專利名稱：利用煙草提取液制造有機肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機肥料領(lǐng)域，特別涉及一種利用煙草提取液制造有機肥的方法。
背景技術(shù)：
我國是世界上煙葉和卷煙生產(chǎn)大國，在煙草生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢棄物，這些廢棄物主要包括廢煙梗、廢煙葉、煙渣和煙桿、煙末等。而煙梗和煙末中含有大量的N、P、K、微量元素和有機質(zhì)，是十分寶貴的農(nóng)業(yè)資源，合理利用這種資源是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項重要任務。有關(guān)資料表明，僅煙梗中的有機化合物約占90% — 95% (占干物質(zhì)總量)，礦物質(zhì)元素為5% —10% ;其中氮含量O. 5%— I. 2%,磷含量O. 1%—O. 25%,鉀含量O. 8% — I. 8%,可為有機肥生產(chǎn)提供豐富的生物資源。在煙草加工生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生煙草提取液。這里所說的煙草提取液是指通過溶劑(水、乙醇等)對煙草(煙梗、煙葉等)萃取后形成的提取液，由于煙草本身含有上述化學物質(zhì)，通過萃取將水溶性的化學物質(zhì)提取出來，所以煙草提取液中就包含了上述水溶性物質(zhì)。目前對煙草提取液的常規(guī)處理方法是通過污水處理系統(tǒng)、采用生物方法進行降解處理。這種方法的缺陷是(I)投資過大，運行費用高。一般10000噸/年造紙法煙草薄片污水處理站投資達1000萬元以上，且運行費用較高，每噸污水處理成本達6元以上，整個污水負荷中，提取液約占50%以上。(2)資源利用程度低。生物降解法將有機質(zhì)進行降解，資源難以得到充分利用和循環(huán)。(3)運行管理難度大。污水處理需要均衡穩(wěn)定的污水負荷，而因提取液排放不均衡，往往對污水處理造成沖擊，導致處理效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用煙草提取液制造有機肥的方法，可對煙草提取液進行廢物利用，將其制成有機肥，替代了目前投入大量設備對提取液進行降解處理的方式。本發(fā)明提供了一種利用煙草提取液制造有機肥的方法，包括以下步驟凈化步驟，分離所述煙草提取液中的固形物，得到凈化煙草提取液和所述固形物；濃縮步驟，將所述凈化煙草提取液濃縮至預定濃度；發(fā)酵步驟，在所述濃縮后的煙草提取液中添加微生物菌劑，所述微生物菌劑在所述煙草提取液中進行發(fā)酵，形成液態(tài)有機肥。作為本發(fā)明一實施方式，所述方法還包括在發(fā)酵后的煙草提取液中添加增效劑的步驟，以增加所述液態(tài)有機肥的肥力。所述增效劑添加的比例為O. 1% 30%，所述增效劑可為尿素、硝酸銨、碳酸銨、硫酸銨、硝酸鈉、過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸銨、鈣鎂磷肥、磷酸氫鈣、沉淀磷肥、鋼渣磷肥、磷礦粉、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錳、硼酸、磷酸、硫酸鎂、二氫化硒、亞硒酸鈉中的一種或多種混合物。
作為本發(fā)明一實施方式，所述發(fā)酵步驟中的微生物菌劑包括細菌、放線菌、真菌中的一種或多種的混合。作為本發(fā)明一實施方式，所述煙草提取液中包括蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和有機質(zhì)，所述微生物菌劑產(chǎn)生的酶制劑作用于所述蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和有機質(zhì)，進行發(fā)酵。作為本發(fā)明一實施方式，所述濃縮步驟中，所述濃縮方式為多效濃縮，所述凈化煙草提取液濃縮至20% 65%濃度。作為本發(fā)明一實施方式，所述發(fā)酵步驟中，添加的微生物菌劑為所述提取液重量比例的O. 1% 10%，發(fā)酵環(huán)境溫度為25°C 50°C，發(fā)酵PH值為4. 5 7. 5，發(fā)酵時間為I 7天。作為本發(fā)明一實施方式，所述方法還包括在所述發(fā)酵步驟后進行的干燥步驟對所述液態(tài)有機肥進行干燥脫水，形成固態(tài)有機肥。作為本發(fā)明一實施方式，所述干燥步驟中通過噴霧干燥、噴漿造粒的方式形成所述固態(tài)有機肥。作為本發(fā)明一實施方式，所述方法還包括將所述凈化步驟中形成的固形物和所述固態(tài)有機肥按預定比例混合形成有機肥的步驟。本發(fā)明可對煙草提取液進行廢物利用，將其制成有機肥。由于煙草中，比如煙梗中的有機化合物約占90% — 95% (占干物質(zhì)總量)，礦物質(zhì)元素為5% —10% ;其中氮含量O. 5%—
I.2%，磷含量O. 1% — O. 25%，鉀含量O. 8% — I. 8%，可為有機肥生產(chǎn)提供豐富的生物資源。所以煙草的提取液中有能夠構(gòu)成有機肥的成分，尤其氮素和鉀素遠高于普通堆肥。本發(fā)明通過微生物菌劑在煙草提取液中進行發(fā)酵，微生物菌劑是與煙草提取液中的多種成分發(fā)生較為復雜的化學反應，微生物菌劑產(chǎn)生的酶制劑還能水解煙草提取液中包括蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和有機質(zhì)等物質(zhì)，發(fā)酵后形成的有機肥包含多種有機酸、肽類以及包括氮、磷、鉀在內(nèi)的豐富營養(yǎng)元素，平均有效成分含30% 55%水、13% 54. 7%有機質(zhì)、2% 5%N、
O.3% 3% P2O5>3% 8% K20,10% 15%腐殖酸，可為農(nóng)作物提供全面的營養(yǎng)，利于植物的吸收，而且可增加和更新土壤有機質(zhì)，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性。同時，由于煙草提取液含有煙堿，在發(fā)酵過程中提取液中的煙堿大部分可保留下來，煙堿具有殺蟲作用，本發(fā)明的處理過程使煙堿保留在最后生成的有機肥中，也使有機肥在使用的時候具有殺蟲的功效。


圖I是本發(fā)明一實施方式的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施方式進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參見圖1，本發(fā)明提供了一種利用煙草提取液制造有機肥的方法，包括以下步驟凈化步驟，分離所述煙草提取液中的固形物，得到凈化煙草提取液和所述固形物；濃縮步驟，將所述凈化煙草提取液濃縮至預定濃度；
發(fā)酵步驟，在所述濃縮后的煙草提取液中添加微生物菌劑，所述微生物菌劑在所述煙草提取液中進行發(fā)酵，形成液態(tài)有機肥。作為本發(fā)明一實施方式，所述方法還包括在發(fā)酵后的煙草提取液中添加增效劑的步驟，以增加所述液態(tài)有機肥的肥力。所述增效劑添加的比例為O. 1% 30%，所述增效劑可為尿素、硝酸銨、碳酸銨、硫酸銨、硝酸鈉、過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸銨、鈣鎂磷肥、磷酸氫鈣、沉淀磷肥、鋼渣磷肥、磷礦粉、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錳、硼酸、磷酸、硫酸鎂、二氫化硒、亞硒酸鈉中的一種或多種混合物。作為本發(fā)明一實施方式，所述發(fā)酵步驟中的微生物菌劑包括細菌、放線菌、真菌中的一種或多種的混合。所述煙草提取液中包括蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和一些有機質(zhì)等物質(zhì)，所述微生物菌劑產(chǎn)生的酶制劑作用于蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和一些有機質(zhì)等物質(zhì)進行發(fā)酵。由于微生物菌劑中包括的一些種類的放線菌、細菌、真菌能產(chǎn)生各種酶制劑，如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、維生素(B12)和有機酸等。在這個發(fā)酵過程中，如蛋白酶能催化蛋白質(zhì)和多肽鍵水解，而游離出氨基酸；淀粉酶能水解淀粉、糖原和有關(guān)多糖中的O-葡萄糖鍵，水解產(chǎn)生的游離半縮醛羥基發(fā)生轉(zhuǎn)位作用，最終產(chǎn)生葡萄糖；纖維素酶作用于還原性和非還原性的纖維素多糖鏈的末端，釋放葡萄糖或纖維二糖。發(fā)酵后形成的有機肥包含多種有機酸、肽類以及包括氮、磷、鉀在內(nèi)的豐富營養(yǎng)元素，平均有效成分含30% 55%水、13% 54. 7% 有機質(zhì)、2% 5%Ν、0· 3% 3% P2O5,3% 8% K20,10% 15% 腐殖酸。本發(fā)明中的發(fā)酵工藝環(huán)節(jié)所采用的液體發(fā)酵技術(shù)，是指在生化反應器中，模仿自然界將菌株在生育過程中所必須的糖類、有機和無機含有氮素的化合物、無機鹽等一些微量元素以及其他營養(yǎng)物質(zhì)溶解在水中作為培養(yǎng)基，滅菌后接入菌種，通過無菌空氣并加以攪拌，提供適于菌體呼吸代謝所需要的氧氣，并控制適宜的外界條件，進行菌大量培養(yǎng)繁殖的過程。其優(yōu)點菌體生長快速、生產(chǎn)周期短、能有效降低菌種污染率、不受季節(jié)性限制，遠優(yōu)于固體發(fā)酵工藝。微生物菌劑是與煙草提取液中的多種成分發(fā)生較為復雜的化學反應，并且本專利中的有機肥在作用于農(nóng)作物土壤后仍會發(fā)生一系列的物理及化學反應。作為本發(fā)明一實施方式，所述濃縮步驟中，所述濃縮方式為多效濃縮，所述凈化煙草提取液濃縮至20% 65%濃度。所述發(fā)酵步驟中，添加的微生物菌劑為所述提取液重量比例的O. 1% 10%，發(fā)酵環(huán)境溫度為25°C 50°C，發(fā)酵PH值為4. 5 7. 5，發(fā)酵時間為I 7天。所述的工藝參數(shù)可以達到較好的發(fā)酵效果，參見具體實施例。作為本發(fā)明一實施方式，所述方法還包括在所述發(fā)酵步驟后進行的干燥步驟對所述液態(tài)有機肥進行干燥脫水，形成固態(tài)有機肥。作為本發(fā)明一實施方式，所述干燥步驟中通過噴霧干燥、噴漿造粒的方式形成所述固態(tài)有機肥。作為本發(fā)明一實施方式，所述方法還包括將所述凈化步驟中形成的固形物和所述固態(tài)有機肥按預定比例混合形成有機肥的步驟。實施例一取上海廢棄烤煙梗IOOkg進行本次試驗。提取將IOOkg煙梗放入攪拌罐，在罐中注入600kg (60°C)熱水，保溫攪拌2小時后泵出提取液450kg。
凈化將450kg提取液泵入臥螺離心機進行沉降離心處理，分離出O. 3kg左右的固型渣。濃縮將450kg凈化后提取液泵入負壓單效濃縮器，溫度60°C進行濃縮。濃縮2小時后出煙梗液120kg，檢測梗液濃度為39%。發(fā)酵濃縮后的梗液進行滅菌處理，再泵入生化反應器，同時將配制好的O. 2kg微生物菌劑混入梗液中。調(diào)節(jié)PH值為6. 5，發(fā)酵溫度為50°C，開啟通氣裝置，發(fā)酵時間48小時。摻配增效劑48小時后在發(fā)酵后的梗液有機肥中加入6kg的過磷酸鈣、2kg磷礦粉、2kg磷酸二氫鉀、Ikg硫酸銨混合攪拌均勻，即制得本發(fā)明實施的煙梗提取液有機復合肥130kg。為深褐色液體，流動性較好，無煙草氣味，有明顯發(fā)酵及肥料氣味。實施例二 取上海廢棄烤煙切后梗絲150kg進行本次試驗。提取將150kg梗絲放入攪拌罐，在罐中注入1500kg (70°C )熱水，保溫攪拌30分鐘后使用單螺旋擠汁機擠干，得到提取液1100kg。凈化將IlOOkg提取液泵入臥螺離心機中進行沉降凈化，分離出O. 8kg固型渣。濃縮將IlOOkg凈化提取液泵入負壓單效濃縮器，溫度60°C進行濃縮。濃縮4小時后出煙梗液200kg，檢測梗液濃度為45%。發(fā)酵濃縮后的梗液再泵入生化反應器，同時將配制好的2kg微生物菌劑混入梗液中。調(diào)節(jié)PH值為7，發(fā)酵溫度為65°C，開啟通氣裝置，發(fā)酵時間72小時。摻配增效劑72小時后在發(fā)酵后的梗液有機肥中加入IOkg的磷酸二氫鉀、200g硫酸銅、200g硫酸鋅、200g硫酸錳、4kg沉淀磷肥混合攪拌均勻，即制得本發(fā)明實施的煙梗提取液有機復合肥215kg。為深褐色液體，流動性較好，無煙草氣味，有明顯發(fā)酵及肥料氣味。干燥脫水將以上的液態(tài)肥料泵入噴漿造粒系統(tǒng)中，進行干燥造粒，得到水分10%左右固型顆粒有機肥115kg。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上實施方式的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用煙草提取液制造有機肥的方法，其特征在于，包括以下步驟凈化步驟，分離所述煙草提取液中的固形物，得到凈化煙草提取液和所述固形物；濃縮步驟，將所述凈化煙草提取液濃縮至預定濃度；發(fā)酵步驟，在所述濃縮后的煙草提取液中添加微生物菌劑，所述微生物菌劑在所述煙草提取液中進行發(fā)酵，形成液態(tài)有機肥。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在發(fā)酵后的煙草提取液中添加增效劑的步驟，以增加所述液態(tài)有機肥的肥力。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述增效劑添加的比例為O.1% 30%，所述增效劑可為尿素、硝酸銨、碳酸銨、硫酸銨、硝酸鈉、過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸銨、鈣鎂磷肥、磷酸氫鈣、沉淀磷肥、鋼渣磷肥、磷礦粉、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錳、硼酸、磷酸、硫酸鎂、二氫化硒、亞硒酸鈉中的一種或多種混合物。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵步驟中的微生物菌劑包括細菌、放線菌、真菌中的一種或多種的混合。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述煙草提取液中包括蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和有機質(zhì)，所述微生物菌劑產(chǎn)生的酶制劑作用于所述蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多糖和有機質(zhì)，進行發(fā)酵。
6.如權(quán)利要求I至5任一項所述的方法，其特征在于，所述濃縮步驟中，所述濃縮方式為多效濃縮，所述凈化煙草提取液濃縮至20% 65%濃度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵步驟中，添加的微生物菌劑為所述提取液重量比例的O. 1% 10%，發(fā)酵環(huán)境溫度為25V 50°C，發(fā)酵PH值為4. 5 7. 5，發(fā)酵時間為I 7天。
8.如權(quán)利要求I至5任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述發(fā)酵步驟后進行的干燥步驟對所述液態(tài)有機肥進行干燥脫水，形成固態(tài)有機肥。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述干燥步驟中通過噴霧干燥、噴漿造粒的方式形成所述固態(tài)有機肥。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述凈化步驟中形成的固形物和所述固態(tài)有機肥按預定比例混合形成有機肥的步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種利用煙草提取液制造有機肥的方法，本發(fā)明可對煙草提取液進行廢物利用，將其制成有機肥，替代了目前投入大量設備對提取液進行降解處理的方式。本發(fā)明通過微生物菌劑在煙草提取液中進行發(fā)酵，最終形成的有機肥包含多種有機酸、肽類以及包括氮、磷、鉀在內(nèi)的豐富營養(yǎng)元素，可為農(nóng)作物提供全面的營養(yǎng)，利于植物的吸收，而且可增加和更新土壤有機質(zhì)，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性。同時，由于煙草提取液含有煙堿，煙堿具有殺蟲作用，本發(fā)明的處理過程使煙堿保留在最后生成的有機肥中，這樣也使有機肥具有殺蟲的功效。
文檔編號C05G3/04GK102924183SQ201210333128
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者王紹宗, 段煌, 王鴻銘 申請人:上海聚華科技股份有限公司