專利名稱：一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法
技術領域：
本發明涉及一種制造魚塘肥水劑的方法，特別是一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法。
背景技術：
廣西地處亞熱帶,氣候溫和,雨量充沛,十分適合淡水魚養殖。池塘養魚是廣西淡水漁業的主體。由于受地理條件的限制，我國有許多地方養魚的水源全靠或大部分靠地下井水和天然河水。魚塘水質清瘦，直接用來養魚，不利于魚類的生長。通過施用化肥或有機肥，可以快速培肥魚塘水質。中國專利申請號2009103063302. O的發明專利申請，公開了一種肥水復合劑及其制備方法，它是由光合細菌、硫酸銨、過磷酸鈣和有機肥組成。但是施用化肥或有機肥，可能會導致池塘內有機物含量超高，沉入塘內，有可能給池塘養殖系統帶來水質污染和病原微生物問題，對池塘魚類生長造成嚴重影響。在國家“東桑西移”的產業政策指引下，廣西區黨委、政府把握機遇，調整農業產業結構，大力發展桑蠶產業。廣西已經迅速成為中國繭絲主產區。隨著廣西繅絲業的迅速發展，繅絲廢棄物也迅猛增加。各級政府在促進本地蠶繭絲產業發展的同時也不得不面對繅絲廢水廢棄物所引發的環境治理問題。繅絲廠廢棄物主要包括繅絲廠廢水、廢棄繭絲、廢棄蠶蛹等。繅絲廢水含有豐富的絲膠蛋白質和蛹體蛋白質，屬于較高濃度的有機性廢水，但生物降解性能好，安全無毒。廢棄繭絲、廢棄蠶蛹等含有豐富的蛋白質。繅絲過程中產生的廢繭廢絲是優良的蛋白質來源，是生產魚塘氨基酸肥水劑的優質原料。因此，如果能有效地利用繅絲廠廢水、廢棄繭絲、廢棄蠶蛹等制成相應的氨基酸水解液，并通過氨基酸水解液制作氨基酸魚塘肥水劑，不但可以減輕傳統污水處理的成本和壓力，而且還能切實開辟一條繅絲廢棄物重新利用的全新途徑。氨基酸肥水劑是由多種氨基酸、營養鹽、微量元素、維生素及酵素菌等多種活性物質和生長因子，通過激活有益微生物繁殖和激活藻類細胞分裂及孢子萌發，促進單細胞藻類(硅藻和綠藻)新陳代謝，協調藻相與菌相平衡，促使水體迅速肥沃和維持水質穩定，豐富水體天然餌料，提高魚蝦幼苗成活率，促進魚蝦生長，同時有效防止浮頭或泛塘，降低水中氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有毒物含量，減少疾病發生，氨基酸肥水劑產品越來越受到社會各界的普遍歡迎和采用。但是，由于蛋白質，特別是氨基酸來源有限，因此，傳統氨基酸肥水劑成本較高，利用繅絲廢棄蛋白開發出質優價廉魚塘專用氨基酸肥水劑產品，具有質優價廉的特點，具有傳統氨基酸肥水劑產品所缺乏的競爭優勢，目前廢繭、廢絲、廢蠶蛹等，除了在絲棉、絹紡、飼料等方面有一定的開發利用外，利用繅絲廢棄蛋白制備氨基酸肥水劑產品國內外尚未見有報道。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法，該方法開辟了繅絲廢棄物重新利用的全新途徑，不僅可以減輕傳統污水處理的成本和壓力，而且提高了工廠經濟效益，解決了上述現有技術中存在的問題。解決上述問題的技術方案是一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法，包括以下步驟
(1)繅絲廢棄蠶絲蛋白回收取繅絲汰頭污水，用飽和硫酸銨溶液沉淀或用鹽酸調節溶液pH至絲膠蛋白等電點后，離心分離去除溶液，取沉淀真空濃縮后得到粗絲蛋白，
(2)利用廢繭廢絲蛋白制備氨基酸取步驟(I)制到的粗絲蛋白與廢繭廢絲混合得到混合物，用質量濃度6 8%的NaOH溶液水解混合物，混合物與NaOH溶液的加入量比例為 lg:15 16ml,水解作用時間15 20min,水解結束后，再用鹽酸中和，即用鹽酸調節溶液 PH值為7 7. 5，得到繭絲蛋白水解液，真空濃縮后得到固體氨基酸備用；
(3)利用廢棄蠶蛹蛋白制備氨基酸按Ig廢棄蠶蛹粉加入5 IOml水計，將廢棄蠶蛹粉和水混合倒入反應器中，調節pH值為6 7，然后加入廢棄蠶蛹粉質量O. 3 O. 7%的木瓜蛋白酶，在50°C 60°C之間攪拌水解7 9個小時，再加入2 3mol/L鹽酸溶液，鹽酸溶液的加入量按Ig廢棄蠶蛹粉加入I 2ml鹽酸計，在100°C 11 (TC之間，攪拌催化水解 7 9個小時，水解結束后，用NaOH溶液中和，即用NaOH溶液調節溶液pH值為7 7. 5，得到蠶蛹蛋白水解液，真空濃縮后得到固體氨基酸備用；
(4)制備氨基酸魚塘肥水劑將步驟(2)和步驟(3)制備得到的氨基酸混合后，添加水生有益物質，再加入水制備得到氨基酸的質量含量為20% 30%，水生有益物質的質量含量為O. 26% O. 52%的氨基酸魚塘肥水劑，所述的水生有益物質是尿素、磷酸銨、硫酸鉀、檸檬酸鐵、維生素BI、維生素B12、微生物菌群及含微量元素物質。所述的氨基酸魚塘肥水劑質量含量為氨基酸20% 30%、尿素O. I O. 2%、磷酸銨O. I O. 2%、硫酸鉀O. 01 O. 02%、檸檬酸鐵O. 01 O. 02%、維生素BI和維生素B12各
O.01 O. 02%、微生物菌群O. 01% O. 02%、含微量元素物質O. 01 O. 02%、余量為無菌水， 該氨基酸魚塘肥水劑的固形物質量含量低于40%。所述的微生物菌群是巨大芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌或固氮菌。所述的含微量元素物質是指土壤浸出液。本發明的進一步技術方案是所述的步驟(I)中，真空濃縮后得到粗絲蛋白后，再將粗絲蛋白放入石油醚溶液中浸泡22 26小時脫脂后，過濾，取濾液進行冷凍干燥后得到進一步純化的粗絲蛋白，再將粗絲蛋白在步驟(2 )中與廢繭廢絲混合到混合物。所述的真空濃縮是在壓力為-O. 093 -O. 098Mpa、溫度為70 75°C條件下進行， 濃縮至溶液有結晶析出為止。本發明的進一步技術方案是步驟(I)中，取繅絲汰頭污水，用硫酸銨調至全飽和狀態，即可使廢棄繭絲蛋白沉淀析出。本發明的另一進一步技術方案是步驟(I)中，取繅絲汰頭污水，用鹽酸調節溶液 pH至絲膠蛋白等電點，即用鹽酸調節溶液PH3. 8 4. 4。步驟(2)和步驟(3)真空濃縮后得到的固體氨基酸中氨基酸的質量含量> 90. 5%。與現有技術相比，本發明之一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法的具有以下有益效果
I.開辟了繅絲廢棄物重新利用的全新途徑，不僅可以減輕傳統污水處理的成本和壓力，而且提高了工廠經濟效益，增加了工廠產值。
本發明以繅絲廠廢棄物為主要原料設計生產魚塘氨基酸肥水劑，繅絲廠廢棄物主要包括繅絲廠廢水、廢棄繭絲、廢棄蠶蛹等。本發明回收利用繅絲廠廢水(汰頭污水)、廢棄繭絲及廢棄蠶蛹，通過水解法制成相應的氨基酸水解液，經過真空濃縮除雜后，得到含量 ^ 90. 5%的氨基酸。以該氨基酸為主要原料，添加多種藻類生長的必需元素及水生有益菌， 制備一種氨基酸魚塘肥水劑。在解決繅絲廠環境污染問題的同時，合理利用繅絲副產品，變廢為寶，切實開辟了一條繅絲廢棄物重新利用的全新途徑，不但可以減輕傳統污水處理的成本和壓力，而且還能提高工廠經濟效益，增加工廠產值。2.采用本發明方法制備得到的氨基酸肥水劑，成本低，質優價廉，具有市場競爭力。繅絲廢水含有豐富的絲膠蛋白質和蛹體蛋白質，屬于較高濃度的有機性廢水，但生物降解性能好，安全無毒。廢棄繭絲、廢棄蠶蛹等含有豐富的蛋白質。故繅絲過程中產生的廢繭廢絲是優良的蛋白質來源，是生產魚塘氨基酸肥水劑的優質原料。本發明制備工藝簡單，例如利用廢棄蠶蛹蛋白制備氨基酸步驟中，水解時間比傳統水解工藝大大縮短，水解度達到98. 17%。另外由于是采用廢棄物為原料，本發明制備的肥水劑成本低，質優價廉，具有傳統氨基酸肥水劑產品所缺乏的競爭優勢。3.采用本發明方法制備得到的氨基酸肥水劑能夠改善魚類的生長環境，促進魚類生長，提聞魚塘廣量。本發明是利用繅絲副產品廢繭廢絲廢蠶蛹制備氨基酸，沒有使用有機肥組分，并添加了多種水生有益物質，維生素，巨大芽孢桿菌，沼澤紅假單胞菌，固氮菌等。其中維生素的添加可以提高藻類的生長率和存活率，巨大芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌和固氮菌的添加可以通過自身反應增加水中溶氧，降低水中H2S和游離N、P含量,又可以大大的分解水中有機物，為浮游動植物的生長提供小分子養料，凈化水質，改善魚類生長環境，促進魚類生長， 進而達到提高產量的最終目的。下面，結合附圖和實施例對本發明之一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法的技術特征作進一步的說明。


圖I :本發明之一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法工藝流程圖。
具體實施例方式一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法，包括以下步驟
(I)繅絲廢棄蠶絲蛋白回收取繅絲汰頭污水，用鹽酸調節溶液PH至絲膠蛋白等電點后，即用鹽酸調節溶液PH3. 8 4. 4，離心分離30min，去除溶液，取沉淀真空濃縮后得到粗絲蛋白，放入石油醚溶液中浸泡24小時脫脂后，過濾，取濾液進行冷凍干燥后得到進一步純化的粗絲蛋白。(2)利用廢繭廢絲蛋白制備氨基酸取步驟(I)制到的粗絲蛋白與廢繭廢絲混合得到混合物，用質量濃度7%的NaOH溶液水解混合物，混合物與NaOH溶液的加入量比例為 Ig 15. 2ml，水解作用時間16min，水解結束后，再用鹽酸中和，即用鹽酸調節溶液pH值為7 7. 5，得到繭絲蛋白水解液，真空濃縮后得到固體氨基酸備用。(3)利用廢棄蠶蛹蛋白制備氨基酸按Ig廢棄蠶蛹粉加入7ml水計，將廢棄蠶蛹粉和水混合倒入反應器中，調節pH值為6. 5，然后加入廢棄蠶蛹粉質量O. 5%的木瓜蛋白酶，在 50°C 60°C之間攪拌水解8個小時，再加入3moI/L鹽酸溶液，鹽酸溶液的加入量按Ig廢棄蠶蛹粉加入I 2ml鹽酸計，在100°C 110°C之間，攪拌催化水解8個小時，水解結束后， 用NaOH溶液中和，即用NaOH溶液調節溶液pH值為7 7. 5，得到蠶蛹蛋白水解液，真空濃縮后得到固體氨基酸備用。(4)制備氨基酸魚塘肥水劑將步驟(2)和步驟(3)制備得到的氨基酸混合后，添加水生有益物質，再加入水制備得到氨基酸魚塘肥水劑，所述的氨基酸魚塘肥水劑質量含量為氨基酸20% 30%、尿素O. I O. 2%、磷酸銨O. I O. 2%、硫酸鉀O. 01 O. 02%、檸檬酸鐵O. 01 O. 02%、維生素BI和維生素B12各O. 01 O. 02%、微生物菌群O. 01% O. 02%、土壤浸出液O. 01 O. 02%、余量為無菌水，該氨基酸魚塘肥水劑的固形物質量含量低于40%。本發明所述的微生物菌群是巨大芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌或固氮菌。所述的土壤浸出液是指從魚塘、水稻田等地方取出的肥沃的土壤按Ig 土壤加入Iml水計加水攪拌， 過濾后所得到的液體即為土壤浸出液。土壤浸出液中主要含有微量元素，作為本實施例的一種變換，也可用市售的微量元素代替土壤浸出液。本發明所述的真空濃縮一般是在壓力為-O. 093 -O. 098Mpa、溫度為70 75°C 條件下進行，濃縮至溶液有結晶析出為止，步驟(2)和步驟(3)真空濃縮后得到的固體氨基酸中氨基酸的質量含量> 90. 5%。作為本實施例的一種變換，所述的步驟(I)繅絲廢棄蠶絲蛋白回收中，取繅絲汰頭污水，除了用鹽酸調節溶液PH至絲膠蛋白等電點外，還可以用硫酸銨調至全飽和狀態，使廢棄繭絲蛋白沉淀析出，離心分離去除溶液，取沉淀真空濃縮后得到粗絲蛋白。作為本實施例的又一種變換，步驟(I)中，離心分離，沉淀真空濃縮后得到粗絲蛋白后，可以直接將粗絲蛋白與廢繭廢絲混合進行步驟(2)，可以取消步驟(I)中將粗絲蛋白放入石油醚溶液中浸泡脫脂、過濾、冷凍干燥的工序。作為本實施例的又一種變換，所述的氨基酸魚塘肥水劑中水生有益物質中各組分的比例，即尿素、磷酸銨、硫酸鉀、檸檬酸鐵、維生素BI、維生素B12、微生物菌群及含微量元素物質的添加比例還可以根據實際情況調整，只要滿足氨基酸魚塘肥水劑中氨基酸的質量含量為20% 30%，水生有益物質的質量含量為O. 26% O. 52%的條件即可。本發明所述的固形物含量是指常規方法蒸發(即在常壓下，蒸發溫度為IO(TC)得到的固形重量占溶液總重量的比例。本發明制備得到的氨基酸魚塘肥水劑含有適于單細胞淡水綠藻類生長的最適營養因子和改善水質的微生物菌群。在魚塘中通過添加本發明產品，一方面，借助其藻類和有益微生物，可以有效的改善水質，降低水中H2S和游離N，P含量，分解有機化合物，為魚類生長提供最佳的生長環境，另一方面，也是一種高效處理繅絲廢棄物的環境友好處理方法。
權利要求
1.一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法，其特征在于包括以下步驟(1)繅絲廢棄蠶絲蛋白回收取繅絲汰頭污水，用飽和硫酸銨溶液沉淀或用鹽酸調節溶液pH至絲膠蛋白等電點后，離心分離去除溶液，取沉淀真空濃縮后得到粗絲蛋白；(2)利用廢繭廢絲蛋白制備氨基酸取步驟(I)制到的粗絲蛋白與廢繭廢絲混合得到混合物，用質量濃度6 8%的NaOH溶液水解混合物，混合物與NaOH溶液的加入量比例為 Ig 15 16ml,水解作用時間15 20min,水解結束后,再用鹽酸中和，即用鹽酸調節溶液 PH值為7 7. 5，得到繭絲蛋白水解液，真空濃縮后得到固體氨基酸備用；(3)利用廢棄蠶蛹蛋白制備氨基酸按Ig廢棄蠶蛹粉加入5 IOml水計，將廢棄蠶蛹粉和水混合倒入反應器中，調節pH值為6 7，然后加入廢棄蠶蛹粉質量O. 3 O. 7%的木瓜蛋白酶，在50°C 60°C之間攪拌水解7 9個小時，再加入2 3mol/L鹽酸溶液，鹽酸溶液的加入量按Ig廢棄蠶蛹粉加入I 2ml鹽酸計，在100°C 11 (TC之間，攪拌催化水解 7 9個小時，水解結束后，用NaOH溶液中和，即用NaOH溶液調節溶液pH值為7 7. 5，得到蠶蛹蛋白水解液，真空濃縮后得到固體氨基酸備用；(4)制備氨基酸魚塘肥水劑將步驟(2)和步驟(3)制備得到的氨基酸混合后，添加水生有益物質，再加入水制備得到氨基酸的質量含量為20% 30%，水生有益物質的質量含量為O. 26% O. 52%的氨基酸魚塘肥水劑，所述的水生有益物質是尿素、磷酸銨、硫酸鉀、檸檬酸鐵、維生素BI、維生素B12、微生物菌群及含微量元素物質。
2.根據權利要求I所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法，其特征在于所述的氨基酸魚塘肥水劑質量含量為氨基酸20% 30%、尿素O. I O. 2%、磷酸銨O. I O. 2%、硫酸鉀O. 01 O. 02%、檸檬酸鐵O. 01 O. 02%、維生素BI和維生素B12各O.01 O. 02%、微生物菌群O. 01% O. 02%、含微量元素物質O. 01 O. 02%、余量為無菌水， 該氨基酸魚塘肥水劑的固形物質量含量低于40%。
3.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法， 其特征在于所述的微生物菌群是巨大芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌或固氮菌。
4.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法， 其特征在于所述的含微量元素物質是指土壤浸出液。
5.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法， 其特征在于所述的步驟(I)中，真空濃縮后得到粗絲蛋白后，再將粗絲蛋白放入石油醚溶液中浸泡22 26小時脫脂后，過濾，取濾液進行冷凍干燥后得到進一步純化的粗絲蛋白， 再將粗絲蛋白在步驟(2)中與廢繭廢絲混合到混合物。
6.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法， 其特征在于所述的真空濃縮是在壓力為-O. 093 -O. 098Mpa、溫度為70 75°C條件下進行，濃縮至溶液有結晶析出為止。
7.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法， 其特征在于步驟(I)中，取繅絲汰頭污水，用硫酸銨調至全飽和狀態，即可使廢棄繭絲蛋白沉淀析出。
8.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法， 其特征在于步驟(I)中，取繅絲汰頭污水，用鹽酸調節溶液PH至絲膠蛋白等電點，即用鹽酸調節溶液PH3. 8 4. 4。
9.根據權利要求I或2所述的一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法，其特征在于步驟(2)和步驟(3)真空濃縮后得到的固體氨基酸中氨基酸的質量含量≥90. 5%。
全文摘要
本發明涉及一種利用廢棄繭絲蛋白制造氨基酸魚塘肥水劑的方法。該方法利用繅絲廠廢水、廢棄繭絲、廢棄蠶蛹等制成相應的氨基酸水解液，并通過氨基酸水解液制作氨基酸魚塘肥水劑。通過繭絲蛋白水解制備氨基酸，然后適當添加尿素、磷酸銨、硫酸鉀、檸檬酸鐵、維生素B1、維生素B12、微生物菌群及含微量元素物質等，制成一種氨基酸魚塘肥水劑。該方法開辟了繅絲廢棄物重新利用的全新途徑，不僅可以減輕傳統污水處理的成本和壓力，而且提高了工廠經濟效益，增加了工廠產值。采用本發明方法制備得到的氨基酸肥水劑，成本低，質優價廉，具有市場競爭力。通過添加本發明產品，可以有效的改善水質，為魚類生長提供最佳的生長環境。
文檔編號A01K61/00GK102584430SQ201210023269
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月2日 優先權日2012年1月10日
發明者何珍珍, 李軍生, 林海濤, 蔣芳, 閻柳娟, 黃國霞 申請人:廣西工學院