一種含氨基酸水溶性粉末狀肥料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到肥料領(lǐng)域，特別涉及到一種含氨基酸水溶性粉末狀肥料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單元，作為機(jī)體內(nèi)第一營養(yǎng)要素的蛋白質(zhì)，它在食物營養(yǎng)中的作用是顯而易見的，但它在人體內(nèi)并不能直接被利用，而是通過變成氨基酸小分子后被利用的。另外氨基酸在調(diào)節(jié)身體機(jī)能平衡、促進(jìn)營養(yǎng)吸收、延緩衰老、美容養(yǎng)顏等發(fā)面都有顯著功效。隨著人們生活水平的日益改善，對(duì)自身健康及食品安全越來越重視，氨基酸以其顯著的功效被越來越多的人接受與服用。因此，最近10多年氨基酸市場(chǎng)需求都呈2位數(shù)增長(zhǎng)。市場(chǎng)的需求大大的刺激了氨基酸生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，特別是小品種氨基酸(非飼料氨基酸)，現(xiàn)年產(chǎn)銷量近10萬噸，產(chǎn)值100多億元。L-胱氨酸、L-酪氨酸、L-亮氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸等小品種單體氨基酸大都采用水解法生產(chǎn)，采用蛋白質(zhì)水解法分離提取單體氨基酸，每次水解產(chǎn)生各種氨基酸17種，現(xiàn)氨基酸生產(chǎn)企業(yè)最多提取其中7種，單種單體氨基酸最高提取90%，所有氨基酸綜合提取率只能達(dá)到33%左右。以羽毛水解為例，噸羽毛水解產(chǎn)生各種氨基酸總和約750kg，現(xiàn)氨基酸企業(yè)分離提取各種單體氨基酸總和不超過250kg，由此可以得出，氨基酸生產(chǎn)與加工過程中剩余的母液中含有200萬噸/年的混合氨基酸需要處理。水解發(fā)酵蛋白及其制備方法(CN101356949A)將生產(chǎn)氨基酸后的母液加入蛋白載體，烘干，制成蛋白飼料。但中國農(nóng)業(yè)部第1773號(hào)公告，《飼料原料目錄》第九類“陸生動(dòng)物產(chǎn)品及其副產(chǎn)品”中9.3.10,9.3.11酸解禽毛粉與酸解羽毛粉中特征描述要求“未經(jīng)提取氨基酸的”，該公告于2013年I月I日實(shí)施。顯然水解法生產(chǎn)氨基酸后的母液在2013年I月I日不能用在飼料原料。如何處理氨基酸生產(chǎn)與加工過程中的混合氨基酸母液，變廢為寶，中國農(nóng)業(yè)部2010年12月23日發(fā)布《含氨基酸水溶肥料》(NY1249-2010)，該標(biāo)準(zhǔn)于2011年2月I日實(shí)施，依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，可以將水解法提取單體氨基酸后的混合氨基酸母液制成中量元素肥與微量元素肥料。復(fù)合氨基酸生物液肥及其制法(CN103224425A)與一種含有復(fù)合氨基酸與微量元素的魚肥(CN103387441A)公開利用含氨基酸原料制成液態(tài)肥料，然液態(tài)肥在包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等方面要求較高，費(fèi)用較大，以包裝為例噸液態(tài)肥需要(農(nóng)用:100ml裝、200ml裝、500ml裝)費(fèi)用3000元一5000元。對(duì)價(jià)格本來就不高的農(nóng)資肥料市場(chǎng)，顯然難以接受。因此將富含氨基酸液體進(jìn)行固化是很有意義的，“利用胱氨酸廢液生產(chǎn)復(fù)合氨基酸營養(yǎng)粉作飼料添加劑”(武漢工業(yè)學(xué)院張開誠)對(duì)氨基酸液處理的方法是噴霧干燥，然而噴霧干燥能耗大，溫度高，混合氨基酸中部分氨基酸揮發(fā)分低、易分解，造成氣味大，對(duì)環(huán)境有一定影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種含氨基酸水溶性粉末狀肥料的制備方法，其目的一為:利用無水硫酸鎂在常溫下易于吸收溶液中的游離水的原理，將游離水鎖住，從而實(shí)現(xiàn)液態(tài)氨基酸螯合肥料的非加熱蒸發(fā)固化之目的；其目的二為:解決氨基酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的混合氨基酸母液難處理，易造成環(huán)境污染的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種含氨基酸水溶性粉末狀肥料的制備方法，其特征在于:所述制備方法按如下步驟進(jìn)行:
1、含有混合氨基酸母液的收集與處理:
A、母液的收集:將生產(chǎn)氨基酸后的蛋白質(zhì)水解液或分離L-胱氨酸、L-酪氨酸、L-亮氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸后的母液收集到脫色儲(chǔ)存容器中；
B、母液的處理:將收集到的母液用質(zhì)量百分比濃度為30%的濃鹽酸或液氨，將氨基酸母液的pH調(diào)節(jié)到4.5-9.0，再加入活性炭脫色，活性炭的加入量為Im3的氨基酸母液中加入Ikg的活性炭，脫色反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，用板框過濾去掉活性炭與不溶雜物；
2、脫色后的氨基酸母液與微量元素螯合反應(yīng):
首先分析測(cè)定氨基酸母液中氨基酸的含量，再往氨基酸母液中添加微量元素硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸鎂、硫酸錳、硼酸中的一種或幾種或全部，添加各種微量元素的混合比例不受限制，氨基酸總量與微量元素總量的添加比例為5:1，攪拌螯合60分鐘，獲得氨基酸螯合液；
3、液態(tài)氨基酸螯合液的濃縮:
將步驟(2)中獲得液態(tài)氨基酸螯合液用雙效蒸發(fā)器或三效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮，將溶液濃縮至溶液中的氨基酸的質(zhì)量百分比濃度為30-40%，此時(shí)所剩母液中固性物質(zhì)含量的質(zhì)量百分比濃度為60-70%，濃縮后形成的液體濃氨基酸螯合肥料的組分包括:氨基酸含量30-40%、微量螯合元素6-8%、銨鹽20-30%、水分30-40% ；
4、液體濃氨基酸螯合肥料的固化結(jié)晶:
將步驟(3)中所獲得的液體濃縮氨基酸螯合肥料注入大功率結(jié)晶攪拌容器中，在常溫常壓下加入無水硫酸鎂或一水硫酸鎂，其中加入無水硫酸鎂的總量與液體濃氨基酸螯合肥料中的水分重量相等，即無水硫酸鎂:水分等于1:1，加入一水硫酸鎂的總量為液體濃氨基酸螯合肥料中水分的重量的1.35倍，即一水硫酸鎂重量:水分重量等于1:1.35，攪拌混合90分鐘，獲得含氨基酸水溶性粉末狀肥料；
5、包裝:將步驟(4)獲得的成品肥料，按1kg/袋、20kg/袋或40kg/袋進(jìn)行包裝出廠。
[0005]本發(fā)明的積極效果為:
1、本發(fā)明的氨基酸水溶性粉末狀肥料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可操控性強(qiáng)，生產(chǎn)過程以無水硫酸鎂本身吸水與固水特性代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴霧干燥工藝；
2、該方法節(jié)能，目前每生產(chǎn)I噸單體氨基酸，產(chǎn)生35%左右的氨基酸廢液約5噸，如采用熱風(fēng)爐噴霧干燥，噸氨基酸液干燥需要加熱煤電費(fèi)用約150元，以湖北新生源生物股份有限公司為例，年產(chǎn)銷單體氨基酸10000噸以上，全部氨基酸液噴霧干燥需增加能源消耗750萬元/年；
3、節(jié)約設(shè)備投資，一套年處理5000m3 35%氨基酸母液熱風(fēng)爐帶干燥塔需投資100萬元，以湖北新生源為例完成處理50000萬噸/年的氨基酸液，需要投資1000萬元以上，而采用本工藝添加無水硫酸鎂攪拌結(jié)晶其裝置投資在300萬元以下；
4、不污染環(huán)境，采用添加污水硫酸鎂結(jié)晶工藝，都在常溫常壓下進(jìn)行，不產(chǎn)生溫室氣體及其他無組織氣味排放，采用熱風(fēng)爐噴霧干燥工藝，進(jìn)氣溫度在250°C以上，由于混合氨基酸中部分熔沸點(diǎn)較低，在噴霧干燥過程中，部分氨基酸揮發(fā)，產(chǎn)生一定氣味；
5、使用該方法可將廢液中氨基酸被全部利用，加工過程不產(chǎn)生損失，噴霧干燥過程中，氨基酸因?yàn)樽陨矸纸庖约安糠址蹓m隨氣流排出造成氨基酸約5%損失；
6、減少包裝成本、方便運(yùn)輸，液態(tài)氨基酸肥料采用瓶裝，噸產(chǎn)品包裝費(fèi)用需要3000元以上，而固體粉末氨基酸肥料采用覆膜編制袋包裝，噸產(chǎn)品包裝費(fèi)用在300元以下，卻在運(yùn)輸過程更為方便，用戶在使用與儲(chǔ)存過程更持久；
7、該方法中添加的吸水物料硫酸鎂本身也是農(nóng)作物、花草、苗木等所需要的營養(yǎng)元素。
【具體實(shí)施方式】
[0006]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0007]實(shí)施例一
1、含有混合氨基酸母液的收集與處理:取蛋白質(zhì)水解液100kg(約lm3)，注入到脫色儲(chǔ)存容器中，經(jīng)分析檢測(cè)得出所取母液中混合氨基酸的含量約為15%，在脫色儲(chǔ)存容器中加入Ikg活性炭反應(yīng)脫色，脫色反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，同時(shí)用液氨將母液的pH調(diào)節(jié)到4.5，然后用板框過濾掉活性炭和不溶雜物，獲得脫色后的母液。
[0008]2、脫色后的氨基酸母液與微量元素螯合反應(yīng):根據(jù)母液中氨基酸的含量，在脫色后的氨基酸母液中，加入硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸鎂、硫酸錳、硼酸中的一種或幾種或全部，往母液中添加各種微量元素的混合比例不受限制，微量元素添加總量為30kg，攪拌螯合60分鐘，獲得氨基酸螯合液，反應(yīng)中氨基酸總量與微量元素總量的比例為5:1 ;
3、液態(tài)氨基酸螯合液的濃縮:將步驟(2)中獲得液態(tài)氨基酸螯合液用雙效蒸發(fā)器或三效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮，將溶液濃縮至液體總重量為430kg，濃縮后液體氨基酸螯合肥料的組分包括:混合氨基酸含量150kg、添加螯合元素30kg、銨鹽100kg、水分150kg，獲得液體濃氨基酸螯合肥料