[发明专利]一种多酸水解动物蛋白制备氨基酸液体肥料的方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于肥料工业领域，具体涉及一种多酸水解动物蛋白制备氨基酸液体肥料的方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，人民生活水平日渐提高，公众对赖以生存的粮食、食品，安全生产和质量提出了更高的要求。生产无公害、绿色及有机食品以满足市场需求是农业生产中急需解决的问题，对与其生产相关的新型肥料的需求也随之增多。目前，国内外以氨基酸定向合成和以蛋白质经酶水解直接制取的各种功能多肽已广泛应用于医学界和营养学界。而这种生产出来的氨基酸种类为单一成分，用其生产液体肥料具有成本高、售价高的特点，由于其种类的单一性，对某些营养元素螯合不够彻底，肥效不够理想。同时，该方法存在着占用场地大、发酵周期长（30-180d）、容易破坏有机质、除臭不彻底、工艺复杂、投资大、环境差等弊端，如中国专利CN1137030A和CN1077942A。因此，利用该方法生产氨基酸液体肥料的厂家较少。市场上也有用EDTA、EDDHA等化学螯合剂来螯合营养元素制备肥料，但也存在一个问题，就是螯合剂本身为化学制品，不能被植物吸收利用，降低了单位质量肥料的生物肥效。

制备氨基酸的另外一种方法是进行酸水解动物蛋白。动物角蛋白是一种生物高分子，主要以动物的毛、发、皮、角等形式存在，其主要特征是二硫键含量很高，蛋白质含量及必需氨基酸种类多、含量高，分子结构紧密，在自然环境中不易降解。我国每年废弃的角蛋白有几十万吨。大量角蛋白的废弃不但造成资源的浪费，还造成环境污染。研究表明，角蛋白中含有3~4%的硫，5~7%氮，可以用来生产液体氨基酸复合肥，同时水解液残渣作为动物性粪便的替代品，成为更廉价的肥料。但是，现有技术中只是利用一种或两种酸对动物蛋白进行水解，所得肥料的氨基酸组分含量低。如中国专利申请号201110161886.4《植物营养素》、201010183263.2《一种氨基酸生物渔肥及制备方法》、200410023063.5《氨基酸液体套餐肥料》和94117725.4《一种液体植物叶面肥料及其制备方法》所公开的工艺中使用盐酸水解动物蛋白；中国专利95102783.2《氨基酸络合肥及其制造方法》使用硫酸水解动物蛋白；中国专利号201010553873.7《一种构树叶面肥的制备方法》使用硫酸或盐酸水解动物角蛋白。

发明内容

本发明综合了上述工艺的优点并克服了其缺点，提供一种提取工艺简便易行，节省能源和原料，成本低，对环境污染少，氨基酸组分含量高的氨基酸液体肥料的制备方法。该方法以废弃的动物蛋白（毛、发、皮或角等）为原料，以合适质量百分比浓度的盐酸、磷酸和硫酸溶液按合适重量比依次加入动物蛋白中，在动物蛋白水解后，加入廉价的碱性物质（氨水、石灰和氧化镁）进行中和，从而得到氨基酸液体肥料。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

多酸水解动物蛋白制备氨基酸液体肥料的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）动物蛋白预处理：将动物蛋白经清洗、干燥、粉碎后制成动物蛋白粉；

（2）酸解：将盐酸、硫酸和磷酸按照3.5~8：3.5~1：3.5~1的重量比加入反应釜中与步骤（1）中的动物蛋白粉混合，动物蛋白粉与硫酸、盐酸和磷酸的总质量的质量比为1：1.6~2，反应条件为在常压下于100~120℃酸解6~8h，得到酸解液；

所述硫酸、盐酸和磷酸的质量百分比浓度分别为20~40%、15~25%和30~45%；

所述硫酸、盐酸和磷酸的加入顺序依次为盐酸、磷酸和硫酸；

（3）碱中和：将步骤（2）中的酸解液冷却到70~85℃，向反应釜中依次加入15~25%氨水、石灰和氧化镁进行中和，调至pH为3.0~6.0，在70~90℃螯合2~4h，得到中和后的酸解液；

（4）将步骤（3）中所述中和后的酸解液经过滤、浓缩即可得到氨基酸液体肥料。

在优选方案中，步骤（1）中所述动物蛋白为动物的毛、发、皮或角；

在优选方案中，步骤（2）中所述盐酸、硫酸和磷酸的质量比为8 ：1 ：1；

在优选方案中，步骤（2）中所述动物蛋白粉与硫酸、盐酸和磷酸的总质量的质量比为1：2；

在优选方案中，步骤（2）中所述硫酸、盐酸、磷酸的质量百分比浓度分别为20%、25%、30% ；

在优选方案中，步骤（3）中所述氨水的加入量按照氨水质量：盐酸、磷酸和硫酸总质量= 10~25：100；

在优选方案中，步骤（3）中所述石灰的加入量按照石灰质量：盐酸、磷酸和硫酸总质量= 1~4：100；