一种利用废弃蛋壳蛋白制备氨基酸钙镁液体肥料的方法与流程

[0001]
本发明属于肥料制造技术领域，尤其涉及一种利用废弃蛋壳蛋白制备氨基酸钙镁液体肥料的方法。


背景技术：

[0002]
中国每年产生的食品蛋壳蛋白混合物(主要以鸡鸭蛋壳，鹌鹑蛋壳为主)总量在500万吨左右，绝大部分作为废弃物进行填埋处理，既费钱又浪费了大量的土地资源，中国目前食品工厂生产中多数采用机械化熟蛋剥壳，产生的碎蛋比例高达5％以上，并且与蛋壳混合在一起，蛋壳与蛋白基本不能分开(分开的人工成本很高)，一般家庭废弃的蛋壳中也残留较多的蛋清，随着时间或温度升高，这些废弃的蛋壳蛋白和蛋清会产生的恶臭，对环境产生了严重的污染。
[0003]
其实，蛋壳浑身是个宝，仅蛋壳中碳酸钙和碳酸镁含量就在94％左右，如果利用开发好蛋壳，它是保健品、饲料添加剂、食品添加剂、饮料添加剂等优质的钙源，特别是用量很大的农业生产中重要的有机钙镁资源；而废弃的蛋白又是一个动物源氨基酸的重要来源。废弃蛋壳蛋白混合物综合利用率低的关键瓶颈是产品形态选择与规模生产技术难度较大。氨基酸钙镁(含螯合态和络合态)是农产品生产中需求量巨大的新型水溶性液体肥料，其理化性能好，混用性稳定性高，钙镁吸收利用率高，肥效高，对作物具有生物刺激和营养供应的双重作用，增产作用显著。中国每年对钙镁中量元素和含氨基酸水溶肥的市场需求在8-10万吨，其中氨基酸钙镁的效果表现最好，因此本发明的利用废弃蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁水溶性液体肥料具有巨大的市场。
[0004]
在此前报道中，申请号为03117340.3的专利申请公开了一种从禽蛋中提取水溶性有机钙的方法，是将禽蛋壳通过清洗、干燥、粉碎、煅烧、酸解、洗酸、除杂、干燥、微细后取得成品，用于果汁饮料、酿造食醋的二种钙强化剂；申请号为93105973.9的专利申请公开了一种利用禽蛋制备钙添加剂及其生产方法，是用新型蛋壳为原料，用醋酸提取钙，用氢氧化钠水解蛋膜，制备的钙添加剂，用于食品添加剂，饮料添加剂和烹调补钙调料等；申请号为200910023808.0的专利申请公开了一种利用蛋壳制备氨基酸螯合钙的方法，是将蛋壳通过清洗、粉碎、酸解、螯合、离心、干燥后取得成品，用于面粉、奶粉、饮料等食品强化剂。目前未见利用废弃蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁液体肥料的专利申请和相关报道。
[0005]
针对以上问题，故，有必要对其进行改进。


技术实现要素：

[0006]
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种绿色环保，工艺简便易行，成本低的利用废弃蛋壳蛋白制备氨基酸钙镁液体肥料的方法。
[0007]
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用废弃蛋壳蛋白制备氨基酸钙镁液体肥料的方法，具体制备方法步骤如下：
[0008]
步骤一：清洗蛋壳；将食品工厂废弃的蛋壳及蛋壳中残留蛋白用水清洗；并称取一
定重量的蛋壳备用；
[0009]
步骤二：粉碎蛋壳；将步骤一中的蛋壳通过胶体磨粗粉碎，加入适当比例的水；进行湿研磨至100-400目；
[0010]
步骤三：将步骤二中的原料抽入乳化罐后加5％～10％专用乳化剂搅拌乳化成浆状，乳化后抽入反应釜；
[0011]
步骤四：按比例加入蛋白酶和脂肪酶至反应釜中，搅拌加温至酶解所需的适宜温度；
[0012]
步骤五：把蛋壳中残留的蛋白降解成氨基酸或多肽，降解完成后逐步加入有机酸液体，搅拌，把蛋壳中的碳酸钙、碳酸镁等固体矿物元素反应为水溶性的有机酸钙镁；
[0013]
步骤六：加入氢氧化钾调整ph值至3.0～5.5；
[0014]
步骤七：按比例加入氨基酸，搅拌加温至适宜温度，进行螯合与络合反应，恒温保温数小时；
[0015]
步骤八：通过过滤器过滤去除不溶物，溶剂洗涤沉淀数次，干燥，制得氨基酸钙镁液体肥料成品。
[0016]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤二中，水∶蛋壳蛋白的比例为：1～3∶1。
[0017]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤四，蛋白酶和脂肪酶的比例为：按每100公斤蛋壳蛋白混合物加入2～5公斤蛋白酶和1～2公斤脂肪酶。
[0018]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤四中，酶解所需的温度为40℃～50℃。
[0019]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤五中，有机酸液体为乳酸或柠檬酸。
[0020]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤五中，搅拌时长为1～3小时。
[0021]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤六中，氢氧化钾的组分为：按每1000升液体加入3～6公斤氢氧化钾。
[0022]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤七中，氨基酸的添加比例为：按每100公斤废弃蛋壳蛋白混合物加入98％甘氨酸15～30公斤以及35％复合植物源氨基酸液10～30公斤。
[0023]
作为本发明的一种优选方案，所述步骤八中，过滤器为双联过滤器。
[0024]
作为本发明的一种优选方案，所述洗涤剂为水、乙醇、醋酸。
[0025]
本发明的有益效果是：本发明采用本公司原创的工艺技术生产，工艺成熟可靠，反应条件温和，不排放废气废水，获得的成品中含有以下活性成分：甘氨酸螯合钙、谷氨酸螯合钙、其它氨基酸螯合态钙、氨基酸络合态钙、氨基酸络合态镁、有机酸钙、游离氨基酸和多肽等活性物质，成品理化性能稳定，肥效表现好，作物吸收利用率高，增产提质效果显著等特点，产品成本低，可广泛用于现代高品质农产品生产。
具体实施方式
[0026]
下面将结合对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
本发明的技术方案如下：
[0028]
废弃蛋壳蛋白混合物清洗
→
粗粉碎
→
研磨机加水研磨
→
加专用乳化剂搅拌乳化
成浆状
→
加蛋白酶和脂肪酶把蛋白降解成氨基酸
→
加有机酸提取水溶性钙镁
→
加氢氧化钾调节ph至3.0～5.5
→
按螯合配位比加甘胺酸、谷氨酸和络合用植物源复合氨基酸液，加温搅拌，进行螯合和络合
→
过滤，去除不溶物，根据肥料产品要求调配，检测
→
制得成品。
[0029]
一种利用废弃蛋壳蛋白制备氨基酸钙镁液体肥料的方法，具体制备方法步骤如下：
[0030]
步骤一：清洗蛋壳；将食品工厂废弃的蛋壳及蛋壳中残留蛋白用水清洗；并称取一定重量的蛋壳备用；
[0031]
步骤二：粉碎蛋壳；将步骤一中的蛋壳通过胶体磨粗粉碎，加入适当比例的水；进行湿研磨至100-400目；
[0032]
步骤三：将步骤二中的原料抽入乳化罐后加专用乳化剂搅拌乳化成浆状，乳化后抽入反应釜；
[0033]
步骤四：按比例加入蛋白酶和脂肪酶至反应釜中，搅拌加温至酶解所需的适宜温度；
[0034]
步骤五：把蛋壳中残留的蛋白降解成氨基酸或多肽，降解完成后逐步加入有机酸液体，搅拌，把蛋壳中的碳酸钙、碳酸镁等固体矿物元素反应为水溶性的有机酸钙镁；
[0035]
步骤六：加入氢氧化钾调整ph值至3.0～5.5；
[0036]
步骤七：按比例加入氨基酸，搅拌加温至适宜温度，进行螯合与络合反应，恒温保温数小时；
[0037]
步骤八：通过过滤器过滤去除不溶物，溶剂洗涤沉淀数次，干燥，制得氨基酸钙镁液体肥料成品；
[0038]
过滤器为双联过滤器；其中，双联过滤器由两台不锈钢过滤器并联而成，具有结构新颖合理、密封性好、流通能力强、操作简便等诸多优点，应用范围广泛、适应性强的多用途过滤设备；尤其是滤袋侧漏机率小，能准确地保证过滤精度，并能快捷地更换滤袋，过滤基本无物料消耗，使得操作成本降低。
[0039]
实施例一：
[0040]
称取食品工厂废弃的经过清洗预处理的新鲜鹌鹑熟蛋壳和蛋白混合物100公斤
→
粗粉碎后用研磨机加200公斤水研磨至100～400目浆
→
抽入乳化罐中，按液体总量的8％加专用乳化剂进行搅拌乳化1-2小时，直到乳化成浆状
→
抽入反应釜，并加入2.5公斤蛋白酶和1公斤脂肪酶，搅拌，加温至40℃～50℃，搅拌保温4～8小时，捞出漂浮物
→
搅拌，缓慢加入10％乳酸稀释液25公斤，搅拌1～2小时
→
过滤，除去不溶物后，把液体抽入另外一只反应釜，加99％氢氧化钾2-4公斤，调节ph值至3.0-5.5
→
加35％复合植物源氨基酸液10公斤，加98％甘氨酸25公斤，搅拌加温至60℃进行螯合和络合反应，保温1小时左右
→
过滤后制得氨基酸钙镁液体肥料成品(中量元素型含氨基酸水溶性液体肥料)。
[0041]
实施例二：
[0042]
称取食品工厂废弃的经过清洗预处理的新鲜鹌鹑熟蛋壳和蛋白混合物100公斤
→
粗粉碎后用研磨机加200公斤水研磨至100～400目浆
→
抽入乳化罐中，按液体总量的8％加专用乳化剂进行搅拌乳化1-2小时，直到乳化成浆状
→
抽入反应釜，并加入2.5公斤蛋白酶和1公斤脂肪酶，搅拌，加温至40℃～50℃，搅拌保温4～8小时
→
捞出漂浮物
→
搅拌，缓慢加入5％柠檬酸25公斤，常温搅拌1～2小时
→
过滤，除去不溶物后，把液体抽入另外一只反应
釜，加99％氢氧化钾2-4公斤，调节ph值至3.0-5.5
→
加35％复合植物源氨基酸液10公斤，加98％谷氨酸25公斤，搅拌加温至60℃进行螯合和络合反应，保温1小时左右
→
过滤后制得氨基酸钙镁液体肥料成品(中量元素型含氨基酸水溶性液体肥料)。
[0043]
实施例三：
[0044]
称取食品工厂废弃的经过清洗预处理的新鲜鹌鹑熟蛋壳和蛋白混合物100公斤
→
粗粉碎后用研磨机加150公斤水研磨至100～400目浆
→
抽入乳化罐中，按液体总量的8％加专用乳化剂进行搅拌乳化1-2小时，直到乳化成浆状
→
抽入反应釜，加入2.5公斤蛋白酶和1公斤脂肪酶，搅拌，加温至40℃～50℃，搅拌保温4～8小时
→
捞出漂浮物
→
搅拌，并缓慢加入5％柠檬酸稀释液25公斤，常温搅拌1～2小时
→
过滤，除去不溶物后，把液体抽入另外一只反应釜，加99％氢氧化钾2-4公斤，调节ph值至3.0-5.5
→
加35％复合植物源氨基酸液30公斤，搅拌加温至60℃进行和络合反应，保温1小时左右
→
过滤后制得氨基酸钙镁水溶性液体肥料制得氨基酸钙镁液体肥料成品(中量元素水溶性液体肥料)。
[0045]
本发明所用的有机酸为食品级乳酸和柠檬酸；
[0046]
本发明获得的氨基酸钙镁液体肥料可按以下方法测定：
[0047]
①
氨基酸含量的测定：按《ny/t 1975 水溶性肥料 游离氨基酸含量的测定》方法测定
[0048]
②
钙镁元素含量的测定：按《ny/t 1117 水溶肥料 钙、镁、硫、氯含量的测定》方法测定
[0049]
③
螯合率的计算，按螯合物中的金属元素计：
[0050]
螯合率(％)＝螯合物中钙元素含量/反应物中钙元素含量
×
100％
[0051]
本实施例中，获得的成品可配置成含氨基酸水溶肥(符合ny1429-2010标准)和中量元素水溶肥(符合ny2266-2012标准)二个类别的水溶肥产品。
[0052]
本发明充分利用废弃蛋壳中的钙镁元素以及废弃蛋白作物水溶性钙镁和氨基酸的主要来源，利用率高，采用原创的工艺技术生产，工艺成熟可靠，反应条件温和，不排放废气废水，获得的成品理化性能稳定(详见表5)；
[0053]
作物吸收利用率高，肥效表现好(详见表2)；
[0054]
增产提质效果显著(详见表2，表3)，
[0055]
产品成本低(详见表4)，
[0056]
可广泛用于现代高品质农产品生产。
[0057]
其中，表1为利用鹌鹑蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁成品有效成分分析表；
[0058]
表1：利用鹌鹑蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁成品有效成分分析表
[0059][0060]
表2：利用鹌鹑蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁成品 马铃薯田间试验(张家口塞北基地)
[0061][0062]
3：利用鹌鹑蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁成品 番茄田间试验(浙江苍南县番茄协会)
[0063][0064]
表4：利用鹌鹑蛋壳蛋白混合物制备氨基酸钙镁 每千升液体成品生产成本比较分析
[0065][0066]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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