利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法技术

本发明专利技术涉及中药药渣的资源化利用技术领域，具体涉及利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，其包括过水洗、离心脱水、恒温低压水解、酶解和发酵等步骤。该方法解决了目前中药渣制备成生物肥料的周期长，发酵不彻底以及肥料二次污染的问题，该方法所制备的生物肥料起到药肥兼顾的作用，真正做到植物中药渣全部被吸收利用。

Preparation of bio fertilizer from waste of traditional Chinese medicine containing fat, saponin and protein

【技术实现步骤摘要】
利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法
本专利技术涉及中药药渣的资源化利用
，具体涉及利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法。
技术介绍
植物中药制剂的提取是中药的核心部分，中药制剂的工业化提取显得尤为重要。我国中药提取行业规模大，中药渣是中药制药过程中产生的固体废弃物，每年的产量高达数百万吨，中药渣中含有纤维素、半纤维素、木质素、脂肪、蛋白以及药物活性组分等物质，大量的中药渣如果不进行处理直接丢弃，尤其在高温潮湿的地方，很容易酸败变质，严重影响周边环境的安全，还会造成巨大的浪费。如能将中药渣加以资源化利用，可以改善中药提取企业面临的废弃物困境，还能变废为宝。因此探索中药药渣的高值利用，开发具有高附加值的资源性产品极具研究意义与研究价值。现有技术中，中药渣主要采用堆放发酵的方法处理，其缺陷是：(1)发酵不彻底，营养未能彻底释放，只能将药渣中的部分纤维素，脂肪分解成小分子的碳源、氨基酸及脂肪酸等，发酵后外观上还是有很多药渣，木质素纤维降解率基本上维持在30％左右；(2)诸如木质素纤维类秸秆还田的模式中，植物药材在生长过程中的病害，很容易通过施肥的方式重新传播到土壤中；(3)发酵时间长，至少一个月左右，导致生产周期过长；(2)中药渣消毒后发酵不实际，而且杂菌率高。故，现有的中药渣处理方法难以解决资源化综合利用的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，以解决目前中药渣制备成生物肥料的周期长，发酵不彻底以及肥料二次污染的问题，该方法所制备的生物肥料起到药肥兼顾的作用，真正做到植物中药渣全部被吸收利用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：提供利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，包括以下步骤：利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、离心脱水：将中药渣依次经过水洗、离心脱水，得到离心液，备用；步骤二、恒温低压水解：向离心后的中药渣中加入低浓度的无机酸或有机酸作为催化剂，并在水解罐内进行恒温低压水解，控制压力为0.1～0.15MPa(0.13)，恒定温度为85～95℃(90)，水解时间为7.5～8.5h；步骤三、酶解：向水解后的水解料(即余渣)中加入复合酶制剂，在45～55℃下进行酶解；步骤四、发酵：将酶解后的酶解液投入发酵罐，并接种复合微生物以及补充营养料进行发酵，控制发酵过程的pH为6.8～7.2，温度为30～33℃，搅拌转速为180～220rmp，发酵72h后停止发酵，得到发酵液；步骤五、制备生物肥料将步骤四的发酵液与步骤一的离心液充分混合后得到混合液，然后添加一定量的氮、磷、钾，即得到生物肥料。虽然现有的中药渣提取工艺提取了大部分的有效成分，但是还有约30％的有效成分留在药渣中，本专利技术的步骤一中，采用水洗后离心脱水能将药渣残体内部中的药液离心出来，这样药渣残体内外的有效药液就进入到水中。而离心脱水后的中药渣内木质素含量非常大，如果直接投放微生物发酵，分解时间长不彻底，小分子营养物少，肥效差，因此，本专利技术在步骤二中采用恒温低压水解，用稀硫酸做催化剂，并严格控制水解条件，从而使80％左右的木质纤维素彻底降解成为小分子糖类碳源；同时原有植物中的病原全部杀灭掉，完全避免了病害传播。经过水解后的余渣经过步骤三再进一步酶解，即投入复合酶制剂进行酶解腐熟，中药渣彻底分解为小分子营养物质，基本上没有剩余渣料，这些小分子营养物质很容易被植物吸收，是很好的肥料营养组成，下一步发酵提供碳源及为植物生长提供碳源、氮源及磷元素等营养；酶解后再经过步骤四发酵一段时间，形成最后的代谢产物氨基酸、小肽和小分子碳源多糖，使最后的药渣被全部分解掉，发酵过程中补充调配氮、磷、钾形成初级生物复合肥。发酵72小时镜检，记录镜检菌数，测量Ph，闻气味，肉眼在比色板上观测颜色，发酵第7天时镜检菌数，测量Ph，菌总数在2亿/ml，Ph值在4.0以下时，气温与原未发酵气温有很大区别，含有微臭的酸香味，最后将发酵液与步骤一的离心液混和，并添加氮磷钾后混合包装，成为药与肥兼顾的生物肥料。优选的，步骤一中，离心转速为3800～4200rmp，这样能够使药渣中的90％的液体部分被离心出，得到的离心液与后续的发酵液一起备用。优选的，步骤二中，所述催化剂为质量浓度为18～22％的稀硫酸溶液，加入所述稀硫酸溶液使水解药渣中的水分体积百分比为55～65％，稀硫酸作为催化剂在一定温度下能加快植物药渣中的木质纤维素高分子被裂解成小分子碳源短链的速度。优选的，步骤三中，复合酶制剂包括碱性蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶，所述复合酶制剂的用量为450～550g/t水解料。其中：碱性蛋白酶可将中药渣中的蛋白质酶解成为氨基酸和小肽；脂肪酶将中药渣中的脂肪酶解成为脂肪酸及酯酸等有机酸类；淀粉酶能将植物中药渣中的淀粉类酶解成为部分还原糖(如葡萄糖、麦芽糖等)；半纤维素酶和纤维素酶能将植物中药渣中的木质纤维素酶解成为葡萄糖；果胶酶能将植物中药渣中的果胶分解生成半乳糖醛酸和寡聚半乳糖酸，不饱和半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸等。这些小分子营养物质能很容易被植物吸收，是很好的肥料营养组成。优选的，步骤四中，所述复合微生物包括分解蛋白质的芽孢杆菌，分解淀粉的芽孢杆菌、分解纤维素的芽孢杆菌及分解半纤维素的芽孢杆菌，所述复合微生物的接种量为4.5～5.5％。优选的，步骤四中，按发酵液质量百分比计算，所述营养料由以下原料组成：磷酸二氢钾0.8～1.3％、氯化钠0.4～0.6％、硫酸镁0.0008～0.0015％和氯化钙0.015～0.025％。优选的，步骤五中，氮、磷、钾的总添加量占混合液总质量的4～6％。本专利技术的有益效果：本专利技术的利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，依次经过水洗、离心脱水、恒温低压水解、酶解和发酵步骤，与现有技术相比，具有以下优点：(1)本专利技术采用水洗和离心挤压能将中药渣中吸附在药渣体内及外表的药液比较彻底地脱离中药渣，收集的离心液后续与发酵液混合，离心液中含有中药有效成分，包括蛋白质，氨基酸，淀粉，多糖，有机酸及微量元素类，在实际应用中起到治疗和预防作用；(2)本专利技术经过水洗离心后的药渣，基本上以木质素为主，其自然界分解率极低，本专利技术的步骤二采用恒温低压水解技术，并添加低浓度的稀硫酸做催化剂，将步骤一水洗离心后的中药渣(含有大量木质素)进行低压恒温水解，并严格控制水解条件，经过水解后，近90％的药渣中的木质素被彻底分解，这样大大节省了中药渣木质素的分解时间；相比传统的微生物单独发酵工艺，单独发酵的中药渣木质素的发酵时间至少20多天，并且这种发酵只能降解30％左右的木质素，剩余的木质素还是得不到分解，而本专利技术的低压恒温催化水解降解彻底，效率得到大大提高，这是目前传统木质素发酵无可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一、离心脱水：/n将中药渣依次经过水洗、离心脱水，得到离心液，备用；/n步骤二、恒温低压水解：/n向离心后的中药渣中加入低浓度的无机酸或有机酸作为催化剂，并在水解罐内进行恒温低压水解，控制压力为0.1～0.15MPa，恒定温度为85～95℃，水解时间为7.5～8.5h；/n步骤三、酶解：/n向水解后的水解料中加入复合酶制剂，在45～55℃下进行酶解；/n步骤四、发酵：/n将酶解后的酶解液投入发酵罐，并接种复合微生物以及补充营养料进行发酵，控制发酵过程的pH为6.8～7.2，温度为30～33℃，搅拌转速为180～220rmp，发酵72h后停止发酵，得到发酵液；/n步骤五、制备生物肥料/n将步骤四的发酵液与步骤一的离心液充分混合后得到混合液，然后添加一定量的氮、磷、钾，即得到生物肥料。/n

【技术特征摘要】
1.利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、离心脱水：
将中药渣依次经过水洗、离心脱水，得到离心液，备用；
步骤二、恒温低压水解：
向离心后的中药渣中加入低浓度的无机酸或有机酸作为催化剂，并在水解罐内进行恒温低压水解，控制压力为0.1～0.15MPa，恒定温度为85～95℃，水解时间为7.5～8.5h；
步骤三、酶解：
向水解后的水解料中加入复合酶制剂，在45～55℃下进行酶解；
步骤四、发酵：
将酶解后的酶解液投入发酵罐，并接种复合微生物以及补充营养料进行发酵，控制发酵过程的pH为6.8～7.2，温度为30～33℃，搅拌转速为180～220rmp，发酵72h后停止发酵，得到发酵液；
步骤五、制备生物肥料
将步骤四的发酵液与步骤一的离心液充分混合后得到混合液，然后添加一定量的氮、磷、钾，即得到生物肥料。


2.根据权利要求1所述的利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，其特征在于：步骤一中，离心转速为3800～4200rmp。


3.根据权利要求1所述的利用含脂肪、皂甙及蛋白类中药渣废弃物制备生物肥料的方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永青，刘晶，黄文文，
申请(专利权)人：广州日日红水环境处理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44