專利名稱：以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法
技術領域：
本發明涉及到環境保護技術和植物營養液體肥料，特別是涉及一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法。
背景技術：
現有的通用固體天然橡膠(標準顆粒膠)生產工藝步驟是從橡膠樹采集的鮮膠乳，經向收集的天然橡膠膠乳中加入堿(如氨)作為保存劑保存、過濾器除雜質、加水稀釋、 沉降分離淤渣處理后，采用外加酸(硫酸或甲酸、乙酸)的并流加酸凝固工藝，使固體橡膠從水溶性的非橡膠組分中分離出來。凝膠經壓片、漂洗、干燥、包裝，制成通用固體天然橡膠。從加酸凝固和凝膠壓片系統排出的膠清漿液與凝膠漂洗廢水一起排入污水系統。另一現有的天然濃縮膠乳生產工藝步驟是鮮膠乳經保存劑保存、過濾、稀釋、沉淀分離淤渣后進入高速離心機進行濃縮，含干膠60-63%的濃縮膠乳加氨保存劑后作為初級產品外運,含干膠5-7%的膠清采用外加硫酸的并流加酸工藝凝固，然后固體橡膠從水溶性的非橡膠組分中分離出來。凝膠經壓片、漂洗、干燥、包裝制成膠清橡膠。從加酸凝固和凝膠壓片系統排出的膠清漿液與漂洗廢水一起排入污水系統。在如上所述方法中，天然膠乳凝固加工中分離的膠清漿液目前幾乎沒有得到利用而作為環境污染物及廢水排出了生產系統，企業對其廢水還需要進行處理達標后才能排放。天然橡膠膠乳凝固加工剩余的膠清漿液是天然橡膠加工廠的主要污染來源，占污染負荷的70%以上，該廢水處理成本高，廢水排放嚴重污染環境。目前，國家對于節能減排、環境污染治理非常重視，因此，天然橡膠加工廢液處理成為企業當前急待解決的問題之一。在天然橡膠膠乳凝固生產標準顆粒膠的初加工過程中所產生的膠清漿液C0D、 BOD、氮、磷等含量高且極易腐敗發臭，為不含有毒物質、可生物利用的高濃度有機廢水。分析檢測表明，天然橡膠膠乳的膠清漿液中含有有用的水溶性非橡膠組分如天然蛋白質 (如肽類、Q-球蛋白)、糖類(蔗糖、葡萄糖，果糖等)、氨基酸(如20余種常見氨基酸)、有機酸(乙酸、甲酸和丙酸等揮發性脂肪酸)、礦物質(N、P、K、Ca、Mg、Zn、S、Cu、Mn、Fe等)、酶類(凝固酶、氧化酶、過氧化酶、還原酶、蛋白酶、尿素酶、磷脂分解酶等)、核苷酸、肌醇(如白堅木皮醇)、磷酯、植物生長促進物質(如細胞分裂素、吲哚乙酸、脫落酸、赤霉素等)等天然植物精華。在天然膠乳在加工過程中只增加了作為保存劑的氨和作為凝固劑的酸，基本保持了天然性。但是，以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法還未有所聞。植物營養液體肥料是我國近幾年發展起來的一種新型肥料，隨著我國平衡施肥、 精準施肥水平的不斷提高，液體肥料的施用量也日漸增多，已經成為肥料追施、補施的主要措施，很多地方已經將其施用列入了農業施肥的主要操作規程，并融入了水肥一體或水肥藥一體的施肥手段。同其他肥料相比液體肥料的許多優點決定了其使用的日益擴大生產成本較低；可以結合作物灌溉系統施用；可以結合農藥和除草施用；能有效地提高作物對肥料的吸收利用率；環境污染問題減少；可以對作物進行有機全營養施入；極大改善農產
品質量。綜上可見，液體肥料的應用前景十分廣闊、市場潛カ十分巨大。另ー方面，隨著科技的發展和人們的健康、農產品安全和環境保護意識的加強，“三廢”排放要求的技術指標也越來越高，這無疑増加了企業環保投入的費用。因而，如何對包括天然橡膠加工過程中所產生的母液等“三廢”資源進行無害化處理和資源化利用，已成為科技創新熱點。文獻檢索結果表明，國內至今尚未見有以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法的報道。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供ー種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，既能有效解決天然橡膠加工企業的廢液排放污染環境問題，又能實現廢物資源化利用，支持現代有機農業發展，達到循環經濟、節能減排的目標。本發明的技術其解決方案是以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，包括步驟a、在膠乳凝聚和壓榨脫水操作中，將天然橡膠膠乳凝固加工分離的膠清漿液單獨收集于循環池中陳化水解，通過微生物自然發酵使母液PH值調整為4. 5-6. 5，稱為陳化水解液；陳化水解液可取代原來膠乳凝聚加工中采用的外加新鮮水并可循環用于凝聚前膠乳調制和凝聚后壓榨脫水操作時浮膠。b、在步驟a中獲得的陳化水解液經沉淀和粗濾后，再采用RO膜過濾濃縮除去部分水分后成為濃縮液；向陳化水解液或濃縮液加入適量的防腐劑(如醇、檸檬酸或苯鉀酸鈉) 和植物生長促進劑(如三十烷醇)，充分攪拌和超微化均質處理后獲得第一種植物有機營
養液產品。C、在步驟b中獲得的第一種植物有機營養液中投加包括無機肥料在內的選定添加物，無機肥料為氮肥、磷肥、鉀肥和/或中、微量營養元素肥料中一種或多種復配；充分攪拌溶解直至締合反應完全后，使用膠體磨對營養液進行超微化均質處理，獲得第二種植物有機無機全營養液產品。上述步驟c中，無機肥料包括尿素及其他無機添加物，除尿素外的其他無機添加物先行投加，充分攪拌溶解及完全反應后再投加尿素，充分攪拌直至尿素完全溶化。上述以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，還包括歩驟d、選取施用作物所需微量元素原料進行充分溶解得到微量元素溶液；選取一部分上述步驟b中獲取的經陳化水解沉淀過濾后的天然膠清漿液作為螯合載體，投加上述微量元素溶液，并生成螯合-絡合物液體；上述螯合-絡合物液體使用膠體磨對營養液進行超微化均質處理后可獨立作為第三種植物有機無機螯合-絡合微量元素營養液產品；上述螯合-絡合物微量元素液體還作為上述步驟c中的選定添加物。通過本發明的方法，可將天然橡膠膠乳凝固加工分離的膠清漿液制備成植物有機營養液，稀釋后作為沖施肥或葉面肥用于農業生產和土壤環境修復，提高農產品的產量和品質，改善生態環境質量。本發明把天然橡膠膠乳凝固加工剩余的膠清漿液變廢為寶，不僅解決環境污染，減輕生態環境壓力，具有重大的社會、經濟和生態環保效益。
具體實施例方式以下實施例進一步說明本發明的內容，但不應理解為對本發明的限制。在不背離本發明精神和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。實施例一該實施例的工藝流程如下①在天然膠乳凝聚和凝固體壓榨脫水操作中，天然橡膠膠乳凝固加工分離的膠清漿液單獨收集于循環池中，不再排入污水收集溝；②膠清漿液在循環池中陳化自然水解發酵8-10小時，膠清漿液pH值自然調整為 4. 5-6. 5，成為陳化水解液；③陳化水解液經自然沉淀、平紋細布過濾除去雜質后，采用RO膜濃縮過濾除去約 30% -50%的內含水分，成為濃縮液；④在陳化水解液或濃縮液中加入適量的防腐劑，充分攪拌混勻，所述防腐劑是甲醛、丙三醇、檸檬酸或苯鉀酸鈉中的一種或多種，本方法采用了丙三醇；⑤在陳化水解液或濃縮液中加入適量的植物生長促進劑(本方法采用了三十烷醇)，充分攪拌并用膠體磨對其進行超微化均質處理后，檢測和分裝，獲得第一種植物有機
營養液產品。該第一種植物有機營養液產品含固量約8% _15%，其中，天然水溶性蛋白質約 23%-26% (干基)、氨基酸(20余種)約5%-8% (干基)、膠乳磷酯約I % (干基)、氨氮約I % -2 %、氧化鉀約2 % -3 %、五氧化二磷約I % -2 %，還含有10余種植物必需的中量、微量元素、揮發性脂肪酸、生物酶、植物生長促進物質等天然植物精華約2% -4%。第一種植物有機營養液適當稀釋后可作為浸種肥和葉面肥應用，特別適用于瓜菜水果和花卉生產。上述的膠清漿液是由巴西三葉橡膠樹產生的天然膠乳膠凝并除去橡膠成分后的副產漿液，它基本上由所述天然膠乳漿液中分離出的非橡膠成分組成。上述的陳化水解采用不外加微生物菌劑的自然水解發酵法分離殘膠和制備水解膠清漿液。上述的陳化水解液可取代外加新鮮水循環用于天然橡膠凝聚前膠乳調制和凝聚后壓榨脫水操作時浮膠送膠；并可保持膠清漿液、陳化水解液及第一種植物有機營養液中天然有機營養物質的較高濃度；還可為天然橡膠加工廢水處理創造了有利條件。實施例二該實施例的工藝流程如下①在膠乳凝聚和壓榨脫水操作中，天然橡膠膠乳凝固加工分離的膠清漿液單獨收集于循環池中，不再排入污水收集溝；②膠清漿液在循環池中陳化水解自然發酵8-10小時，膠清漿液pH值自然調整為 4. 5-6. 5，成為陳化水解液；
③陳化水解液經自然沉淀、平紋細布過濾除去雜質后，采用RO膜濃縮過濾除去約 30% -50%的內含水分，成為濃縮液；④在陳化水解液或濃縮液中，按肥料營養配比要求依次緩慢投加除尿素外的其他選定無機肥料添加物，在不斷攪拌的條件下反應30-45分鐘，直至締合反應完全后再將尿素均勻加入，不斷攪拌約10分鐘后尿素完全溶化；⑤向混合液中加入適量的防腐剤，充分攪拌混勻，所述防腐劑是甲醛、丙三醇、檸檬酸或苯鉀酸鈉中的ー種或多種，本方法采用了丙三醇；⑥再向混合液中加入適量的植物生長促進劑(本方法采用了三十烷醇)，充分攪拌并用膠體磨對其進行超微化均質處理后，檢測和分裝，獲得第二種植物有機無機全營養液廣品。上述無機肥料(含其他選定的無機肥料添加物)可根據施用作物對象與有關肥料標準及規范，在氮肥、磷肥、鉀肥和/或中、微量營養元素肥料中ー種或多種組配中選用。在上述陳化水解液或濃縮液中加入含氮化合物為尿素、硝酸銨或硝酸鈣，含磷化合物和含鉀化合物為磷酸ニ氫鉀，控制每升液體肥料中氮含量60-100克，五氧化ニ磷含量40-70克，氧化鉀含量60-80克，控制pH值在4. 5-6. 5之間；中、微量元素包括氯化鈣、硫酸鎂、硼酸、鑰酸銨、硫酸猛、硫酸鋅、硫酸亞鐵及硫酸銅等植物生長必需的或當地土壤中較缺乏的微量元素，控制每升液體肥料中微量元素總含量20-25克/升，其中每種微量元素單ー養分含量不低于I克/升。第二種植物有機無機全營養液可作為追肥以沖施肥、葉面肥施用，適合于各種作物。實施例三該實施例的エ藝流程如下①在膠乳凝聚和壓榨脫水操作中，天然橡膠膠乳凝固加工分離的膠清漿液單獨收集于循環池中，不再排入污水收集溝；②膠清漿液在循環池中陳化水解自然發酵8-10小吋，膠清漿液pH值自然調整為 4. 5-6. 5，成為陳化水解液；③陳化水解液經自然沉淀、平紋細布過濾除去雜質后，采用RO膜濃縮過濾除去約 30% -50%的內含水分，成為濃縮液；④在攪拌條件下，將所需微量元素按配比要求依次緩慢投加于陳化水解液或濃縮液中溶解，微量元素包括硼酸、鑰酸銨、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸亞鐵及硫酸銅等植物生長必需的或當地土壌中較缺乏的微量元素，控制每升液體肥料中微量元素總含量20-25克/升，其中每種微量元素單ー養分含量不低于I克/升，在不斷攪拌的條件下反應30-45分鐘，直至締合反應完全，其間營養液中有機分子的多種活性基團與有益微量金屬元素間發生的締合反應，生成了螯合-絡合穩定物混合漿液；⑤向混合液中加入適量的防腐剤，充分攪拌混勻，所述防腐劑是甲醛、丙三醇、檸檬酸或苯鉀酸鈉中的ー種或多種，本方法采用了丙三醇；⑥再向混合液中加入適量的植物生長促進劑(本方法采用了三十烷醇)，充分攪拌并用膠體磨對其進行超微化均質處理后，檢測和分裝，獲得第三種植物有機螯合-絡合微量兀素營養液產品。
第三種植物有機螯合-絡合微量元素營養液適當稀釋后可作為葉面肥應用。第三種植物有機螯合-絡合微量元素營養液還作為上述第二種植物有機無機全營養液中的選定的無機肥料添加物。上述微量營養元素可根據施用作物對象與有關肥料標準及規范，在中、微量營養元素肥料中一種或多種組配中選用。農業應用試驗結果表明，以天然橡膠膠乳凝固加工剩余的膠清漿液生產的植物營養液，具有協調作物營養與生長作用，能增強細胞活力，排除植株體內多種殘留污染物；具有提高作物根系生長能力，促使作物生長、提壯、增產、早開花、早結果，延長采收期(7-10 天左右)；提高果實商品性等多重功效；能改良土壤結構，培肥地力，提高肥料利用率；能增強作物對病原菌的免疫能力，抑制病害，對作物因連作，重茬、氣候不正常、營養不良、有害微生物浸染造成免疫力下降、根腐、葉黃、葉斑、霜霉、枯萎等癥狀能夠起到很好的抑制作用；增強光合作用，增強葉緑素的合成，可使硝酸還原酶的活性提高38. 2%以上，谷丙轉氨酶的活性提高36. 4%以上，蛋白合成酶的活性提高28. 6%以上；能改善農產品質量，蔬菜、 瓜果糖度提高I. 0-1. 2度、維生素含量提高10% -40%;合理使用本產品，可增產20% -30% 以上。本方法將天然膠乳凝固加工分離的膠清漿液分別收集并進行了資源化利用，極大地削減了污染負荷，為企業的環境污染治理和節能減排、實現循環經濟和科學發展創造了有利條件。
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權利要求
1.一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征包括步驟a在天然膠乳凝聚和凝固體壓榨脫水操作中，天然橡膠膠乳凝固加工分離的膠清漿液單獨收集于循環池中，不再排入污水收集溝；b在步驟a獲得的膠清漿液在循環池中陳化水解自然發酵8-10小時，膠清漿液pH值自然調整為4. 5-6. 5，成為陳化水解液；c在步驟b獲得的陳化水解液經自然沉淀和平紋細布過濾除去雜質后，采用RO膜濃縮過濾除去約30% -50%的內含水分，成為濃縮液；d在步驟b獲得的陳化水解液或步驟c獲得的濃縮液中加入適量的防腐劑，充分攪拌混勻，所述防腐劑是甲醛、丙三醇、檸檬酸或苯鉀酸鈉中的一種或多種，本方法采用了丙三醇；e在步驟d獲得的有機漿液中加入適量的植物生長促進劑(本方法采用了三十烷醇)， 充分攪拌并用膠體磨對其進行超微化均質處理后，檢測和分裝，獲得第一種植物有機營養液廣品。
2.根據權利要求I所述的一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征還包括步驟f在步驟b獲得的陳化水解液或步驟c獲得的濃縮液中，按肥料配比要求依次緩慢投加除尿素外的其他選定的無機肥料添加物，在不斷攪拌的條件下反應30-45分鐘，直至締合反應完全后再將尿素均勻加入，不斷攪拌約10分鐘后尿素完全溶化；g在步驟f獲得的混合漿液中，按步驟d加入適量的防腐劑丙三醇，再按步驟e加入適量的植物生長促進劑三十烷醇，充分攪拌并用膠體磨對其進行超微化均質處理后，檢測和分裝，獲得第二種植物有機無機全營養液體肥料產品。
3.根據權利要求I所述的一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征還包括步驟h在步驟b獲得的陳化水解液或步驟c獲得的濃縮液中，將植物營養所需微量元素按配比要求在攪拌條件下依次緩慢投加于陳化水解液或濃縮液中溶解，在不斷攪拌的條件下反應30-45分鐘，直至締合反應完全，其間營養液中有機分子的多種活性基團與有益微量金屬元素間發生的締合反應，生成螯合-絡合穩定物混合漿液；i在步驟h獲得的混合漿液中，按步驟d加入適量的防腐劑丙三醇，再按步驟e加入適量的植物生長促進劑三十烷醇，充分攪拌并用膠體磨對其進行超微化均質處理后，檢測和分裝，獲得第三種植物有機無機螯合-絡合微量元素營養液產品。
4.一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征在于所述的膠清漿液是由巴西三葉橡膠樹的天然膠乳產生膠凝除去橡膠成分后剩余的漿液，它基本上由所述天然膠乳漿液中分離出的水溶性非橡膠成分組成。
5.一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征在于無機肥料(含其他無機肥料選定添加物)可根據施用作物對象與有關肥料標準及規范， 在氮肥、磷肥、鉀肥和/或中、微量營養元素肥料中一種或多種組配中選用。
6.一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征在于采用了不外加微生物菌劑的自然水解發酵法分離殘膠和制備水解膠清漿液。
7.一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，其特征在于陳化水解液可取代外加新鮮水循環用于天然橡膠凝聚前膠乳調制和凝聚后壓榨脫水操作時浮膠送膠，以保持膠清漿液、陳化水解液及植物營養液中天然有機營養物質的濃度，還為天然橡膠加工廢水處理創造了有利條件。
全文摘要
本發明公開一種以天然膠乳凝固分離的膠清漿液為原料制備的植物營養液及方法，包括步驟將膠清漿液單獨收集并陳化自然水解發酵8-10小時使膠清水解液pH值為4.5-6.5；膠清水解液可采用RO膜脫水成為濃縮液；水解液或濃縮液分別投加包括無機肥料在內的選定添加物，無機肥料為氮肥、磷肥、鉀肥和/或中微量營養元素肥料中一種或多種組配；投加適量的防腐劑和植物生長促進劑，用膠體磨對營養液進行超微化均質處理；分別獲得植物有機營養液、植物有機無機全營養液和植物有機無機螯合-絡合營養液。本發明把天然膠乳凝固加工分離的膠清漿液變廢為寶，不僅能解決環境污染，還能提高農產品的產量和品質，具有明顯社會經濟和生態環境利益。
文檔編號C05G3/00GK102584462SQ20121005365
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月26日 優先權日2012年2月26日
發明者劉坤, 唐天樂, 唐文浩, 夏福君, 張旭, 楊曉姝, 葛成軍, 黃亞文 申請人:海南醫學院, 海南大學