大豆乳清废水生产有机肥料方法

发布时间:2019-1-8 13:09:33

  申请日2018.04.16

  公开(公告)日2018.08.24

  IPC分类号C05F15/00; C05F17/00

  摘要

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:(1)将大豆乳清废水加入中性盐后调整pH至4.0‑5.8;(2)将步骤(1)所得废水溶液浓缩至浓度达到30%‑60%得到浓缩液;(3)向步骤(2)所得浓缩液中添加菌粉,然后与绿肥植物混合后发酵得到有机肥料。本发明的方法解决了乳清废水问题,并将乳清废水转化为有机肥料,实现了污水零排放,同时回收利用水资源。

  权利要求书

  1.一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  (1)将大豆乳清废水加入中性盐后调整pH至4.0-5.8;

  (2)将步骤(1)所得废水溶液浓缩至浓度达到30%-60%得到浓缩液;

  (3)向步骤(2)所得浓缩液中添加菌粉,然后与绿肥植物混合后发酵得到有机肥料。

  2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中大豆乳清废水预先除去不溶性杂质。

  3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述中性盐为含铵根离子的中性盐,优选为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵中1种或2种以上的组合,优选加入量为大豆乳清废水质量的0.1-2%。

  4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)中pH调节通过加入酸碱调节剂进行;

  优选地,所述酸碱调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、过氧化钙、盐酸、氨水中1种或2种以上的组合,优选为氨水。

  5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)中浓缩采用蒸汽低温浓缩技术进行;

  优选地,浓缩时的蒸发温度为90-100℃,压缩后温度为110-150℃,真空度为0-64Kpa。

  6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)中将浓缩液的pH调整为6.0-8.0;

  优选地,通过添加氨水调整pH。

  7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)中菌粉的成分为8-10份酿酒酵母、8-10份干酪乳杆菌、1-3份蛋白酶;

  优选地,菌粉与浓缩液的质量比为1:500-1000份。

  8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)中菌粉的浓度为60-100亿个/克,其中酿酒酵母20-40亿个/克,干酪乳杆菌40-60亿个/克;

  优选地,蛋白酶的活性为5-10万IU。

  9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)中绿肥植物的水分含量控制在8-18%;

  优选地,绿肥植物经过粉碎使用,优选粉碎粒度为5-40目;

  优选地,绿肥植物与浓缩液的质量比为1:1-5。

  10.根据权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)中发酵的温度控制在45-65℃,发酵的时间为6-10天。

  说明书

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法

  技术领域

  本发明属于有机肥料技术领域,涉及一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,尤其涉及一种利用大豆分离蛋白或酸法浓缩蛋白生产产生的乳清废水生产有机肥料的方法。

  背景技术

  大豆分离蛋白是以低温脱溶大豆粕为原料生产的一种全价蛋白类食品添加剂。大豆分离蛋白中蛋白质含量在90%以上,氨基酸种类有近20种,并含有人体必需氨基酸,其营养丰富,不含胆固醇,是植物蛋白中为数不多的可替代动物蛋白的品种之一。近年来大豆分离蛋白发展迅速,特别是2015-2016年两年时间大豆分离蛋白的生产销售量达到30-50万吨,生产每吨大豆分离蛋白产生18-21吨乳清废水。乳清废水中含有单糖、多糖、寡聚糖、K、P、Ca、Fe、维生素、有机酸、蛋白、氨基酸、脂类等多种植物生长需要的营养成分。目前乳清废水的主要处理手段为厌氧和好氧发酵,需要较大的投入和管理费用,并且不产生经济价值。另外,随着技术的进步,还发展出了利用大豆乳清水生产大豆乳清蛋白的技术。

  如CN 103113459A公开了一种从大豆乳清水中连续化生产大豆乳清蛋白的方法,包括以下步骤:先将大豆乳清水调节pH值至5.0~10.0,再采用分离机去除不溶性悬浮物,获得澄清的大豆乳清水,使大豆乳清水满足进入超滤膜或纳滤膜的要求,保证超滤膜或纳滤膜分离系统的正常运行;将所述澄清的大豆乳清水采用超滤膜或纳滤膜进行浓缩,获得膜浓缩液;将所述膜浓缩液加热至80~155℃进行杀菌,然后喷雾干燥,获得大豆乳清蛋白粉。CN 102746375A公开了一种具有抗肿瘤作用的大豆乳清蛋白的制备方法,包括如下步骤:将大豆乳清水经絮凝、离心,取上清调pH到4.3-4.5;先用截留分子量为20000-25000Da的超滤膜超滤,取滤出液再用截留分子量6000-8000Da超滤膜超滤,得到大豆乳清蛋白浓缩液;将大豆乳清蛋白浓缩液以2450MHz微波加热到55-80℃取出,放入60-85℃的恒温水浴中保温5min-20min,然后在50℃以下真空干燥,得到大豆乳清蛋白。动物试验表明,以上大豆乳清蛋白的抗肿瘤功效提高50-80%,且免疫功能明显增强。正常人群每天摄入该低变性大豆乳清蛋白30-60g,无不良反应,可以作为抗肿瘤和提高免疫力的功能食品和药品的原料。

  上述技术仅使用超滤或是纳滤手段,在经过pH值调整后,处理获得的清夜,通过控制超滤或是纳滤的孔径,控制蛋白的分离,从而达到浓缩蛋白的目的。清夜中含有的主要成分为无机盐、低聚糖和小分子乳清蛋白,乳清蛋白的分子量在200-13000道尔顿之间,分子量分布极不均匀,并且乳清蛋白属于粘性和聚集致密度较高的蛋白,超滤和纳滤不能有效的解决蛋白堵住膜孔的问题,造成膜通量迅速降低,浓缩速度慢,效率低,清洗需要大量的碱水和酸水,造成污染,不能根本解决乳清蛋白合理利用的问题,且大豆乳清水含量低只有2.3-2.8%之间,处理量大,需要投入量高,维护困难,不适合大规模的工业化生产。此外,通过微波后需要真空干燥,耗能量大,工业化生产投资高,运行成本高,生产效率低。

  近年来,利用大豆乳清水生产植物绿肥也是研究的热点之一。利用大豆乳清水生产植物绿肥能够更完全利用大豆资源,减少能源浪费,同时解决大豆分离蛋白及酸法浓缩蛋白产生的乳清水问题,零污水排放,对大豆蛋白产业产生巨大的推动作用。如CN106478163A公开了一种利用大豆蛋白废水污泥制备的生物有机肥及其制备方法。该发明所述制备生物有机肥的方法,以嗜热脂肪芽孢杆菌、白色链霉菌、纤细假丝酵母以及表皮葡萄球菌为复合发酵菌剂对蛋白污泥进行有氧发酵处理,制得的生物有机肥具有较好的营养价值,可用做有机肥料之用。该发明使用的原料废水污泥是通过加入聚合氯化铝沉淀除去大部分蛋白后经过生化产生的生化污泥,再进行发酵得到的。

  发明内容

  为此,本发明的目的在于提供一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法。本发明的方法解决了乳清废水问题,并将乳清废水转化为有机肥料,实现了污水零排放,同时回收利用水资源。

  为达上述目的,本发明采用如下技术方案:

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  (1)将大豆乳清废水加入中性盐后调整pH至4.0-5.8,例如为4.2、4.4、4.6、4.9、5.1、5.3、5.5、5.7等;

  (2)将步骤(1)所得废水溶液浓缩至溶质浓度达到30%-60%,例如为33%、36%、40%、44%、48%、52%、56%、59%等得到浓缩液;

  (3)向步骤(2)所得浓缩液中添加菌粉,然后与绿肥植物混合后发酵得到有机肥料。

  本发明致力于将大豆乳清废水最大限度的利用,充分利用大豆的生物能源价值,这部分乳清水含有20-23%左右的大豆弱酸环境稳定性极好的大豆蛋白,21-24%左右的灰分,55-58%左右的低聚糖,具有充足的氮素成分,并且富含钾盐、磷酸盐、钙盐及多种无机盐成分,能够作为植物优良的营养来源。

  本发明从大豆分离蛋白或是酸法浓缩蛋白生产过程中产生的乳清废水中提纯大豆乳清蛋白,生产一种有机肥料的技术,以供给绿色种植使用为目的。解决乳清废水问题,并将乳清废水转化为有机肥料。实现污水零排放,同时回收利用水资源。本发明方法生产的有机肥料干基含氮量1.0-3.2%,磷0.3-0.8%,钾3.5-5.5%。

  作为优选,步骤(1)中大豆乳清废水预先除去不溶性杂质。脱去固体杂质,以确保浓缩过程顺利,不堵塞管道。固体杂质的脱除可通过任何合适的方式进行,如通过固液分离器,诸如多介质过滤器进行。

  通过加入合适的中性盐和调整pH至合适的值,可提高蛋白聚集率,降低浓缩难度。

  优选地,所述中性盐为含铵根离子的中性盐,优选为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵中1种或2种以上的组合,优选加入量为大豆乳清废水质量的0.1-2%,更有利于提高蛋白聚集率,降低浓缩难度。

  优选地,pH调节通过加入酸碱调节剂进行。

  优选地,所述酸碱调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、过氧化钙、盐酸、氨水中1种或2种以上的组合,优选为氨水。

  作为优选,步骤(2)中浓缩采用蒸汽低温浓缩技术进行。

  优选地,浓缩时的蒸发温度为90-100℃,优选为95-100℃,压缩后温度为110-150℃,真空度为0-64Kpa。上述浓缩条件可使蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。蒸发温度是料液加热的温度,蒸汽压缩后的温度是蒸发后的蒸汽经过压缩,温度升高后的温度。

  相比于CN 106478163A,本发明使用mvr技术浓酸乳清废水中的蛋白和低聚糖成分,不经过生化处理,不排放污水,没有氮元素、钾元素和低聚糖成分的损失,钾元素、氮源和碳源更为丰富,并且不添加聚合氯化铝,不会引起铝元素超标,没有铝元素污染,使用的酵母菌,干酪乳杆菌及酶处理,发酵效果更迅速,生产率更高。

  浓缩时蒸发出来的水冷凝后回收至蛋白生产工艺可进一步回用。

  优选地,将浓缩液的pH调整为6.0-8.0,例如为6.2、6.4、6.6、6.8、7.1、7.4、7.7、7.9等,为平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  优选地,通过添加氨水调整pH,以提高氮素含量。

  作为优选,步骤(3)中菌粉的成分为8-10份酿酒酵母、8-10份干酪乳杆菌、1-3份蛋白酶。

  优选地,菌粉的浓度为60-100亿个/克,例如为65-70亿个/克、68-75亿个/克、70-80亿个/克、82亿个/克、90亿个/克、85亿个/克、95亿个/克等,其中酿酒酵母20-40亿个/克,干酪乳杆菌40-60亿个/克。

  优选地,蛋白酶的活性为5-10万IU,例如为5.5万IU、6.0万IU、6.6万IU、7.5万IU、8.0万IU、8.5万IU、9.1万IU、9.6万IU等。

  优选地,菌粉与浓缩液的质量比为1:500-1000份,例如为1:560、1:600、1:650、1:700、1:780、1:830、1:900、1:950等。

  使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵,同时利用蛋白酶进一步降解蛋白,更有利于作为植物优良的营养来源。

  优选地,绿肥植物的水分含量控制在8-18%,例如为10%、12%、14%、16%等。

  优选地,绿肥植物经过粉碎使用,优选粉碎粒度为5-40目。

  优选地,绿肥植物与浓缩液的质量比为1:1-5,例如为1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.6、1:4.1、1:4.7等。混合后可用搅拌机搅拌均匀。

  优选地,发酵的温度控制在45-65℃,发酵的时间为6-10天。

  发酵后可接着进行干燥得到有机肥料。干燥可通过滚筒式烘干进行干燥。

  作为优选,本发明的方法包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质;

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加中性盐0.1-2%后,通过添加氨水调整pH在4.0-5.8之间。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;中性盐为含铵根离子的中性盐,如氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵等;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度95-100℃,压缩后温度110-150℃,真空度0-64Kpa.浓缩至浓度达到30%-60%,得到待处理的浓缩液;冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用;高温浓缩,使蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收;浓缩液添加氨水调整pH在6.0-8.0之间;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH;

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为60-100亿个/克,添加比例为1份菌粉添加到500-1000份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为8-10份酿酒酵母、8-10份干酪乳杆菌、1-3份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为5-10万IU;

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在8-18%,粉碎粒度在5-40目;加入比例为1份绿肥植物加1-5份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在45-65℃;发酵6-10天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  本发明具有如下的有益效果:

  (1)通过本发明的方法得到了一种有机肥料,其干基含氮量1.0-3.2%,磷0.3-0.8%,钾3.5-5.5%;

  (2)本发明提供的有机肥料含氮及钾含量高,适用于有机蔬水果及花卉等植物的培养;

  (3)通过本发明的方法回收了大豆分离蛋白及大豆浓缩蛋白的产生的乳清废水,实现了乳清的资源化利用,提高了大豆的利用率,解决了大豆蛋白工艺的污水处理问题,实现了污水零排放;

  (5)本发明提供的方法便于工业化生产。

  具体实施方式

  为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅用于帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

  实施例1

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵0.1%后,通过添加氨水调整pH在5.5。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度95℃,压缩后温度110℃,真空度34Kpa浓缩至浓度达到60%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在6.4;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为60亿个/克,添加比例为1份菌液添加到500份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为8份酿酒酵母、8份干酪乳杆菌、1份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为7万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在8%,粉碎粒度在5目;加入比例为1份绿肥植物加5份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在45℃;发酵10天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水95%,实现乳清水零排放,有机肥中干基含氮量2.0%,磷0.6%,钾5.0%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加5.3%

  实施例2

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵2%后,通过添加氨水调整pH在5.8。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度100℃,压缩后温度150℃,真空度64Kpa浓缩至浓度达到60%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在8.0;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为100亿个/克,添加比例为1份菌液添加到900份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为10份酿酒酵母、8份干酪乳杆菌、2份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为5万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在10%,粉碎粒度在5目;加入比例为1份绿肥植物加5份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在55℃;发酵10天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水95.3%,实现乳清水零排放,有机肥中干基含氮量3.0%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.1%

  实施例3

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵2%后,通过添加氨水调整pH在5.8。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过PH的进行浓缩,蒸发温度98℃,压缩后温度140℃,真空度54Kpa浓缩至浓度达到50%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在7.0;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为80亿个/克,添加比例为1份菌液添加到700份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为10份酿酒酵母、8份干酪乳杆菌、2份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为6万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在11%,粉碎粒度在20目;加入比例为1份绿肥植物加4份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在59℃;发酵10天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水95%,实现乳清水零排放,有机肥中干基含氮量3.1%,磷0.6%,钾4.7%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.5%

  实施例4

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵1%后,通过添加氨水调整pH在5.6。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度94℃,压缩后温度145℃,真空度51Kpa浓缩至浓度达到50%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在6.2;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为80亿个/克,添加比例为1份菌液添加到1000份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为10份酿酒酵母、8份干酪乳杆菌、2份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为8万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在11%,粉碎粒度在20目;加入比例为1份绿肥植物加3份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在49℃;发酵7天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水95%,实现乳清水零排放,有机肥中干基含氮量2.7%,磷0.7%,钾4.6%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加7.2%

  实施例5

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵1.5%后,通过添加氨水调整pH在5.6。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度94℃,压缩后温度135℃,真空度50Kpa浓缩至浓度达到40%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在6.2;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为85亿个/克,添加比例为1份菌液添加到600份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为9份酿酒酵母、8份干酪乳杆菌、3份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为10万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在11%,粉碎粒度在20目;加入比例为1份绿肥植物加4份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在52℃;发酵10天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水93%,实现乳清水零排放,有机肥中干基含氮量2.8%,磷0.5%,钾4.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.8%

  实施例6

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵1.8%后,通过添加氨水调整pH在5.6。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度90℃,压缩后温度125℃,真空度45Kpa浓缩至浓度达到30%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在6.8;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为80亿个/克,添加比例为1份菌液添加到1000份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为10份酿酒酵母、10份干酪乳杆菌、1份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为8万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在8.5%,粉碎粒度在20目;加入比例为1份绿肥植物加5份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在55℃;发酵9天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水91%,实现乳清水零排放,有机肥中干基含氮量2.9%,磷0.6%,钾5.2%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加7.2%

  实施例7

  一种大豆乳清废水生产有机肥料的方法,包括如下步骤:

  a)大豆乳清废水除去不溶性杂质:通过多介质过滤器除去大豆乳清废水中的固体杂质,其中的多介质过滤器主要是过滤不溶性杂质。

  b)pH调整:除去不溶性杂质的清液,添加碳酸铵1.3%后,通过添加氨水调整pH在4.0。通过调整pH和加盐量,提高蛋白聚集率,降低浓缩难度;

  c)蒸汽再压缩技术浓缩大豆乳清废水:利用蒸汽低温浓缩技术对调整过pH的进行浓缩,蒸发温度94℃,压缩后温度115℃,真空度64Kpa浓缩至浓度达到50%,得到待处理的浓缩液。冷凝后的蒸馏水回收至蛋白生产工艺回用。高温浓缩,是蛋白质充分变性,利于蛋白酶水解,利于植物消化吸收。浓缩液添加氨水调整pH在7.5;提高氮素含量,平衡酵母菌和干酪乳杆菌的合适pH。

  d)配制菌液:将上一步的浓缩液中添加菌粉,菌粉的浓度为80亿个/克,添加比例为1份菌液添加到500份上述浓缩液中,搅拌均匀;菌粉中的成分为10份酿酒酵母、12份干酪乳杆菌、2份蛋白酶;使用酵母发酵和干酪乳杆菌相结合,酵母充分利用绿肥原料进行发酵,充分发挥乳清水中的低聚糖促进干酪乳杆菌发酵。同时利用蛋白酶进一步降解蛋白。蛋白酶活性为12万IU。

  e)拌菌:将调整后的上述混合物,加入经过烘干后的绿肥植物,其水分含量控制在18%,粉碎粒度在20目;加入比例为1份绿肥植物加5份浓缩液;用搅拌机搅拌均匀;

  f)发酵:将搅拌就均匀的上述混合物堆积发酵,发酵温度控制在60℃;发酵7天;

  i)干燥:发酵后的上述混合物,进行滚筒式烘干干燥,得到有机肥料。

  该实施例回收蒸馏水95%,实现乳清水零排放,制得有机肥中干基含氮量3.1%,磷0.8%,钾5.4%。将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加5.7%

  对比例1

  与实施例2相同,除了不添加中性盐碳酸铵。

  制得有机肥中干基含氮量2.8%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加5.1%

  对比例2

  与实施例2相同,除了步骤a)中pH调整为3.0。

  制得有机肥中干基含氮量2.7%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加4.8%。

  对比例3

  与实施例2相同,除了步骤a)中pH调整为6.5。

  制得有机肥中干基含氮量3.0%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.1%,较实施例2生产成本增加5.0%

  对比例4

  与实施例2相同,除了步骤c)中浓缩至浓度达到20%。

  制得有机肥中干基含氮量3.0%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.1%,较实施例2生产成本增加6.0%

  对比例5

  与实施例2相同,除了步骤c)中浓缩至浓度达到80%。

  制得有机肥中干基含氮量3.0%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.1%,较实施例2生产成本增加5.6%,生产难度增加,粘稠度影响生产设备正常运行。

  对比例6

  与实施例2相同,除了步骤c)中蒸发温度75℃,压缩后温度95℃,真空度64Kpa。

  制得有机肥中干基含氮量3.0%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.1%,较实施例2生产成本增加5.4%

  对比例7

  与实施例2相同,除了步骤c)浓缩液添加氨水调整pH在5.0。

  制得有机肥中干基含氮量3.1%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.4%,较实施例2生产成本增加8.4%

  对比例8

  与实施例2相同,除了步骤c)浓缩液添加氨水调整pH在9.0。

  制得有机肥中干基含氮量3.7%,磷0.6%,钾5.5%;将该肥料用于玉米3-5叶期亩施肥20-25公斤,产量增加6.7%,较实施例2生产成本增加12.3%。

  显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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