有机物特质发酵菌剂的制作方法

文档序号:14983637发布日期:2018-07-20 20:37阅读:333来源:国知局
本发明涉及微生物发酵的
技术领域
,具体涉及一种有机物特质发酵菌剂。
背景技术
:现代工农业迅猛发展在为人民创造可观的经济效益的同时也带来一些困扰的环境问题。如产生废弃物如果处理不当,这些废弃物将会严重污染着地下水、地表水、土壤、农作物等,会对环境造成污染,同时对身体造成一些潜在的危害。采用微生物菌剂发酵处理工农业废弃物,如秸杆、畜禽粪便、污水处理厂活性污泥,将其中的有机物质发酵陈化后制成可再利用的有机肥是常见的处理方式。目前市场上销售的微生物发酵菌剂中的细菌一般在65-70℃就会死亡,但在发酵过程中会放出大量热量,极其容易就会导致发酵物质的温度超过发酵菌剂中细菌的最高存活温度,从而导致发酵菌剂中的细菌发生衰竭死亡,造成整个发酵过程无法持续有效的进行,发酵效果较差。此外,采用这种发酵菌剂无法实现高温发酵,将无法杀灭原有寄存于工农业废弃物中的致病菌、寄生虫等,最终导致制得的有机肥在再利用时,对植物造成危害。现在有两种方式用来解决这一技术问题,其中一种是先高温灭杀这些有害的致病菌、寄生虫等,再接种发酵菌剂;另一种是分别制备出低温菌剂、中温菌剂和高温菌剂,然后分步发酵,以避免中低温菌剂在高温下衰竭死亡。这两种处理方式都增加了微生物发酵处理的工艺步骤,操作不便利,提高了发酵的成本。因此,为了克服现有技术所存在的缺陷,减少发酵步骤,降低发酵成本,需要研制出一种特质发酵菌剂,使其适用于高温发酵,并能够在高温发酵的同时有效杀灭有害的致病菌、寄生虫等,利于发酵所得的有机肥更好的使用。技术实现要素:有鉴于此,本发明提供一种能够进行高温发酵的有机物特质发酵菌剂,只需一步添加发酵菌剂到待处理原料中,就可以实现在较高温度下发酵,实现低温发酵结合高温发酵的整个发酵过程,从而有效杀灭有害致病菌和寄生虫,优化发酵效果,降低发酵成本。本发明提供的有机物特质发酵菌剂,所述发酵菌剂的原料包括特定培养液、发酵菌和菌种载体,所述特定培养液、发酵菌、菌种载体的质量比为99-101:0.23-0.27:100;所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.038-0.042%、维生素0.023-0.027%、氨基酸0.023-0.027%、合成酶0.028-0.032%、牛肉膏0.004-0.006%、蛋白胨0.014-0.016%、5%糖盐水1.8-2.1%、鸡蛋清14-16%、红糖14-16%、益生菌代谢物0.023-0.027%,余量为水;所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为0.8-1.2:1:9.8-10.2混合组成;所述菌种载体由蒸熟的豆粕粉、玉米粉、麦麸、麦芽粉、大米粉、面粉、红糖、糠粉以质量比为1:1:1:1:1:1:1:1混合组成;进一步,所述特定培养液、发酵菌、菌种载体的质量比为100:0.25:100;进一步,所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.040%、维生素0.025%、氨基酸0.025%、合成酶0.030%、牛肉膏0.005%、蛋白胨0.015%、糖盐水2.0%、鸡蛋清15%、红糖15%、益生菌代谢物0.025%和水67.835%;进一步,所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为1:1::10混合组成;进一步,所述发酵菌剂的制备方法包括如下步骤:将酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按比例混合后,接种于特定培养液中,在37℃条件下培养30天后,再加入菌种载体,混匀即可;进一步,所述维生素由维生素a、维生素d、维生素e和维生素k按质量比为150:20:1:1混合组成;进一步,所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以质量比为5:2:4:6:4:1:2:3:1混合组成;进一步,所述合成酶由葡萄糖氧化酶、中性蛋白酶以质量比为10:1混合组成。本发明的有益效果:本发明制得的特质发酵菌剂可持续在90℃-100℃高温条件下进行发酵,而且可持续高温发酵多天,大大优化了发酵效果,而且能够在高温发酵的同时杀灭有害的致病菌、寄生虫及虫卵等;在发酵过程中只需添加一次,即可适用于低温发酵搭配高温发酵的整个发酵过程,优化了发酵工艺,大大降低了发酵成本。本发明提供的有机物特质发酵菌剂利用生物竞争制约互食的特性,使酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按一定比例相互配合,促进了菌胶团的生长;同时,采用的特定培养液能够保护中低温菌,使其在持续高温发酵过程中,处于休眠状态,不易衰竭死亡,有效地避免了因有机物发酵放热升温而导致中低温细菌死亡;当接种到待处理物料中后,发酵菌剂能够进行物料发酵,同时物料将因发酵活动而放热升温,当物料温度升至高温时,物料中的有害致病菌、寄生虫及虫卵会因高温而灭活,而高温菌持续进行高温发酵活动,中低温菌在特定培养液的保护作用下能够处于休眠,当高温发酵完成后,物料开始逐渐降温,达到中低温菌适宜的活动温度,然后中低温菌立即参与发酵活动,这一发酵过程将使有机物料实现反复发酵,达到优异的发酵效果;而且有机物料在反复发酵过程中,利用物料热胀冷缩的原理,能够使物料扩大好氧菌的活动空间,使发酵菌能够持续进行发酵活动。本发明提供的有机物特质发酵菌剂处理重金属超标的活性淤泥时,能够达到非常好的重金属去除效果,这是目前的发酵菌剂所很难达到的,因此,本发明的发酵菌剂非常适合用于活性淤泥处理。具体实施方式以下为具体实施例实施例一本实施例提供的有机物特质发酵菌剂,所述发酵菌剂的原料包括100kg特定培养液、0.25kg发酵菌和100kg菌种载体;其中:所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.040%、维生素0.025%、氨基酸0.025%、合成酶0.030%、牛肉膏0.005%、蛋白胨0.015%、5%糖盐水2.0%、鸡蛋清15%、红糖15%、益生菌代谢物0.025%和水67.835%;所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为1:1:10混合组成;所述菌种载体由蒸熟的豆粕粉、玉米粉、麦麸、麦芽粉、大米粉、面粉、红糖、糠粉以质量比为1:1:1:1:1:1:1:1混合组成。本实施例中,所述发酵菌剂的制备方法包括如下步骤:将酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按比例混合后,接种于特定培养液中,在37℃条件下培养30天后,再加入菌种载体,混匀即可。本实施例中,所述维生素由维生素a、维生素d、维生素e和维生素k按质量比为150:20:1:1混合组成;所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以质量比为5:2:4:6:4:1:2:3:1混合组成;所述合成酶由葡萄糖氧化酶、中性蛋白酶以质量比为10:1混合组成。以200kg猪牛粪混合物作为发酵原料,水分调节至50%左右,按2‰的比例加入本实施例制得的发酵菌剂进行发酵试验,起始温度为常温(20℃左右),每发酵4天时间需要翻一次曝气,增加氧量接触,同时排出发酵代谢产物。发酵试验升温表见表1:日期上层中层下层11日18191912日18191913日18212014日24312415日26402716日30523217日45604618日47704719日48754620日50754621日50754622日60804823日62854824日63884825日63955026日63955027日61915028日52754929日52654930日455544表1由表1可知,本实施例制得的有机物特质发酵菌剂发酵最高温度高达95℃,且能够持续在80℃以上发酵6天时间。通过增设曝气设施和增加养分,可使发酵温度上升至100℃以上。采用本实施例中制得的发酵菌剂处理活性淤泥,按5‰的用量向淤泥中加入发酵菌剂,待处理的活性淤泥中含汞、铅、铬、镉、砷元素,测试发酵处理前后淤泥中的重金属含量,计算去除率,结果见下表2:重金属元素hgcrpbcdas去除率64.5%28.5%62.3%63.7%59.3%表2由表2可知,采用本实施例制得的发酵菌剂处理活性淤泥后,淤泥中的重金属去除效果优异。实施例二本实施例提供的有机物特质发酵菌剂,所述发酵菌剂的原料包括99kg特定培养液、0.23kg发酵菌和100kg菌种载体;其中:所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.038%、维生素0.023%、氨基酸0.023%、合成酶0.028%、牛肉膏0.004%、蛋白胨0.014%、5%糖盐水1.8%、鸡蛋清14%、红糖14%、益生菌代谢物0.023%和水70.047%;所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为0.8:1:10.2混合组成;所述菌种载体由蒸熟的豆粕粉、玉米粉、麦麸、麦芽粉、大米粉、面粉、红糖、糠粉以质量比为1:1:1:1:1:1:1:1混合组成。本实施例中,所述发酵菌剂的制备方法包括如下步骤:将酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按比例混合后,接种于特定培养液中,在37℃条件下培养30天后,再加入菌种载体,混匀即可。本实施例中,所述维生素由维生素a、维生素d、维生素e和维生素k按质量比为150:20:1:1混合组成;所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以质量比为5:2:4:6:4:1:2:3:1混合组成;所述合成酶由葡萄糖氧化酶、中性蛋白酶以质量比为10:1混合组成。以200kg猪牛粪混合物作为发酵原料,水分调节至50%左右,按2‰的比例加入本实施例制得的发酵菌剂进行发酵试验,起始温度为常温(20℃左右),每发酵4天时间需要翻一次曝气,增加氧量接触,同时排出发酵代谢产物。发酵试验升温表见表3:日期上层中层下层11日18191912日18191913日18202014日23292315日24382616日27503017日42584318日45674519日46724620日49744621日49744622日58794823日59834824日61864825日61935026日61935027日60905028日50724929日50634830日445443表3由表3可知,本实施例制得的有机物特质发酵菌剂发酵最高温度高达93℃,且能够持续在80℃以上发酵5天时间。通过增设曝气设施和增加养分,可使发酵温度上升至100℃以上。采用本实施例中制得的发酵菌剂处理活性淤泥,按5‰的用量向淤泥中加入发酵菌剂,待处理的活性淤泥中含汞、铅、铬、镉、砷元素,测试发酵处理前后淤泥中的重金属含量,计算去除率,结果见下表4:重金属元素hgcrpbcdas去除率65.1%26.2%61.1%62.4%58.2%表4由表4可知,采用本实施例制得的发酵菌剂处理活性淤泥后,淤泥中的重金属去除效果优异。实施例三本实施例提供的有机物特质发酵菌剂,所述发酵菌剂的原料包括101kg特定培养液、0.27kg发酵菌和100kg菌种载体;其中:所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.042%、维生素0.027%、氨基酸0.027%、合成酶0.032%、牛肉膏0.006%、蛋白胨0.016%、5%糖盐水2.1%、鸡蛋清16%、红糖16%、益生菌代谢物0.027%和水65.723%;所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为1.2:1:9.8混合组成;所述菌种载体由蒸熟的豆粕粉、玉米粉、麦麸、麦芽粉、大米粉、面粉、红糖、糠粉以质量比为1:1:1:1:1:1:1:1混合组成。本实施例中,所述发酵菌剂的制备方法包括如下步骤:将酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按比例混合后,接种于特定培养液中,在37℃条件下培养30天后,再加入菌种载体,混匀即可。本实施例中,所述维生素由维生素a、维生素d、维生素e和维生素k按质量比为150:20:1:1混合组成;所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以质量比为5:2:4:6:4:1:2:3:1混合组成;所述合成酶由葡萄糖氧化酶、中性蛋白酶以质量比为10:1混合组成。以200kg猪牛粪混合物作为发酵原料,水分调节至50%左右,按2‰的比例加入本实施例制得的发酵菌剂进行发酵试验,起始温度为常温(20℃左右),每发酵4天时间需要翻一次曝气,增加氧量接触,同时排出发酵代谢产物。发酵试验升温表见表5:日期上层中层下层11日18191912日18191913日20232114日25342515日27422816日32553417日46614718日48724919日50774920日51764921日51804922日62825123日65865124日65905125日65965226日65975327日64935328日55785029日54675030日465845表5由表5可知,本实施例制得的有机物特质发酵菌剂发酵最高温度高达97℃,且能够持续在80℃以上发酵7天时间。通过增设曝气设施和增加养分,可使发酵温度上升至100℃以上。采用本实施例中制得的发酵菌剂处理活性淤泥,按5‰的用量向淤泥中加入发酵菌剂,待处理的活性淤泥中含汞、铅、铬、镉、砷元素,测试发酵处理前后淤泥中的重金属含量,计算去除率,结果见下表6:重金属元素hgcrpbcdas去除率66.2%27.1%61.8%64.5%60.1%表6由表6可知,采用本实施例制得的发酵菌剂处理活性淤泥后,淤泥中的重金属去除效果优异。实施例四本实施例提供的有机物特质发酵菌剂,所述发酵菌剂的原料包括101kg特定培养液、0.23kg发酵菌和100kg菌种载体;其中:所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.038%、维生素0.023%、氨基酸0.023%、合成酶0.028%、牛肉膏0.004%、蛋白胨0.014%、5%糖盐水1.8%、鸡蛋清14%、红糖14%、益生菌代谢物0.023%和水70.047%;所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为0.8:1:10.2混合组成;所述菌种载体由蒸熟的豆粕粉、玉米粉、麦麸、麦芽粉、大米粉、面粉、红糖、糠粉以质量比为1:1:1:1:1:1:1:1混合组成。本实施例中,所述发酵菌剂的制备方法包括如下步骤:将酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按比例混合后,接种于特定培养液中,在37℃条件下培养30天后,再加入菌种载体,混匀即可。本实施例中,所述维生素由维生素a、维生素d、维生素e和维生素k按质量比为150:20:1:1混合组成;所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以质量比为5:2:4:6:4:1:2:3:1混合组成;所述合成酶由葡萄糖氧化酶、中性蛋白酶以质量比为10:1混合组成。以200kg猪牛粪混合物作为发酵原料,水分调节至50%左右,按2‰的比例加入本实施例制得的发酵菌剂进行发酵试验,起始温度为常温(20℃左右),每发酵4天时间需要翻一次曝气,增加氧量接触,同时排出发酵代谢产物。发酵试验升温表见表7:日期上层中层下层11日18191912日18201913日19202014日23292415日24402616日27503017日43584318日45684619日47724620日49744721日50754722日58804823日60834824日62874925日62935026日62945127日60905128日51744929日50634930日445545表7由表7可知,本实施例制得的有机物特质发酵菌剂发酵最高温度高达94℃,且能够持续在80℃以上发酵5天时间。通过增设曝气设施和增加养分,可使发酵温度上升至100℃以上。采用本实施例中制得的发酵菌剂处理活性淤泥,按5‰的用量向淤泥中加入发酵菌剂,待处理的活性淤泥中含汞、铅、铬、镉、砷元素,测试发酵处理前后淤泥中的重金属含量,计算去除率,结果见下表8:重金属元素hgcrpbcdas去除率63.9%26.0%62.8%64.1%57.8%表8由表8可知,采用本实施例制得的发酵菌剂处理活性淤泥后,淤泥中的重金属去除效果优异。实施例五本实施例提供的有机物特质发酵菌剂,所述发酵菌剂的原料包括99kg特定培养液、0.27kg发酵菌和100kg菌种载体;其中:所述特定培养液的原料按质量百分数包括如下组分:葡萄糖0.042%、维生素0.027%、氨基酸0.027%、合成酶0.032%、牛肉膏0.006%、蛋白胨0.016%、5%糖盐水2.1%、鸡蛋清16%、红糖16%、益生菌代谢物0.027%和水65.723%;所述发酵菌由酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌以菌数比为1.2:1:9.8混合组成;所述菌种载体由蒸熟的豆粕粉、玉米粉、麦麸、麦芽粉、大米粉、面粉、红糖、糠粉以质量比为1:1:1:1:1:1:1:1混合组成。本实施例中,所述发酵菌剂的制备方法包括如下步骤:将酵母菌、丝状菌、硅酸盐菌按比例混合后,接种于特定培养液中,在37℃条件下培养30天后,再加入菌种载体,混匀即可。本实施例中,所述维生素由维生素a、维生素d、维生素e和维生素k按质量比为150:20:1:1混合组成;所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以质量比为5:2:4:6:4:1:2:3:1混合组成;所述合成酶由葡萄糖氧化酶、中性蛋白酶以质量比为10:1混合组成。以200kg猪牛粪混合物作为发酵原料,水分调节至50%左右,按2‰的比例加入本实施例制得的发酵菌剂进行发酵试验,起始温度为常温(20℃左右),每发酵4天时间需要翻一次曝气,增加氧量接触,同时排出发酵代谢产物。发酵试验升温表见表9:日期上层中层下层11日18191912日18191913日20232014日24332515日27422816日31533317日45614518日48724819日49764820日50764921日51794922日61825023日64855124日65895125日65955126日64965227日64935328日55785029日53654930日455645表9由表9可知,本实施例制得的有机物特质发酵菌剂发酵最高温度高达96℃,且能够持续在80℃以上发酵6天时间。通过增设曝气设施和增加养分,可使发酵温度上升至100℃以上。采用本实施例中制得的发酵菌剂处理活性淤泥,按5‰的用量向淤泥中加入发酵菌剂,待处理的活性淤泥中含汞、铅、铬、镉、砷元素,测试发酵处理前后淤泥中的重金属含量,计算去除率,结果见下表10:重金属元素hgcrpbcdas去除率65.7%26.5%62.2%63.8%59.5%表10由表10可知,采用本实施例制得的发酵菌剂处理活性淤泥后,淤泥中的重金属去除效果优异。上述实施例中采用的原料都可通过市场进行购买获取。最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12
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