一種用馬尾藻制取褐藻酸鈉和有機肥的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用馬尾藻制取褐藻酸鈉和有機肥的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：（1）原料預處理（2）纖維酶解（3）蛋白酶解（4）鹽水消化（5）稀釋過濾（6）脫色（7）CaCl2溶液處理（8）離子交換（9）制褐藻酸鈉（10）制馬尾藻有機肥。本發明以蛋白酶、果膠酶、纖維素酶按科學的配比制成復合酶，對原料進行預處理，有利于提高褐藻酸鈉的提取率；充分開發利用我國的腐植酸資源，生產出以水為溶劑，富含腐植酸、大量營養元素的有機肥。實現了裙帶菜孢子葉的高值化綜合利用。
【專利說明】一種用馬尾藻制取褐藻酸鈉和有機肥的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及馬尾藻利用領域，具體涉及一種用馬尾藻制取褐藻酸鈉和有機肥的方法。

【背景技術】
[0002]當前世界面臨著能源短缺和環境污染的巨大壓力，開發清潔的可再生能源已經成為解決石化資源和能源危機的重要手段。生物乙醇作為一種清潔燃料及汽油添加劑而受到廣泛關注。目前，我國制備燃料乙醇主要側重于秸桿、甘蔗渣、木屑和木薯等陸源原料，但對海洋生物資源制備生物乙醇的研究較少，在馬尾藻生物質能源開發方面的技術研究相對落后。
[0003]利用富含纖維素、馬尾藻多糖、甘露醇的馬尾藻加工廢棄物制備燃料乙醇，不僅可使馬尾藻加工廢棄物變廢為寶，解決環境污染問題，還可為制備生物乙醇提供充足和廉價的原料供應，促進海洋生物質能源的技術開發。
[0004]馬尾藻酸鈉，一種天然多糖，具有藥物制劑輔料所需的穩定性、溶解性、粘性和安全性。1881年,英國化學家E.C.Stanford首先對褐色馬尾藻中的馬尾藻酸鹽提取物進行科學研究。他發現該褐藻酸的提取物具有幾種很有趣的特性，它具有濃縮溶液、形成凝膠和成膜的能力。基于此，他提出了幾項工業化生產的申請。但是，馬尾藻酸鹽直到50年之后才進行大規模工業化生產。商業化生產始于1927年，現在全世界每年約生產30000噸，其中30%用于食品工業，剩下的用于其它工業，制藥業和牙科。
[0005]目前酶解提取法提取馬尾藻酸鈉還不夠成熟，往往都只是采用了單一的纖維素酶進行水解，但組成植物細胞壁的有纖維素酶、半纖維素酶、果膠、木質素等成分，他們之間的鏈接方式或者鑲嵌，或者抱合，所以用單一的酶很難徹底破解植物的細胞壁，不能使內容物完全釋放。
[0006]腐植酸是動植物遺骸、主要是植物遺骸經過微生物的分解和轉化以及地球化學一系列過程形成和積累起來的一類成分復雜的天然高分子有機化合物，它確確實實地以實體存在。約4億年前有了陸生植物開始大量積累。腐植酸物質數量大的驚人，數以萬億噸計算。我國富含腐植酸物質的泥炭、褐煤、風化煤數千億噸，極其豐富。
[0007]作為腐植酸資源大國，腐植酸科技和應用無論是深度和廣度來看,都不太適應國家經濟發展和生態建設的需要，與某些發達國家水平相比也有不小的差距。腐植酸的潛在優勢并未發揮。
[0008]如何徹底破解植物的細胞壁，使內容物完全釋放。又要避免受到其它人分子物質，如果膠、蛋白質等的干擾，本發明考慮以蛋白酶、果膠酶、纖維素酶按科學的配比制成復合酶，對原料進行預處理，然后再提取馬尾藻酸鈉的基礎上，通過添加磷酸二氫鉀、黃腐酸、尿素、復硝酚鈉等成分，以充分開發利用我國的腐植酸資源，生產出富含腐植酸的有機肥。


【發明內容】

[0009]為解決上述技術中存在的技術難題，本發明提供了一種用馬尾藻制取褐藻酸鈉和有機肥的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟:
(1)原料預處理:將馬尾藻原料去除泥沙，于55-65°C烘干或曬干，粉碎，向上述馬尾藻粉加入原料重量6-7倍的新鮮飲用水，55-60°C水浴中浸泡2-3h ；
(2)纖維酶解:并用HCl調液體pH值至4-6，加入由內切β-葡聚糖酶40%、外切β-葡聚糖酶30%、β-葡萄糖苜酶30%組成的纖維素酶0.4-0.5%，酶解8-1011;
(3)蛋白酶解:加入由中性蛋白酶45%、木瓜蛋白酶55%組成的蛋白酶0.3-0.6%，由果膠裂解酶55%、果膠酯酶45%組成的果膠酶0.3-0.4%,繼續酶解3_4h，攪拌，酶解后離心分離；
(4)鹽水消化:向上述離心后的馬尾藻中加入10-12倍馬尾藻重量的2-4%Na2CO3溶液，在50-60°C水浴中消化2-3h ；
(5)稀釋過濾:然后加入體積5-6倍50-60°C的新鮮飲用水進行稀釋l_2h，充分稀釋均勻后，通過250-300目的絹網過濾；
(6)脫色:濾液加入0.2-0.4%的雙氧水，在50-60°C脫色l_2h，然后升溫到80_90°C保持10-15min,用250-300目的絹網過濾；
(7)CaCl2溶液處理:濾液緩慢加入體積比3-4%濃度10%的CaCl2溶液，靜置l_2h，然后過濾，用新鮮的飲用水清洗褐藻酸鈣纖維中殘留的CaCl2溶液及其它雜質；
(8)離子交換:褐藻酸鈣加入10-15倍的純化水，然后用2-3倍10%NaCl溶液，在50-60°C水浴中進行離子交換,使褐藻酸1丐纖維完全轉化為褐藻酸鈉溶液；
(9)制褐藻酸鈉:然后用95%的酒精沉淀，獲得褐藻酸鈉，褐藻酸鈉經脫水、烘干、粉碎得到成品；
(10)制馬尾藻有機肥:稱取鹿糖3-4kg攪拌溶解于25-35kg水中，攪拌下加入0.6-0.8kg復硝酚鈉和0.5-0.7kg萘乙酸鈉使之全部溶解，加入步驟(3)中的離心濾液中，稱取黃腐酸23-25kg研磨成粉、尿素16-18kg和磷酸二氫鉀25_28kg混合均勻加入上述混合液，同時加水35-40kg攪拌溶解即得本液體肥料。
[0010]本發明的有益效果:
本發明以蛋白酶、果膠酶、纖維素酶按科學的配比制成復合酶，避免受到其它人分子物質，如果膠、蛋白質等的干擾，對原料進行預處理，徹底破解植物的細胞壁，將馬尾藻中的纖維素、蛋白質等主要成分分離出來，并轉化為微生物可利用的單糖、寡糖及游離蛋白質，有利于提高褐藻酸鈉的提取率；加工過程中酶解后的離心液通過添加磷酸二氫鉀、黃腐酸、尿素、復硝酚鈉等成分，以充分開發利用我國的腐植酸資源，生產出以水為溶劑，富含腐植酸、大量營養元素的有機肥。實現了裙帶菜孢子葉的高值化綜合利用，開發了海洋生物能源。

【具體實施方式】
[0011]實施例1:
將馬尾藻原料去除泥沙，于55°c烘干或曬干，粉碎；準確稱取烘干粉碎后的10kg馬尾藻原料，向上述馬尾藻粉加入原料重量600kg的新鮮飲用水，55°C水浴中浸泡2h ;用HCl調液體PH值至4，加入由內切β-葡聚糖酶40%、外切β-葡聚糖酶30%、β-葡萄糖苜酶30 %組成的纖維素酶0.4%,酶解8h ;加入由中性蛋白酶45 %、木瓜蛋白酶55 %組成的蛋白酶0.3%，由果膠裂解酶55%、果膠酯酶45%組成的果膠酶0.3%，繼續酶解3h，攪拌，酶解后離心分離；向上述離心后的馬尾藻中加入10倍馬尾藻重量的2% Na2CO3溶液，在50°C水浴中消化2h ;然后加入體積5倍50-60°C的新鮮飲用水進行稀釋lh，充分稀釋均勻后，通過250目的絹網過濾；濾液加入0.2%的雙氧水，在50°C脫色lh，然后升溫到80°C保持lOmin，用250目的絹網過濾；濾液緩慢加入體積比3%濃度10%的CaCl2溶液，靜置lh，然后過濾，用新鮮的飲用水清洗褐藻酸鈣纖維中殘留的CaCl2溶液及其它雜質；褐藻酸鈣加入10倍的純化水，然后用2倍10% NaCl溶液，在50°C水浴中進行離子交換,使褐藻酸鈣纖維完全轉化為褐藻酸鈉溶液；然后用95%的酒精沉淀，獲得褐藻酸鈉，褐藻酸鈉經脫水、烘干、粉碎得到成品。
[0012]稱取蔗糖3kg攪拌溶解于25kg水中，攪拌下加入0.6kg復硝酚鈉和0.5kg萘乙酸鈉使之全部溶解，加入上述酶解后的離心濾液中，稱取黃腐酸23kg研磨成粉、尿素16kg和磷酸二氫鉀25kg混合均勻加入上述混合液，同時加水35kg攪拌溶解即得本液體肥料。
[0013]實施例2:
將馬尾藻原料去除泥沙，于65°C烘干或曬干，粉碎；準確稱取烘干粉碎后的10kg馬尾藻原料，向上述馬尾藻粉加入原料重量700kg的新鮮飲用水，60°C水浴中浸泡3h ;用HCl調液體PH值至6，加入由內切β-葡聚糖酶40%、外切β-葡聚糖酶30%、β-葡萄糖苜酶30%組成的纖維素酶0.5%，酶解1h ;加入由中性蛋白酶45%、木瓜蛋白酶55%組成的蛋白酶0.6%，由果膠裂解酶55%、果膠酯酶45%組成的果膠酶0.4%，繼續酶解4h，攪拌，酶解后離心分離；向上述離心后的馬尾藻中加入12倍馬尾藻重量的4% Na2CO3溶液，在60°C水浴中消化3h ;然后加入體積6倍50-60°C的新鮮飲用水進行稀釋2h，充分稀釋均勻后，通過300目的絹網過濾；濾液加入0.4%的雙氧水，在60°C脫色2h，然后升溫到90°C保持15min，用300目的絹網過濾；濾液緩慢加入體積比4%濃度10%的CaCl2溶液，靜置2h，然后過濾，用新鮮的飲用水清洗褐藻酸鈣纖維中殘留的CaCl2溶液及其它雜質；褐藻酸鈣加入15倍的純化水，然后用3倍10% NaCl溶液，在60°C水浴中進行離子交換,使褐藻酸鈣纖維完全轉化為褐藻酸鈉溶液；然后用95%的酒精沉淀，獲得褐藻酸鈉，褐藻酸鈉經脫水、烘干、粉碎得到成品。
[0014]稱取蔗糖4kg攪拌溶解于35kg水中，攪拌下加入0.8kg復硝酚鈉和0.7kg萘乙酸鈉使之全部溶解，加入上述酶解后的離心濾液中，稱取黃腐酸25kg研磨成粉、尿素18kg和磷酸二氫鉀28kg混合均勻加入上述混合液，同時加水40kg攪拌溶解即得本液體肥料。
【權利要求】
1.一種用馬尾藻制取褐藻酸鈉和有機肥的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟: (1)原料預處理:將馬尾藻原料去除泥沙，于55-65°C烘干或曬干，粉碎，向上述馬尾藻粉加入原料重量6-7倍的新鮮飲用水，55-60°C水浴中浸泡2-3h ； (2)纖維酶解:并用HCl調液體pH值至4-6，加入由內切β-葡聚糖酶40%、外切β-葡聚糖酶30%、β-葡萄糖苜酶30%組成的纖維素酶0.4-0.5%，酶解8-1011; (3)蛋白酶解:加入由中性蛋白酶45%、木瓜蛋白酶55%組成的蛋白酶0.3-0.6%，由果膠裂解酶55%、果膠酯酶45%組成的果膠酶0.3-0.4%,繼續酶解3_4h，攪拌，酶解后離心分離； (4)鹽水消化:向上述離心后的馬尾藻中加入10-12倍馬尾藻重量的2-4%Na2CO3溶液，在50-60°C水浴中消化2-3h ； (5)稀釋過濾:然后加入體積5-6倍50-60°C的新鮮飲用水進行稀釋l_2h，充分稀釋均勻后，通過250-300目的絹網過濾； (6)脫色:濾液加入0.2-0.4%的雙氧水，在50-60°C脫色l_2h，然后升溫到80_90°C保持10-15min,用250-300目的絹網過濾； (7)CaCl2溶液處理:濾液緩慢加入體積比3-4%濃度10%的CaCl2溶液，靜置l_2h，然后過濾，用新鮮的飲用水清洗褐藻酸鈣纖維中殘留的CaCl2溶液及其它雜質； (8)離子交換:褐藻酸鈣加入10-15倍的純化水，然后用2-3倍10%NaCl溶液，在.50-60°C水浴中進行離子交換,使褐藻酸1丐纖維完全轉化為褐藻酸鈉溶液； (9)制褐藻酸鈉:然后用95%的酒精沉淀，獲得褐藻酸鈉，褐藻酸鈉經脫水、烘干、粉碎得到成品； (10)制馬尾藻有機肥:稱取鹿糖3-4kg攪拌溶解于25-35kg水中，攪拌下加入.0.6-0.8kg復硝酚鈉和0.5-0.7kg萘乙酸鈉使之全部溶解，加入步驟(3)中的離心濾液中，稱取黃腐酸23-25kg研磨成粉、尿素16-18kg和磷酸二氫鉀25_28kg混合均勻加入上述混合液，同時加水35-40kg攪拌溶解即得本液體肥料。
【文檔編號】C05G3/00GK104341534SQ201310341025
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月7日 優先權日:2013年8月7日
【發明者】朱鳳 申請人:青島博研達工業技術研究所(普通合伙)