一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌肥的制作方法
【专利摘要】本发明属于生物发酵行业发酵废液处理领域，公开了一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌肥，其按照如下方法制备而成：步骤1）发酵液过滤，步骤2）脱色、浓缩和结晶，步骤3）水解，步骤4）制备料液B以及步骤5）制备生物菌肥。本发明生物菌肥有效利用了氨基酸发酵废料，降低肥料生产成本，实现了变废为宝，而且肥料持久，优于市场同类产品。
【专利说明】-种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌肥
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明属于生物发酵行业发酵废液处理领域，具体涉及一种利用谷氨酸发酵废弃 物制备的生物菌服。
[0003]
【背景技术】
[0004] 谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个駿基，化学名称为a-氨基戊二酸。谷 氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含 量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中 的许多重要化学反应。谷氨酸轴俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸 轴广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作 用。
[0005] 随着氨基酸发酵技术的不断发展，我国已经成为味精的生产和消费大国，但是味 精生产过程中所排放的废水量大，味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有CODCr 高、B0D5高、菌体含量高、硫酸根（改用硫酸调抑前为氯离子）含量高、氨氮含量高及抑值 (1.5-3. 2)低"五高一低"的特点。是一种治理难度很大的工业废水。由于不能有效地治理 味精废水，不少味精厂被列入全国重点污染源单位之列，味精废水的治理已经成为制约味 精生产企业发展的重大难题。废水中含有的大量菌体，它是一种单细胞蛋白，含有丰富的蛋 白质。
[0006] 我国服料的发展和应用历程，是从农家服到使用无机服为主要阶段，因农家服污 染源多，运输量大，在操作上费时费力并且效果不是特别明显；而无机服成份单一，利用率 较低，而且往往会造成±壤板结和伴随水±流失污染水源，影响生态环境。目前，市场多采 用含氮磯钟的无机复合服等，该复合服的服效全面，但是也存在服效不持久，容易流失等缺 陷；更重要的是，目前复合服的价格较高，给农民带来较大的负担，如何降低服料成本，提高 农民收入是现代化农业需要解决的技术问题。
[0007]
【发明内容】
[0008] 为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物 菌服，该服料有效利用了氨基酸发酵废料，降低服料生产成本，实现了变废为宝，而且服料 持久，优于市场同类产品。
[0009] 为实现上述发明目的，本发明采用W下技术方案： 一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌服，所述生物菌服按照如下方法制备而成： 步骤1)发酵液过滤，步骤2)脱色、浓缩和结晶，步骤3)水解，步骤4)制备料液B W及步骤 5)制备生物菌服； 所述生物菌服具体按照如下方法制备而成： 步骤1)发酵液过滤；谷氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然 后将滤过液继续进行超滤膜过滤，收集浓缩液和渗透液；将上述截留物和浓缩液合并为料 液A备用； 步骤2)脱色、浓缩和结晶：步骤（1)所得渗透液粟入脱色罐进行脱色处理，脱色罐中添 加渗透液质量0. 5-1%的活性炭，控制脱色罐内的温度为45-5CTC，脱色30分后，板框过滤去 除活性炭，然后浓缩，结晶，最后离也获得谷氨酸晶体和母液； 步骤3)水解；将料液A烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应蓋中，加入8mol/L 的盐酸，W没过原料为准，在6(TC温度下揽拌水解12-15小时，揽拌速度为100转/min,反 应终止后用氨氧化钟中和残余盐酸使得溶液为中性，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸 与金属离子的摩尔比为3 ;1的比例添加金属离子，控制温度为4(TC，时间为30min，抑在 7. 0进行馨合反应，最后将馨合产物浓缩，干燥W及粉碎，得到氨基酸馨合物； 步骤4)制备料液B ;将氨基酸馨合物、玉米枯杆粉、娃藻±和母液按照1 ;3 ;3 ;10的质 量比例添加到揽拌罐中，500转/分钟揽拌10分钟，然后进入反应罐，控制反应罐的温度为 IOOC，反应15-30分钟，然后冷却至室温，得到料液B ; 步骤5)制备生物菌服：按照料液B、磯酸一馈、尿素W及水混合，1000转/min揽拌 3-5min，然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒，干燥，最后添加菌剂，揽拌均匀即得；其中， 料液B、磯酸一馈、尿素、水W及菌剂的重量比例为30-40 :20-25 :20-25 :10-12 ;1-2。
[0010] 优选地， 所述步骤1)中，微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000MW，微滤温度为4(TC;超滤膜 截留分子量为300丽，超滤温度为4(TC ; 所述步骤2)中，所述浓缩参数为；温度60 - 7(TC，真空度为-0. Ikpa ; 所述步骤3)中，所述金属离子由铜离子、巧离子W及锋离子按照1 ;1 ;1的摩尔比混合 而成； 所述步骤4)中，氨基酸馨合物、玉米枯杆粉或娃藻±的粒径均控制在50-100目； 所述所述菌剂按照如下方法制备得到：将枯草芽抱杆菌（Bacillus subtilis) CGMCC No :0954 (CN1554744 公开使用）和圆褐固氮菌（Azotobacter c虹oococ州m) ATCC4412 (Appl Biochem Biotechnol. 1991 Sep; 30 (3) :273-84.)按照 1 ;1 的体积比混合得到混合 菌液，将混合菌液与娃藻±按照1 ;2的质量比例混合均匀，25-3CTC干燥即得。
[0011] 注，上述步骤中菌种的培养方式不是本发明的创新点，此处不详述，本领域技术人 员可W根据文献记载或本领域的常识选择常规的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到 IO 8个/ml ;上述菌株可W从CGMCC W及ATCC等商业途径购买获得。
[0012] 本发明取得的有益效果主要包括： 谷氨酸发酵液的过滤截留物和浓缩液中含有大量的发酵菌体和蛋白，本发明在生产 氨基酸的同时利用了菌体蛋白和母液，省去了母液处理过程，降低生产成本，实现了变废为 宝，大幅度提高了资源的利用率；本发明将利用菌体蛋白制备成馨合氨基酸，避免使用价格 昂贵的蛋白原料，而且大大提高了服料；本发明制备的服料不但使用了发酵废料，还添加了 农作物废料，降低了原料成本，而且服效较好，适用于多种农作物；本发明添加氨氧化钟作 为中和剂，其产生的钟盐可作为复合服钟养份；本发明采用微生物技术，将微生物制剂和传 统服料有机结合，大大提高了服料的保持率，提高了服效。
[0013]
【具体实施方式】 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实 施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实 施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0014] 实施例1 一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌服，其按照如下方法制备而成： 步骤1)发酵液过滤；谷氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然 后将滤过液继续进行超滤膜过滤，收集浓缩液和渗透液；将上述截留物和浓缩液合并为料 液A备用；其中，微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000MW，微滤温度为4(TC;超滤膜截留 分子量为300MW，超滤温度为4(TC ; 步骤2)脱色、浓缩和结晶：步骤（1)所得渗透液粟入脱色罐进行脱色处理，脱色罐中添 加渗透液质量0. 5%的活性炭，控制脱色罐内的温度为45 C，脱色30min后，板框过滤去除活 性炭，然后浓缩，结晶，最后离也获得谷氨酸晶体和母液；所述浓缩参数为；温度6(TC，真空 度为-〇. Ikpa ; 步骤3)水解；将料液A烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应蓋中，加入8mol/L 的盐酸，W没过原料为准，在6(TC温度下揽拌水解12小时，揽拌速度为100转/min,反应终 止后用氨氧化钟中和残余盐酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸与金属离子的摩尔比 为3 ;1的比例添加金属离子，控制温度为4(TC，时间为30min，抑在7. 0进行馨合反应，最 后将馨合产物浓缩，干燥W及粉碎，得到氨基酸馨合物；所述金属离子由铜离子（化+ 2)、巧 离子（化+2) W及锋离子Un + 2)按照1 ;1 ;1的摩尔比混合而成； 步骤4)制备料液B ;将氨基酸馨合物、玉米枯杆粉、娃藻±和母液按照1 ;3 ;3 ;10的质 量比例添加到揽拌罐中，500转/分钟揽拌10分钟，然后进入反应罐，控制反应罐的温度为 IOCTC，反应15分钟，然后冷却至室温，得到料液B ;其中，氨基酸馨合物、玉米枯杆粉或娃藻 ±的粒径均控制在100目； 步骤5)制备生物菌服：按照料液B、磯酸一馈、尿素W及水混合，1000转/min揽拌 3min，然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒，干燥，最后添加菌剂，揽拌均匀即得；其中，料 液B、磯酸一馈、尿素、水W及菌剂的重量比例为30 ;20 ;20 ;10 ;1 ; 所述菌剂按照如下方法制备得到；将枯草芽抱杆菌（Bacillus subtilis) CGMCC No: 0954 (CN1554744 公开使用)和圆褐固氮菌（Azotobacter C虹OOCOC州m) ATCC4412 (Appl Biochem Biotechnol. 1991 Sep; 30 (3) :273-84.)按照 1 ;1 的体积比混合得到混合菌液， 将混合菌液与娃藻±按照1 ;2的质量比例混合均匀，25C干燥即得；上述两种菌的原始浓 度均为lXl〇8个/ml。
[001引 实施例2 一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌服，其按照如下方法制备而成： 步骤1)发酵液过滤；谷氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然 后将滤过液继续进行超滤膜过滤，收集浓缩液和渗透液；将上述截留物和浓缩液合并为料 液A备用；其中，微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000MW，微滤温度为4(TC;超滤膜截留 分子量为300MW，超滤温度为4(TC ; 步骤2)脱色、浓缩和结晶：步骤（1)所得渗透液粟入脱色罐进行脱色处理，脱色罐中添 加渗透液质量1%的活性炭，控制脱色罐内的温度为5(TC，脱色30分钟后，板框过滤去除活 性炭，然后浓缩，结晶，最后离也获得谷氨酸晶体和母液；所述浓缩参数为：温度7(TC，真空 度为-0. Ikpa ; 步骤3)水解；将料液A烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应蓋中，加入8mol/L 的盐酸，W没过原料为准，在6(TC温度下揽拌水解15小时，揽拌速度为100转/min,反应终 止后用氨氧化钟中和残余盐酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸与金属离子的摩尔比 为3 ;1的比例添加金属离子，控制温度为4(TC，时间为30min，抑在7. 0进行馨合反应，最 后将馨合产物浓缩，干燥W及粉碎，得到氨基酸馨合物；所述金属离子由铜离子（Cu + 2)、巧 离子（化+2) W及锋离子Un + 2)按照1 ;1 ;1的摩尔比混合而成； 步骤4)制备料液B ;将氨基酸馨合物、玉米枯杆粉、娃藻±和母液按照1 ;3 ;3 ; 10的质 量比例添加到揽拌罐中，500转/分钟揽拌10分钟，然后进入反应罐，控制反应罐的温度为 IOOC，反应30分钟，然后冷却至室温，得到料液B ;其中，氨基酸馨合物、玉米枯杆粉或娃藻 ±的粒径均控制在50目； 步骤5)制备生物菌服：按照料液B、磯酸一馈、尿素W及水混合，1000转/min揽拌 3-5min，然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒，干燥，最后添加菌剂，揽拌均匀即得；其中， 料液B、磯酸一馈、尿素、水W及菌剂的重量比例为40 ;25 ;25 ;12 ;2 ; 所述菌剂按照如下方法制备得到；将枯草芽抱杆菌（Bacillus SUbtiliS)和圆褐固氮 菌（Azotobacter C虹oococcum)按照1 ;1的体积比混合得到混合菌液，将混合菌液与娃藻 ±按照1 ;2的质量比例混合均匀，3(TC干燥即得；上述两种菌的原始浓度均为IX IO8个/ ml O
[001引 实施例3 本发明服料的服效试验 一、 种植水稻服效试验： 设置两个处理试验田，种植时间为2013年，种植面积均为一亩，为对照组和实验组。对 照组；复合服（N23-P7-K6);实验组；实施例1制备的生物菌服；每组试验田服料的使用量均 为50kg，种植条件完全相同，同时收获水稻，测定水稻亩产量W及增产率；同时检测水稻穗 粒数、千粒重W及空釉粒数。试验结果见表1 ; 表1 二、 种植红墓服效实验：
【权利要求】
1. 一种利用谷氨酸发酵废弃物制备的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥按照如下 方法制备而成：步骤1)发酵液过滤，步骤2)脱色、浓缩和结晶，步骤3)水解，步骤4)制备 料液B以及步骤5)制备生物菌肥。
2. 根据权利要求1所述的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥按照如下方法制备而 成： 步骤1)发酵液过滤：谷氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然 后将滤过液继续进行超滤膜过滤，收集浓缩液和渗透液；将上述截留物和浓缩液合并为料 液A备用； 步骤2)脱色、浓缩和结晶：步骤1)所得渗透液泵入脱色罐进行脱色处理，脱色罐中添 加渗透液质量〇. 5-1%的活性炭，控制脱色罐内的温度为45-50°C，脱色30min后，过滤去除 活性炭，然后浓缩，结晶，最后离心获得谷氨酸晶体和母液； 步骤3)水解：将料液A烘干，粉碎成粉末状，然后置于反应釜中，加入8mol/L的盐酸， 以没过原料为准，在60°C温度下搅拌水解12-15小时，搅拌速度为100转/min，反应终止后 用氢氧化钾中和残余盐酸，得到氨基酸水溶液，然后按照氨基酸与金属离子的摩尔比为3 : 1的比例添加金属离子，控制温度为40°C，时间为30min，pH为7. 0,进行螯合反应，最后将 螯合产物浓缩，干燥以及粉碎，得到氨基酸螯合物； 步骤4)制备料液B :将氨基酸螯合物、玉米秸杆粉、硅藻土和母液按照1 :3 :3 :10的质 量比例添加到搅拌罐中，500转/分钟搅拌10分钟，然后进入反应罐，控制反应罐的温度为 l〇〇°C，反应15-30分钟，然后冷却至室温，得到料液B ; 步骤5)制备生物菌肥：按照料液B、磷酸一铵、尿素以及水混合，1000转/min搅拌 3-5min，然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒，干燥，最后添加菌剂，搅拌均匀即得；其中， 料液B、磷酸一铵、尿素、水以及菌剂的重量比例为30-40 :20-25 :20-25 :10-12 :1-2。
3. 根据权利要求2所述的生物菌肥，其特征在于，所述步骤1)中， 微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000丽，微滤温度为40°C ;超滤膜截留分子量为 300MW，超滤温度为40°C。
4. 根据权利要求2-3任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述步骤2)中， 所述浓缩参数为：温度60 - 70°C，真空度为-0. lkpa。
5. 根据权利要求2-4任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述步骤3)中， 所述金属离子由铜离子、钙离子以及锌离子按照1 :1 :1的摩尔比混合而成。
6. 根据权利要求2-5任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述步骤4)中，氨基酸螯合 物、玉米秸杆粉或硅藻土的粒径均控制在50-100目。
7. 根据权利要求2-6任其一所述的生物菌肥，其特征在于，所述菌剂按照如下 方法制备得到：将枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis)CGMCC No :0954和圆褐固氮菌 (Azotobacter chroococcum) ATCC4412按照1 :1的体积比混合得到混合菌液，然后将混 合菌液与硅藻土按照1 :2的质量比例混合均匀，25-30°C干燥即得。
【文档编号】C05G3/00GK104262014SQ201410519208
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月7日 优先权日:2014年10月7日
【发明者】包鑫, 张传森, 王均成, 宋海波, 卢松, 徐田野, 邵风慧 申请人:内蒙古阜丰生物科技有限公司