一種生物性肥料菌粒劑的制造方法
【專利摘要】一種生物性肥料菌粒劑的制造方法，其利用菌種液態發酵量產微生物孢子，之后收集微生物孢子，并以凍干、磨粉等過程制成一半成品菌粉或直接以噴霧干燥制成該半成品菌粉。該半成品菌粉添加一賦型劑與一增量劑，再以一造粒機制成一生物性肥料菌粒劑。
【專利說明】一種生物性肥料菌粒劑的制造方法

【技術領域】
[0001]本發明關于一種生物性肥料菌粒劑的制造方法，尤指一種可保護生態環境、穩定性高、耐貯藏及方便運輸的生物性肥粒菌粒劑的制造方法。

【背景技術】
[0002]化學肥料與化學農藥大多施用于農作物的栽種，長期施用化學肥料或化學農藥，易使土壤酸化、固化或土壤中的有益微生物及蚯蚓等生物數量劇減，導致土壤質地遭破壞，蓄水與保肥能力降低，而影響農作物的生長。而吸取過量化肥的農作物，其抗病及抗逆境的能力也會隨之下降，導致農作物病蟲害日趨嚴重，化學農藥的施用量也就因此而增加。再者，化學肥料屬可溶性鹽類，易被淋洗，非但造成養分流失，亦會對河川及地下水造成污染。
[0003]為了改善化學肥料的缺點，習知有機肥料的利用逐漸受到重視，常見的有機肥料來源為有機性廢棄物，如麥麩、廚余、稻梗、甘蔗渣等。但這些有機物無法直接供農作物利用，須經過腐熟的處理過程，腐熟后的有機肥料養分含量較低，養分釋出較慢，且因需較長時間的堆肥腐熟過程，使得制程時間相對上較長。
[0004]近年來，生物性肥料(b1fertilizer),尤指利用微生物制成的微生物肥料(microbial fertilizer)也相當受到重視,因其具有增進土壤的營養狀況,協助農作物吸收養分，并增強農作物抗病、耐旱與耐寒的能力，以提升農作物的產量及質量。習知微生物肥料有液體與固體(粉末)兩種劑型，液體肥料的生產成本雖然較低，但保存期限不長、易發生質變，另有液體外滲和運輸不便等缺點。固體肥料雖然保存期限較長、不易發生質變，運輸上較液體肥料方便，但施用粉末時，易隨風吹散而塵土飛揚，而容易導致人體吸入過量的粉末；另施用上易受地型限制的因素，而影響使用效率。


【發明內容】

[0005]先前技術的化學肥料不但無法提升農作物的質量，亦會破壞土壤質地，更殃及生態環境。有機肥料雖然可針對化學肥科的缺點稍作改善，但其制程時間較長且養分提供量低。傳統液體微生物肥料具有保存期限短、液體易外滲、運輸不便的缺點。傳統固體微生物肥料，如其為粉劑，于施用上易塵土飛揚。
[0006]因此，為了解決上述各項缺憾，本發明提供一種生物性肥料菌粒劑的制造方法，其包括下列步驟:步驟A為菌種液態發酵，其接種一微生物進行發酵量產微生物孢子；步驟B為制作一半成品菌粉，其收集發酵液的微生物孢子，并制成一菌泥，再利用一真空冷凍干燥機將該菌泥干燥，以形成一菌塊，接著將該菌塊磨成粉狀，以形成該半成品菌粉；步驟C為混料，其在該半成品菌粉中添加一賦形劑與一增量劑；步驟D為造粒，其在該半成品菌粉中再添加該賦形劑與該增量劑后，以一造粒機制成一生物性肥料菌粒劑，該生物性肥料菌粒劑的含水率為10%以下。在步驟D之后包括步驟E，步驟E為包裝，其將該生物性肥料菌粒劑包裝成一定量的成品。
[0007]本發明利用步驟A菌種液態發酵過程，使微生物菌體進行孢子化(sporulat1n)，孢子化的目的在于提高產品的溫度、鹽度與酸堿值的耐受性。爾后，將該半成品菌粉的含水率控制于10%以下，次以添加該賦形劑與該增量劑以保護微生物孢子，并維持產品的穩定性。該賦形劑可增加均勻性、穩定性，可供標的物附著的載體，該賦形劑可以是泥炭土、高嶺土、石膏、滑石粉、粘土類、碳酸鈣、膨潤土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化鈦、變性淀粉、醣類、植物性淀粉、植物性蛋白粉末。該增量劑不影響標的物，可用以增加或稀釋標的物的濃度，該增量劑可以是泥炭土、高嶺土、石膏、滑石粉、粘土類、碳酸鈣、膨潤土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化鈦、變性淀粉、糊精、醣類、淀粉類、植物性蛋白。
[0008]相較于先前技術的化學肥料，本發明一種生物性肥料菌粒劑的制造方法，在制程中不含人工化學物質，故不會破壞土壤質地，亦不會造成生態環境的危害。除了可改善土壤的生物、化學及物理性質，亦供農作物的養分來源，可協助農作物吸收養分，并增強農作物的抗病、耐旱與耐寒的能力。相較于先前技術的傳統液體微生物肥料，本發明于制程上添加該賦形劑與該增量劑，且控制該半成品菌粉及該生物性肥料菌粒劑的含水率為10%以下，使微生物孢子不易受潮及受污染，可延長保存期限。相較于先前技術的傳統固體粉劑微生物肥料，本發明利用該造粒機制成該生物性肥料菌粒劑，于施用時不易塵土飛揚，方便使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發明一實施例的步驟流程圖。
[0010]圖2為本發明另一實施例的步驟流程圖。
[0011]圖3為本發明混料后的一半成品菌粉安定性試驗的示意圖。
[0012]圖4為本發明一生物性肥料菌粒劑存放6個月后安定性試驗的示意圖。
[0013]【符號說明】
[0014]A菌種液態發酵
[0015]B制作一半成品菌粉
[0016]C 混料
[0017]D 造粒
[0018]E 包裝

【具體實施方式】
[0019]請參閱圖1所示，其為本發明的一實施例步驟。本實施例的一種生物性肥料菌粒劑的制造方法，其包括下列步驟。
[0020]步驟A為菌種液態發酵，其接種一微生物進行發酵量產微生物孢子，該微生物可以是放線菌、芽孢桿菌、假單孢桿菌、固氮菌、酵母菌、枯草桿菌、木霉菌、真菌、溶磷菌或藻類。步驟A可利用一發酵容器裝有液態培養基，經滅菌程序制得后接種該微生物，其中該發酵容器可以是一三角瓶、一血清瓶、一發酵槽或其他可用以液態發酵的容器。步驟A的滅菌程序，是將液態培養基裝入該發酵容器內，再以高溫高壓滅菌法或鍋爐蒸汽滅菌法進行滅菌。
[0021]步驟B為制作一半成品菌粉，首先利用離心過濾、壓濾或膜過濾的方式收集發酵液的微生物孢子，并制成一菌泥，其中離心過濾可采連續式離心，即使用一高速離心機，利用離心力使發酵液通過一濾篩網留下該菌泥，接著穿過該濾篩網經過濾后排出離心液。接著利用一真空冷凍干燥機將該菌泥干燥，以形成一菌塊，其中該真空冷凍干燥機的溫度環境為-25?60°C，并干燥該菌塊至含水率10%以下。再將該菌塊磨成顆粒大小為50至70目的粉末，以形成該半成品菌粉。步驟B制作該半成品菌粉的方式，可以在步驟A的菌種液態發酵中添加一賦形劑后利用一噴霧干燥機噴霧干燥制成該半成品菌粉替代。
[0022]步驟C為混料，其在該半成品菌粉添加該賦形劑與一增量劑，配制成半成品規格要求的菌數，即每公克含有1.0X 101°菌落形成單位(colony-forming unit/gram, cfu/g)以上。該賦形劑可以是泥炭土、高嶺土、石膏、滑石粉、粘土類、碳酸鈣、膨潤土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化鈦、變性淀粉、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、蔗糖、豆粉、米糠粉、玉米粉。該增量劑可以是泥炭土、高嶺土、石膏、滑石粉、粘土類、碳酸鈣、膨潤土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化鈦、變性淀粉、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、蔗糖、糊精。
[0023]步驟D為造粒，其在混料之后，于該半成品菌粉中再添加該賦形劑與該增量劑，配制成成品規格要求的菌數，即1.0X 19CfVg以上，以一造粒機制成一生物性肥料菌粒劑，該生物性肥料菌粒劑的含水率為10%以下，使微生物孢子不易受潮及受污染，且能迅速溶解于水中，方便使用。
[0024]請參閱圖2所示，其為本發明的另一實施例步驟，在步驟D之后可包括步驟E，步驟E為包裝，將該生物性肥料菌粒劑包裝成250公克(g)、500g、l.0公斤(kg)、2.0kg、5.0kg、
10.0kg、20.0kg、25.0kg、l 磅、2 磅、5 磅、10 磅、20 磅等的成品。
[0025]請參閱圖3所示，其為本發明的混料后的該半成品菌粉安定性試驗的示意圖。將混料后的該半成品菌粉存放于三種不同環境，一室溫環境，其為一陰涼且干燥的環境；一冷藏環境，其溫度為4°C的冰箱；另一為一加速環境，其溫度為40°C、濕度為75%的恒溫恒濕箱。經過1、2、3個月后取出混料后的該半成品菌粉并進行菌數檢測與物理觀察。如圖3所示，混料后的該半成品菌粉存放于三種不同環境，不會影響菌數；存放于室溫環境、冷藏環境或加速環境，菌數仍維持在l.0XlO'fu/g以上，且其物理觀察皆為粉末狀，無明顯差異。證明該半成品菌粉添加該賦型劑與該增量劑，配制成半成品規格要求的菌數，能維持該半成品菌粉的穩定性與安定性。
[0026]請參閱圖4所示，其為本發明該生物性肥料菌粒劑存放6個月后安定性試驗的示意圖。本發明在混料之后，于該半成品菌粉中再添加該賦形劑與該增量劑，以該造粒機生產的該生物性肥料菌粒劑，其成品規格要求的菌數仍維持于1.0X 109cfu/g以上，且其物理觀察皆為粒劑，顯示本發明的該生物性肥料菌粒劑能維持其穩定性。
[0027]以上所述實施例的揭示是用以說明本發明，并非用以限制本發明，故舉凡數值的變更或等效步驟的置換仍隸屬本發明的范疇。
【權利要求】
1.一種生物性肥料菌粒劑的制造方法，其包括下列步驟: A.菌種液態發酵，其接種一微生物進行發酵量產微生物孢子； B.制作一半成品菌粉，其收集發酵液的微生物孢子，并制成一菌泥，再利用一真空冷凍干燥機將該菌泥干燥，以形成一菌塊，接著將該菌塊磨成粉狀，以形成該半成品菌粉； C.混料，其在該半成品菌粉中添加一賦形劑與一增量劑； D.造粒，其在該半成品菌粉中再添加該賦形劑與該增量劑后，以一造粒機制成一生物性肥料菌粒劑。
2.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟A可利用一發酵容器裝有液態培養基，經滅菌程序制得后，接種該微生物進行發酵量產微生物孢子，其中該發酵容器可以是一三角瓶、一血清瓶、一發酵槽或其他可用以液態發酵的容器。
3.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟A的該微生物可以是放線菌、芽孢桿菌、假單孢桿菌、固氮菌、酵母菌、枯草桿菌、木霉菌、真菌、溶磷菌或藻類。
4.根據權利要求2所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟A的滅菌程序，是將液態培養基裝入該發酵容器內，再以高溫高壓滅菌法或鍋爐蒸汽滅菌法進行滅菌。
5.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟B利用離心過濾、壓濾或膜過濾的方式收集發酵液的微生物孢子，并制成該菌泥。
6.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟B的該真空冷凍干燥機的溫度環境為-25?60°C，并干燥至含水率10%以下。
7.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟B的該半成品菌粉的顆粒大小為50至70目。
8.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟B制作該半成品菌粉的方式，可以在步驟A的菌種液態發酵中添加該賦型劑后利用一噴霧干燥機噴霧干燥制成該半成品菌粉替代。
9.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟C與步驟D的該賦形劑可以是泥炭土、高嶺土、石膏、滑石粉、粘土類、碳酸鈣、膨潤土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化鈦、變性淀粉、醣類、植物性淀粉、植物性蛋白粉末。
10.根據權利要求1所述的生物性肥料菌粒劑的制造方法，其中步驟C與步驟D的該增量劑可以是泥炭土、高嶺土、石膏、滑石粉、粘土類、碳酸鈣、膨潤土、硅藻土、酸性白土、硅砂、二氧化鈦、變性淀粉、糊精、醣類、淀粉類、植物性蛋白。
【文檔編號】C05G5/00GK104341235SQ201310542885
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】劉健誼, 高婉容, 陳勛, 鐘振鋒, 曾茂長, 許淑瓊, 朱俊南 申請人:聯發生物科技股份有限公司, 大勝化學工業股份有限公司