一种利用醋糟生产的有机肥及其生产工艺 【技术领域】
本发明属于农用肥料及其生产方法，特别是一种利用醋糟生产的有机肥及其生产工艺。
背景技术
醋糟是酿醋的主要伴生副产品，约占制醋原料的70-80％。它由经制醋发酵过的稻粒外壳和少量麸皮、米酒渣组成，但它含有粗蛋白6％～10％，粗脂肪2％～5％，无氮浸出物20％～30％，粗灰分13％～17％，钙0.25％～0.45％，磷0.16％～0.37％，营养丰富；然而它又是纤维含量多达99％以上，pH4.5-5.5的酸度极高的难以处理的有机废弃物。由于其数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染，成为制醋行业难以处理的一大难题。
文献1为公开号CN102138074.0、名称《以醋糟为原料的植物育苗和栽培用的基质及其制造方法》的专利申请案，其特征是由醋糟加营养物质鸡粪、酸度调节剂粉煤灰拌匀后再加入液体的乳酸菌、硫化线菌、酵母菌和纤维放线菌的混合体组成的发酵菌种进行堆制发酵的固体粒状物；其制造方法的特征在于用含水量达70％的醋糟，加入一定量的液体微生物、鸡粪、粉煤灰，并搅拌均匀；然后复盖塑料布等防水保温材料，进行堆制发酵。当堆中心部分的温度达65℃以上时，翻一次堆后继续堆制；夏天堆制30-40天，冬天堆制45-55天，当堆中的温度基本上降至与外界气温相同时，发酵过程完毕，形成了醋糟基质。
醋糟基质的成分缺陷是加入的酸度调节剂粉煤灰是电厂煤粉燃烧后得到的无机废弃物，其主要化学成分以二氧化硅和三氧化二铝为主，据浙江大学土壤与农业化学系汪海珍、徐建民、谢正苗、俞劲炎在1999年第4期《土壤与环境》的《粉煤灰对土壤和作物生长的影响》一文中指出：“据国内外报道，粉煤灰农用投资最省、成本最低，是开发利用的重要途径，但粉煤灰中有害物质对土壤和作物生长的不利影响，也引起了人们的极大关注。因此，如何将粉煤灰合理利用于农业上，是值得讨论的重要问题。”醋糟基质的制造方法缺陷是复盖塑料布等不透气的防水保温材料，且进行数十天堆制发酵过程中仅仅翻堆一次，这就造成整个发酵过程主要是厌氧发酵，发酵过程完毕后形成的醋糟基质水分含量太高，无法直接商品化。必须化费可观的能量烘干后，仅仅只能作为植物育苗和无土栽培用的基质，其局限的应用，对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的一大难题意义不大。
由此可见，研究设计一种酸度调节剂是有利于农作物生长的，能使醋糟充分发酵转化成有机质的利用醋糟生产的有机肥及其生产工艺是必要的。
【发明内容】
本发明的目的是针对已有技术的不足，研究并设计一种酸度调节剂是有利于农作物生长的，能使醋糟充分发酵转化成有机质的利用醋糟生产的有机肥及其生产工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种利用醋糟生产的有机肥，其特征是利用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品醋糟为主料、草木灰为辅料，加菌混合后经过一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵得到的有机质含量不低于50％、总养分含量不低于4.0％、水分含量少于20％、酸碱度pH6.5-8.0的颗粒有机肥料。
一种利用醋糟生产上述有机肥的生产工艺，包括原料配制——加菌混合——堆制发酵——成品工序组成，其特征是
——原料配制工序中先将含水量72-75％的原始醋糟使用压滤机械压滤至含水量为60-65％的原料醋糟，滤出的醋糟水留置后续工序备用；采用占重量百分比90-92％的原料醋糟为主料，重量百分比8-10％的酸碱度pH高于9、钾含量高于7％的草木灰为辅料，混合均匀后组成酸碱度pH6.0-7.0地发酵物料；
——加菌混合工序中加入占发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种；
——堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成。
本发明的目的还可以采取如下的进一步措施来实现：
所述的一次主发酵是指在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵厂房内，将加菌混合均匀后的发酵物料堆成堆顶高1-2米、堆底宽2-3米的长条条垛，当堆内温度达65-75℃时，夏秋季每天一次、冬春季隔天一次利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度开始下降、含水量下降为28-32％时为完成一次主发酵过程。利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛的效果是在有氧条件下，好氧菌对发酵物料进行吸收、氧化、分解，通过其自身的生命活动：一方面好氧菌通过分解代谢将原料醋糟中的淀粉、纤维素、半纤维素等最终分解为二氧化碳和水，同时释放出能量；而另一方面微生物生长繁殖过程中，部分氮素被用以合成微生物细胞体及蛋白酶如纤维素酶、蛋白质酶等，从而使发酵物料中有机氮含量得到提高。好氧性发酵微生物群产生的纤维素酶、蛋白质酶等水解酶能促进将有机物分解成小分子微生物可以利用的营养物质，进一步促进好氧微生物生长，形成更丰富的细胞蛋白，从而进一步提高发酵物料中有机氮磷的含量。
所述的二次后发酵是指在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵厂房内，先加入占经一次主发酵后的发酵物料重量百分比4-5％的膨润土作为后续成品工序中造粒用的粘结剂；再加入原料配制工序中滤出的醋糟水，混合均匀后使发酵物料含水量达38-42％；然后将发酵物料堆成顶高2-3米、堆底宽4-5米的长条条垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度不再上升，与环境温度相同，且发酵物料堆高下降达三分之一时为止。加入原料配制工序中滤出的富含营养的醋糟水，使发酵物料含水量达38-42％的效果是给一次主发酵后的发酵物料中的兼嫌气性微生物在有氧或缺氧条件下，可通过不同的氧化方式获得能量，进一步对发酵物料内中未完全分解的纤维素进行综合加水分解反应，使其成为营养成分。这样对发酵物料进一步进行腐熟，还具有避免仓储、运输或使用过程中产生发热现象的作用。
上述加菌混合工序中加入占发酵物料重量百分比0.1-0.2％的发酵菌种的是指用于对纤维含量多、酸度偏高的醋糟为主料、草木灰为辅料组成的发酵物料进行有氧发酵的能产生活力很强的水解酶的细菌、酵母菌、丝状菌、纤维分解放线菌组成的微生物群体。
本发明在实施过程中，和实施得到的有机肥试用于农田作物、花卉苗木栽培过程中，与已有技术相比显示出如下的优点：
1、酸度调节剂是有利于作物生长的且具有肥效的天然草木灰，而不是对比文献1中的粉煤灰。草木灰为植物燃烧后的灰烬，凡是植物所含的矿物质元素，草木灰中几乎都含有。其中含量最多的是钾元素，一般含钾6-12％，其中90％以上是水溶性，以碳酸盐形式存在；其次是磷，一般含1.5-3％；还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素，等钾量施用草木灰与化学钾肥的对比试验表明：草木灰肥效好于化学钾肥。所以，它是一种来源广泛、成本低廉、养分齐全、肥效明显的农家肥。众所周知，草木灰原本就是数千年来农民对农田中施加钾肥的来源，选用草木灰作为酸度调节辅料既对调整发酵物料的酸碱度调节起到立竿见影的作用，也同时添加了总养分中钾、磷的含量，实在是独具创造性的一举两得的技术措施；此举也以成功的生产实践打破了传统观念认为的碱性肥料的草木灰不能用于酸性醋糟物料发酵过程的常规做法。
2、醋糟得到发酵充分，转化成有机质的程度高。对比文献1中采用复盖塑料布等不透气的防水保温材料，且进行数十天堆制发酵过程中仅仅翻堆一次，主要依靠厌氧发酵，发酵过程完毕后形成的醋糟基质，由于纤维素含量仍然相当多，且营养成分少，因此只能作为植物育苗和无土栽培用的基质。而本发明在实施过程中采用一次主发酵、二次后发酵，经两次发酵使醋糟中的纤维素相当充分地转化成有机营养物质，得到了有机质含量不低于50％、总养分含量不低于4.0％、水分含量少于20％、酸碱度pH6.5-8.0的有机肥料，而不是对比文献1得到的只能作为植物育苗和无土栽培用的基质。经镇江市农产品质量检测中心抽样检验，有机质含量高达65％，氮、磷、钾总养分高达4.9％(氮3.00％、五氧化二磷1.12％、氧化钾0.78％)，均高于国家农业行业标准NY 525-2002中规定的有机质含量不低于30％，氮、磷、钾总养分不低于4.0％的技术指标。
3、对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的一大难题具有重要的现实意义和社会意义。本申请人所在的江苏镇江，是我国酿造食用醋的最大生产基地，仅镇江恒顺醋业集团每年生产过程中伴生的醋糟就达数十万吨，本发明的成功实施，将含水量72-75％的原始醋糟经本发明的生产工艺实施为有机质含量不低于50％、总养分含量不低于4.0％、水分含量少于20％、酸碱度pH6.5-8.0的颗粒有机肥料，为醋糟处理商品化开辟了一条解决环境污染，变废为宝的重要途径。
【具体实施方式】
下面结合实施例，将本发明的实施细节说明如下：
实施例1
1、原料配制工序：选用江苏镇江恒顺醋业集团生产过程中伴生的原始醋糟20吨，经检验其含水量为72％、酸碱度pH值5，使用辊式压榨机压滤出醋糟水6吨，得到含水量降为60％的原料醋糟14吨；按原料醋糟90％、草木灰10％的重量百分比，加入酸碱度pH值10、含水量4％的草木灰1.56吨，混合均匀后得到酸碱度pH值6、含水量54.3％的发酵物料15.6吨。
2、加菌混合工序：加入0.1％重量百分比的发酵菌种15.6公斤混合均匀。
3.1、堆制发酵工序中的一次主发酵工序：在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，将发酵物料堆成顶高1.5米、堆底宽2.5米的长条条垛，由于生产过程正值夏季，经过3天，当堆内温度达65-75℃时，每天1次使用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，经15天翻垛发酵，堆垛内部温度开始下降、含水量下降为28-32％时，一次主发酵完成。
3.2、堆制发酵工序中的二次后发酵工序：在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，先加入占经一次有氧发酵后的发酵物料重量百分比4.5％的膨润土作为后续成品工序中造粒用的粘结剂；再加入原料配制工序中滤出的醋糟水，混合均匀后使发酵物料含水量达38-42％；然后将发酵物料堆成顶高2米、堆底宽4.5米的长条条垛，再经15天后发酵，直到发酵物料堆内温度不再上升，与车间内环境温度渐趋相同，且发酵物料堆高下降达三分之一时，再经检验：发酵物料含水量降为24-28％，有机质含量50％以上，总养分含量4.0％以上，酸碱度pH6.5-7.0；通过植物种子发芽试验：发芽率达90％以上；蚯蚓饲养试验：两天内成活率95％以上，则二次后发酵完成。
4、成品工序：由于在二次后发酵工序中已经加入造粒用的粘结剂膨润土混合均匀，所以可直接将经两次发酵后成熟的发酵物料送入造粒机造粒，然后按国家农业行业标准NY525-2002中规定的要求包装，标识，运输和贮存。
实施例2
1、原料配制工序：选用江苏镇江恒顺醋业集团生产过程中伴生的原始醋糟20吨，经检验其含水量为75％、酸碱度pH值4，使用辊式压榨机压滤出醋糟水5.7吨，得到含水量降为65％的原料醋糟14.3吨；按原料醋糟92％、草木灰8％的重量百分比，加入酸碱度pH值11、含水量2％的草木灰1.24吨，混合均匀后得到酸碱度pH值6、含水量60.0％的发酵物料15.54吨。
2、加菌混合工序：加入0.2％重量百分比的发酵菌种31.1公斤混合均匀。
3.1、堆制发酵工序中的一次主发酵工序：由于生产过程正值冬季，经过5天，当堆内温度达65-75℃时，每2天1次使用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，经27天翻垛发酵，堆垛内部温度开始下降、含水量下降为28-32％，一次主发酵完成，此工序其余实施方法与实施例1相同。
3.2、堆制发酵工序中的二次后发酵工序：由于生产过程正值冬季，再经25天后发酵，直到发酵物料堆内温度不再上升，与车间内环境温度温度渐趋相同，且发酵物料堆高下降达三分之一时为止，此工序其余实施方法与实施例1相同。
4、成品工序：实施方法与实施例1相同。
本发明实施得到的有机肥广泛使用于大田农作物栽培，花卉苗木的育苗栽培中，还可以以此延伸开发出一系列专用肥料。