一种用于厨余垃圾堆肥的复合酶制剂及其制备与应用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于厨余垃圾堆肥的复合酶制剂及其制备与应用方法，该复合酶制剂包括制剂A和制剂B，其中制剂A含有溶菌酶、抗菌剂和甘氨酸，制剂B包括复合酶(由蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和脂肪酶构成)和载体(包括缓冲溶液、硅藻土和多糖)。利用本发明专利技术的复合酶制剂可以在堆肥前期代替厨余垃圾中的微生物降解有机质，提高堆肥效率，减少堆肥过程中恶臭物质的产生，增加堆肥产品的营养价值。增加堆肥产品的营养价值。

【技术实现步骤摘要】
一种用于厨余垃圾堆肥的复合酶制剂及其制备与应用方法


[0001]本专利技术属于厨余垃圾堆肥处理领域，具体涉及一种用于改善厨余垃圾堆肥效果的复合酶 制剂的制备与应用方法。

技术介绍

[0002]厨余垃圾含有淀粉、食物纤维、脂肪、蛋白质等有机物，极易腐败变质，不经妥善处理 容易诱发众多严重的环境问题。厨余垃圾堆肥化是利用微生物将厨余垃圾中的有机物实现降 解，最终生成稳定的富含腐殖质的有机肥料的过程，从而实现无害化、减量化、资源化。但 微生物易受堆肥条件的影响，以及在堆肥刚开始时活性低作用发挥不明显，部分有机质转化 为含硫化氢、氨氮化合物的恶臭物质，造成有机质的损失和环境污染。
[0003]复合酶作为高效生物催化剂，具有反应迅速、降解效果好、不受底物浓度的影响的特点， 添加复合酶能充分利用纤维素蛋白质等大分子有机物，弥补受影响的微生物活性，使其快速 进入高温期，缩短堆肥时间。目前，利用复合酶的除臭方面，选用的酶多数是单一酶或是氧 化酶，酶发挥作用时间短，制备工艺复杂，酶活性不易保持。找到一种使用方便、应用范围 广、使用条件宽松、稳定高效的复合酶已成为研究的热点问题。
三、
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种制备方法简单、效果明显的复合酶制剂，主要应用于厨余垃 圾处理设备实现厨余垃圾高质高效堆肥化处理，所要解决的技术问题在于：通过调整微生物 菌群结构，降低堆肥前期嗜温型微生物活性，减少有机质的不良转化，利用复合酶高效降解 有机质产生的大量热量以及嗜热型微生物的生长繁殖推动堆肥进入高温期，提高有机质的有 效转化，提高堆肥产品品质。
[0005]本专利技术为实现目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术首先公开了一种用于厨余垃圾堆肥的复合酶制剂，其包括制剂A和制剂B；
[0007]所述制剂A含有浓度为1.0～5.0g/L的溶菌酶、浓度为0.5～5.0g/L的抗菌剂、浓度为 2.0～10.0g/L的甘氨酸，溶剂为水；
[0008]所述制剂B包括复合酶和载体，所述复合酶是由蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和脂肪酶构 成，所述载体包括缓冲溶液、硅藻土和多糖；在所述制剂B中，蛋白酶的浓度为1.0～10.0g/L、 纤维素酶的浓度为2.0～12.0g/L、淀粉酶的浓度为1.0～8.0g/L、脂肪酶的浓度为1.0～10.0g/L、 硅藻土的浓度为10.0～40.0g/L、多糖的浓度为5.0～20.0g/L。
[0009]进一步地，所述溶菌酶为酶活性大于105U/g的蛋清溶菌酶，可由市场购买。
[0010]进一步地，所述抗菌剂为乳铁蛋白和乙二胺四乙酸二钠中的至少一种，均可由市场购买。
[0011]进一步地，所述复合酶中各酶的酶活性均大于103U/g。
[0012]进一步地，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液或柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲溶液，所述缓冲溶液 的pH为6.0
‑
7.0。
[0013]进一步地，所述多糖为海藻糖、山梨醇、木糖醇和阿拉伯胶中的至少一种，优选为海藻 糖。
[0014]本专利技术所述复合酶制剂的制备方法为：
[0015]所述制剂A按如下方法制备：将抗菌剂和甘氨酸加入35℃的水中，超声振荡至充分溶解 混匀，再加入溶菌酶，得到制剂A；
[0016]所述制剂B按如下方法制备：将多糖溶解在缓冲溶液中，再加入硅藻土，超声振荡至充 分分散，然后静置1～3h，得到含有硅藻土的载体；将复合酶加入到所述载体中，在35℃～45℃、 100～150r/min的振荡器中振荡2h～4h，使复合酶活化、分散、吸附在硅藻土上，即获得制剂B。
[0017]本专利技术还公开一种通过添加复合酶制剂提高厨余垃圾堆肥效果的方法，其为：将厨余垃 圾与调理剂、制剂A混合，以调节含水率为45％～60％、C/N比为25～35:1，得到堆肥原料；然 后将所述的制剂B均匀洒在堆肥原料中并搅拌至混合均匀，堆肥20～24d，得到堆肥产品。
[0018]进一步地，所述制剂A的加入量与所述厨余垃圾的质量比为1:1000，所述制剂B的加入量 与所述厨余垃圾的质量比为1:800～1200。
[0019]进一步地，所述调理剂为作物秸秆、锯末和木屑中的任意一种，长度在2～4cm，含水率 低于20％。调理剂调节厨余垃圾的含水率、C/N比、孔隙率，避免堆肥时物料压实进行局部厌 氧反应；调理剂优选玉米秸秆。
[0020]进一步地，堆肥处理反应过程强制通风：堆肥升温期和降温期每间隔2h通风30～50min， 通风量为1.0～1.5m3/min；堆肥高温期每间隔1h通风20～30min，通风量为2.0～4.0m3/min；每7 天翻堆一次，以保证物料受气均匀。
[0021]本专利技术的复合酶制剂体系中：溶菌酶最适温度为35℃、最适pH为6.5，具有胞壁质酶的 活性，破坏细胞表面的肽聚糖层，使细胞的通透性增加，最终使细胞瓦解。溶菌酶对革兰氏 阳性菌(G
+
)的杀菌作用强；革兰氏阴性菌(G
‑
)的外层有脂多糖层，将肽聚糖层包裹在里 面，溶菌酶难以与肽聚糖层接触，效果不明显。抗菌剂、甘氨酸与溶菌酶对多种G
‑
有协调杀 菌的作用，甘氨酸的外膜渗透性改善功能和抗菌剂使细胞表面的脂多糖部分溶解，协助溶菌 酶更容易穿过脂多糖层与肽聚糖层结合杀死微生物。在外加复合酶和微生物的作用，有机质 降解为小分子物质并释放大量的热量，溶菌酶的活性大幅度降低甚至丧失；此时，嗜热型微 生物大量繁殖，堆肥反应继续进行。
[0022]本专利技术中的载体由缓冲溶液、硅藻土和多糖构成。缓冲溶液在固定酶的操作中能保持酸 碱平衡，保护酶活性；硅藻土具有较大的比表面积和多孔结构，吸附能力强，复合酶吸附在 硅藻土表面和孔隙中；多糖良好的隔热性和凝胶性，最大限度的保护复合酶生物活性，增强 未吸附到硅藻土上的游离酶与底物分子的作用力。
[0023]本专利技术中复合酶在堆肥升温期高效分解糖类、胺类化合物、油类和纤维素类物质，替代 前期微生物的作用，使有机质的转化路径发生改变，减少臭气产生源而有效控制臭气的释放， 在分解过程中释放大量的热量和转化成易被吸收的小分子有机物，使堆体快速进入高温期， 为嗜热微生物大量繁殖提供条件。
[0024]本专利技术具有以下有益技术效果：
[0025](1)本专利技术对恶臭气体的控制效果显著，臭味在堆肥5～8d后消失，臭味消除时间
提前了 6天以上，厨余垃圾单独堆肥直到堆肥结束仍能闻到臭味；同时，与厨余垃圾单独堆肥的对照 组相比，堆肥产品中氮素和硫素含量分别提高了40％和49％以上，有效提高了堆肥产品的营 养价值。
[0026](2)本专利技术复合酶吸附在载体上是利用了高分子之间的氢键、范德华力等分子间相互作 用力完成的，不涉及化学反应，操作简单，反应条件温和，酶活性损失小，不会造成二次污 染。
[0027](3)本专利技术的复合酶制剂性质稳定、作用效果明显，且现用现配，使用灵活，工艺简单。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于厨余垃圾堆肥的复合酶制剂，其特征在于：包括制剂A和制剂B；所述制剂A含有浓度为1.0～5.0g/L的溶菌酶、浓度为0.5～5.0g/L的抗菌剂、浓度为2.0～10.0g/L的甘氨酸，溶剂为水；所述制剂B包括复合酶和载体，所述复合酶是由蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和脂肪酶构成，所述载体包括缓冲溶液、硅藻土和多糖；在所述制剂B中，蛋白酶的浓度为1.0～10.0g/L、纤维素酶的浓度为2.0～12.0g/L、淀粉酶的浓度为1.0～8.0g/L、脂肪酶的浓度为1.0～10.0g/L、硅藻土的浓度为10.0～40.0g/L、多糖的浓度为5.0～20.0g/L。2.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于：所述溶菌酶为酶活性大于105U/g的蛋清溶菌酶。3.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于：所述抗菌剂为乳铁蛋白和乙二胺四乙酸二钠中的至少一种。4.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶中各酶的酶活性均大于103U/g。5.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于：所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液或柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲溶液，所述缓冲溶液的pH为6.0
‑
7.0；所述多糖为海藻糖、山梨醇、木糖醇和阿拉伯胶中的至少一种。6.一种权利要求1～5中任意一项所述复合酶制剂的制备方法，其特征在于：所述制剂A按如下方法制备：将抗菌剂和甘氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉梦云，武艳，王燕，关文义，胡多飞，朱磊，程谦勋，魏东霞，朱佳，柳丽丽，
申请(专利权)人：安徽国祯环卫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：