申请日2016.12.31
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C05G1/00
摘要
本发明公开了谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，其特征在于由以下原料组成：谷氨酸发酵废液、丙烯酸烯丙酯、磷酸钾、硝酸钾、磷酸铵。主要步骤是经谷氨酸发酵废液多效蒸发浓缩、提取菌体蛋白、多效浓缩、低温喷雾流化造粒(加入无机成分)、筛分冷却成为生物发酵复混肥成品。用本方法可克服喷浆造粒工艺有机质成分在高温下焦化分解，造成对大气的二次污染和炭化物对土壤的污染隐患。为有机废水零排放走出了一条创新之路。
权利要求书
1.谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥其特征在于由以下原料组成：谷氨酸发酵废液、丙烯酸烯丙酯、磷酸钾、硝酸钾、磷酸铵。
2.根据权利要求1所述的谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥其特征在于由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液20-30%、丙烯酸烯丙酯10-20%、磷酸钾10-20%、硝酸钾15-25%、磷酸铵20-30%。
3.根据权利要求1所述的谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥其特征在于优选由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液28%、丙烯酸烯丙酯18%、磷酸钾15%、硝酸钾18%、磷酸铵21%。
4.根据权利要求1所述的谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，其特征在于具体步骤为：
步骤一、将提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液装入多效浓缩蒸发器浓缩，体积缩小，使之成浓缩谷氨酸废液，其固形物含量达到40%～ 50% (w/w) ;
步骤二、将含氮、磷、钾的无机成分物质溶入上述提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液中制成饱和溶液;
步骤三、将步骤一制得的浓缩谷氨酸废液与步骤二制得的饱和溶液混合成混合料浆溶液，其各占重量百分比为，步骤一制得的浓缩谷氨酸废液75-90%，步骤二制得的饱和溶液10-25%;
步骤四、将混合料浆溶液装进喷雾流化造粒设备，饱和蒸汽对喷雾流化造粒设备的内置加热器进行加热，同时通入190±20℃的热空气进行连续喷雾流化造粒，使之成为颗粒状，制成颗粒状生物发酵复混肥，最后筛分冷却成合格产品。将不合格产品粉碎后作为种晶返回喷雾流化造粒设备进行造粒。
说明书
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法
技术领域
本发明涉及农业复混肥制造领域，特别是指利用谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法。
背景技术
目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。
目前，谷氨酸发酵生产企业大多数通过生物发酵法制取谷氨酸，与氢氧化钠或碳酸钠反应生成谷氨酸一钠( 味精)。主要工艺流程为：淀粉→葡萄糖→ ( 生物发酵法) →谷氨酸→ ( 精制) →谷氨酸一钠( 味精)。发酵液提取谷氨酸成为发酵废液，发酵废液中含大量菌体、多种发酵中间体及微量元素。从发酵废液中提取菌体蛋白后，其溶液的PH 在1.7 ～ 3 ～ 3.5 之间，CODcr浓度20000mg/L 左右，氨氮浓度约8000mg/L 左右，SO42- 浓度在18000mg/L，这种废水一方面含有大量的有机物( 残糖、脂肪、蛋白质)、氨基酸和作物可以直接利用的无机营养物，无机物主要成分硫酸铵;另一方面含有磷、钾、钙、镁等微量元素。若任意排放，势必严重污染环境。如果当成废水进行治理，由于浓度高，一般生物治理方法难以处理，即使处理起来投资太大，运行费用也太高，不符合当前节能减排，提倡发展循环经济的要求。国内外谷氨酸生产厂家大多采用喷浆造粒技术生产生物发酵( 有机- 无机复混) 肥的方法来处理此废液，并且必须对尾气进行治理。其工艺具有以下不足：
1、大量有机质在高温下焦化分解，造成对大气的二次污染和炭化物对土壤的污染喷浆造粒是在造粒机内，将浓缩废液在500℃～ 600℃的高温热空气下喷成雾滴，瞬间蒸发成固体颗粒状。但在蒸发大量水蒸汽的过程中，发酵废液中的有机物在高温条件下焦化分解，形成难扩散的烟气，并且有明显的臭味和焦糊味道，造成空气的严重污染。另外在500℃～600℃高温下制成的肥料存在对土壤的污染隐患。因为在500℃～ 600℃高温下，料浆中的水溶性物质易发生缩合化学反应形成的“高温化学健”，经“高温喷浆造粒”后，原本水溶性物质发生了热化学反应转变成为水不溶性或难溶性物质，施入土壤微生物也难以分解，对土壤也存在污染隐患。在当今环保要求的压力下，高温喷浆造粒对大气造成的二次污染和对土壤的污染隐患将严重制约谷氨酸发酵工厂的发展。
2、肥料不易达标在高温喷浆造粒形成肥料的过程中，是将浓缩发酵废液直接喷成雾滴状，在高温的条件下，烘干雾滴中的水分形成固形物，此工艺获得的肥料比较单一，只能是发酵废液中的物质，不宜改变其组成成分。肥料行业具有国家标准，通过“高温喷浆造粒”制成的生物发酵( 有机- 无机复混) 肥难以达到肥料行业的标准。
3、能耗较大
“高温喷浆造粒”是通过高温热风顺流将浓缩发酵废液中的水分全部蒸发掉，浓缩发酵废液的含水量为50%～ 60% (w/w)，其热能消耗巨大。
4、设备投资大、有机废气治理难度大“高温喷浆造粒”通过高压气体使浓缩发酵废液在喷浆造粒机中形成雾状，并通过高温热空气烘干雾滴中水分的过程，对喷浆量有严格的限定，必须喷浆造粒设备数量足够时，才能满足处理发酵废液的要求。而且为了降低喷浆尾气温度，需大量的冷却水进行冷却，并对冷却后的低温烟气采用等离子、电除雾、静电场、生物治理等技术对尾气进行治理。这些治理设施不仅投资大而且寿命短，治理仍然不彻底，给企业增加了经济负担。
由于“高温喷浆造粒”工艺以上的缺点，特别是尾气的二次污染和对土壤的污染隐患，已严重制约着谷氨酸发酵工厂的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种产物肥力好、生态环保的谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法。
具体的，本发明所采用的原料如下：谷氨酸发酵废液、丙烯酸烯丙酯、磷酸钾、硝酸钾、磷酸铵。
上述谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液20-30%、丙烯酸烯丙酯10-20%、磷酸钾10-20%、硝酸钾15-25%、磷酸铵20-30%。
作为优选，由以下重量百分数组成：谷氨酸发酵废液28%、丙烯酸烯丙酯18%、磷酸钾15%、硝酸钾18%、磷酸铵21%。
本发明要解决的技术问题由如下方案来实现：谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，具体步骤为：
步骤一、将提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液装入多效浓缩蒸发器浓缩，体积缩小，使之成浓缩谷氨酸废液，其固形物含量达到40%～ 50% (w/w) ;
步骤二、将丙烯酸烯丙酯、磷酸钾、硝酸钾、磷酸铵溶入上述提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液中制成饱和溶液;
步骤三、将步骤一制得的浓缩谷氨酸废液与步骤二制得的饱和溶液混合成混合料浆溶液，其各占重量百分比为，步骤一制得的浓缩谷氨酸废液75-90%，步骤二制得的饱和溶液10-25%;
步骤四、将混合料浆溶液装进喷雾流化造粒设备，饱和蒸汽对喷雾流化造粒设备的内置加热器进行加热，同时通入190±20℃的热空气进行连续喷雾流化造粒，使之成为颗粒状，制成颗粒状生物发酵复混肥，最后筛分冷却成合格产品。将不合格产品粉碎后作为种晶返回喷雾流化造粒设备进行造粒。
本发明具有下列有益效果：
1、无烟气对大气的二次污染现象
由于整个低温喷雾流化造粒工艺是在进风温度190℃左右，料床温度100℃以内进行。料浆中的有机质不易发生脱水焦化分解，设备尾气中排放出的主要是低温水蒸汽成分和空气，没有明显的异味产生，对周围的环境没有“烟气”的二次污染问题。
2、无高温炭化物对土壤的污染隐患
低温喷雾流化造粒所制肥料因避免“高温变性”问题，即保留了发酵浓缩废液中的有效成分，也避免了高温炭化对土壤的污染隐患。
3、肥料品种多
本工艺的造粒原料是以含大量有机质和硫酸铵的发酵浓缩废液为基础，通过添加无机成分构成，无机成分可以根据需要选用，所以能生产不同要求的肥料类型。
4、增加产量、能耗降低
“高温喷浆造粒”是通过500℃～600℃高温热风顺流将浓缩发酵废液中的水分全部蒸发掉，浓缩发酵废液的含水量为50%～60% (w/w)，形成固体颗粒，尾气治理需投入大量的设备、资源和动力，能耗和资源的消耗也是很大的投入。而低温“喷雾流化造粒”是通过190℃左右的热风逆流将浓缩发酵废液中的水分全部蒸发掉，理论上逆流干燥效率比顺流干燥效率要高的多，并且料床温度控制100℃以内，料浆中的有机质不易发生脱水焦化分解，尾气不需投入设备、资源和动力进行治理，单位产品需要的综合能耗和“高温喷浆造粒”加尾气治理相当。由于低温“喷雾流化造粒”的特点，低温条件下有机质不易发生脱水焦化分解，这些物质也能制成产品。相同的料浆量要比“高温喷浆造粒”多得产品约3%以上，由于应得产品产量的增加，综合能耗得到相应下降。总综合能耗低于“高温喷浆造粒”加尾气治理的能耗。
具体实施方式
以下根据具体实施例对本发明进行更进一步的详细说明。
实施例1
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液21%、丙烯酸烯丙酯19%、磷酸钾18%、硝酸钾21%、磷酸铵21%。丙烯酸烯丙酯能对谷氨酸发酵废液产生肥力增效的效果。
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，具体步骤为：
步骤一、将提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液装入多效浓缩蒸发器浓缩，体积缩小，使之成浓缩谷氨酸废液，其固形物含量达到40%～ 50% (w/w) ;
步骤二、将含氮、磷、钾的无机成分物质溶入上述提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液中制成饱和溶液;
步骤三、将步骤一制得的浓缩谷氨酸废液与步骤二制得的饱和溶液混合成混合料浆溶液，其各占重量百分比为，步骤一制得的浓缩谷氨酸废液75-90%，步骤二制得的饱和溶液10-25%;
步骤四、将混合料浆溶液装进喷雾流化造粒设备，饱和蒸汽对喷雾流化造粒设备的内置加热器进行加热，同时通入190±20℃的热空气进行连续喷雾流化造粒，使之成为颗粒状，制成颗粒状生物发酵复混肥，最后筛分冷却成合格产品。将不合格产品粉碎后作为种晶返回喷雾流化造粒设备进行造粒。
实施例2
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液28%、丙烯酸烯丙酯18%、磷酸钾15%、硝酸钾18%、磷酸铵21%。
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，具体步骤为：
步骤一、将提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液装入多效浓缩蒸发器浓缩，体积缩小，使之成浓缩谷氨酸废液，其固形物含量达到40%～ 50% (w/w) ;
步骤二、将含氮、磷、钾的无机成分物质溶入上述提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液中制成饱和溶液;
步骤三、将步骤一制得的浓缩谷氨酸废液与步骤二制得的饱和溶液混合成混合料浆溶液，其各占重量百分比为，步骤一制得的浓缩谷氨酸废液75-90%，步骤二制得的饱和溶液10-25%;
步骤四、将混合料浆溶液装进喷雾流化造粒设备，饱和蒸汽对喷雾流化造粒设备的内置加热器进行加热，同时通入190±20℃的热空气进行连续喷雾流化造粒，使之成为颗粒状，制成颗粒状生物发酵复混肥，最后筛分冷却成合格产品。将不合格产品粉碎后作为种晶返回喷雾流化造粒设备进行造粒。
实施例3
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液27%、丙烯酸烯丙酯17%、磷酸钾14%、硝酸钾17%、磷酸铵25%。
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，具体步骤为：
步骤一、将提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液装入多效浓缩蒸发器浓缩，体积缩小，使之成浓缩谷氨酸废液，其固形物含量达到40%～ 50% (w/w) ;
步骤二、将含氮、磷、钾的无机成分物质溶入上述提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液中制成饱和溶液;
步骤三、将步骤一制得的浓缩谷氨酸废液与步骤二制得的饱和溶液混合成混合料浆溶液，其各占重量百分比为，步骤一制得的浓缩谷氨酸废液75-90%，步骤二制得的饱和溶液10-25%;
步骤四、将混合料浆溶液装进喷雾流化造粒设备，饱和蒸汽对喷雾流化造粒设备的内置加热器进行加热，同时通入190±20℃的热空气进行连续喷雾流化造粒，使之成为颗粒状，制成颗粒状生物发酵复混肥，最后筛分冷却成合格产品。将不合格产品粉碎后作为种晶返回喷雾流化造粒设备进行造粒。
实施例4
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥由以下原料及其重量百分数组成：谷氨酸发酵废液26%、丙烯酸烯丙酯16%、磷酸钾16%、硝酸钾21%、磷酸铵21%。
谷氨酸发酵有机废水生产生物发酵复混肥的方法，具体步骤为：
步骤一、将提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液装入多效浓缩蒸发器浓缩，体积缩小，使之成浓缩谷氨酸废液，其固形物含量达到40%～ 50% (w/w) ;
步骤二、将含氮、磷、钾的无机成分物质溶入上述提取菌体蛋白后的谷氨酸发酵废液中制成饱和溶液;
步骤三、将步骤一制得的浓缩谷氨酸废液与步骤二制得的饱和溶液混合成混合料浆溶液，其各占重量百分比为，步骤一制得的浓缩谷氨酸废液75-90%，步骤二制得的饱和溶液10-25%;
步骤四、将混合料浆溶液装进喷雾流化造粒设备，饱和蒸汽对喷雾流化造粒设备的内置加热器进行加热，同时通入190±20℃的热空气进行连续喷雾流化造粒，使之成为颗粒状，制成颗粒状生物发酵复混肥，最后筛分冷却成合格产品。将不合格产品粉碎后作为种晶返回喷雾流化造粒设备进行造粒。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
