一种利用玉米秸秆生产生物有机肥的工艺的制作方法

文档序号:14826024发布日期:2018-06-30 08:29阅读:669来源:国知局

本发明属于有机肥发酵领域,涉及一种利用玉米秸秆直接发酵生产生物有机肥的工艺。



背景技术:

我国每年产生约7亿吨的农作物秸秆,这些植物性材料含有机质60-75%、氮0.6-1%、磷0.5-0.7%、钾1-1.2%,还含有各种植物必需的微量元素。如果这些作物秸秆全部还田,就能节省20-30%的化学氮肥、40-50%的化学磷肥、50-60%左右的化学钾肥以及70-80%的微量元素肥料,更能有效提升土壤的有机质水平,改善我国土壤退化的现状。

但是目前我国秸秆处理和利用现状并不乐观,在我国特别是农村,大多仍然使用最原始的焚烧法处理秸秆,不仅造成了资源的巨大浪费,而且还对环境构成了巨大的威胁。目前,秸秆处理比较科学有效的物理方法包括切短、磨碎及蒸煮法等,这类处理方法较为简单,常作为其他方法的前处理。物理法能提高秸秆的适口性,增加采食量,但是不能提高秸秆的营养价值和消化率。由于秸秆中的木质素在温度达到170℃时才可以软化或是部分水解,高压蒸汽处理、膨化等方法也被用于处理,以提高秸秆的消化率,但是这种处理需要特定的设备输送热量、控制温度,成本较高。秸秆的化学处理法有碱化处理、氨化处理等,同样具有成本高,难以大规模实施的问题。生物处理法将秸秆炭吸附腐熟,使秸秆的各种成分归于农田,在实现资源的循环利用的同时,避免因秸秆焚烧造成的环境污染,是一个很不错的选择。然而,在传统的秸秆堆肥过程中,由于秸秆中的有效态有机质养分和一些其它养分含量低,使微生物很难在短时间内获取适合于它们生长的营养,不能快速的分解秸秆,使堆肥时间延长,致使堆肥效率地下,严重影响了堆肥法的大规模应用。因此,研发一种能使秸秆堆肥微生物快速启动分解秸秆的技术,是决定秸秆堆肥是否成功大规模推广的关键。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有堆肥技术效率低的问题,提供一种利用秸秆直接发酵生产生物有机肥的方法。

本发明的目的可通过如下技术方案实现:

一种利用秸秆直接制肥的方法,包括如下步骤:

(1)将玉米秸秆用秸秆粉碎机进行初步粉碎,将粉碎后的秸秆再返回到粉碎机进行进一步的粉碎,使其粉碎至200目以下,得到秸秆碎末;

(2)按重量份计,将秸秆碎末:20-25wt%;纤维素酶:50U;硝酸钠:1-2%;余量为水,混合,将混合物放在发酵罐中进行反应,发酵时间为24小时,反应温度为50℃;

(3)向步骤(2)中处理后混合物接种芽孢杆菌Bacillus sp.JNS03,接种量为1%。

(4)然后往发酵罐中通入无菌空气,进行乳酸发酵,发酵温度为50-55℃,发酵过程中控制搅拌速度在200-300转/分钟,持续培养7-10天。

(5)将发酵液浓缩,喷雾干燥后即为生物有机肥。

所述玉米秸秆是干燥的,无霉变的玉米秸秆,优选当年的新鲜秸秆。

所述芽孢杆菌为Bacillus sp.JNS03,已于2012年4月12日保藏于中国典型培养物保藏中心,其保藏登记号为CCTCC NO:M 2012110。

所述芽孢杆菌为Bacillus sp.JNS03的种子培养基为:酵母粉1 g/L,硫酸铵3 g/L,磷酸氢二铵1 g/L,磷酸氢二钾0.5 g/L,磷酸二氢钾0.5 g/L,葡萄糖250 g/L。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明将玉米秸秆粉碎后,加入纤维素酶分解后使其葡萄糖含量升高,为后续发酵增加了底物,解决了底物难降解的问题。

(2)本发明利用高温发酵,培养基无需灭菌,降低了生产成本。

具体实施方式

实施例1

(1)将玉米秸秆用秸秆粉碎机进行初步粉碎,将粉碎后的秸秆再返回到粉碎机进行进一步的粉碎,使其粉碎至200目,得到秸秆碎末。

(2)按重量份计,将秸秆碎末:20kg;纤维素酶:50U;硝酸钠:1 kg;水79 kg,混合,将混合物放在发酵罐中进行反应,发酵时间为24小时,反应温度为50℃。

(3)向步骤(2)中处理后混合物接种芽孢杆菌Bacillus sp.JNS03,接种量为1%。

(4)然后往发酵罐中通入无菌空气,进行乳酸发酵,发酵温度为50℃,发酵过程中控制搅拌速度在200转/分钟,持续培养10天。

(5)将发酵液浓缩,喷雾干燥后即为生物有机肥。

实施例2

(1)将玉米秸秆用秸秆粉碎机进行初步粉碎,将粉碎后的秸秆再返回到粉碎机进行进一步的粉碎,使其粉碎至200目,得到秸秆碎末。

(2)按重量份计,将秸秆碎末:22 kg;纤维素酶:50U;硝酸钠:1.5 kg;水76.5 kg,混合,将混合物放在发酵罐中进行反应,发酵时间为24小时,反应温度为50℃。

(3)向步骤(2)中处理后混合物接种芽孢杆菌Bacillus sp.JNS03,接种量为1%。

(4)然后往发酵罐中通入无菌空气,进行乳酸发酵,发酵温度为53℃,发酵过程中控制搅拌速度在250转/分钟,持续培养7天。

(5)将发酵液浓缩,喷雾干燥后即为生物有机肥。

实施例3:

(1)将玉米秸秆用秸秆粉碎机进行初步粉碎,将粉碎后的秸秆再返回到粉碎机进行进一步的粉碎,使其粉碎至200目,得到秸秆碎末。

(2)按重量份计,将秸秆碎末:25 kg;纤维素酶:50U;硝酸钠:2 kg;水73 kg,混合,将混合物放在发酵罐中进行反应,发酵时间为24小时,反应温度为50℃。

(3)向步骤(2)中处理后混合物接种芽孢杆菌Bacillus sp.JNS03,接种量为1%。

(4)然后往发酵罐中通入无菌空气,进行乳酸发酵,发酵温度为50℃,发酵过程中控制搅拌速度在300转/分钟,持续培养7天。

(5)将发酵液浓缩,喷雾干燥后即为生物有机肥。

通过上述试验可知,通过不同比例配方、发酵温度、培养时间均可产出生物有机肥。实现了秸秆的循环利用,养分含量丰富,解决了玉米秸秆的环境污染问题。

本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其配比或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

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