利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法与流程

本发明涉及水溶肥料的生产工艺，具体是一种利用造纸法再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法。

背景技术：

目前国内外造纸法再造烟叶通常是运用现代提取分离技术结合造纸工艺将烟叶及烟叶碎片、烟末、烟梗等烟草废弃原料进行重组、加工后制成的烟草薄片产品。在生产工艺过程中产生大量的废水需要处理，根据废水的特点及排放特性，造纸法再造烟叶排放的废水分为高浓废水、中浓废水、低浓废水三类。其中涂布段产生的富余涂布液以及提取液浓缩沉淀段产生的废水为高浓废水(即浓缩废液)，具有排放不规律、排放水量较小、污染物cod指标排放量较高、色度高、温度高等特点，使用常规的污水处理工艺处理难度大、成本高，达不到资源循环利用的目的，造成了资源浪费。

再造烟叶浓缩废液中富含大量的糖分、蛋白质、色素、果胶及烟碱等天然烟草有机物，同时还含有一定量的氮、磷、钾、钙、镁等植物所需的营养元素，可作为水溶肥料生产原料进行利用。如中国专利申请号为cn103708898a的说明书中公开了“利用造纸法再造烟叶废液生产天然氨基酸水溶肥的方法”，其利用造纸法再造烟叶废液通过过滤后加入蛋白酶、饲料级蛋白粉进行恒温发酵得到发酵物后，进行添加水溶性钙，最后过滤、真空浓缩、低温烘干、造粒得到天然氨基酸水溶肥，但该方法需多次过滤去除水不溶物且工艺繁多复杂，浓缩与烘干造粒等能耗高，同时易造成原再造烟叶废液中烟碱等天然有效成分挥发损失，而且形成的是颗粒氨基酸水溶肥料产品，存在功能单一、易吸潮结块等缺陷问题。因此，开发一种工艺简单，操作方便，能耗低，可充分利用及保留再造烟叶浓缩废液中的有效成分，减少损失，获得多功能化液体水溶肥料产品，使再造烟叶浓缩废液实现资源化利用，同时减小废液对环境的污染和减轻生产企业污水处理系统的处理压力，具有十分重要的意义。

技术实现要素：

针对上述现有技术问题，本发明的目的在于提供一种利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法，该方法解决了再造烟叶浓缩废液生产水溶肥料工艺复杂、原料成分易流失，产品易吸潮结块以及功能单一的问题，该方法可最大程度利用及保留再造烟叶浓缩废液中的有效营养成分，实现液体氨基酸水溶肥料产品多功能化，且不存在吸潮结块缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法，包括以下操作步骤：

(1)将造纸法再造烟叶浓缩废液原料经过缓存罐进行缓存后，送入换热器进行冷却至41℃以下，连同辅料一并送入空气型恒温发酵罐内，辅料的添加量为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的10％～15％；

(2)再向空气型恒温发酵罐加入复合微生物菌剂和复合酶，复合微生物菌剂和复合酶的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的1％～3％和0.1％～1％，然后持续鼓入0.1～0.3vvm的无菌空气，控制发酵温度为30℃～40℃进行发酵2～10天后，获得发酵物，其中产生的废气通过除臭系统进行处理后排空；

(3)发酵物经泵送入高效混合反应釜，并添加增效剂和表面活性剂，增效剂和表面活性剂的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的5％～10％和1％～3％，经搅拌溶解混合后，进入板框压滤机进行固液分离出的滤液即为多功能液体氨基酸水溶肥料。

所述步骤(1)中辅料为市售蓝藻粉、大豆蛋白粉以及花生粕组成的混合物，蓝藻粉、大豆蛋白粉和花生粕按质量配比为0.1～0.5:0.8～1:0.1～0.2。

所述步骤(2)中复合微生物菌剂由市售枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒状杆菌扩培后混合组成，枯草芽孢杆菌与谷氨酸棒状杆菌按质量配比为0.5～1:0.5～1。

所述步骤(2)中复合酶由市售木瓜蛋白酶、纤维素酶及果胶酶混合组成，木瓜蛋白酶、纤维素酶与果胶酶按质量配比为0.6～1.0:0.1～0.2:0.1～0.2。

所述步骤(2)中除臭系统采用的是生物滤池除臭系统。

所述步骤(3)中增效剂为尿素、磷酸二氢钾、聚磷酸铵、氨基酸螯合钙、氨基酸螯合镁、edta螯合钙、edta螯合镁中的一种或一种以上的混合物；

所述步骤(3)中所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠。

所述步骤(3)高效混合反应釜采用热混合方式处理，混合温度控制为50℃～60℃。

本发明方法具有如下有益效果：

(1)本发明方法得到的多功能液体氨基酸水溶肥料符合含氨基酸水溶肥料(中量元素型)ny1429-2010标准要求，而且本发明方法将造纸法再造烟叶浓缩废液作为生产液体氨基酸水溶肥料的原料，可变废为宝，产生经济效益，同时减少浓缩废液对环境的污染及减轻生产企业污水处理系统的处理压力；

(2)本发明采用的浓缩废液不需要过滤去除水不溶物预处理，直接与辅料一起进入发酵罐进行微生物分解及酶解产生天然活性氨基酸及利于植物吸收的小分子有机物，减少了浓缩废液中的有效营养成分因过滤分离而流失；

(3)本发明方法中引入蓝藻粉作为发酵辅料，其富含藻蓝蛋白，发酵分解及酶解不完全残留的藻蓝蛋白，使液体氨基酸水溶肥料作为叶面施肥时，可明显促进植物进行光合作用，同时由于光能对藻蓝蛋白产生光动力、光激发而发生光敏反应，使液体氨基酸水溶肥料具有抗病毒抗菌作用。

(4)本发明整个工艺简单，操作方便，能耗低，采用中低温度进行生产，原浓缩废液中天然烟碱可保留到最后，使液体氨基酸水溶肥料施用时具有预防及趋避害虫的功效。

附图说明

图1是本发明利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。

实施例1

一种利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法，包括如下具体操作步骤：

(1)将造纸法再造烟叶浓缩废液原料经过缓存罐进行缓存后，送入换热器进行冷却至41℃以下，连同辅料一起送入空气型恒温发酵罐，所述辅料由市售蓝藻粉、大豆蛋白粉以及花生粕按质量比例为0.1:1:0.1混合组成，辅料的添加量为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的10％；

(2)向空气型恒温发酵罐加入复合微生物菌剂以及复合酶，复合微生物菌剂和复合酶的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的1％和0.1％，同时持续鼓入0.1vvm的无菌空气，控制发酵温度为30℃进行发酵10天后，获得发酵物，发酵过程产生的废气通过除臭系统中的生物滤池进行处理后排空，所述复合微生物菌剂由市售枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒状杆菌扩培后按质量比例为0.5:1混合组成，复合酶由市售木瓜蛋白酶、纤维素酶及果胶酶按质量比例为0.6:0.1:0.1混合组成；

(3)将发酵物经过泵送入高效混合反应釜，控制温度为50℃，并添加增效剂及表面活性剂，增效剂和表面活性剂的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的5％和1％，经搅拌溶解混合后，进入板框压滤机进行固液分离出的滤液即为多功能液体氨基酸水溶肥料(样品1)，所述增效剂由尿素、磷酸二氢钾、聚磷酸铵、氨基酸螯合钙、氨基酸螯合镁、edta螯合钙按质量比0.05:0.05:0.1:0.5:0.2:0.1混合组成，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠。

实施例2

一种利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法，包括如下具体操作步骤：

(1)将造纸法再造烟叶浓缩废液原料经过缓存罐进行缓存后，送入换热器进行冷却至41℃以下，连同辅料一起送入空气型恒温发酵罐，所述辅料由市售蓝藻粉、大豆蛋白粉以及花生粕按质量比例为0.5:0.8:0.2混合组成，辅料的添加量为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的15％；

(2)向空气型恒温发酵罐加入复合微生物菌剂以及复合酶，复合微生物菌剂和复合酶的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的3％和1％，同时持续鼓入0.3vvm的无菌空气，控制发酵温度为40℃进行发酵6天后，获得发酵物，发酵过程产生的废气通过除臭系统中的生物滤池进行处理后排空，所述复合微生物菌剂由市售枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒状杆菌扩培后按质量比例为1:0.5混合组成，复合酶由市售木瓜蛋白酶、纤维素酶及果胶酶按质量比例为1:0.1:0.1混合组成；

(3)发酵物经过泵送入高效混合反应釜，控制温度为60℃，并添加增效剂及表面活性剂，增效剂和表面活性剂的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的10％和3％，经搅拌溶解混合后，进入板框压滤机进行固液分离出的滤液即为多功能液体氨基酸水溶肥料(样品2)，所述增效剂由尿素、磷酸二氢钾、氨基酸螯合钙、氨基酸螯合镁、edta螯合钙按质量比0.05:0.1:0.55:0.2:0.1混合组成，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠。

实施例3

一种利用再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的方法，包括如下具体操作步骤：

(1)将造纸法再造烟叶浓缩废液原料经过缓存罐进行缓存后，送入换热器进行冷却至41℃以下，连同辅料一起送入空气型恒温发酵罐，所述辅料由市售蓝藻粉、大豆蛋白粉以及花生粕按质量比例为0.3:1:0.2混合组成，辅料的添加量为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的12％；

(2)向空气型恒温发酵罐加入复合微生物菌剂以及复合酶，复合微生物菌剂和复合酶的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的2％和0.5％，同时持续鼓入0.2vvm的无菌空气，控制发酵温度为38℃进行发酵2天后，获得发酵物，发酵过程产生的废气通过除臭系统中的生物滤池进行处理后排空，所述复合微生物菌剂由市售枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒状杆菌扩培后按质量比例为1:1混合组成，复合酶由市售木瓜蛋白酶、纤维素酶及果胶酶按质量比例为0.8:0.2:0.2混合组成；

(3)发酵物经过泵送入高效混合反应釜，控制温度为在55℃，并添加增效剂及表面活性剂，增效剂和表面活性剂的添加量分别为造纸法再造烟叶浓缩废液原料质量的8％和2％，经搅拌溶解混合后，进入板框压滤机进行固液分离出的滤液即为多功能液体氨基酸水溶肥料(样品3)，所述增效剂由磷酸二氢钾、聚磷酸铵、氨基酸螯合钙、edta螯合钙、edta螯合镁按质量比0.1:0.05:0.55:0.2:0.1混合组成，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠。

以上实施例所获得的样品1、样品2、样品3均符合含氨基酸水溶肥料(中量元素型)ny1429-2010标准要求，检测结果如表1所示，将多功能液体氨基酸水溶肥料施用于葡萄及桔橙上，当季葡萄及桔橙虫害病菌变少，果实色泽、品质提高，产量较未施用样品的提高了5％～10％。

表1造纸法再造烟叶浓缩废液生产多功能液体氨基酸水溶肥料的性能

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在本发明保护范围之内。