高，这无疑増加了企业环保投入的费用。因而，如何对包括天然橡胶加工过程中所产生的母液等“三废”资源进行无害化处理和资源化利用，已成为科技创新热点。文献检索结果表明，国内至今尚未见有以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供ー种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，既能有效解决天然橡胶加工企业的废液排放污染环境问题，又能实现废物资源化利用，支持现代有机农业发展，达到循环经济、节能减排的目标。本发明的技术其解决方案是以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，包括步骤a、在胶乳凝聚和压榨脱水操作中，将天然橡胶胶乳凝固加工分离的胶清浆液单独收集于循环池中陈化水解，通过微生物自然发酵使母液PH值调整为4. 5-6. 5，称为陈化水解液；陈化水解液可取代原来胶乳凝聚加工中采用的外加新鮮水并可循环用于凝聚前胶乳调制和凝聚后压榨脱水操作时浮胶。b、在步骤a中获得的陈化水解液经沉淀和粗滤后，再采用RO膜过滤浓缩除去部分水分后成为浓缩液；向陈化水解液或浓缩液加入适量的防腐剂(如醇、柠檬酸或苯钾酸钠) 和植物生长促进剂(如三十烷醇)，充分搅拌和超微化均质处理后获得第一种植物有机营
养液产品。C、在步骤b中获得的第一种植物有机营养液中投加包括无机肥料在内的选定添加物，无机肥料为氮肥、磷肥、钾肥和/或中、微量营养元素肥料中一种或多种复配；充分搅拌溶解直至缔合反应完全后，使用胶体磨对营养液进行超微化均质处理，获得第二种植物有机无机全营养液产品。上述步骤c中，无机肥料包括尿素及其他无机添加物，除尿素外的其他无机添加物先行投加，充分搅拌溶解及完全反应后再投加尿素，充分搅拌直至尿素完全溶化。上述以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，还包括歩骤d、选取施用作物所需微量元素原料进行充分溶解得到微量元素溶液；选取一部分上述步骤b中获取的经陈化水解沉淀过滤后的天然胶清浆液作为螯合载体，投加上述微量元素溶液，并生成螯合-络合物液体；上述螯合-络合物液体使用胶体磨对营养液进行超微化均质处理后可独立作为第三种植物有机无机螯合-络合微量元素营养液产品；上述螯合-络合物微量元素液体还作为上述步骤c中的选定添加物。通过本发明的方法，可将天然橡胶胶乳凝固加工分离的胶清浆液制备成植物有机营养液，稀释后作为冲施肥或叶面肥用于农业生产和土壤环境修复，提高农产品的产量和品质，改善生态环境质量。本发明把天然橡胶胶乳凝固加工剩余的胶清浆液变废为宝，不仅解决环境污染，减轻生态环境压力，具有重大的社会、经济和生态环保效益。
具体实施例方式以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例一该实施例的工艺流程如下①在天然胶乳凝聚和凝固体压榨脱水操作中，天然橡胶胶乳凝固加工分离的胶清浆液单独收集于循环池中，不再排入污水收集沟；②胶清浆液在循环池中陈化自然水解发酵8-10小时，胶清浆液pH值自然调整为 4. 5-6. 5，成为陈化水解液；③陈化水解液经自然沉淀、平纹细布过滤除去杂质后，采用RO膜浓缩过滤除去约 30% -50%的内含水分，成为浓缩液；④在陈化水解液或浓缩液中加入适量的防腐剂，充分搅拌混匀，所述防腐剂是甲醛、丙三醇、柠檬酸或苯钾酸钠中的一种或多种，本方法采用了丙三醇；⑤在陈化水解液或浓缩液中加入适量的植物生长促进剂(本方法采用了三十烷醇)，充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得第一种植物有机
营养液产品。该第一种植物有机营养液产品含固量约8% _15%，其中，天然水溶性蛋白质约 23%-26% (干基)、氨基酸(20余种)约5%-8% (干基)、胶乳磷酯约I % (干基)、氨氮约I % -2 %、氧化钾约2 % -3 %、五氧化二磷约I % -2 %，还含有10余种植物必需的中量、微量元素、挥发性脂肪酸、生物酶、植物生长促进物质等天然植物精华约2% -4%。第一种植物有机营养液适当稀释后可作为浸种肥和叶面肥应用，特别适用于瓜菜水果和花卉生产。上述的胶清浆液是由巴西三叶橡胶树产生的天然胶乳胶凝并除去橡胶成分后的副产浆液，它基本上由所述天然胶乳浆液中分离出的非橡胶成分组成。上述的陈化水解采用不外加微生物菌剂的自然水解发酵法分离残胶和制备水解胶清浆液。上述的陈化水解液可取代外加新鲜水循环用于天然橡胶凝聚前胶乳调制和凝聚后压榨脱水操作时浮胶送胶；并可保持胶清浆液、陈化水解液及第一种植物有机营养液中天然有机营养物质的较高浓度；还可为天然橡胶加工废水处理创造了有利条件。实施例二该实施例的工艺流程如下①在胶乳凝聚和压榨脱水操作中，天然橡胶胶乳凝固加工分离的胶清浆液单独收集于循环池中，不再排入污水收集沟；②胶清浆液在循环池中陈化水解自然发酵8-10小时，胶清浆液pH值自然调整为 4. 5-6. 5，成为陈化水解液；
③陈化水解液经自然沉淀、平纹细布过滤除去杂质后，采用RO膜浓缩过滤除去约 30% -50%的内含水分，成为浓缩液；④在陈化水解液或浓缩液中，按肥料营养配比要求依次缓慢投加除尿素外的其他选定无机肥料添加物，在不断搅拌的条件下反应30-45分钟，直至缔合反应完全后再将尿素均匀加入，不断搅拌约10分钟后尿素完全溶化；⑤向混合液中加入适量的防腐剤，充分搅拌混匀，所述防腐剂是甲醛、丙三醇、柠檬酸或苯钾酸钠中的ー种或多种，本方法采用了丙三醇；⑥再向混合液中加入适量的植物生长促进剂(本方法采用了三十烷醇)，充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得第二种植物有机无机全营养液广品。上述无机肥料(含其他选定的无机肥料添加物)可根据施用作物对象与有关肥料标准及规范，在氮肥、磷肥、钾肥和/或中、微量营养元素肥料中ー种或多种组配中选用。在上述陈化水解液或浓缩液中加入含氮化合物为尿素、硝酸铵或硝酸钙，含磷化合物和含钾化合物为磷酸ニ氢钾，控制每升液体肥料中氮含量60-100克，五氧化ニ磷含量40-70克，氧化钾含量60-80克，控制pH值在4. 5-6. 5之间；中、微量元素包括氯化钙、硫酸镁、硼酸、钥酸铵、硫酸猛、硫酸锌、硫酸亚铁及硫酸铜等植物生长必需的或当地土壤中较缺乏的微量元素，控制每升液体肥料中微量元素总含量20-25克/升，其中每种微量元素单ー养分含量不低于I克/升。第二种植物有机无机全营养液可作为追肥以冲施肥、叶面肥施用，适合于各种作物。实施例三该实施例的エ艺流程如下①在胶乳凝聚和压榨脱水操作中，天然橡胶胶乳凝固加工分离的胶清浆液单独收集于循环池中，不再排入污水收集沟；②胶清浆液在循环池中陈化水解自然发酵8-10小吋，胶清浆液pH值自然调整为 4. 5-6. 5，成为陈化水解液；③陈化水解液经自然沉淀、平纹细布过滤除去杂质后，采用RO膜浓缩过滤除去约 30% -50%的内含水分，成为浓缩液；④在搅拌条件下，将所需微量元素按配比要求依次缓慢投加于陈化水解液或浓缩液中溶解，微量元素包括硼酸、钥酸铵、硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁及硫酸铜等植物生长必需的或当地土壌中较缺乏的微量元素，控制每升液体肥料中微量元素总含量20-25克/升，其中每种微量元素单ー养分含量不低于I克/升，在不断搅拌的条件下反应30-45分钟，直至缔合反应完全，其间营养液中有机分子的多种活性基团与有益微量金属元素间发生的缔合反应，生成了螯合-络合稳定物混合浆液；⑤向混合液中加入适量的防腐剤，充分搅拌混匀，所述防腐剂是甲醛、丙三醇、柠檬酸或苯钾酸钠中的ー种或多种，本方法采用了丙三醇；⑥再向混合液中加入适量的植物生长促进剂(本方法采用了三十烷醇)，充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得第三种植物有机螯合-络合微量兀素营养液产品。
第三种植物有机螯合-络合微量元素营养液适当稀释后可作为叶面肥应用。第三种植物有机螯合-络合微量元素营养液还作为上述第二种植物有机无机全营养液中的选定的无机肥料添加物。上述微量营养元素可根据施用作物对象与有关肥料标准及规范，在中、微量营养元素肥料中一种或多种组配中选用。农业应用试验结果表明，以天然橡胶胶乳凝固加工剩余的胶清浆液生产的植物营养液，具有协调作物营养与生长作用，能增强细胞活力，排除植株体内多种残留污染物；具有提高作物根系生长能力，促使作物生长、提壮、增产、早开花、早结果，延长采收期(7-10 天左右)；提高果实商品性等多重功效；能改良土壤结构，培肥地力，提高肥料利用率；能增强作物对病原菌的免疫能力，抑制病害，对作物因连作，重茬、气候不正常、营养不良、有害微生物浸染造成免疫力下降、根腐、叶黄、叶斑、霜霉、枯萎等症状能够起到很好的抑制作用；增强光合作用，增强叶緑素的合成，可使硝酸还原酶的活性提高38. 2%以上，谷丙转氨酶的活性提高36. 4%以上，蛋白合成酶的活性提高28. 6%以上；能改善农产品质量，蔬菜、 瓜果糖度提高I. 0-1. 2度、维生素含量提高10% -40%;合理使用本产品，可增产20% -30% 以上。本方法将天然胶乳凝固加工分离的胶清浆液分别收集并进行了资源化利用，极大地削减了污染负荷，为企业的环境污染治理和节能减排、实现循环经济和科学发展创造了有利条件。
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权利要求
1.一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征包括步骤a在天然胶乳凝聚和凝固体压榨脱水操作中，天然橡胶胶乳凝固加工分离的胶清浆液单独收集于循环池中，不再排入污水收集沟；b在步骤a获得的胶清浆液在循环池中陈化水解自然发酵8-10小时，胶清浆液pH值自然调整为4. 5-6. 5，成为陈化水解液；c在步骤b获得的陈化水解液经自然沉淀和平纹细布过滤除去杂质后，采用RO膜浓缩过滤除去约30% -50%的内含水分，成为浓缩液；d在步骤b获得的陈化水解液或步骤c获得的浓缩液中加入适量的防腐剂，充分搅拌混匀，所述防腐剂是甲醛、丙三醇、柠檬酸或苯钾酸钠中的一种或多种，本方法采用了丙三醇；e在步骤d获得的有机浆液中加入适量的植物生长促进剂(本方法采用了三十烷醇)， 充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得第一种植物有机营养液广品。
2.根据权利要求I所述的一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征还包括步骤f在步骤b获得的陈化水解液或步骤c获得的浓缩液中，按肥料配比要求依次缓慢投加除尿素外的其他选定的无机肥料添加物，在不断搅拌的条件下反应30-45分钟，直至缔合反应完全后再将尿素均匀加入，不断搅拌约10分钟后尿素完全溶化；g在步骤f获得的混合浆液中，按步骤d加入适量的防腐剂丙三醇，再按步骤e加入适量的植物生长促进剂三十烷醇，充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得第二种植物有机无机全营养液体肥料产品。
3.根据权利要求I所述的一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征还包括步骤h在步骤b获得的陈化水解液或步骤c获得的浓缩液中，将植物营养所需微量元素按配比要求在搅拌条件下依次缓慢投加于陈化水解液或浓缩液中溶解，在不断搅拌的条件下反应30-45分钟，直至缔合反应完全，其间营养液中有机分子的多种活性基团与有益微量金属元素间发生的缔合反应，生成螯合-络合稳定物混合浆液；i在步骤h获得的混合浆液中，按步骤d加入适量的防腐剂丙三醇，再按步骤e加入适量的植物生长促进剂三十烷醇，充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得第三种植物有机无机螯合-络合微量元素营养液产品。
4.一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征在于所述的胶清浆液是由巴西三叶橡胶树的天然胶乳产生胶凝除去橡胶成分后剩余的浆液，它基本上由所述天然胶乳浆液中分离出的水溶性非橡胶成分组成。
5.一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征在于无机肥料(含其他无机肥料选定添加物)可根据施用作物对象与有关肥料标准及规范， 在氮肥、磷肥、钾肥和/或中、微量营养元素肥料中一种或多种组配中选用。
6.一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征在于采用了不外加微生物菌剂的自然水解发酵法分离残胶和制备水解胶清浆液。
7.一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，其特征在于陈化水解液可取代外加新鲜水循环用于天然橡胶凝聚前胶乳调制和凝聚后压榨脱水操作时浮胶送胶，以保持胶清浆液、陈化水解液及植物营养液中天然有机营养物质的浓度，还为天然橡胶加工废水处理创造了有利条件。
全文摘要
本发明公开一种以天然胶乳凝固分离的胶清浆液为原料制备的植物营养液及方法，包括步骤将胶清浆液单独收集并陈化自然水解发酵8-10小时使胶清水解液pH值为4.5-6.5；胶清水解液可采用RO膜脱水成为浓缩液；水解液或浓缩液分别投加包括无机肥料在内的选定添加物，无机肥料为氮肥、磷肥、钾肥和/或中微量营养元素肥料中一种或多种组配；投加适量的防腐剂和植物生长促进剂，用胶体磨对营养液进行超微化均质处理；分别获得植物有机营养液、植物有机无机全营养液和植物有机无机螯合-络合营养液。本发明把天然胶乳凝固加工分离的胶清浆液变废为宝，不仅能解决环境污染，还能提高农产品的产量和品质，具有明显社会经济和生态环境利益。
文档编号C05G3/00GK102584462SQ20121005365
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月26日 优先权日2012年2月26日
发明者刘坤, 唐天乐, 唐文浩, 夏福君, 张旭, 杨晓姝, 葛成军, 黄亚文 申请人:海南医学院, 海南大学