生物性肥料产生装置制造方法及图纸

一种生物性肥料产生装置，包括将蚕丝或平面茧以碱水进行萃取得到丝胶液的萃取机构；固液分离机构，与该萃取机构连接；过滤机构，与该固液分离机构连接；酸碱调和机构，与该过滤机构连接；培养枯草杆菌或纳豆菌的种菌培养机构；发酵机构，分别与该酸碱调和机构及该种菌培养机构连接；及稀释机构，与该发酵机构连接。藉此，本装置利用枯草杆菌或纳豆菌发酵，加入少量味精诱发菌株促进聚合，以过滤的丝胶液与糖蜜作为氮源与碳源进行发酵，所得的γ‑聚麸氨酸发酵液含有丰富的氨基酸，能作为植物生长促进剂，并可降解型绿色生物大分子材料，可以增加吸附土壤中带正电荷的铵离子而达到固氮效果。

Biological Fertilizer Generator

A biological fertilizer generating device includes an extracting mechanism for Sericin liquid extracted from silk or flat cocoon with alkali water; a solid-liquid separating mechanism connected with the extracting mechanism; a filtering mechanism connected with the solid-liquid separating mechanism; an acid-base mixing mechanism connected with the filtering mechanism; a germ cultivating mechanism for cultivating Bacillus subtilis or natto bacteria; and a fermenting mechanism connected with the acid-base separating mechanism, respectively. The blending mechanism is connected with the culture mechanism of the strain, and the dilution mechanism is connected with the fermentation mechanism. Therefore, this device utilizes Bacillus subtilis or natto bacteria fermentation, adding a small amount of monosodium glutamate-induced strains to promote polymerization, and ferments with filtered sericin and molasses as nitrogen and carbon sources. The resulting gamma-polyglutamic acid fermentation broth contains abundant amino acids, may be used as plant growth promoter, and degradable green biomacromolecule material, which can increase the positive charge in soil adsorption. Nitrogen fixation is achieved by ammonium ion.

【技术实现步骤摘要】
生物性肥料产生装置
本技术有关于一种生物性肥料产生装置，尤指一种以简易回收过滤的丝胶液与制糖副产品糖蜜等两种工业生产的废弃物作为氮源与碳源进行发酵生产可降解型绿色生物大分子材料γ-聚麸氨酸的工业化程序的绿色环保装置，
技术介绍
在工业化社会之前，人们大多采用人与动物的排泄物来当作蔬果栽培的肥料，随着工业化的进步，扬弃了以人与动物的排泄物，改以化学合成的无机肥料作为蔬果与高价值经济作物的肥料。化学肥料由氮、磷及钾三大元素所构成，如硫酸铵、硝酸钾、硝酸铵、磷酸铵、及尿素等，为常见的市售产品。化学肥料具有养分高、容易被植物吸收利用的特点，如果植物发生养份不足的现象，能即刻补充速效化肥，短时间就能获得改善，但过量使用化肥，除会长期造成土壤贫瘠、作物质量降低、产量减少之外，土壤中的微生物亦无法存活，且土壤地力低落、土壤酸化，还会降低植物对水分的吸收、降低土壤微生物的活性，降低微生物的固氮作用。目前号称有机肥料就是收集废弃水果、菜叶、厨余、及畜禽类粪便以微生物发酵后进行分解，但其在发酵过程中亦会引起臭味、杂菌或致病菌等可预见的结果，如中国专利CN105420169A提出利用芽孢杆菌属(Bacillus)菌株添加畜禽粪便发酵γ-聚麸氨酸(或称γ-聚谷氨酸)成为复合有机肥料，但其在发酵过程中添加了尿素化肥作为增强发酵后的利用，对于宣称为有机肥料已失去了有机意义的诉求，在利用上也仅是作为一般性的农业肥料使用，但对于有机作物来说使用上仍有疑虑。另一中国专利CN106748197A宣称为多效型肥料亦是添加多种化学肥料混合，其本质还是以化学肥料为主，而中国专利CN106336295A是以蜡状芽孢杆菌发酵聚麸氨酸后与硫酸锰及一般性肥料混合，其诉求虽是降低一般肥料的使用，但本质上还是脱离不了化学肥料。根据研究显示施用γ-聚麸氨酸可有效改善稻米、玉米、椪柑、油菜、小麦、葡萄、西红柿、及柚子等作物的生长，增产效果显着。但以上所使用的γ-聚麸氨酸都是经由复杂程序纯化的γ-聚麸氨酸纯品稀释一定程度后再使用，又因其纯化过程需要酸碱等液体与有机溶剂协助，因此γ-聚麸氨酸在使用上单价高。丝胶是蚕丝或蚕茧在制绸抽丝的主要副产物，称为脱胶液，拥有丰富的多种氨基酸，但因为制绸工业均不重视，大多皆以废液排放，不仅产生臭味、弄脏水体造成严重的环境污染，也浪费了天然的资源，蚕茧脱胶是碱化制程的副产物，因此脱胶后液体pH值在11左右，制绸厂均直接排放脱胶废液，长久下来会造成土壤的碱化与河川的污染，使得微生物无法生存，造成土壤贫乏从而导致土壤无法耕种作物。故，一般无法符合使用者于实际使用时所需。
技术实现思路
本技术的主要目的在于，克服现有技术所遭遇的上述问题，并提供一种生物性肥料产生装置，该装置将丝胶废液以数道滤膜过滤将丝素与丝胶蛋白废液分离并回收丝胶液，调整该丝胶液pH值为7，在发酵培养基组分中回收的丝胶液蛋白质含量在4g/L以上作为发酵氮源与γ-聚麸氨酸聚合单体的来源，且以少量味精作为诱发菌株聚合工作，糖蜜作为发酵碳源，发酵后所得的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达300cp以上、活菌数达108cfu/ml以上，经稀释后可进行稻米、蔬菜、果树、兰花的灌溉或喷淋。本技术的次要目的在于，提供一种生物性肥料产生装置，利用两种废弃的加工副产品丝胶与糖蜜作为发酵原料，再利用枯草杆菌(Bacillussubtilis)、纳豆菌(Bacillussubtilisvarnatto)发酵γ-聚麸氨酸，发酵完毕可以作为绿色环保液态肥料直接应用于稻米、蔬菜、果树或高经济观赏植物兰花等，以取代传统化学肥料而促进生长之用。本肥料能调整土壤特性，促进土壤保水与作物生长，因为γ-聚麸氨酸为自然的生物可分解高分子或称聚合胺基酸，具有超强的吸水特性，为植物提供营养与水分，是一种缓释性的液态肥料，γ-聚麸氨酸在土壤中除了具有吸附水分，亦会在大自然中逐步的分解，为友善环境的生物性液态肥料。本技术另一目的在于，提供一种生物性肥料产生装置，在整体生产过程中没有造成任何废弃物，甚至利用工业废弃物回收进行发酵，再将发酵液稀释进行灌溉稻米、杂粮、蔬菜、各种果树与欣赏植物兰花的时候，更能拥有三种功效，第一是促进作物生长，第二是能降低作物的用水量，因为γ-聚麸氨酸拥有吸附水的能力，换言之具有保水的特性，第三是含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液会逐渐的分解成为作物的氮肥，在环境中亦不会残余与造成污染，并可使益生菌分布于土壤中，改善土壤环境。本技术的再一目的在于，提供一种生物性肥料产生装置，利用自然菌株(枯草杆菌或纳豆菌)发酵γ-聚麸氨酸，发酵后无需分离菌体可直接含活菌作为植物或农作物的液肥，亦可以改善土壤的菌相，让环境中的土壤拥有丰富的益生菌株，也可作为土壤改良剂。为达以上目的，本技术所采用的技术方案是：一种生物性肥料产生装置，其包括：一萃取机构，提供蚕丝或平面茧与碱水以恒温加热进行萃取脱胶，而该蚕丝或平面茧与碱水的添加重量比例介于1:30～1:100之间；一固液分离机构，与该萃取机构连接，内设金属过滤网，以使经该萃取机构后的萃取液进行初步过滤，固液分离成丝素与丝胶液；一过滤机构，与该固液分离机构连接，内设孔径为5μm的滤膜，以使经过该固液分离机构的丝胶液进行粗滤；一酸碱调和机构，与该过滤机构连接，内设有pH计，以将经过该过滤机构粗滤后的丝胶液调整pH值为7.0；一种菌培养机构，以将具有发酵γ-聚麸氨酸的菌株培养成液态母种，其中该发酵γ-聚麸氨酸之菌株为枯草杆菌或纳豆菌；一发酵机构，分别与该酸碱调和机构及该种菌培养机构连接，内设具灭菌单元的发酵槽，以使经过该酸碱调和机构的丝胶液与糖蜜及味精(或称麸氨酸钠)灭菌后而与液态母种于发酵槽内进行发酵，得到的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液的黏度达300cp以上、活菌数达108cfu/ml以上，且pH值介在5～7之间；以及一稀释机构，与该发酵机构连接，其内具有自来水或逆渗透水，以将经过该发酵机构后的含菌体的γ-聚麸氨酸发酵液稀释成γ-聚麸氨酸生物性液肥。于上述实施例中，该碱水为浓度介于0.1～5％的碳酸钠(NaCO3)。于上述实施例中，该萃取机构于温度95～130℃及时间1～5小时的恒温加热条件下进行萃取脱胶。于上述实施例中，该金属过滤网为100～400目筛。于上述实施例中，该盐酸浓度介于1N～6N之间。于上述实施例中，培养枯草杆菌或纳豆菌的培养基为胰蛋白酶大豆琼脂(Trypeptonesoyagar,TSA)培养基与胰蛋白酶大豆肉汤(Trypeptonesoybroth,TSB)培养基，该种菌培养机构是将具有该发酵γ-聚麸氨酸的菌株在该TSA培养基上于33～37℃生长20～24小时，并将生长好无污染的菌种勾取适量菌落接种至该TSB培养基进行摇瓶培养20～24小时。于上述实施例中，该发酵培养基组分中该丝胶液蛋白质含量在4g/L以上作为发酵氮源与γ-聚麸氨酸聚合单体的来源，并以该少量味精作为诱发菌株聚合工作，及该糖蜜作为发酵碳源。于上述实施例中，该发酵培养基组成包括1g/L～100g/L的丝胶液、1g/L～50g/L的味精、1g/L～50g/L的糖蜜、0.5g/L～4g/L的磷酸氢二钾(K2HPO4)、以及0.1/L～1g/L的硫酸镁(MgSO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物性肥料产生装置，其特征在于，其包括：一萃取机构，供蚕丝或平面茧与碱水进行脱胶；一固液分离机构，与该萃取机构连接，该固液分离结构内设金属过滤网，以使由该萃取机构得到的萃取液初步过滤后分离成丝素与丝胶液；一过滤机构，与该固液分离机构连接，该过滤机构内设滤膜以对丝胶液进行粗滤；一酸碱调和机构，与该过滤机构连接，该酸碱调和机构内设pH计以将粗滤后的丝胶液的pH值调至7.0；一种菌培养机构，供具有发酵γ‑聚麸氨酸的菌株培养成液态母种；一发酵机构，分别与该酸碱调和机构及该种菌培养机构连接，内设有具灭菌单元的发酵槽，以使经过该酸碱调和机构的丝胶液灭菌后与种菌培养机构的液态母种在该发酵槽内发酵；以及一稀释机构，与该发酵机构连接，该稀释机构内具有自来水或逆渗透水，以将该发酵机构输送来的含菌体的γ‑聚麸氨酸发酵液稀释成γ‑聚麸氨酸生物性液肥。

【技术特征摘要】
1.一种生物性肥料产生装置，其特征在于，其包括：一萃取机构，供蚕丝或平面茧与碱水进行脱胶；一固液分离机构，与该萃取机构连接，该固液分离结构内设金属过滤网，以使由该萃取机构得到的萃取液初步过滤后分离成丝素与丝胶液；一过滤机构，与该固液分离机构连接，该过滤机构内设滤膜以对丝胶液进行粗滤；一酸碱调和机构，与该过滤机构连接，该酸碱调和机构内设pH计以将粗滤后的丝胶液的pH值调至...

【专利技术属性】
技术研发人员：范宜钧，
申请(专利权)人：范宜钧，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71