一种有机聚合镁剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于化学合成领域，具体涉及了一种农业生产用有机聚合镁剂及其制备方法。将无水硫酸镁加入至搅拌反应釜内，之后搅拌条件下以1L

【技术实现步骤摘要】
一种有机聚合镁剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成领域，具体涉及了一种农业生产用有机聚合镁剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前聚谷氨酸的合成手段主要还是依赖于自然微生物菌发酵，其他合成方法还鲜有其形成产业化的相关报道。与其它方法相比，微生物发酵法具有条件温和、周期短、产量高且分子量分布合适等优点。以生物菌发酵合成聚谷氨酸的工艺主要有两种，即液体发酵与固体发酵，其中固体发酵虽早有科技文章记载，但是可以产业化的工艺只在近几年才有应用，且由于一些技术壁垒的问题，在市面鲜有推广。
[0003]所以目前广泛应用于聚谷氨酸合成的工艺均为液体发酵工艺，该工艺主要流程是将一类菌接种于含有谷氨酸或谷氨酸盐、碳源、氮源、无机盐和水的发酵培养基中，在合适的条件下进行好氧培养，产生的发酵液中具有一定含量的聚谷氨酸，之后根据使用领域的不同，对发酵液进行特定的处理，例如在化妆品领域，对聚谷氨酸的纯度与含量要求较高，这就需要对发酵液进行去除菌体、色素、杂蛋白以及提纯的操作，必须经过酸化、抽滤、超滤浓缩、醇析、真空干燥等流程后，产品才可以符合化妆品级使用要求。
[0004]在农业应用领域，对聚谷氨酸的纯度与含量要求不高，所以生产工艺的主要特点应该是简单、低成本、快速的将聚谷氨酸制备成产品，聚谷氨酸发酵液本身可以直接利用在农业生产上，且效果比较好，但是发酵液中含有大量有机无机营养物质，暴露在空气中极容易发生腐败变质，难以保存，添加防腐剂又对其功效有影响，所以必须对其进行必要处理。
[0005]目前市面上生产农业级聚谷氨酸的工艺大部分为上述化妆品级的工艺，只是简单降低提纯与除杂的级别，工艺中依然需要多种配套设备，酸化与醇析需要大量的高危化学制剂，对生产环境要求高，整个工艺投入较大，且与化妆品领域相比，农业领域的产品附加值较低，所以该类工艺从生产成本角度来看，并不太适用于农业级聚谷氨酸的生产与制备。
[0006]另外一部分工艺采用吸附，低温干燥的方式将发酵液处理成可以长时间贮存的固体形态，聚谷氨酸发酵液中含有90％左右的水分，且因为含有聚谷氨酸具备一定粘性，吸附剂可以选取的种类很少，且均为不水溶，使产品在农业应用时受到限制，另外，低温烘干能源耗费巨大，时间长，整个工艺生产效率较低。
[0007]综上所述，以生物菌自然发酵形成的聚谷氨酸发酵液体难以长时间保存，处理成固体产品通常只能采用吸附低温烘干的方式，费工费时；采用提纯处理成本又极其高昂，在农业应用领域不易展开工业化生产。以上种种制约条件使聚谷氨酸在农业生产上的大面积应用面临一定的困难。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种农业生产用有机聚合镁剂及其制备方法和应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：
[0010]一种有机聚合镁剂的制备方法，将无水硫酸镁加入至搅拌反应釜内，之后搅拌条件下以1L
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10L/分的流速缓缓加入高分子聚谷氨酸，而后反应釜保持40
‑
70RPM的匀速搅拌，反应30
‑
40分钟后形成白色粉末状固体，即得有机聚合镁剂。
[0011]所述反应釜内按质量百分比计，50％
‑
60％的无水硫酸镁与40％
‑
50％高分子聚谷氨酸混合。
[0012]所述反应后白色粉末状固体过80目筛后将筛上留存块状进行破碎，与筛下粉末混合得有机聚合镁剂。
[0013]所述高分子聚谷氨酸为通过好氧发酵获得高分子聚谷氨酸发酵液。
[0014]所述高分子聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量2
‑
4％，其分子量分布在10万
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200万Dal之间。
[0015]所述硫酸镁为无水硫酸镁，硫酸镁有效含量≥98％，粗细度80
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100目。
[0016]一种有机聚合镁剂，所述方法制备所得有机聚合镁剂。
[0017]一种高分子聚谷氨酸的应用，所述高分子聚谷氨酸在制备有机聚合镁剂中的应用。
[0018]所述高分子聚谷氨酸为通过好氧发酵获得高分子聚谷氨酸发酵液。
[0019]所述高分子聚谷氨酸发酵液为枯草芽孢杆菌接种于含有谷氨酸或谷氨酸盐的发酵培养基中经好氧发酵获得。
[0020]即，上述高分子聚谷氨酸发酵液的获得可根据现有技术利用现有枯草芽孢杆菌，通过好氧发酵获得，例如《利用枯草芽孢杆菌发酵生产γ
‑
聚谷氨酸》安徽农业大学学报，2017，44(4):1
‑
。
[0021]所述有机聚合镁剂的应用，所述有机聚合镁剂在作为肥料增效剂中的应用：可采用根施方式，亩用量0.5
‑
1kg；添加到肥料生产中，每吨肥料添加量为12.5
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25kg。
[0022]本专利技术所具有的优点：
[0023]本专利技术有机聚合镁剂以聚谷氨酸发酵液、无水硫酸镁为原料，按照特定比例进行混拌，利用无水硫酸镁的溶解热促进镁离子与聚谷氨酸形成有机聚合态，同时蒸发掉发酵液中的大量水分，在极短时间内就可直接得到有机聚合镁的固体产品，生产工艺简单，节省能源，成本低廉，非常适合工业规模化生产。本专利技术制备方法中，解决了聚谷氨酸发酵液难以保存导致在农业上应用困难的问题，可以直接快速将聚谷氨酸发酵液制备成能长时间贮存的固体形态。并且所得固体产品水溶性极佳，可直接应用在缺镁农田中，镁元素利用率高，能快速补充镁元素；也可直接添加到肥料产品中，与肥料中的磷元素不会产生拮抗反应，有效保持磷、镁养分活性，促进养分的快速吸收与高效利用，实现补镁与养分增效的双重目的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例制备获得有机聚合镁的结构进行X
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射线衍射分析(PXRD)图，其中，a:七水硫酸镁，b：无水硫酸镁，c：本专利技术实例获得的有机聚合镁。
[0025]图2为本专利技术实施例制备获得有机聚合镁产品照片。
具体实施方式：
[0026]以下结合实例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本专利技术，并不局限于本专利技术。
[0027]本专利技术有机聚合镁剂是由高分子聚谷氨酸与镁离子反应形成的有机结合物，获得固体产品，解决了聚谷氨酸发酵液难以保存导致在农业上应用困难的问题，可以直接快速将聚谷氨酸发酵液制备成能长时间贮存的固体形态，同时去除发酵液中大量的水分，节省了之前制备方法中各种烘干操作的能耗，工艺中不需要增加去除菌体、杂蛋白等物质的抽滤设备，简化了生产步骤，所得产品中聚谷氨酸的含量满足农业生产领域应用的需要，同时富含一种聚谷氨酸与镁结合的聚合物质，该物质用于农业生产可以快速补充镁元素，同时促进作物对镁元素的吸收利用。
[0028]下述各实施例聚谷氨酸发酵液的获得：
[0029](此处给一个制备聚谷氨酸发酵液的过程)
[0030]按照下列物质质量百分比配制种子培养基：葡萄糖2％，谷氨酸钠1％，硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机聚合镁剂的制备方法，其特征在于：将无水硫酸镁加入至搅拌反应釜内，之后搅拌条件下以1L
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10L/分的流速缓缓加入高分子聚谷氨酸，而后反应釜保持40
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70RPM的匀速搅拌，反应30
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40分钟后形成白色粉末状固体，即得有机聚合镁剂。2.按权利要求1所述的有机聚合镁剂的制备方法，其特征在于：所述反应釜内按质量百分比计，50％
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60％的无水硫酸镁与40％
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50％高分子聚谷氨酸混合。3.按权利要求1所述的有机聚合镁剂的制备方法，其特征在于：所述反应后白色粉末状固体过80目筛后将筛上留存块状进行破碎，与筛下粉末混合得有机聚合镁剂。4.按权利要求1或2所述的有机聚合镁剂的制备方法，其特征在于：所述高分子聚谷氨酸为通过芽孢杆菌好氧发酵获得的高分子聚谷氨酸发酵液。5.按权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石晓雨，张鹰，聂宏光，张平，张俊清，
申请(专利权)人：辽宁中科生物工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：