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蛋白废弃物生产氨基酸肥料的技术方案

2黄腐酸蛋白粉.jpg

  蛋白废弃物水解生产氨基酸类肥料主要包括三步:原料的预处理、蛋白质水解和氨基酸类肥料制备。

  (1)原料及预处理

  原料来源:精制氨基酸所副产的富含氨基酸成分的废料;富含蛋白质的动、植物下脚料如皮革、毛发、蹄甲、血液、棉粕、豆饼等。部分原料需经过除杂清洗处理。

  (2)蛋白质水解

  关于蛋白质水解制备氨基酸已有大量的研究,蛋白质水解的主要方法有酸水解、碱水解、酶水解。

  酸水解是目前氨基酸生产使用的主要方法,常用酸为盐酸和硫酸,用磷酸和硝酸水解的比较少。酸解过程中用到的辅助手段有超声、微波等,常见于实验研究阶段。秦伟佳[2]对蚕蛹蛋白提取及蚕蛹蛋白复合氨基酸制备工艺优化,以盐酸水解蛹粕中剩余蛋白(蛋白含量64.4%),最优条件下蛋白水解度可高达60.4%。李宝珠等[3]以豆粕为原料,通过硫酸进行水解,最佳氨氮得率达59.9mg/g。

  酸解制备的氨基酸水解液中常含有大量的酸,除去酸的方法主要有两种——中和法和蒸发法。中和法是通过酸碱中和的方法将水解液中的酸除去,同时生成一定的盐,常用来中和酸的物质有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等碱金属盐,气氨、氨水及铵盐,具体用哪一种物质中和,取决于目的产品和经济成本。该法适用于酸解的所有酸解液。减压蒸发法:通过减压蒸发的形式将酸除去并回收进而循环利用,该法适用于盐酸水解蛋白制备氨基酸,但相应的会产生一定的能耗,且除酸的效果不太理想,目前仅见于实验研究中。商品氨基酸的制备多采用铵中和,喷雾干燥。

  碱水解所用的碱主要是氢氧化钠和氢氧化钾,碱解过程多数氨基酸会遭到不同程度的破坏并产生消旋现象,且水解率通常比酸解低。碱解制备的氨基酸水解液中通常含有大量的碱,需要经过中和处理,可用酸或者蛋白质的酸水解液中和。李豪等用氢氧化钠水解猪血,最佳水解工艺条件下,每克猪血粉可得38.25mg复合氨基酸。

  酶水解不产生消旋作用,也不破坏蛋白质。但一种酶往往不能将蛋白质完全水解,常常需要几种酶协同作用才能使蛋白质完全水解。酶解可以直接用酶进行水解,也可借助于微生物发酵技术,利用微生物产生的蛋白酶将蛋白质水解成氨基酸。酶解的条件相对比较苛刻,而目前的微生物发酵技术还不够成熟,不足以运用在蛋白水解制备氨基酸的规模化生产上,由于酶解不需要中和程序,不会给肥料引入中和所产生的盐分,从而不需要考虑连续耕作过程中使用带来的盐分累积对土地产生不利影响问题,基于环境保护的角度,随着微生物发酵技术的进步,通过酶解,尤其是微生物发酵,制备氨基酸还是相当有优势的。李廷勋等[5]用地衣芽孢杆菌和蛋白酶降解家畜血液制成液态氨基酸。章文锋[6]以剩余污泥为原料,通过酶解制备污泥蛋白提取液,再对最优酶解条件下获得的污泥蛋白提取液进行酶解制备复合氨基酸,在pH10.0、加酶量9mg/mL、8h、55℃的最佳水解条件下,每100g干污泥可获得10.62g复合氨基酸。

  (3)氨基酸肥料制备

  处理后的氨基酸水解液可经过浓缩干燥处理直接制备成固体氨基酸粉末,该粉末可以直接以营养的形式喷施于作物,也可以营养剂的形式加入肥料中从而制备成氨基酸生态肥、氨基酸复合肥、氨基酸水溶肥、氨基酸叶面肥等氨基酸肥料;利用氨基酸的络合性质,也可以把中微量元素加入氨基酸水解液制备氨基酸螯合微肥。许丽娟等[7]以动物蛋白废弃物水解而成的复合氨基酸及微量元素锰、锌、铜为原料,制备了复合氨基酸微量元素螯合肥。青岛曙俊肥料有限公司的李廷勋等[5]用地衣芽孢杆菌和大豆来源的蛋白酶降解家畜血液制成液态氨基酸,并以此液态氨基酸来制备的氨基酸液体肥料。

蛋白废弃物生产氨基酸肥料的技术方案 2017-9-5 本文被阅读 959 次

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