以天然提取物废渣为原料的烟用生物有机肥及其制备方法和应用与流程

文档序号:17487305发布日期:2019-04-23 20:03阅读:598来源:国知局
本发明涉及到烟用提取物废渣的资源化利用方法,属于烟草
技术领域
,具体是一种以天然提取物废渣为原料的烟用生物有机肥及其制备方法和应用。技术背景烟用提取物是通过蒸馏、萃取、压榨、吸附的方法从植物的花、叶子、果实、根部等各部位提取的芳香物质,天然植物提取物作为香料添加到烟草中,具有增加回甜感、减少杂气、减少刺激性、保润、改善余味、减害等感官上的作用效果。近年来,随着烟用天然提取物的大量开发及应用,品种和数量不断上升,天然提取物的废渣处理问题也日益凸显,每年累计废渣产量达20吨以上,传统的倾倒填埋方式不仅污染环境、危害公共卫生安全,还造成了资源的浪费。如何合理利用大量废渣,成为了企业面临的关键性问题。把废渣直接作为饲料只能在新鲜状态下少量喂食,过量易导致酸中毒。采用发酵烘干技术生产饲料,有利于环保,虽然技术上可行,但成本居高不下。也有利用废渣制备有机复合肥的报道,但一般添加比例不超过50%,天然提取物废渣具有溶剂含量高(80%)、粗纤维含量高(12%)、ph值偏低成酸性、透气性差等特点,这些都是阻碍生物有机肥制备的关键因素。微生物发酵制备有机肥的最适湿度是55~65%,最适宜的ph值为7.5~8.5,偏酸的环境直接阻碍了微生物的生长甚至将其灭活;大多数发酵菌种属于好氧型的,透气性差的物料难以达到微生物快速繁殖和高效发酵的目标。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种以烟用天然提取物废渣为主要原料的生物有机肥及其制备方法和应用,充分利用天然提取物废渣为主要原料开发优质生物有机肥,通过好氧高温发酵技术手段优化对废渣处理的时效性和规模效应,实现生物质的资源化利用,达到资源节约、环境保护、延长和完善副产品加工产业链的目标。本发明提供的一种以天然提取物废渣为原料的烟用生物有机肥,其特征在于是由以下重量百分比的原料制成:其中所述粗纤维降解专用复合菌剂采用武汉太阳雨三农科技责任有限公司生产的,可以直接购买;主要由龙舌兰芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、黑曲霉组成,活菌总数>2×109cfu/g。本发明较优的技术方案:所述粗纤维降解专用复合菌剂是由龙舌兰芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和黑曲霉按照质量比1:1:10混合均匀制成菌剂,每克菌剂活菌总数在2×109cfu/g以上。本发明较优的技术方案:所述苹果渣和梨渣为工业化榨汁后的废渣,红枣滤渣和甜叶菊滤渣为工业化提取后的废渣。本发明提供的一种以天然提取物废渣为原料的烟用生物有机肥的制备方法,其特征在于,具体按以下步骤进行:(1)按照以下重量百分比的原料制成:苹果渣30~35%、梨渣35~45%、红枣滤渣10~15%、麦麸5~8%、甜叶菊滤渣0~5%、畜禽粪便5~8%、粗纤维降解专用复合菌剂为1~2%,其中所述粗纤维降解专用复合菌剂由武汉太阳雨三农科技责任有限公司提供,主要由龙舌兰芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、黑曲霉组成,活菌总数>2×109cfu/g;所述红枣滤渣和甜叶菊滤渣为工业化提取后的废渣;所述苹果渣和梨渣为工业化榨汁后的废渣,其含水率为65~75%;(2)将10~15%的红枣滤渣进行粉碎后与30~35%的苹果渣、35~45%的梨渣、5~8%的麦麸、0~5%的甜叶菊滤渣进行混合,其混合废渣用0.1%~0.5%的磷酸盐缓冲液调节ph值为7.5~8.0;(3)将粗纤维降解专用复合菌剂按照1~2%用量均匀喷洒或拌入混合好的物料中,堆积成垄,盖上薄膜或采用负压曝气方式进行降解,处理4~7d;(4)当堆体温度维持在50~60℃时,将5~8%的畜禽粪便加入步骤(3)粗纤维降解处理后的废渣内,并调节湿度为55~65%,搅拌均匀,堆积成垄后盖上薄膜进行腐熟15~28天制成所述生物有机肥。本发明较优的技术方案:所述步骤(1)中的粗纤维降解专用复合菌剂的具体是由以下方法制备而成:a.分别将龙舌兰芽胞杆菌和枯草芽胞杆菌在细菌培养基中培养,其培养条件设定为:培养温度为35℃,转速为150rpm,装液量为50ml/250ml,培养时间为30h,所述细菌培养基配方为葡萄糖20g,豆粕90g,k2hpo4·3h2o0.5g,mgso4·7h2o0.5g,mnso4·h2o0.005g,蒸馏水1000ml,ph为7.0~7.5;b.将黑曲霉在含水量50%的麸皮上固态发酵培养48h,温度设定为30℃,ph自然;c.培养完成后将步骤a中培养的龙舌兰芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和步骤b中培养的黑曲霉按照质量比1:1:10混合均匀制成菌剂,每克菌剂活菌总数在2×109cfu/g以上。本发明较优的技术方案:所述步骤(2)中的磷酸盐缓冲液中磷酸氢二钾和磷酸二氢钾质量比为13.6:1。本发明较优的技术方案:在步骤(4)的腐熟过程中每隔5~7d进行翻堆,翻堆3~4次即完全腐熟。本发明较优的技术方案:所述腐熟后的生物有机肥无臭味、外表呈褐色,温度降低到35℃以下。本发明提供的一种以上述方法制备的以天然提取物废渣为原料的烟用生物有机肥的应用,其特征在于:在进行烟草种子播种时,将上述烟用生物有机肥作为烟草种子培养基质撒在烟草育苗穴盘中,每个穴盘有机肥用量为500~600g。本发明的原料采用红枣滤渣,其红枣滤渣特点是溶剂含量高、透气性差和偏酸性。这是影响菌种活性和降解效率的主要因素,将物料曝晒晾干后粉碎成颗粒备用;其苹果渣和梨渣的含水量在70%左右,可以选用廉价的物料调节水分,同时兼顾物料的透气性,选择麦麸、甜叶菊滤渣等较为理想;由于天然提取物废渣、麸皮和甜叶菊渣等粗纤维含量高导致在发酵过程中难以腐熟,因此,首先采用直接购买的武汉太阳雨三农科技责任有限公司生产的粗纤维降解专用复合菌剂对其进行处理,可以加快腐熟程度,提高肥料品质;本发明腐熟完成后的生物肥无臭味,褐色,温度降低到35℃以下,腐熟完成后,物料中的有机质经过碳化、腐殖化过程最后达到稳定的程度,经过连续高温堆肥的过程,里面的病原菌和寄生虫卵等全部被杀死。本发明的有益效果是:通过上述方法制备的生物有机肥,其有机质含量≥50%,ph值为7.5~8.1,氮磷钾含量≥6%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,种子发芽指数≥60%,有效活菌数≥108cfu/g,粪大肠杆菌数≤100cfu/g,蛔虫卵死亡率≥95%,含水量15~20%,其它指标均优于ny884—2012的标准。通过本发明制备的有机肥无明显杂质、大小均匀、成褐色,有益于农作物根系的生长发育和促进增产,特别适合于烟草种植使用肥料。本发明使提取物废渣变废为宝,具有良好的经济效益和生态效益。具体实施方式下面结合实施例对本发明进一步说明。以下实施例中的粗纤维降解专用复合菌剂的具体是由以下方法制备而成:a.分别将龙舌兰芽胞杆菌和枯草芽胞杆菌在细菌培养基中培养,其培养条件设定为:培养温度为35℃,转速为150rpm,装液量为50ml/250ml,培养时间为30h,所述细菌培养基配方为葡萄糖20g,豆粕90g,k2hpo4·3h2o0.5g,mgso4·7h2o0.5g,mnso4·h2o0.005g,蒸馏水1000ml,ph为7.0~7.5;b.将黑曲霉在含水量50%的麸皮上固态发酵培养48h,温度设定为30℃,ph自然;c.培养完成后将步骤a中培养的龙舌兰芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和步骤b中培养的黑曲霉按照质量比1:1:10混合均匀制成菌剂,每克菌剂活菌总数在2×109cfu/g以上。实施例中主要原料为苹果渣、梨渣、红枣渣,所述红枣滤渣和甜叶菊滤渣为工业化提取后的废渣;所述苹果渣和梨渣为工业化榨汁后的废渣,其含水率为65~75%;辅料采用麦麸、甜叶菊渣、畜禽粪便、粗纤维降解专用复合菌剂、磷酸盐缓冲液,所述粗纤维降解专用复合菌剂由武汉太阳雨三农科技责任有限公司提供,主要由龙舌兰芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、黑曲霉组成,活菌总数>2×109cfu/g;磷酸盐缓冲液中磷酸氢二钾和磷酸二氢钾质量比为13.6:1。其三个实例中的原料配比如下表:原料名称实施例1实施例2实施例3苹果渣30%32%35%梨渣45%38%35%红枣滤渣10%12%10%麦麸5%6%8%甜叶菊渣1%2.5%5%畜禽粪便8%8%5%粗纤维降解专用复合菌剂1%1.5%2%三个实施例中的具体配制的步骤分别如下:(1)将上述原料中的红枣滤渣进行粉碎后与其它原料进行混合,废渣用0.1%~0.5%的磷酸盐缓冲液调节ph值为7.5~8.0,待ph稳定后进行下一步;(2)初步升温降解:将活化后的菌种按照1~2%接种量均匀喷洒或拌入混合好的物料中,堆积成垄,盖上薄膜或采用负压曝气方式进行降解,处理4~7d;(3)当堆体温度维持在50~60℃时,向粗纤维降解处理后的步骤3中混入畜禽粪便,湿度调整为55~65%,搅拌均匀,堆积成垄后盖上薄膜进行腐熟。根据环境的不同,一般在5~7d进行翻堆,大概翻堆3~4次可以完全腐熟配制成三种生物有机肥。分别针对上述三个实施中的制备的生物有机肥进行检测,其检测结果为有机质含量≥50%,ph值为7.5~8.1,氮磷钾含量≥6%,含有丰富的硼、锌、镁等微量元素,有效活菌数≥108cfu/g,粪大肠杆菌数≤100cfu/g,蛔虫卵死亡率≥95%,含水量15~20%,其它指标均优于ny884—2012的标准。将上述三个实施例中的制备的生物有机肥分别用来作为烟草种子的生物肥,测定其发芽率,种子发芽指数是评价堆肥产品植物毒害性及腐熟度的一个常用指标,未腐熟堆肥对植物生长有抑制作用,腐熟堆肥对植物生长有促进作用。一般来说,堆料的植物毒害性将随着堆肥的进行逐渐降低,这是堆体中微生物对植物毒害性物质降解的结果。具体以鄂烟1号烟草种子为试验种子,分别采用上述三个实施例中的制备的生物有机肥制备有机肥穴盘,每每穴盘有机肥用量为500~600g,然后将鄂烟1号烟草种子经表面消毒后播种在有机肥穴盘中,每个穴盘播2~3粒,播种后放入人工气候箱中培养,培养温度设定为25~30℃,湿度为70%~80%,出芽后计算种子发芽指数吗,三种生物有机肥制备的穴盘种子发芽指数均≥60%。通过本发明制备的有机肥无明显杂质、大小均匀、成褐色,有益于农作物根系的生长发育和促进增产,特别适合于烟草种植使用肥料。本发明使提取物废渣变废为宝,具有良好的经济效益和生态效益。当前第1页12
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