专利名称：一种海藻生物复合有机液肥的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，尤其是采用完全生物酶解、发酵技术从鲜海带中分解提取海藻液制成高效、长效的海藻生物复合有机液肥的方法。
背景技术：
海藻肥是以生长在海洋中的大型速生褐藻类为原料，通过化学的或物理的或生物的方法，提取海藻中的有效成分，制成肥料，施予植物用作养分，它能促进植物生长，提高产量，改善农产品品质。海藻肥是天然的有机肥，其肥效依赖于海藻肥中所含有的细胞激动素、植物生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯、甜菜碱、多胺等主要活性物质。海藻中除含有大量的非含N有机物和一定数量的氨基酸、蛋白质及微量营养元素外，还含有海洋生物所特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不饱和脂肪酸和陆生植物稀有的锌、溴、碘等矿物元素以及丰富的维生素C、B1, B2, B12, D、E、K等多种营养物质。海藻肥的生产方法一般可分为化学水解法(即氢氧化钾水解法)、物理提取法、生物发酵法(即酶降解法)等，还有从海藻工业的废弃物中提取生物活性物质，再经科学配制而成的肥料。提取方法对于产品活性物质和营养成分含量的影响极大，相同含量但活性不同，差异也很大。目前国内外绝大部分厂家主要采用化学水解法生产海藻肥，采用化学提取法最大的劣势在于强碱高温会破坏海藻内源物质的活性。物理提取法是采用高压低温冷却的工艺达到海藻细胞壁破碎的目的，该提取方法优于化学提取法，但目前掌握物理提纯技术的企业也是屈指可数。生物发酵法的原理是利用微生物在以海藻等为养分的代谢过程中产生的多种酶，将构成海藻的大分子物质降解成小分子、水溶性的物质，因为发酵过程没有化学法的强碱和高温，也没有物理法的高压和低温，因此最大限度完整地保留了海藻中的生物活性物质和营养物质，且都能被植物吸收利用。CN 1594227A涉及一种由海藻提取的天然有机肥料及其制备方法。所述方法以海藻为原料，通过原料预处理、浸提、中和、浓缩、透析、干燥等工艺过程，制备出安全、无公害的天然有机肥。该发明在一定温度下将海藻原料烘干或晒干再进行后续步骤制得海藻有机肥料，在烘干或晒干过程中容易破坏海藻的营养元素从而降低肥效。CN 1668647A开发出了一种综合方法，该方法可用于最大程度地利用可被压碎而释放出汁液的海藻、例如异枝麒麟菜的新鲜生物质，所述汁液在经过用添加剂进行适当处理和稀释之后，可用作有效的液体肥料。该方法虽然是以鲜海藻为原料制备海藻浆液，经其他处理后得到液体肥料，但是并没有通过生物发酵让海藻物质与生物酶菌充分接触，海藻中的营养元素并没有完全释放，影响了使用效果。目前，利用海带生产海藻生物有机液肥的国内企业主要采用干基海带为原料。生产过程中因干基海带在晾晒和发泡、清洗中易使海带表面的海藻多糖、海藻胶、甘露醇、矿物质等元素流失损耗。现有的海藻肥降解工艺大多采用研磨后低温压榨提取或高温萃取等机械法、强酸强碱化学法。机械法存在分解提取率低的问题，化学法存在杀伤活性因子、损伤有益微量元素，降低肥效等问题。现有采用生物法生产的大多采取同时加入酸碱的复合方式，不同程度存在破坏、损失海藻中活性因子等营养元素的问题。
发明内容
为解决机械榨取、高温萃取存在的提取率低，酸碱法破坏海带营养元素降低肥效等问题，本发明采用机械研磨原料与生物酶解相结合的方法。对鲜海带进行研磨并强迫通过小孔从而剪碎、碾碎、剁碎海带细胞，达到增溶目的。将研磨后的海带浆液打入罐中同时加入纤维素酶、蛋白酶、提纯复壮的地衣菌等，在充分搅拌下让海带物质与生物酶菌充分接触，温度控制在25 45°C，使生物菌迅速扩繁，从而降解藻体中的粗纤维，释放其中的营养元素。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤I)对鲜海带进行破碎研磨；2)将破碎后的海带浆液加入发酵罐中，加水；3)调整pH值为6. 8 8. 8，添加复合酶及微生物发酵菌剂，搅拌均匀后加热至25飞(TC，保温发酵时间至少85h ；4)将发酵好的溶液过滤，然后添加产酸菌剂，获得海藻生物复合有机液肥。本发明所述步骤I)前任选进行去除鲜海带中的淤泥或其他杂质。去除杂质的目的是为了使鲜海带在破碎研磨时更加容易，不破坏研磨设备。本发明所述步骤2)加水量为鲜海带质量的0. 3^1倍，例如可选择0. 31^0. 95倍，0. 43、. 8倍，0. 5^0. 72倍，0. 6倍等，进一步优选0. 5^0. 8倍，最优选0. 65倍。水的加入量根据鲜海带的成熟程度、含水量而定。本发明步骤3)所述复合酶占鲜海带质量的0. 2^1. 0%，例如0. 21^0. 98%，0. 38 0. 86%, 0. 5 0. 73%, 0. 65% 等进一步优选 0. 3 0. 8%,最优选 0. 6%。进一步地，所述复合酶为纤维素酶、果胶酶或蛋白酶中的一种或至少两种的混合物，进一步优选纤维素酶和/或蛋白酶。本发明所述微生物发酵菌剂占鲜海带质量的0. 4^0. 7%，例如可选择0. 42、. 68%,0. 53 0. 6%, 0. 57% 等，进一步优选 0. 6%。进一步地，所述微生物发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或至少两种的混合物。本发明步骤3)所述的保温发酵温度可选择26 58. 8°C，35 52°C，42 48°C，45°C等，优选25 45°C，进一步优选30°C ；进一步地，发酵时间可选择85. 5h，92h，103h，115h等，优选为9(Tl00h。进一步地，发酵罐内压力控制在0. OTO. 02Mpa。本发明在发酵过程中每4飞小时加入无菌空气一次，无菌空气通气量为罐容积的0. 4^0. 8倍。间隔时间可选择4. 05 5. 8h，4. 4 5. 2h，5h等，通气量可选择罐容积的0. 41 0. 78 倍，0. 5 0. 7 倍，0. 56 0. 63 倍，0. 6 倍等。在发酵过程中每2 3小时搅拌一次，有利于发酵过程的有效进行。步骤4)所述的产酸菌剂为乳酸杆菌和/或醋酸杆菌。一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法工艺条件经优化后包括以下步、骤I)去除鲜海带中的淤泥或其他杂质；2)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中；3)加入占鲜海带质量的0. 3^1倍的纯净淡水；4)调整pH值为6. 8^8. 8，添加占鲜海带质量0. 2^1. 0%的蛋白酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 6%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔广3个小时左右；5)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在28 60°C，压力控制在0. OTO. 02Mpa，每4飞小时加入无菌空气一次，无菌空气通气量为罐容积的0. 4^0. 8倍，每2 3小时搅拌一次， 发酵时间90 100h ；6)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果本发明采用鲜海带为原料生产，它较之用干基海带原料生产节水90% (每发泡I吨干基海带或干海带粉需耗水6-7吨)；采用太阳能供热、保温发酵生产可节能40%，生产成本可降低25%，节能、节水、低碳、环保。本发明避免了高温、强酸强碱的破坏作用，只是通过研磨的高压使海带细胞壁破碎，再通过纤维素酶等菌剂的扩繁使藻体内容物释放，浓缩形成海藻生物复合有机液肥，从而完全保留了海藻中丰富的矿物质、微量元素等营养成分及多酚化合物、岩藻多糖、赤霉素、甜菜碱等。有机质含量达44. 85%、含氮I. 78%、磷0. 9%、钾13. 9%，碘0. 52%，锰硼硒等微量元素、稀土元素6. 68%(以干基海带计算)，液肥的海藻提取物^ 20%,有效活菌数0. 25亿/克。本发明生产的海藻生物复合有机液肥集天然营养成分、抗生物质、植物激素于一体，具有有机肥、无机肥、微生物肥、中微量元素肥“四肥”复合，速效、长效、增效，保肥、保水、抗寒、驱虫抗病、改良土壤等功效。下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下实施例I一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤I)去除鲜海带中的淤泥或其他杂质；2)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中；3)加入占鲜海带质量的0. 3倍的纯净淡水；4)调整pH值为6. 8，添加占鲜海带质量I. 0%的蛋白酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 6%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔I个小时左右；
5)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在60°C，压力控制在0. OlMpa，每4小时加入无菌空气一次,无菌空气通气量为罐容积的0. 4倍，每2小时搅拌一次，发酵时间90h ；6)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。
实施例2—种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤I)去除鲜海带中的淤泥或其他杂质；2)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中；3)加入占鲜海带质量的I倍的纯净淡水；4)调整pH值为8. 8，添加占鲜海带质量0. 2%的蛋白酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 4%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔3个小时左右；5)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在28°C，压力控制在0. 02Mpa，每6小时加入无菌空气一次,无菌空气通气量为罐容积的0. 8倍，每3小时搅拌一次，发酵时间85h ；6)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。实施例3一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤I)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中；2)加入占鲜海带质量的0. 5倍的纯净淡水；3)调整pH值为7. 2，添加占鲜海带质量0. 8%的蛋白酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 7%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔2个小时左右；4)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在25°C，压力控制在0. OlMpa，每5小时加入无菌空气一次,无菌空气通气量为罐容积的0. 5倍，每2. 5小时搅拌一次，发酵时间IOOh ；5)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。实施例4一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤I)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中；2)加入占鲜海带质量的0. 8倍的纯净淡水；3)调整pH值为8. 0，添加占鲜海带质量0. 3%的蛋白酶、果胶酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 5%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔I. 5个小时左右；4)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在45°C，压力控制在0. OlMpa，每4小时加入无菌空气一次,无菌空气通气量为罐容积的0. 6倍，每2. 5小时搅拌一次，发酵时间114h ；
5)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。实施例5一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤I)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中；2)加入占鲜海带质量的0. 65倍的纯净淡水；、
3)调整pH值为7. 8，添加占鲜海带质量0. 6%的蛋白酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 6%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔3个小时左右；4)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在30°C，压力控制在0. 02Mpa，每6小时加入无菌空气一次,无菌空气通气量为罐容积的0. 7倍，每3小时搅拌一次，发酵时间IOOh ；5)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的生产步骤，但本发明并不局限于上述生产步骤，即不意味着本发明必须依赖上述生产步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种海藻生物复合有机液肥的生产方法，所述方法包括以下步骤 1)对鲜海带进行破碎研磨； 2)将破碎后的海带浆液加入发酵罐中，加水； 3)调整pH值为6.8 8. 8，添加复合酶及微生物发酵菌剂，搅拌均匀后加热至25飞(TC，保温发酵时间至少85h ； 4)将发酵好的溶液过滤，然后添加产酸菌剂，获得海藻生物复合有机液肥。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤I)前任选进行去除鲜海带中的淤泥或其他杂质。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)加水量为鲜海带质量的0. 3^1倍，进一步优选0. 5^0. 8倍，最优选0. 65倍。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤3)所述复合酶占鲜海带质量的0.2 I. 0%,进一步优选0. 3 0. 8%,最优选0. 6% ； 优选地，所述复合酶为纤维素酶、果胶酶或蛋白酶中的一种或至少两种的混合物，进一步优选纤维素酶和/或蛋白酶。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述微生物发酵菌剂占鲜海带质量的0. 4 0. 7%，进一步优选0. 6% ； 优选地，所述微生物发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或至少两种的混合物。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步骤3)所述的保温发酵温度优选25 45°C，进一步优选30°C ； 优选地，发酵时间为9(Tl00h ； 优选地，发酵罐内压力控制在0.0 ro. 02Mpao
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，在发酵过程中每4飞小时加入无菌空气一次，无菌空气通气量为罐容积的0. 4^0. 8倍。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，在发酵过程中每2 3小时搅拌一次。
9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，步骤4)所述的产酸菌剂为乳酸杆菌和/或醋酸杆菌。
10.如权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 1)去除鲜海带中的淤泥或其他杂质； 2)对鲜海带进行破碎研磨并强迫通过小目筛从而破碎海带细胞，用吸浆机打入经过高温消毒杀菌的发酵罐中； 3)加入占鲜海带质量的0.3^1倍的纯净淡水； 4)调整pH值为6.8 8. 8，添加占鲜海带质量0. 2^1. 0%的蛋白酶和纤维素酶，同时加入占鲜海带质量0. 6%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，上述各种成分物质加入时间均间隔f 3个小时左右； 5)在搅拌均匀后加热保温，温度控制在28飞(TC，压力控制在0.oro. 02Mpa，每4 6小时加入无菌空气一次，无菌空气通气量为罐容积的0. 4^0. 8倍，每3小时搅拌一次，发酵时间90 100h ； 6)将发酵好的溶液过滤后添加乳酸杆菌和醋酸杆菌，获得海藻生物复合有机液肥。
全文摘要
本发明涉及一种海藻生物复合有机液肥的生产方法。所述方法首先对鲜海带进行破碎研磨；将破碎后的海带浆液加入发酵罐中，加水；调整pH值为6.8~8.8，添加复合酶及微生物发酵菌剂，搅拌均匀后加热至25~60℃，保温发酵时间至少85h；过滤，然后添加产酸菌剂，获得海藻生物复合有机液肥。本发明采用鲜海带为原料生产，它较之用干基海带原料生产节水90%；采用太阳能供热、保温发酵生产可节能40%，生产成本可降低25%，节能、节水、低碳、环保。本发明具有有机肥、无机肥、微生物肥、中微量元素肥“四肥”复合，速效、长效、增效，保肥、保水、抗寒、驱虫抗病、改良土壤等功效。
文档编号C05F11/08GK102731176SQ20121021823
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者张树清, 李健 申请人:威海市世代海洋生物科技有限公司