專利名稱：堆肥促進菌制劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵，特別實指一種堆肥促進菌制劑的制備方法。
背景技術：
在有機肥大量需要的今天，將雞糞、污泥和生活垃圾經(jīng)過堆肥化，轉(zhuǎn)化成有機肥是 發(fā)展趨勢。但是，在自然堆肥化過程中往往需要1-3個月，不僅完全腐熟需時長而且不斷散 發(fā)出惡臭，污染周邊的環(huán)境。為了改變這種現(xiàn)狀，利用能降解含氨(胺)的菌群，把產(chǎn)生惡 臭的物質(zhì)降解除去，同時在堆肥化過程的各階段(室溫_中溫-高溫)，細菌與真菌配合促 進好氧發(fā)酵過程，即腐熟化的完成。在堆肥化過程完成后有效活菌數(shù)仍然有l(wèi)X108cfu/g。 采用細菌-真菌配合促進雞糞、污泥和垃圾堆肥化的菌制劑及其高密度、高活性的生產(chǎn)工 藝還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高密度、高活性的堆肥促進菌制劑的制備方法。本發(fā)明的整體技術構(gòu)思是堆肥促進菌制劑的制備方法，包括發(fā)酵步驟，是將堆肥促進菌制劑的生產(chǎn)菌種接 種于含有碳源、氮源、無機鹽和水的無菌培養(yǎng)基中進行發(fā)酵，所述的發(fā)酵過程是在溫度為 28-30°C、pH值為7. 2-7. 6的條件下進行的需氧發(fā)酵，生產(chǎn)菌種選用枯草芽孢桿菌枯草芽孢 桿菌 ACCC11061 (Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌 AS1. 520 (Bacilluslicheniformis)、 沼澤紅假單胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、釀酒酵母ACCC2. 1793(Saccha romycescerevisiae)和熱帶假絲酵母 ACCC 2006 (Candida tropicalis)的等質(zhì)量混合物， 對發(fā)酵終產(chǎn)物吸附、固定化于載體上制成堆肥促進菌制劑。本發(fā)明中所涉及的具體的工藝步驟和工藝參數(shù)是本發(fā)明中的生產(chǎn)菌種購于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，顯而 易見的是，也可選用其他菌種生產(chǎn)單位生產(chǎn)的上述菌種，并不脫離本發(fā)明的實質(zhì)。無菌培養(yǎng)基以可溶性淀粉培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，其中碳源選用玉米粉或可溶性淀 粉中的一種，氮源選自可溶性淀粉與硝酸鹽的混合或玉米粉與硝酸鹽的混合中的一種。無菌培養(yǎng)基中還添加占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5%的腐殖酸。所述的發(fā)酵過程包括下列工藝步驟A、將保存的斜面菌種活化后，分別經(jīng)搖瓶擴大培養(yǎng)制成一級種子；B、將A步驟中制備的一級種子進行等質(zhì)量混配，對混配后的種子液進行二級擴大 培養(yǎng)制成二級種子；C、將B步驟中制備的二級種子接于三級擴大培養(yǎng)液發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為 5% -10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行需氧發(fā)酵制成發(fā)酵終產(chǎn)物；其中步驟B的發(fā)酵培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中的可溶性淀粉采 用等質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5%的腐殖酸；發(fā)酵過程中培養(yǎng)溫度為28-30°C、pH值為7. 2-7. 6、發(fā)酵時間為12-24小時、通風量為6_8升/分鐘、攪 拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。所述的A步驟一級種子的制備過程中的培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的 PH值為7. 0-7.6 ；培養(yǎng)條件為溫度為28-30°C、發(fā)酵時間為12-24小時，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘。所述的A步驟中的培養(yǎng)基的滅菌條件是壓力為0. 1兆帕、溫度為121°C、時間 20-30分鐘。所述的B步驟中的二級擴大培養(yǎng)培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中 的可溶性淀粉采用等質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5 %的腐殖 酸；發(fā)酵過程中培養(yǎng)溫度為28-30°C、pH值為7. 2-7. 6、發(fā)酵時間為12-24小時、通風 量為6-8升/分鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。為能給所培養(yǎng)的菌群提供一定的營養(yǎng)成分，還由于其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較大的比表 面積，所以能在單位體積內(nèi)附著、吸附固定化較多的菌體。優(yōu)選的實施方案是，所述的載體 選用占發(fā)酵終產(chǎn)物總質(zhì)量4-5倍的腐殖酸。為減少菌群的耗氧，增加保質(zhì)期，防止污染。優(yōu)選的實施方案是將吸附、固定化于 腐殖酸上制成的堆肥促進菌制劑密封包裝。其中更為優(yōu)選的技術方案是密封包裝是將堆肥 菌制劑密封于內(nèi)襯聚乙烯的包裝袋內(nèi)。本發(fā)明中各個反應步驟中培養(yǎng)基的滅菌采用常規(guī)滅菌方法，即壓力為0. 1兆帕， 溫度為121°C，滅菌時間為20-30分鐘。本發(fā)明所取得的實質(zhì)性特點和顯著的技術進步在于1、在二次培養(yǎng)時采用以可溶性淀粉培養(yǎng)基為主的培養(yǎng)基對混合后的菌種實現(xiàn)培 養(yǎng)，大大降低了成本，縮短了發(fā)酵周期，提高了設備利用效率。2、經(jīng)檢測，將發(fā)酵終產(chǎn)物(復合菌)固定化于腐殖酸上，每克菌制劑的有效菌菌落 數(shù)(cfu)可高達10個億以上(即1-5X 109cfu/g)，至今還未見如此高含菌量菌制劑的報道。 腐殖酸不僅能為所培養(yǎng)菌提供一些營養(yǎng)成分，還由于其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積，所 以能在單位體積內(nèi)附著、吸附固定化較多的菌體。因此，一定量的有效菌菌劑一旦均勻加入 堆肥物料中就可以很快形成優(yōu)勢菌群，發(fā)揮除臭、促進堆肥過程的作用。3、因堆肥物料中的惡臭組分成分復雜，單一的菌或少量的菌是難以完全降解的。 惡臭組分的完全降解必須由多種微生物產(chǎn)生多種酶才能最終降解為水和二氧化碳。尤其是 難降解的多環(huán)芳烴，必須由細菌產(chǎn)生的雙加氧酶和真菌產(chǎn)生的單加氧酶作用才能開環(huán)，否 則多環(huán)芳烴就很難開始降解。由于本發(fā)明采用多種菌種進行混合發(fā)酵，可有效實現(xiàn)對堆肥 過程中的惡臭組分進行降解，降低臭味的濃度。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但不作為對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的保 護范圍以權利要求記載的內(nèi)容為準。實施例1堆肥促進菌制劑的制備方法，包括發(fā)酵步驟，是將堆肥促進菌制劑的生產(chǎn)菌種接種于含有碳源、氮源、無機鹽和水的無菌培養(yǎng)基中進行發(fā)酵，所述的發(fā)酵過程是在溫度為 28-30°C、pH值為7. 2-7. 6的條件下進行的需氧發(fā)酵，生產(chǎn)菌種選用枯草芽孢桿菌枯草芽孢 桿菌 ACCC11061 (Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌 AS1. 520 (Bacilluslicheniformis)、 沼澤紅假單胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、釀酒酵母ACCC2. 1793(Saccha romycescerevisiae)和熱帶假絲酵母 ACCC 2006 (Candida tropicalis)的等質(zhì)量混合物， 對發(fā)酵終產(chǎn)物吸附、固定化于載體上制成堆肥促進菌制劑。上述生產(chǎn)菌種購于中國科學院 微生物所菌種保藏中心。本實施例中所涉及的具體的工藝步驟和工藝參數(shù)是無菌培養(yǎng)基以可溶性淀粉培 養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，其中碳源選用玉米粉或可溶性淀粉中的一種，氮源選自可溶性淀粉與 硝酸鹽的混合或玉米粉與硝酸鹽的混合中的一種。無菌培養(yǎng)基中還添加占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5%的腐殖酸。所述的發(fā)酵過程包括下列工藝步驟A、將保存的斜面菌種活化后，分別經(jīng)搖瓶擴大培養(yǎng)制成一級種子；B、將A步驟中制備的一級種子進行等質(zhì)量混配，對混配后的種子液進行二級擴大 培養(yǎng)制成二級種子；C、將B步驟中制備的二級種子接于三級擴大培養(yǎng)液發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為 5% -10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行需氧發(fā)酵制成發(fā)酵終產(chǎn)物；其中步驟B的發(fā)酵培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中的可溶性淀粉采 用等質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.5%的腐殖酸；發(fā)酵過程中 培養(yǎng)溫度為30°C、pH值為7. 2，發(fā)酵時間15小時，通風量為7升/分鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn) /分鐘。所述的A步驟一級種子的制備過程中的培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的 pH值為7. 2 ；培養(yǎng)條件為溫度為28°C、發(fā)酵時間20小時，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘。所述的A步驟中的培養(yǎng)基的滅菌條件是壓力為0. IMPa、溫度為121°C、時間 20-30分鐘。所述的B步驟中的二級擴大培養(yǎng)培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中 的可溶性淀粉采用等質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5 %的腐殖 酸；發(fā)酵過程中培養(yǎng)溫度為30°C、pH值為7. 2、發(fā)酵時間為15小時、通風量為7升/分 鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。所述的載體選用占發(fā)酵終產(chǎn)物總質(zhì)量5倍的腐殖酸。將吸附、固定化于腐殖酸上制成的堆肥促進菌制劑密封包裝，密封包裝是將堆肥 菌制劑密封于內(nèi)襯聚乙烯的包裝袋內(nèi)。實施例2堆肥促進菌制劑的制備方法，包括發(fā)酵步驟，是將堆肥促進菌制劑的生產(chǎn)菌 種接種于含有碳源、氮源、無機鹽和水的無菌培養(yǎng)基中進行發(fā)酵，所述的發(fā)酵過程是在 溫度為28-30°C、pH值為7. 6的條件下進行的需氧發(fā)酵，生產(chǎn)菌種選用枯草芽孢桿菌 ACCC11061 (Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌 AS1. 520 (Bacilluslicheniformis)、 沼澤紅假單胞菌 ATCC33872 (Rhodopseudomonas palustris)、釀酒酵母ACCC2. 1793(Saccharomyces cerevisiae)和熱帶假絲酵母 ACCC 2006(Candida tropicaiis)。本實施例中所涉及的具體的工藝步驟和工藝參數(shù)是無菌培養(yǎng)基以可溶性淀粉培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，其中碳源選用玉米粉或可溶性淀 粉中的一種，氮源選自可溶性淀粉與硝酸鹽的混合或玉米粉與硝酸鹽的混合中的一種。無菌培養(yǎng)基中還添加占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5%的腐殖酸。所述的發(fā)酵過程包括下列工藝步驟A、將保存的斜面菌種活化后，分別經(jīng)搖瓶擴大培養(yǎng)制成一級種子；B、將A步驟中制備的一級種子進行等質(zhì)量混配，對混配后的種子液進行二級擴大 培養(yǎng)制成二級種子；C、將B步驟中制備的二級種子接于三級擴大培養(yǎng)液發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為 5% -10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行需氧發(fā)酵制成發(fā)酵終產(chǎn)物；其中步驟B的發(fā)酵培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中的可溶性淀粉采 用等質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.5%的腐殖酸；發(fā)酵過程中 培養(yǎng)溫度為30°C、pH值為7. 6、發(fā)酵時間為12小時、通風量為7升/分鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為200 轉(zhuǎn)/分鐘。所述的A步驟一級種子的制備過程中的培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的 PH值為7. 0-7. 2 ；培養(yǎng)條件為溫度為30°C、發(fā)酵時間為12小時，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘。所述的A步驟中的培養(yǎng)基的滅菌條件是壓力為0. 1兆帕、溫度為121°C、時間30 分鐘。所述的B步驟中的二級擴大培養(yǎng)培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中 的可溶性淀粉采用等質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5 %的腐殖 酸；發(fā)酵過程中培養(yǎng)溫度為30°C、pH值為7. 6、發(fā)酵時間為12小時、通風量為8升/分 鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。所述的載體選用占發(fā)酵終產(chǎn)物總質(zhì)量4倍的腐殖酸。將吸附、固定化于腐殖酸上制成的堆肥促進菌制劑密封包裝，密封包裝是將堆肥 菌制劑密封于內(nèi)襯聚乙烯的包裝袋內(nèi)。
權利要求
堆肥促進菌制劑的制備方法，包括發(fā)酵步驟，是將堆肥促進菌制劑的生產(chǎn)菌種接種于含有碳源、氮源、無機鹽和水的無菌培養(yǎng)基中進行發(fā)酵，其特征在于所述的發(fā)酵過程是在溫度為28-30℃、pH值為7.2-7.6的條件下進行的需氧發(fā)酵，生產(chǎn)菌種選用枯草芽孢桿菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼澤紅假單胞菌ATCC33872(Rhodopseudomonas palustris)、釀酒酵母ACCC2.1793(Saccharomycescerevisiae)和熱帶假絲酵母ACCC 2006(Candida tropicalis)的等質(zhì)量混合物，對發(fā)酵終產(chǎn)物吸附、固定化于載體上制成堆肥促進菌制劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的無菌培養(yǎng)基 以可溶性淀粉培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，其中碳源選用玉米粉或可溶性淀粉中的一種，氮源選 自可溶性淀粉與硝酸鹽的混合或玉米粉與硝酸鹽的混合中的一種。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的無菌培 養(yǎng)基中還添加占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5%的腐殖酸。
4.根據(jù)權利要求1所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的發(fā)酵過程包 括下列工藝步驟A、將保存的斜面菌種活化后，分別經(jīng)搖瓶擴大培養(yǎng)制成一級種子；B、將A步驟中制備的一級種子進行等質(zhì)量混配，對混配后的種子液進行二級擴大培養(yǎng) 制成二級種子；C、將B步驟中制備的二級種子接于三級擴大培養(yǎng)液發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為5%-10% 的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行需氧發(fā)酵制成發(fā)酵終產(chǎn)物；其中步驟B的發(fā)酵培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中的可溶性淀粉采用等 質(zhì)量的玉米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.5%的腐殖酸；發(fā)酵過程中培養(yǎng) 溫度為28-30°C、pH值7. 2-7. 6、發(fā)酵時間12-24小時，通風量為6_8升/分鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為 200轉(zhuǎn)/分鐘。
5.根據(jù)權利要求4所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的A步驟一級 種子的制備過程中的培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的PH值7. 0-7. 6 ；培養(yǎng)條件為 溫度為28-30°C、發(fā)酵時間12-24小時，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘。
6.根據(jù)權利要求4所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的A、B、C步驟 中的培養(yǎng)基的滅菌條件是壓力為0. 1兆帕、溫度為121°C、時間20-30分鐘。
7.根據(jù)權利要求4所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的B步驟中的 二級擴大培養(yǎng)培養(yǎng)基采用可溶性淀粉培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基中的可溶性淀粉采用等質(zhì)量的玉 米粉替代，發(fā)酵培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0. 5%的腐殖酸；發(fā)酵過程中培養(yǎng)溫度為28-30°C、pH值為7. 2-7. 6、發(fā)酵時間12-24小時，通風量為6_8 升/分鐘、攪拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。
8.根據(jù)權利要求1所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的載體選用占 發(fā)酵終產(chǎn)物總質(zhì)量4-5倍的腐殖酸。
9.根據(jù)權利要求1或8所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于將吸附、固定化 于腐殖酸上制成的堆肥促進菌制劑密封包裝。
10.根據(jù)權利要求9所述的堆肥促進菌制劑的制備方法，其特征在于所述的密封包裝 是將堆肥菌制劑密封于內(nèi)襯聚乙烯的包裝袋內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵，特別是指一種堆肥促進菌制劑的制備方法。包括發(fā)酵步驟，是將堆肥促進菌制劑的生產(chǎn)菌種接種于含有碳源、氮源、無機鹽和水的無菌培養(yǎng)基中進行發(fā)酵，發(fā)酵過程是在溫度為28-30℃、p小時值7.2-7.6的條件下進行的需氧發(fā)酵，生產(chǎn)菌種選用枯草芽孢桿菌ACCC11061(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌AS1.520(Bacilluslicheniformis)、沼澤紅假單胞菌ATCC 33872(Rhodopseudomonas palustris)、釀酒酵母ACCC2.1793(Saccharomyces cerevisiae)和熱帶假絲酵母ACCC 2006(Candidatropicalis)的等質(zhì)量混合物，對發(fā)酵終產(chǎn)物吸附、固定化于載體上制成堆肥促進菌制劑。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術存在的自然堆肥耗時長、惡臭大、對環(huán)境污染嚴重等不足，具有生產(chǎn)成本低、發(fā)酵周期短、菌群密度高，可有效實現(xiàn)對堆肥過程中的惡臭組分進行降解，降低臭味的濃度等優(yōu)點。
文檔編號C12R1/01GK101857839SQ20101016470
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權日2010年5月7日
發(fā)明者劉志軍, 劉明, 劉闊, 張清敏, 李碩, 齊建超 申請人:石家莊金太陽生物有機肥有限公司