復(fù)合微生物分解活化褐煤腐殖酸的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合微生物分解活化褐煤腐殖酸的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]
褐煤屬于低階煤，含水量高、易風(fēng)化、易自燃，難以洗選儲存，且熱效率低，因此其工業(yè)應(yīng)用價值較低，開采和利用均受到很大限制。我國褐煤儲量超過I千億噸，占煤炭儲量的近13%、主要分布在內(nèi)蒙、云南和東北等地。腐殖酸是褐煤的主要成分，在褐煤中占主體地位，經(jīng)動植物遺骸經(jīng)微生物分解、轉(zhuǎn)化及地球億萬年地質(zhì)變動而形成的一大類有機物。腐殖酸主要有碳、氫、氧、氮、硫幾種元素組成，含有羥基、羧基、醌基、羰基、甲氧基等多種功能性基團，呈弱酸性、陽離子交換性、螯合性、吸附性以及膠體特性。根據(jù)腐殖酸在水溶液中的溶解性可以將其分為三大類:黃腐酸(Fulvic acid, FA)，可以溶于任何pH的水溶液；棕腐酸(Humic acid, HA)，僅溶于堿性溶液而不溶于酸性；黑腐酸(Humin)不溶于任何pH的水。三者之間的主要差別在于分子量分布范圍，黑腐酸最大，棕腐酸次之，黃腐酸最小。非活化的褐煤腐殖酸中黑腐酸占絕對優(yōu)勢，棕腐酸、黃腐酸占比很小，然而正是后兩者，尤其黃腐酸，在農(nóng)業(yè)方面具有非常顯著的功效，如改良土壤、促進作物生長、提高作物抗旱/抗病能力、緩釋增效農(nóng)藥、提高肥料養(yǎng)分利用率等。因此腐殖酸活化在其農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面具有非常重要的社會和經(jīng)濟效益。
[0003]褐煤腐殖酸分子由大量的芳香環(huán)，如苯環(huán)、稠苯環(huán)及其他雜環(huán)，各環(huán)之間由鍵橋相連，同時含有大量的羥基、羧基、羰基、酚羥基、酮基、磺酸基等功能性基團，具有較強的離子交換能力和吸附能力。目前褐煤腐殖酸活化通常采用化學(xué)法，包括苛性堿干法/濕法生產(chǎn)工藝、氨水/碳銨活化工藝、強酸氧化水解工藝、硫酸丙酮抽提工藝等，但上述方法均存在耗能巨大、污染嚴(yán)重、提取率低等問題(傳統(tǒng)苛化法用堿量達到15%-40% ;溫度90-120°C，提取時間8-10小時；強酸氧化法用算量達到15%-40% ;溫度85-95°C，提取時間4_8小時)，導(dǎo)致其生產(chǎn)受環(huán)保、成本等因素難以產(chǎn)業(yè)化推廣。微生物可以通過自身分泌到細(xì)胞外的各種生物活性物質(zhì)對褐煤腐殖酸進行降解，達到活化的目的，此過程也稱為褐煤的生物轉(zhuǎn)化，其作用機理主要由酶的分解作用、堿性代謝產(chǎn)物溶解、螯合型代謝產(chǎn)物溶解及表面活性劑促溶等幾大因素組成?；诖宋覀冮_發(fā)了一種利用復(fù)合微生物分解活化褐煤腐殖酸新工藝，在更為溫和的條件下對褐煤腐殖酸進行活化處理，顯著提升黃棕腐殖酸得率，并誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生促進作物生長、抗病的功能因子，顯著提升所活化腐殖酸的肥效，節(jié)能減排，因此具有廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種腐殖酸得率高，且生產(chǎn)成本低、廢水排放量少、生產(chǎn)條件溫和的復(fù)合微生物分解活化褐煤腐殖酸的工藝。
[0005]本發(fā)明的復(fù)合微生物分解活化褐煤腐殖酸的工藝，包括下述的步驟:
(1)將5-40份褐煤加入到緩沖液中；
(2)向緩沖液中加入30-60份復(fù)合微生物菌液，得提取體系；
(3)將0.1-5份復(fù)合酶制劑加入到步驟(2)中的提取體系中，得混合溶液；
(4)將混合溶液升溫至20-90°C，攪拌0.2-12小時；
(5)在步驟(4)中的混合溶液中加入1-10份離子交換劑，調(diào)節(jié)pH至2-14，并升溫至60-120。。，離子交換0.2-12小時；
(6)離心分離，得復(fù)合微生物活化腐殖酸，上述的份均指重量份數(shù)。
[0006]上述的緩沖液為:甘氨酸-鹽酸緩沖液、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液、乙酸-乙酸鈉緩沖液、磷酸氫二鉀-磷酸二氫鉀緩沖液、Tris-鹽酸緩沖液、硼砂-鹽酸緩沖液、氯化鉀-鹽酸緩沖液中的至少一種；
上述的緩沖液的濃度為0.01mol/L-lmol/Lo
[0007]優(yōu)選的，上述的緩沖液的濃度為0.05mol/L-0.5mol/L0
[0008]上述的復(fù)合微生物菌液中的菌種包括sub tills, bacillus pumilus,bacillus cereus， arthrobacter sp.， pseudomonas cepacia， Strep tomycesviri dosporus， Strep tomyces se tonii， Strep tomyces badius， Strep tomycesfIavovirensf actinosynnema sp.，nocardia sp.JS^hanerochaetechrysosporiurn,trame tesversicolor, polyporusversicolor, poria placen ta， cor1lusversicolor，絲狀真菌 paecilomyces tli, penicillium, mucor， aspergiIlusterricola，asp ergjIlusochaceusf cunning hame11 a sp.， pi eurotusflorida,p I euro tusos trea tus， pi euro tusca ju， pi euro tuseryngi i， tri choderma viri de，s tropharia sp.， canadida sp.中的至少兩種。
[0009]復(fù)合微生物菌液優(yōu)選的為40-50份。
[0010]復(fù)合酶制劑為酸性α-淀粉酶、酸性β-淀粉酶、酸性纖維素酶、酸性半纖維素酶、酸性木聚糖酶、酸性漆酶、酸性阿魏酸酯酶、酸性羧酸酯酶、酸性糊精水解酶、酸性幾丁質(zhì)酶、酸性殼聚糖酶、酸性果膠酶、酸性脂肪酶、酸性胃蛋白酶、酸性胰蛋白酶、酸性木瓜蛋白酶、酸性彈性蛋白酶、酸性核酸外切酶、酸性核酸內(nèi)切酶、堿性α -淀粉酶、堿性β -淀粉酶、堿性纖維素酶、堿性半纖維素酶、堿性木聚糖酶、堿性漆酶、堿性阿魏酸酯酶、堿性羧酸酯酶、糊精水解酶、堿性幾丁質(zhì)酶、堿性殼聚糖酶、堿性果膠酶、堿性脂肪酶、堿性磷酸酶、堿性胃蛋白酶、堿性胰蛋白酶、堿性木瓜蛋白酶、堿性彈性蛋白酶、堿性核酸外切酶、堿性核酸內(nèi)切酶中的至少兩種。
[0011]步驟(4)中將混合溶液升溫至30-90°C，攪拌1-12小時。
[0012]離子交換劑為十二烷基磺酸鈉、辛烷磺酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、肌醇六磷酸鈉、硼氫化鈉、對甲苯磺酸鈉、酒石酸鉀鈉、苯酚鈉、甲酸鈉、乙酸鈉、丙酸鈉、丙二酸鈉、草酸鈉、元明粉、亞硫酸鈉、硝酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氯化鈉、碘化鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、硅酸鈉、次氯酸鈉、硫化鈉、甲酸鉀、乙酸鉀、氟硼酸鉀、草酸鉀、檸檬酸鉀、亞甲基二磺酸鉀、十二烷基苯磺酸鉀、硫酸鉀、亞硫酸鉀、氯化鉀、碘化鉀、碳酸氫鉀、碳酸鉀、磷酸鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、硝酸鉀、硫化鉀、十二烷基三甲基溴化銨、甲酸銨、乙酸銨、硫酸銨、亞硫酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、氯化銨、磷酸一銨、磷酸二銨中的至少一種。
[0013]步驟(5)中，升溫至65-90°(:，離子交換0.5-12小時；pH優(yōu)選的調(diào)至3_13。
[0014]離心機為碟片式離心機，離心轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm。
[0015]更優(yōu)選的，離心轉(zhuǎn)速為3500-5500rpm。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于，采用復(fù)合微生物分解活化腐殖酸，所采用菌種均為農(nóng)用益生菌，在其分解活化腐殖酸時會分泌多種生物活性成分，顯著提升肥效，其活化腐殖酸效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)活化工藝；
本發(fā)明采用復(fù)合微生物分解活化腐殖酸，其溫度、PH、時間均低于傳統(tǒng)化學(xué)提取工藝，遠(yuǎn)高于相同生產(chǎn)成本條件下的酸堿活化法，且具有明顯的成本優(yōu)勢，可以顯著提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益；
與大量使用強酸、強堿的工藝相比，本發(fā)明的方法所產(chǎn)生的廢水、廢棄排放量顯著降低，對周圍環(huán)境基本零污染，符合我國環(huán)保政策和可持續(xù)發(fā)展方針；
本發(fā)明所采用復(fù)合微生物分解活化腐殖酸，最終產(chǎn)品中含有超過30-50億/克的活性益生菌，可直接用于生產(chǎn)生物有機肥或液體生物肥，其效果遠(yuǎn)優(yōu)于僅采用普通益生菌劑或腐殖酸為原料的相應(yīng)產(chǎn)品。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0018]實施例1
復(fù)合微生物分解活化褐煤腐殖酸的工藝，包括下述的步驟:
(1)將24份褐煤加入到緩沖液中；
(2)向緩沖液中加入45份復(fù)合微生物菌液，得提取體系；
(3)將1.2份復(fù)合酶制劑加入到步驟(2)中的提取體系中，得混合溶液；
(4)將混合溶液升溫至45°C，攪拌2小時；
(5)在步驟(4)中的混合溶液中加入6份離子交換劑，調(diào)節(jié)pH至9，并升溫至75°C，離子交換1.5小時；
(6)采用碟片式離心機離心分離，離心轉(zhuǎn)速為4500rpm，得復(fù)合微生物活化腐殖酸，如無特殊說明，本申請中的份均指重量份數(shù)。
[0019]緩沖液為:甘氨酸-鹽酸緩沖液、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液按比例1:1復(fù)配而成，緩沖液的濃度為0.25mol/L0
[0020]復(fù)合微生物菌液中的菌種為ac tinosynnema sp.， nocardia sp.、ple