CN113135788B - 一种利用酱香型白酒酒糟与废弃窖泥混合发酵制备有机肥的生产工艺 - Google Patents

一种利用酱香型白酒酒糟与废弃窖泥混合发酵制备有机肥的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于农业领域，涉及一种利用酱香型白酒酒糟与废弃窖泥混合发酵制备有机肥的生产工艺。本发明提供了一种有机肥，基于包含以下重量份数的原料制成：酒糟75～90份、窖泥3‑11份、稻草5‑15份。现有技术公开的酒糟生产有机肥方法在生产中多数需要对酒糟进行预处理、添加功能菌剂等操作后才可正常腐熟发酵。而利用本发明的原料配方体系无需预处理以及无需添加功能菌剂等操作即可使得原料正常腐熟发酵，从而获得有机肥。由于这种有机肥原料含有酒糟和废弃窖泥，因此，在获得有机肥的同时，解决了酒糟和废弃窖泥两种酱香型白酒固体废弃物的处理难题。能为酱香型白酒发展解决后顾之忧，同时促进企业实现可持续发展，且在酱香型白酒行业具有广阔的应用前景。

Description

一种利用酱香型白酒酒糟与废弃窖泥混合发酵制备有机肥的 生产工艺
技术领域
本发明属于农业领域，涉及一种利用酱香型白酒酒糟与废弃窖泥混合发酵制备有机肥的生产工艺。
背景技术
随着酱香型白酒酿造工业的迅猛发展，工业固废的产生量也日趋增多，白酒丢糟是酱香型白酒工业的主要副产物，具有酸性强、粘度大等特点，使其在资源化利用上产生较大困难，废弃窖泥因制酒生产过程中混入的谷壳、酒醅等原辅料导致异臭物质含量随轮次生产而升高、粘性随轮次生产而下降，最终因不符合生产使用标准而成为废弃物，两者为酱香型白酒行业产生的固体废弃物的主体，若不对其进行合理的无害化、资源化处理，势必会造成严重的环境污染和资源浪费,甚至影响酿造产区的生态环境和人们的生活质量。
中国专利CN201410338709公开“一种酒糟有机肥及其生产方法”，将酒糟、秸秆、锯木面、生石灰和菌种混合均匀，建成条垛进行发酵，通过调整翻堆的频率等措施进行有机肥生产但需要添加功能菌剂才能实现正常生产，采用该形式难免存在影响茅台酒酿造的环境微生物菌群结构的风险；中国专利CN110999756A，公开“一种基于酿酒废弃物的有机基质的制备方法”，通过将酒糟进行厌氧发酵处理，将酒糟渣和厌氧消化液进行分离，然后将就酒糟渣等原料混合进行有氧发酵，制备有机肥，然而该专利并没有对其产生的厌氧消化液处理方式进行表述，存在成为新的污染物的风险。中国专利CN200810212722公开了一种封窖泥的循环利用方法，通过在封窖泥和面糟之间铺设的隔离物，实现一定程度上的封窖泥循环使用，然而封窖泥的循环使用并没有很好解决封窖泥长期使用后粘性、密封性下降的问题，且窖泥废弃后的处理问题没有从根本上得到解决。以上现有技术公开的酒糟生产有机肥方法在生产中多数需要对酒糟进行预处理、添加功能菌剂等操作后才可正常腐熟发酵，且目前尚未有同时大批量处理酒糟和废弃窖泥两种固体废弃物生产有机肥的工艺或技术方案。
发明内容
一些实施方案中，本发明提供了一种有机肥，基于包含以下重量份数的原料制成：酒糟75～90份、窖泥3-11份、稻草5-15份。
一些实施方案中，所述有机肥基于包含以下重量份数的原料制成：酒糟75～88份、窖泥5-11份、稻草5-10份。
一些实施方案中，基于包含以下重量份数的原料制成：酒糟78～85份、窖泥5-10份、稻草5-9份。
一些实施方案中，所述原料还含有矿物质。
一些实施方案中，所述矿物质为粉状。
一些实施方案中，所述矿物质为天然矿石煅烧形成的矿物粉。
一些实施方案中，还含有重量份数为3-10份的矿物质。
一些实施方案中，还含有重量份数为4-8份的矿物质。
一些实施方案中，还含有重量份数为4-6份的矿物质。
一些实施方案中，所述酒糟为新鲜酒糟。
一些实施方案中，所述新鲜酒糟初始水分50-60％。
一些实施方案中，所述新鲜酒糟的pH为3-5。
一些实施方案中，所述窖泥为废弃窖泥。
一些实施方案中，所述稻草为废弃稻草。
现有技术公开的酒糟生产有机肥方法在生产中多数需要对酒糟进行预处理、添加功能菌剂等操作后才可正常腐熟发酵。而发明人研究发现，利用本发明的原料配方体系无需预处理、无需添加功能菌剂等操作即可使得原料正常腐熟发酵，从而获得有机肥。由于这种有机肥原料含有酒糟和废弃窖泥，因此，在获得有机肥的同时，解决了酒糟和废弃窖泥两种固体废弃物的处理难题。且由于无需添加功能菌剂，降低了酿酒企业微生物菌群遭受破坏的风险以及生产成本；另外，无需预处理则降低了生产成本。
在一些实施方案中，本发明通过所述酱香型白酒酒糟与制酒生产废弃窖泥混合发酵的有机肥生产工艺能够在无需添加功能菌株及任何化学材料的自然状态下进行有机肥生产，能够更科学、更有效、最大程度上对酱香型白酒生产结束后的主要固体废弃物进行资源化、无害化、减量化利用，能为酱香型白酒发展解决后顾之忧，同时促进企业实现可持续发展，且在酱香型白酒行业具有广阔的应用前景。一些实施方案中，本发明提供了一种有机肥的生产方法，包括以下步骤：(1)原料混合均匀：所述原料包括酒糟75～90份、窖泥3-11份、稻草5-15份；(2)投料：将步骤(1)所述的原料转运至发酵区，进行堆肥发酵，即得有机肥。
一些实施方案中，所述原料还含有矿物质。
一些实施方案中，所述矿物质为粉状。
一些实施方案中，所述矿物质为天然矿石煅烧形成的矿物粉。
一些实施方案中，还含有重量份数为3-10份的矿物质。
一些实施方案中，还含有重量份数为4-8份的矿物质。
一些实施方案中，还含有重量份数为4-6份的矿物质。
一些实施方案中，所述酒糟为新鲜酒糟。
一些实施方案中，所述新鲜酒糟初始水分50-60％。
一些实施方案中，所述新鲜酒糟的pH为3-5。
一些实施方案中，所述窖泥为废弃窖泥。
一些实施方案中，所述稻草为废弃稻草。
一些实施方案中，所述方法包括采用翻抛、连续投料、发酵池发酵的方式进行生产。
一些实施方案中，所述步骤(2)之后还包括堆肥深加工。
一些实施方案中，所述堆肥深加工包括造粒、过筛和包装。
一些实施方案中，所述堆肥发酵包括以下步骤：(1)第一次发酵：自所述堆肥温度开始上升，经中温阶段15～45℃发酵，高温阶段45℃以上发酵，达到65～70℃后开始下降；(2)第二次发酵：将所述第一次发酵堆肥后的发酵酒糟运送至后发酵室进行腐熟处理，当堆肥温度稳定在35～45℃，即达到腐熟。
一些实施方案中，所述中温阶段的发酵时间为3-5天。
一些实施方案中，所述高温阶段的发酵时间为10-15天。
一些实施方案中，所述高温阶段温度为45℃-65℃。
一些实施方案中，所述高温阶段55℃以上的温度持续时间为7d以上。
一些实施方案中，当高温阶段温度升至65℃以上，进行搅拌翻抛或强制通风。
一些实施方案中，所述第一次发酵时间13-20天。
一些实施方案中，所述第二次发酵的周期为25-30天。
一些实施方案中，所述通风为采用机械强制通风供应氧气。
一些实施方案中，堆肥发酵时的堆高为1～3m。
一些实施方案中，所述通风的通风量为每立方米物料0.15～0.45m3/min，风压可按堆层每升高1m增加1000～1500Pa。
一些实施方案中，所述第一次发酵中，冬春两季，2-3天搅拌一次。
一些实施方案中，夏秋两季，1天搅拌一次。
一些实施方案中，本发明提供了所述的方法产生的有机肥。
一些实施方案中，本发明提供了所述有机肥在促进植物生长中的应用。
一些实施方案中，所述有机肥能够促进种子发芽。
一些实施方案中，所述的植物包括高粱、小麦和白菜。
附图说明
图1不同工艺生产有机肥养分的对比
图2不同工艺生产有机肥的发酵周期的对比
图3不同工艺生产有机肥的有机质含量对比
具体实施方式
以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案，具体实施例不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明理念所做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
本文中，所述废弃窖泥为制酒生产结束后不能继续用于制酒生产的封窖泥经破碎处理后形成，破碎度宜在4～10目。
本文中，所述废弃稻草为制曲生产结束后不能继续使用的稻草经破碎处理后形成，破碎细度宜在0.5～2.0cm。
所述“矿物质”来源于云南助农发展集团有限公司。采用高炉法将精选的磷矿石、蛇纹石、硅石、白云石等原料，通过高炉1400～1800℃高温熔融、水淬方式转化成含有可被植物容易吸收的有效的磷、硅、镁、钙且及多种对植物有益的多营养元素，为矿物粉，经有机认证。
其中，所述“通风发酵”指的是在所述一次发酵的高温阶段温度升至65℃以上，需要采用机械强制通风时，通风量为每立方米物料0.15～0.45m3/min，风压可按堆层每升高1m增加1000～1500Pa。
实施例1有机肥的制备原料和生产方法
由下列原料制备而成：新鲜酒糟81份、废弃窖泥10份、废弃稻草5份、矿物质4份；其中，新鲜酒糟初始水分55％、pH值3.5。
制备方法如下：(1)将所述的原料混合均匀，采用翻抛、连续投料的方式进行堆肥，堆高为1.4m；(2)第一次发酵：堆肥升温阶段中，中温阶段发酵温度控制在15～45℃、高温阶段控制在45℃以上，其中55℃以上的温度持续7d，达到顶温65～70℃左右开始下降，升至65℃以上，每天强制搅拌一次，总发酵时间为20天；(3)第二次发酵：将一次发酵后得到的物料，运送至后发酵室进行二次发酵，发酵时间达到30天时，堆肥温度稳定在40℃左右，含水量为30％，pH值为5.5，达到腐熟标准；(4)对有机肥进行检测，其中有机质含量达65％，总养分(N+P2O5+K2O)含量9.5％，相关指标符合国家标准(NY525-2012)；采用种子相对发芽试验测定，白菜种子发芽指数为85％；(5)将经过工艺处理的物料进行除杂、粉碎、造粒、过筛、包装至成品。
实施例2有机肥的制备原料和生产方法
由下列原料制备而成：新鲜酒糟80份、废弃窖泥10份、废弃稻草5份、矿物质5份；其中，新鲜酒糟初始水分55％、pH值4.0。
制备方法如下：(1)将原辅料混合均匀，采用翻抛、连续投料的方式进行堆肥，堆高为1.7m；(2)第一次发酵：堆肥升温阶段中，中温阶段发酵温度控制在15～45℃、高温阶段控制在45℃以上，其中55℃以上的温度持续7d，达到顶温65～70℃左右开始下降；当温度升至65℃以上，每天强制搅拌一次，总发酵时间为19天；(3)第二次发酵：将一次发酵后得到的物料，运送至后发酵室进行二次发酵，发酵时间达到26天时，堆肥温度稳定在40℃左右，含水量为25％，pH值为6.0，达到腐熟标准；(4)对有机肥进行检测，其中有机质含量达68％，总养分(N+P2O5+K2O)含量11.2％，相关指标符合国家标准(NY525-2012)；采用种子相对发芽试验测定，小麦种子发芽指数为90％；(5)将经过工艺处理的物料进行除杂、粉碎、造粒、过筛、包装至成品。
实施例3有机肥的制备原料和生产方法
由下列原料制备而成：新鲜酒糟85份、废弃窖泥6份、废弃稻草5份、矿物质4份；其中，新鲜酒糟初始水分58％、pH值4.5。
制备方法如下：(1)将原辅料混合均匀，采用翻抛、连续投料的方式进行堆肥，期间对底部进行通风发酵，堆高为1.1m；(2)第一次发酵：堆肥升温阶段中，中温阶段控制在15～45℃、高温阶段控制在45℃以上，其中55℃以上的温度持续9d，达到顶温65～70℃开始下降；当温度升至65℃以上，每天强制搅拌一次，总发酵时间为17天；
(3)第一次发酵：将一次发酵后的物料，运送至后发酵室进行二次发酵，发酵时间达到20天时，堆肥温度稳定在40℃左右，含水量为20％，pH值为6.5，达到腐熟标准；
(4)对有机肥进行检测，其中有机质含量达70％，总养分(N+P2O5+K2O)含量
10.0％，相关指标符合国家标准(NY525-2012)；采用种子相对发芽试验测定，高粱种子发芽指数为85％；(5)将经过工艺处理的物料进行除杂、粉碎、造粒、过筛、包装至成品。
对比例1
1、将本发明实施例2制备的酱香型白酒酒糟、窖泥混合发酵有机肥，定义为CK；将由下列原料制备而成的有机肥定义为T：新鲜酒糟80份、废弃窖泥10份、废弃稻草5份(其中，新鲜酒糟初始水分55％、pH值4.0)。两者采用相同原料、规模，采用连续投料的发酵池方式进行堆肥，并在温度升至65℃以上时进行底部通风发酵，堆肥结束后对其总养分、全氮、全磷、全钾含量进行对比。
结果如图1，说明保持其他条件不变的情况下，不添加矿物质本发明依然能够得到具有肥效的有机肥(总养分≥5％)，在添加矿物质(全磷)后，可进一步促进有机肥生产过程中其它养分的增加。
对比例2
1、将本发明实施例3制备的有机肥定义为处理CK2，将由下列原料制备而成的有机肥定义为T2：新鲜酒糟71份、废弃窖泥15份、废弃稻草10份，矿物质4份(其中，新鲜酒糟初始水分55％、pH值3.5)。两者采用相同原料、规模，采用连续投料的发酵池方式进行堆肥，并在温度升至65℃以上时进行底部通风发酵。
2、处理CK2和处理T2对比的试验结果：
2.1发酵周期
由图2可以看出，处理CK2的堆肥第4d能达到55℃，并在55℃以上持续9d，能达到堆肥无害化标准，一次发酵结束为17d；处理T2升温较缓，在第6d达到55℃以上并持续9d，随后温度开始下降，到一次发酵结束，持续20d；上述结果表明，对本发明的原料成分进行改变，虽然可以达到有机肥一次发酵的温度要求，但发酵周期却相对延长。
2.2有机质
由图3可以看出，在一次发酵结束后，将处理CK2和T2进行二次发酵腐熟后，对其有机质进行检测，CK2有机质含量明显高于T2，虽然该批次T2的有机质含量满足NY525-2012标准(有机质含量≥45％)，但考虑到批次间存在的误差等因素，最终生产的有机肥可能出现有机质含量不达标的现象。
上述结果表明，本发明的原料成分含量必须在一定范围内，超过了本发明的保护范围，则存在生产周期延长、有机质含量达不到标准的风险。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种有机肥的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料混合均匀：所述原料包括如下重量份数的酒糟78～85份、窖泥5-10份、稻草5-9份、矿物质4-6份；
（2）投料：将步骤（1）所述的原料转运至发酵区，进行堆肥发酵，即得有机肥；
所述矿物质为：采用高炉法将精选的磷矿石、蛇纹石、硅石、白云石等原料，通过高炉1400～1800℃高温熔融、水淬方式转化成含有可被植物容易吸收的有效的磷、硅、镁、钙且及多种对植物有益的多营养元素，为矿物粉。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述酒糟为新鲜酒糟。
3.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述新鲜酒糟初始水分50-60%。
4.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述新鲜酒糟的pH为3-5。
5.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述窖泥为废弃窖泥。
6.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述稻草为废弃稻草。
7.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述方法包括采用翻抛、连续投料、发酵池发酵的方式进行生产。
8.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)之后还包括堆肥深加工。
9.如权利要求8所述的生产方法，其特征在于，所述堆肥深加工包括造粒、过筛和包装。
10.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述堆肥发酵包括以下步骤：（1）第一次发酵：自所述堆肥温度开始上升，经中温阶段15～45℃发酵，高温阶段45℃以上发酵，达到65～70℃后开始下降；
（2）第二次发酵：将所述第一次发酵堆肥后的发酵酒糟运送至后发酵室进行腐熟处理，当堆肥温度稳定在35～45℃，即达到腐熟。
11.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，所述中温阶段的发酵时间为3-5天。
12.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，所述高温阶段的发酵时间为10-15天。
13.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，所述高温阶段的温度为45℃-65℃。
14.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，所述高温阶段包括55℃以上的温度持续时间为7d以上。
15.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，当高温阶段的温度升至65℃以上，进行搅拌翻抛或强制通风。
16.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，所述第一次发酵的时间为13-20天。
17.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，所述第二次发酵的周期为25-30天。
18.如权利要求15所述的生产方法，其特征在于，所述通风为采用机械强制通风供应氧气。
19.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述堆肥发酵时的堆高为1～3m。
20.如权利要求15所述的生产方法，其特征在于，所述通风的通风量为每立方米物料0.15～0.45m3/min，风压可按堆层每升高1m增加1000～1500 Pa。
21.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，在第一次发酵中，所述搅拌为冬春两季，2-3天搅拌一次。
22.如权利要求10所述的生产方法，其特征在于，在第一次发酵中，所述搅拌为夏秋两季，1天搅拌一次。
23.权利要求1-22任一所述的生产方法产生的有机肥。
24.权利要求23所述有机肥在促进植物生长中的应用。
25.如权利要求24所述的应用，其特征在于，所述有机肥能够促进种子发芽。
26.如权利要求24所述的应用，其特征在于，所述的植物包括高粱、小麦和白菜。
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