(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010450933.6
(22)申请日 2020.05.25
(71)申请人 李娟
地址 462300 河南省漯河市郾城区城关镇
侗家拐巷7号
(72)发明人 李娟 赵协 郭军辉 潘燕燕
张旭 李保慧 徐中兴 吕沛原
段智杰 魏永
(74)专利代理机构 郑州豫乾知识产权代理事务
所(普通合伙) 41161
代理人 任伟柯
(51)Int.Cl.
C05F 17/20(2020.01)
C05F 17/80(2020.01)
C05F 3/00(2006.01)
(54)发明名称
及其制备方法
(57)摘要
一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂
及其制备方法，每100g该快速发酵腐熟剂的重量
组成为：β-D -葡萄糖10.0～50.0g、葡萄糖氧化
酶0.01～3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二
醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、
聚乙二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～
5.0g、木聚糖0.1～5.0g、余量为玉米淀粉。本发
明还进一步公开了其制备方法，工艺可操作性
强，投入成本低，利于生产转化，市场前景良好。
本发明的发酵腐熟剂具有快速杀灭畜禽粪污中
致病原的作用，能显著缩短堆肥发酵过程所需的
时间，使粪污作为资源得到二次利用，降低养殖
污染，
利于环境保护。权利要求书1页 说明书6页CN 111574257 A 2020.08.25
C N 111574257
A
1.一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂，其特征在于，每100g该腐熟剂的重量组成为：β-D -葡萄糖
10.0～50.0g、葡萄糖氧化酶0.01～3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、聚乙二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～5.0g、木聚糖0.1～5.0g、余量为玉米淀粉。
2.如权利要求1所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂，其特征在于，每100g该腐熟剂的重量组成为：β-D -葡萄糖15.0～45.0g、葡萄糖氧化酶1.0～2.0g、过氧化氢酶0.2～0.8g、聚乙二醇1000 2.0～9.0g、聚乙二醇2000 2.0～4.0g、聚乙二醇8000 5.0～25.0g、甘露寡糖1.0～4.0g、木聚糖1.0～4.0g、余量为玉米淀粉。
3.如权利要求2所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂，其特征在于，每100g该腐熟剂的重量组成为：β-D -葡萄糖30.0g、葡萄糖氧化酶1.5g、过氧化氢酶0.5g、聚乙二醇1000 5.0g、聚乙二醇2000 3.0g、聚乙二醇8000 20.0g、甘露寡糖2.5g、木聚糖2.5g、玉米淀粉35.0g。
4.权利要求1或2或3所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚乙二醇1000加热使其熔融为液态，再将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶混合后，加入到熔融的聚乙二醇1000中混合，置于4℃的环境中冷却，此时体系由液态转变为固态，得体系1；
（2）将聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合，加热使其熔融为液体状态，将甘露寡糖、木聚糖混合，加入到熔融的聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合液中，搅拌后迅速置于4℃环境中冷却，此时体系由液态转变为固态，得体系2；
（3）将体系1、体系2分别粉碎，过60目筛，再和β-D -葡萄糖、玉米淀粉混合，分装即得。
权 利 要 求 书1/1页CN 111574257 A
一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于环保技术领域，具体涉及一种畜禽粪污快速发酵腐熟剂及其制备方法。
背景技术
[0002]随着我国社会的发展和人们生活水平的提高，肉、蛋、奶等动物蛋白消费品逐年增高，直接刺激了畜禽养殖业的发展，规模化、集约化和现代化的养殖场在我国各地逐渐兴起，但同时也带来了一些问题，这些养殖场每年产生了大量的粪便污染。畜禽粪便臭味很大，对空气、水源和土壤都造成一定的污染，严重影响人和动物的健康。另外，粪便中的致病菌、虫卵等也很容易扩散，极易导致地方流行性传染病的发生。因此，环保问题和生物安全问题是畜禽粪污带来的两个重要的急需解决问题。
[0003]为了解决上述问题，这些畜禽粪污产生后需进行及时地无害化处理。目前，我国较为流行的方式是将粪便通过堆肥措施使其发酵腐熟，最终作为有机肥重新进行利用。粪污发酵过程可以将粪便中的致病菌、虫卵等杀灭，最终得到的有机肥可用于蔬菜、花卉、果木等农作物的施肥，相比化学肥料具有肥力足、绿环保，作物生产出来后口感好等优点。另外，发酵后的粪便也可作为底料用于种植蘑菇、饲养蚯蚓等等，从而将其二次利用。堆肥发酵腐熟是目前生产上最为常见的粪污无害化处理法，具体是将畜禽粪污堆积成一个粪堆，或直接排入发酵池中进行发酵处理，具有成本低、效果好、对环境污染小等特点，尤其适合我国大部分中小型养殖场。
[0004]堆肥发酵处理养殖粪污虽然具有多种优点，但也存在无法避免的缺陷问题亟待解决。
[0005]首先，堆肥发酵的最初阶段为升温阶段，由于其中的发酵微生物还未大量繁殖，数量不够，导致粪便仍有很大臭味，这个阶段根据动物种类不同以及季节不同等，大概有2～7d的时间，期间仍会给周边环境带来严重影响。另外，此阶段由于粪便中存在大量的活的致病微生物、虫卵等，也很容易扩散而导致疾病的传播。 [0006]其次，对于占我国很大比例的中小型养殖场而言，由于缺少专门的翻抛设备，堆实的粪便空气无法进入，严重影响了好氧微生物的繁殖，造成发酵腐熟时间延长，生产效率低下，其中的病原微生物和虫卵也无法得到及时地杀灭。
[0007]最后，现有技术的不足使得粪污发酵腐熟时间长，有机肥的生产和周转速度慢，长期占据大量的土地资源，土地无法充分利用，对环境也带来较大的影响。
发明内容
[0008]针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种用于畜禽粪污快速处理的发酵腐熟剂，同时提供其制备方法是本发明的另一目的。本发明的粪污快速发酵腐熟剂，在堆肥早期的升温阶段能够将致病微生物快速杀灭，及时控制病原的扩散和环境污染，在高温阶段可以帮助好氧微生物的快速大量繁殖，加快粪污发酵腐熟的速度，在后
期阶段还可保证发酵腐熟更加彻底，提高有机肥质量。
[0009]基于上述目的，本发明采取如下技术方案：一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂，每100g该发酵腐熟剂的重量组成为：β-D-葡萄糖10.0～50.0g、葡萄糖氧化酶0.01～3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、聚乙二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～5.0g、木聚糖0.1～5.0g、余量为玉米淀粉。[0010]优选地，每100g该发酵腐熟剂的重量组成为：β-D-葡萄糖15.0～45.0g、葡萄糖氧化酶1.0～2.0g、过氧化氢酶0.2～0.8g、聚乙二醇1000 2.0～9.0g、聚乙二醇2000 2.0～4.0g、聚乙二醇8000 5.0～25.0g、甘露寡糖1.0～4.0g、木聚糖1.0～4.0g、余量为玉米淀粉。
[0011]进一步优选地，β-D-葡萄糖30.0g、葡萄糖氧化酶1.5g、过氧化氢酶0.5g、聚乙二醇1000 5.0g、聚乙二醇2000 3.0g、聚乙二醇8000 20.0g、甘露寡糖2.5g、木聚糖2.5g、玉米淀粉35.0g。
[0012]所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂的制备方法，包括以下步骤：[0013](1)将聚乙二醇1000加热使其熔融为液体状态，再将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶混合后，加入到熔融的聚乙二醇1000中混合，置于4℃的环境中冷却，此时体系由液态转变为固态，得体系1；
[0014](2)将聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合，加热使其熔融为液体状态，将甘露寡糖、木聚糖混合，加入到熔融的聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合液中，搅拌后迅速置于4℃环境中冷却，此时体系由液态转变为固态，得体系2；
[0015](3)将体系1、体系2分别粉碎，过60目筛，再和β-D-葡萄糖、玉米淀粉混合，分装即得。
[0016]本发明组方合理，对畜禽粪污的发酵腐熟过程具有显著的提速作用，加快粪污致病微生物的杀灭速度，减少环境污染，提高堆肥场地的利用率。本发明发酵出的有机肥，致病菌和虫卵杀灭更及时彻底，有效保障了养殖场的生物安全。
[0017]本发明组方中，各组分在其中起到的效果为：
[0018]1)选择β-D-葡萄糖、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶作为组合，是因为葡萄糖氧化酶具有氧化β-D-葡
萄糖的作用，氧化后可得到一分子的过氧化氢，过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解为一分子的水的一个单原子氧，这个单原子氧具有很强的氧化性，能高效杀灭粪污中的有害病原。另外，单原子氧也可结合生成氧气，从而为粪污中好氧微生物的繁殖提供条件，加速发酵腐熟过程。
[0019]2)选择聚乙二醇1000作为辅料，是因为聚乙二醇1000惰性较强，不会和其他成分发生化学反应，且熔点在37℃左右，37℃以上为液体，37℃以下为固体状，另外，37℃左右的温度对葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等无破坏和变性作用，熔融状态下将上述两种酶加入，再迅速冷却，体系凝固转变为固体溶液，葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶均匀分散体系中，此时聚乙二醇1000的作用是为这两种酶提供保护，防止其在后期运输和储存过程中发生变性，酶活力下降。当本发明加入到粪污中后，由于前期属于升温阶段，温度随着发酵的进行逐渐上升，超过37℃时聚乙二醇1000逐渐熔融为液体，从而将其中分散的葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶释放，通过氧化β-D-葡萄糖和分解过氧化氢，发挥杀菌、产氧等效力。可以表述为，在产品储存过程中，聚乙二醇1000主要发挥保护葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶作用，产品使用过程
中，可快速释放葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，使其发挥效力，起到加速粪污发酵和杀菌的作用。
[0020]3)选择聚乙二醇2000和聚乙二醇8000作为辅料，其一是因为二者惰性较强，对甘露寡糖、木聚糖不发生化学反应；其二是由于二者混合后熔点在50～60℃之间。通过对体系加热熔融为液体后，将甘露寡糖、木聚糖加入，搅拌分散均匀，再迅速冷却，体系转变为固态，形成固体溶液，甘露寡糖、木聚糖
均匀分散在其中，此时聚乙二醇2000和聚乙二醇8000的作用是为这两种物质提供保护，防止其在前期升温阶段就出现熔融而被粪污中的其他微生物利用。甘露寡糖、木聚糖主要是在高温阶段供好氧微生物利用的，使其快速繁殖，缩短高温阶段时间，提高生产效率。
[0021]4)选择甘露寡糖、木聚糖作为主要成分，是因为这两种糖容易被粪便中起主要发酵作用的好氧微生物利用，而其中的大肠杆菌、沙门氏菌、虫卵等有害病原无法利用，这个特性可选择性地加速好氧发酵菌的繁殖，缩短发酵腐熟的时间。
[0022]5)采用玉米淀粉作为辅料，一方面淀粉本身属于碳水化合物类，可为发酵微生物的繁殖提供能量，加速发酵；另一方面是由于玉米淀粉作为辅料时，制备出的产品稳定性好，后期储存过程中不会出现结块、变等不稳定现象，保质期大大延长，使用时也更容易撒匀、拌匀。
[0023]除了组方优势之外，本发明的工艺简单，可操作性强，无需引入复杂的特殊生产设备，绝大多数的生产车间都能生产，制造成本低，有利于该发酵腐熟剂的大面积推广。[0024]与现有技术相比，本发明通过组方和工艺的改进，达到的技术效果为：
[0025]首先，本发明的粪污快速发酵腐熟剂，在堆肥升温阶段随着温度的上升，聚乙二醇1000逐渐熔融为液态，将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶释放，将底物β-D-葡萄糖分解，同时也将产生的过氧化氢分解，产物单原子氧能快速杀菌，产生的氧气可帮助粪堆内好氧菌加速繁殖。和现有技术相比，杀菌更彻底，
好氧菌发酵作用表现更强，温度上升更快，缩短了发酵周期。
[0026]其次，当粪堆经过升温阶段进入高温阶段时，温度可达到60℃以上，此时聚乙二醇2000和聚乙二醇8000由固态熔融为液态，并释放出甘露寡糖和木聚糖，被粪堆内的高温好氧菌快速利用，加速繁殖、代谢和产热，高温的粪堆进一步保障了杀菌的彻底性和发酵腐熟效果，保证了有机肥的质量，同时也大大缩短了高温阶段的发酵周期。
[0027]最后，本发明的产品性质稳定，制备工艺可操作性强，无需投入特殊设备就能生产转化。粪污快速发酵腐熟后，不但可以作为可再生资源进行重新利用，还减小了对养殖场周边空气、土壤、水源等的污染，利于环境的保护，市场前景非常广阔。
具体实施方式
[0028]以下将通过实施例具体说明本发明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
[0029]实施例1-11
[0030]为使说明书简洁，下面以表的形式给出实施例1-11所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂的重量组成，具体见表1所示。
[0031]表1实施例1-11中每100g本发明的发酵腐熟剂的重量组成
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