技术摘要:
本发明属于生产肥料技术领域,具体涉及一种利用玉米浆生产液体肥的方法,该方法以玉米浆为主要原料,加入硫脲生产剩余物混料、沉降取上清液,然后用酸性蛋白酶和植酸酶,先后酶解玉米浆中大分子蛋白质、植酸,最后依次螯合中微量元素,得到营养全面的中微量元素液体肥 全部
背景技术:
玉米浆(corn steep liquor),是利用湿法工艺生产玉米淀粉的副产物。生产玉米 淀粉时需将净化后的玉米经水浸泡再脱水,再经0.20%~0.25%的亚硫酸溶液浸泡60~ 70h,其浸泡液即为稀玉米浆(干物质含量为7%~9%),稀玉米浆再经蒸发工序浓缩成干物 质含量超过40%的玉米浆。浸泡后的玉米经破碎、脱胚、去纤维和干燥等程序最终形成玉米 淀粉。在玉米浸泡的过程中,由于亚硫酸溶液的作用使玉米外皮形成“半透膜”,玉米中的可 溶性营养物质如可溶性蛋白、游离脂肪酸、可溶性糖类和维生素等均可透过“半透膜”进入 玉米浸渍液。因此,玉米浆中营养物质丰富。但是,玉米浆中的植酸(肌醇六磷酸)是一种抗 营养因子,未经处理会影响多种营养物质的消化吸收。植酸上的磷酸基呈负电性,具有很强 的络合力,可与Ca2 、Mg2 、Zn2 、Cu2 、Mn2 、Fe2 和K 等金属离子及蛋白质螯合成稳定的复合 物,形成不溶性盐类,这些成分难以被作物吸收利用。 硫脲生产剩余物,是采用石灰氮吸收硫化氢气体生产硫脲过程中产生的工业副产 物,硫脲生产剩余物pH较高,可达12-14,后续处理难度较大,处理成本高。 目前,市场上还没有以玉米浆和硫脲生产剩余物为原料生产液体肥的技术。部分 专利中用玉米浆生产有机肥或液体肥料,如专利CN109305831A利用玉米浆与赖氨酸发酵废 液制作生物有机肥,专利CN107353063A利用玉米浆制备生物复合液体肥料,但没有去除植 酸的抗营养作用,并且没有将其与硫脲生产剩余物结合,实现资源的综合利用。
技术实现要素:
本发明的主要目的就在于克服上述现有技术的不足,提供一种以玉米浆为主要液 体原料,加入硫脲生产剩余物混料,沉降取上清液,用蛋白酶和植酸酶先后酶解,然后依次 螯合中微量元素,得到营养全面的中微量元素液体肥的方法。 本发明的技术方案如下: 一种利用玉米浆生产液体肥的方法,该方法以玉米浆为主要原料,加入硫脲生产 剩余物,混料,沉降取上清液,用酸性蛋白酶和植酸酶先后酶解,然后依次添加中微量元素, 得到营养全面的中微量元素液体肥; 按质量百分数计,所述硫脲生产剩余物中含有氢氧化钙35-45%、碳酸钙8-10%、 有机碳10-13%、硫脲0.8-1.2%、水余量。 具体生产方法如下: (1)混料:玉米浆中加入硫脲生产剩余物,加热至60-100℃充分搅拌0.5-3h,混料 完成pH值中和至4-6; (2)沉降:经过步骤(1)混料完成后,沉降1-5h,吸取上清液,沉渣经过中和后作为 生产有机肥原料; 3 CN 111606756 A 说 明 书 2/4 页 (3)酶解:步骤(2)中上清液先后用酸性蛋白酶和植酸酶各酶解1-2h,得到处理液; (4)中微量元素添加:向处理液中加入无水硫酸镁、四水八硼酸钠、一水硫酸锰硫 酸铁和硫酸锌,每种试剂加入后搅拌30min再加入下一种试剂,加完上述试剂后,搅拌0.5- 1h,完全溶解后即完成制备液体肥。 混料过程中发生酸碱中和反应,pH值中和至4-6,硫脲生产剩余物中的无机钙盐与 氨基酸、乳酸等有机酸反应转化成有机钙,硫脲生产剩余物中的硫脲大部分溶于玉米浆中, 混料完成后,经过过滤后的沉渣,再经中和反应,可作为生产有机肥的原料,上清液经过酸 性蛋白酶和植酸酶酶解,蛋白酶水解蛋白成为多肽和氨基酸,植酸酶降解植酸,去除抗营养 作用,提高营养的利用率;在酸性的条件下,中微量元素与氨基酸螯合,中微量元素依次添 加后搅拌,避免了螯合过程出现沉淀。 优选地,步骤(1)玉米浆与硫脲剩余物的干重的质量比为3:1-5:1。 优选地,步骤(3)中酶解温度为40-60℃。 优选地,步骤(3)中向上清液加入0.5‰-1.5‰(w/w)酸性蛋白酶。 优选地,步骤(3)中向上清液加入质量比1‰-2‰(w/w)植酸酶。 优选地,步骤(4)中按照每升处理液中加入50-100g无水硫酸镁,8-15g四水八硼酸 钠、10-15g一水硫酸锰、15-20g硫酸铁和20-25g硫酸锌。 针对现有技术存在的问题,发现玉米浆利用的关键是植酸的去除,研究表明,植酸 酶能有效的降解植酸,植酸酶(EC.3.1.3.8,肌醇六磷酸盐磷酸水解酶)可催化肌醇六磷酸 (盐或酯)脱掉磷酸基团,植酸酶现知有3种类型,即肌醇六磷酸3-磷酸水解酶、肌醇六磷酸 6-磷酸水解酶和非特异性的正磷酸单酯水解酶,它们分别在肌醇六磷酸的3位、6位和2位碳 上水解掉1个磷酸基团。本发明利用玉米浆和硫脲生产剩余物两种工业生产副产物进行混 合,中和酸碱的同时,玉米浆中的有机酸与硫脲生产剩余物中的无机钙盐反应,将无机钙转 化成有机钙,更有利于作物吸收利用;将硫脲溶于玉米浆,应用时能有效抑制土壤中尿素的 水解、减少NH3挥发损失和延缓氮素的矿化过程,同时促进作物生长、增加作物产量;蛋白酶 水解蛋白成为多肽和氨基酸;植酶酸去除植酸,去除植酸的抗营养作用,避免了植酸与金属 离子及蛋白质螯合成稳定的复合物,形成不溶性盐类,难以被作物吸收利用的情况出现。 本发明的有益技术效果体现在以下方面: (1)本发明的方法简单有效,将玉米浆和硫脲生产剩余物两种工业生产副产物进 行进一步加工和利用,实现了资源综合利用的增值; (2)本发明在制备中微量元素肥时不添加其他螯合剂,充分利用了玉米浆中水解 后氨基酸,与中微量元素发生螯合作用; (3)本发明中去除了植酸的抗营养作用,提高营养的利用率,螯合中微量元素,得 到营养全面、性质稳定的液体肥; (4)本发明中优化了中微量元素加入顺序,解决了螯合过程中出现沉淀的问题。 本发明使用的原料为工业副产物,实现资源化综合利用,减少了污染,减少了成 本,利用的两种工业副产物,相互作用,相互影响,实现了最优化的应用,去除植酸和水解蛋 白,去除抗营养作用,提高营养的利用率,螯合中微量元素,得到营养全面、性质稳定的液体 肥,同时过程中的沉渣,经过中和,还可以作为生产有机肥的原料。本发明的液体肥生产过 程简便,产品质量稳定,安全高效,即解决了玉米浆和硫脲生产剩余物难以处理的问题,也 4 CN 111606756 A 说 明 书 3/4 页 生产出适合经济作物应用的液体肥,有良好的社会效益、环境效益和经济效益。
本发明属于生产肥料技术领域,具体涉及一种利用玉米浆生产液体肥的方法,该方法以玉米浆为主要原料,加入硫脲生产剩余物混料、沉降取上清液,然后用酸性蛋白酶和植酸酶,先后酶解玉米浆中大分子蛋白质、植酸,最后依次螯合中微量元素,得到营养全面的中微量元素液体肥 全部
背景技术:
玉米浆(corn steep liquor),是利用湿法工艺生产玉米淀粉的副产物。生产玉米 淀粉时需将净化后的玉米经水浸泡再脱水,再经0.20%~0.25%的亚硫酸溶液浸泡60~ 70h,其浸泡液即为稀玉米浆(干物质含量为7%~9%),稀玉米浆再经蒸发工序浓缩成干物 质含量超过40%的玉米浆。浸泡后的玉米经破碎、脱胚、去纤维和干燥等程序最终形成玉米 淀粉。在玉米浸泡的过程中,由于亚硫酸溶液的作用使玉米外皮形成“半透膜”,玉米中的可 溶性营养物质如可溶性蛋白、游离脂肪酸、可溶性糖类和维生素等均可透过“半透膜”进入 玉米浸渍液。因此,玉米浆中营养物质丰富。但是,玉米浆中的植酸(肌醇六磷酸)是一种抗 营养因子,未经处理会影响多种营养物质的消化吸收。植酸上的磷酸基呈负电性,具有很强 的络合力,可与Ca2 、Mg2 、Zn2 、Cu2 、Mn2 、Fe2 和K 等金属离子及蛋白质螯合成稳定的复合 物,形成不溶性盐类,这些成分难以被作物吸收利用。 硫脲生产剩余物,是采用石灰氮吸收硫化氢气体生产硫脲过程中产生的工业副产 物,硫脲生产剩余物pH较高,可达12-14,后续处理难度较大,处理成本高。 目前,市场上还没有以玉米浆和硫脲生产剩余物为原料生产液体肥的技术。部分 专利中用玉米浆生产有机肥或液体肥料,如专利CN109305831A利用玉米浆与赖氨酸发酵废 液制作生物有机肥,专利CN107353063A利用玉米浆制备生物复合液体肥料,但没有去除植 酸的抗营养作用,并且没有将其与硫脲生产剩余物结合,实现资源的综合利用。
技术实现要素:
本发明的主要目的就在于克服上述现有技术的不足,提供一种以玉米浆为主要液 体原料,加入硫脲生产剩余物混料,沉降取上清液,用蛋白酶和植酸酶先后酶解,然后依次 螯合中微量元素,得到营养全面的中微量元素液体肥的方法。 本发明的技术方案如下: 一种利用玉米浆生产液体肥的方法,该方法以玉米浆为主要原料,加入硫脲生产 剩余物,混料,沉降取上清液,用酸性蛋白酶和植酸酶先后酶解,然后依次添加中微量元素, 得到营养全面的中微量元素液体肥; 按质量百分数计,所述硫脲生产剩余物中含有氢氧化钙35-45%、碳酸钙8-10%、 有机碳10-13%、硫脲0.8-1.2%、水余量。 具体生产方法如下: (1)混料:玉米浆中加入硫脲生产剩余物,加热至60-100℃充分搅拌0.5-3h,混料 完成pH值中和至4-6; (2)沉降:经过步骤(1)混料完成后,沉降1-5h,吸取上清液,沉渣经过中和后作为 生产有机肥原料; 3 CN 111606756 A 说 明 书 2/4 页 (3)酶解:步骤(2)中上清液先后用酸性蛋白酶和植酸酶各酶解1-2h,得到处理液; (4)中微量元素添加:向处理液中加入无水硫酸镁、四水八硼酸钠、一水硫酸锰硫 酸铁和硫酸锌,每种试剂加入后搅拌30min再加入下一种试剂,加完上述试剂后,搅拌0.5- 1h,完全溶解后即完成制备液体肥。 混料过程中发生酸碱中和反应,pH值中和至4-6,硫脲生产剩余物中的无机钙盐与 氨基酸、乳酸等有机酸反应转化成有机钙,硫脲生产剩余物中的硫脲大部分溶于玉米浆中, 混料完成后,经过过滤后的沉渣,再经中和反应,可作为生产有机肥的原料,上清液经过酸 性蛋白酶和植酸酶酶解,蛋白酶水解蛋白成为多肽和氨基酸,植酸酶降解植酸,去除抗营养 作用,提高营养的利用率;在酸性的条件下,中微量元素与氨基酸螯合,中微量元素依次添 加后搅拌,避免了螯合过程出现沉淀。 优选地,步骤(1)玉米浆与硫脲剩余物的干重的质量比为3:1-5:1。 优选地,步骤(3)中酶解温度为40-60℃。 优选地,步骤(3)中向上清液加入0.5‰-1.5‰(w/w)酸性蛋白酶。 优选地,步骤(3)中向上清液加入质量比1‰-2‰(w/w)植酸酶。 优选地,步骤(4)中按照每升处理液中加入50-100g无水硫酸镁,8-15g四水八硼酸 钠、10-15g一水硫酸锰、15-20g硫酸铁和20-25g硫酸锌。 针对现有技术存在的问题,发现玉米浆利用的关键是植酸的去除,研究表明,植酸 酶能有效的降解植酸,植酸酶(EC.3.1.3.8,肌醇六磷酸盐磷酸水解酶)可催化肌醇六磷酸 (盐或酯)脱掉磷酸基团,植酸酶现知有3种类型,即肌醇六磷酸3-磷酸水解酶、肌醇六磷酸 6-磷酸水解酶和非特异性的正磷酸单酯水解酶,它们分别在肌醇六磷酸的3位、6位和2位碳 上水解掉1个磷酸基团。本发明利用玉米浆和硫脲生产剩余物两种工业生产副产物进行混 合,中和酸碱的同时,玉米浆中的有机酸与硫脲生产剩余物中的无机钙盐反应,将无机钙转 化成有机钙,更有利于作物吸收利用;将硫脲溶于玉米浆,应用时能有效抑制土壤中尿素的 水解、减少NH3挥发损失和延缓氮素的矿化过程,同时促进作物生长、增加作物产量;蛋白酶 水解蛋白成为多肽和氨基酸;植酶酸去除植酸,去除植酸的抗营养作用,避免了植酸与金属 离子及蛋白质螯合成稳定的复合物,形成不溶性盐类,难以被作物吸收利用的情况出现。 本发明的有益技术效果体现在以下方面: (1)本发明的方法简单有效,将玉米浆和硫脲生产剩余物两种工业生产副产物进 行进一步加工和利用,实现了资源综合利用的增值; (2)本发明在制备中微量元素肥时不添加其他螯合剂,充分利用了玉米浆中水解 后氨基酸,与中微量元素发生螯合作用; (3)本发明中去除了植酸的抗营养作用,提高营养的利用率,螯合中微量元素,得 到营养全面、性质稳定的液体肥; (4)本发明中优化了中微量元素加入顺序,解决了螯合过程中出现沉淀的问题。 本发明使用的原料为工业副产物,实现资源化综合利用,减少了污染,减少了成 本,利用的两种工业副产物,相互作用,相互影响,实现了最优化的应用,去除植酸和水解蛋 白,去除抗营养作用,提高营养的利用率,螯合中微量元素,得到营养全面、性质稳定的液体 肥,同时过程中的沉渣,经过中和,还可以作为生产有机肥的原料。本发明的液体肥生产过 程简便,产品质量稳定,安全高效,即解决了玉米浆和硫脲生产剩余物难以处理的问题,也 4 CN 111606756 A 说 明 书 3/4 页 生产出适合经济作物应用的液体肥,有良好的社会效益、环境效益和经济效益。