專利名稱：氨基酸螯合復合環保肥的生產方法
1、技術內容本發明涉及一種由廢棄高蛋白物或含高蛋白農副產品作原料提取復合氨基酸和以氨基酸作螯合劑制取復合環保肥的生產方法。其優點在于充分利用廢棄蛋白質資源，為農副產品深加工開辟新的渠道。氨基酸作為螯合劑，原料來源廣泛，價格低廉，其分子中含羧基和氨基兩種官能團，是一種最為理想的配位體，極易與農作物生長必需的微量元素和稀土元素螯合而形成二齒配合物，而且穩定常數適中，避免了元素之間的拮抗作用，不受土壤PH值和其它雜質離子的影響，無需經過光合作用即可直接參與機體的蛋白質合成，從而起到改善農作物品質，提高單位面積產量，降低農藥殘留，滅菌殺蟲，防止土壤酸化板結，保護生態環境的作用。
氨基酸螯合復合環保肥比單一的氮、磷、鉀肥或復混(合)肥結構合理，營養全面，比普通微肥穩定而不流失，比腐殖酸、黃腐酸等螯合能力強，比美國采用的EDTA螯合肥價格低。在生產過程中，采用電滲析脫酸比傳統的中和法成本低，比樹脂法操作簡便，且回收酸液循環利用，杜絕了環境污染。采用反滲透濃縮節能降耗，大幅度降低了生產成本。采用電化學沉降法分離含量相對較高的單質氨基酸，改變了國內外等電點中和法，不引進化學試劑，避免了同離子效應，使氨基酸不受破壞，提高收得率。氨基酸與微量元素、稀土元素的螯合反應是否完全，是生產技術和產品質量的關鍵。在螯合率的測定技術中，目前國內外都是通過測定游離微量元素的方法間接測得，如離子電極法、EDTA配位滴定法、離子交換樹脂法等，手續麻煩而不精確。本法采用一種全新的技術直接測定螯合態微量元素，簡便、快捷、準確，便于在生產過程中及時把握產品質量。
2、發明目的本發明的目的是為了提供一種廉價而螯合力強的氨基酸螯合劑，與農作物生長必需的微量元素、稀土元素進行螯合反應，再與作物生長三要素N、P、K按科學比例復合，制成一種廣譜型、多元化、多功能的新型肥料，把土壤肥力提高到與農作物生理和經濟制度相適應的水平，為發展綠色、有機食品提供新肥源，有利于保護生態環境和農業生產的可持續發展。
3、技術方案以高蛋白物為原料，經酸水解、脫酸、濃縮而成復合氨基酸溶液，用電化學沉降法對含量相對較高的單質氨基酸進行分離與純化，然后在母液中按比例加入微量元素、稀土元素的無機鹽或氧化物，進行充分螯合，再按科學配比加入N、P、K進行復合，最后經干燥、粉碎、定量包裝而得成品。


圖1為本發明的生產工藝流程。下面結合附圖，對本發明加以詳細敘述。
高蛋白質主要為角蛋白(人發或禽畜羽毛)、血粉(或血液)、蠶蛹、棉籽粕、豆粕、玉米蛋白粉或其它蛋白廢棄物。
酸水解在搪瓷反應釜中進行。用20％H2SO4在105-110℃水解10-15小時，后期用Cu2+絡合反應定時抽撿水解液直至水解完全。
電滲析脫酸用特制的電滲析裝置，采用膜分離技術，在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的選擇透過性使水解液中的H+和SO42-離子作定向遷移而達到脫酸的目的。電滲析脫酸工藝簡單，操作方便，脫酸率≥95％，脫出的酸液可循環利用，既節約原料，又杜絕環境污染。
反滲透濃縮用特制的反滲透裝置，應用膜分離技術，采用反滲透原理有效地去掉復合氨基酸中的剩余H2SO4，并使水分與氨基酸分離而達到濃縮的目的。其特點是能耗低、無污染、操作方便，氨基酸不遭破壞。本工序要求復合氨基酸濃度達50％。
電化學法沉降分離采用250A/50V化學電源，在PVC材料制作的沉降箱中，將復合氨基酸溶液中含量相對較高的單質氨基酸從中分離出來，并進行純化。由于蛋白質來源不同，各種氨基酸的含量有別，根據各種氨基酸不同的P1值。嚴格控制于一定的PH值范圍內和一定的溫度下，施加不同的電壓和電流密度，逐一進行沉降分離與純化。此法不引進化學試劑，避免了同離子效應，防止氨基酸的破壞，因而單質氨基酸的提取率較傳統的等電點中和法大幅度提高。
螯合反應在螯合釜中進行，參照美國植物養料檢驗員協會標準，螯合肥中氨基酸、微量元素、稀土元素(RE)的保證值如下元素 BCuFeMnMoZnCoV RE 氨基酸保證值(kg/t) 0.2 0.5 1.0 0.5 0.1 0.5 0.5 0.1 0.5-1.0 120-150
按上述計量標準，將微量元素、稀土元素的無機鹽或氧化物分別加入螯合釜中與氨基酸進行充分螯合，控溫70-80℃，時間50-60min，采用直接測定螯合態微量元素、稀土元素的方法來確定螯合反應的終點。
復合反應在反應釜中進行，N、P、K肥料配比為N∶P∶K＝13-15∶15-17∶15-16，復合氨基酸和稀土、微肥總量≥20％，PH＝6.8-7.1干燥采用不銹鋼真空耙式干燥機進行干燥，溫度控制在80℃以下。
粉碎采用超微粉碎機進行粉碎，顆粒細度≤400目。
成品包裝采用電子計量秤50-1000g軟塑密封包裝，外加防潮編織袋包裝，分批抽撿合格后入庫。
具體實施方式
實施例一將去雜、洗凈、晾干后的角蛋白(毛、發、蹄、角)100kg放入搪瓷或1Cr18Ni9Ti不銹鋼反應釜中，加入20％稀H2SO4250kg，控溫105～110℃，常壓水解10-15小時。水解后期用Cu2+絡合反應定時抽檢水解液，直至水解完全。過濾分離酸不溶物，水解液經電滲析器脫酸和反滲透濃縮。當復合氨基酸濃度達50％時，注入電學沉降器，控制電流密度為3～5A/m2，控溫60～70℃。經電化學沉降分離后，首先從混合沉淀物中提取L-胱氨酸，半胱氨酸和L-酪氨酸。濾液再經電化學沉淀分離，可分別得到酸性、中性和堿性三組氨基酸。然后進一步將每一組份中的單質氨基酸，根據其不同的P1值在嚴格控制PH值范圍下，施加不同的電壓和電流密度，進行分離與純化。從酸性氨基酸中可得到L-天門冬氨酸、L-谷氨酸；從中性氨基酸中可得到L-亮氨酸，L-脯氨酸；從堿性氨基酸中可得到L-組氨酸、L-賴氨酸、L-精氨酸。再在分離出單質氨基酸后的母液中，分別加入微量元素和稀土元素的無機鹽或氧化物，進行螯合反應。螯合完全后，首先加入鉀堿，并不斷攪拌，使CO2放出，K+與氨基酸成鹽。接著加入重鈣和尿素，邊加邊攪拌，使之充分化合。其N·P·K比為1∶0.64∶0.69。最后將產物充分干燥、粉碎，用電子定量包裝秤(50g～1000g)密封包裝，即為成品。按上述工藝方法生產的氨基酸螯合復合環保肥成分如下復合氨基酸15％，尿素30％，重鈣34％，鉀堿17％，微量元素及稀土4％。
實施例二將血粉100kg放入耐酸反應釜中，加入250kg20％硫酸，控溫105～110℃，水解10～15小時。用Cu2+絡合反應定時抽檢水解液，待水解完全后，經電滲析脫酸，反滲透濃縮成50％復合氨基酸溶液，采用電化學沉降分離法依次提取出L-天門冬氨酸、L-苯丙氨酸、L-纈氨酸、L-丙氨酸、L-亮氨酸、L-組氨酸和L-賴氨酸。母液中加入微量元素(亞鐵鹽除外)和稀土元素的無機鹽或氧化物進行螯合反應。然后按1∶1加入尿素和磷酸二氫鉀。其氮、磷、鉀之比為1∶0.62∶0.49，邊加邊攪拌，使之充分化合。最后經干燥、粉碎、電子定量秤密封包裝而為成品。按上述生產工藝方法生產的氨基酸螯合復合環保肥成分如下復合氨基酸15％、尿素40％、磷酸二氫鉀40％，微量元素及稀土5％。
實施例三取干蠶蛹150kg，放入提取器中，加入石油醚(沸程為60～90℃)200升，邊攪拌邊加熱2小時，分離出脫脂蠶蛹，置通風干燥處，除去殘留的石油醚。再將油醚混合物進行蒸餾，回收石油醚。然后將黃褐色的粗蠶蛹油經5％NaCl溶液水洗，加5％NaOH溶液中和除去酸敗油脂，經高溫抽真空減壓除臭，加入5％活性炭脫色，過濾后成精煉油，可作為制雷米邦、烷醇酰胺等原料。
取脫脂蠶蛹蛋白100kg，放入耐酸反應釜中，加3倍量的稀硫酸在110℃左右進行水解12～15小時，待完全水解后，經電滲析脫酸、反滲透濃縮成50％復合基酸溶液。然后經電化學沉降分離、純化，可得L-谷氨酸、L-苯丙氨酸、L-蛋氨酸、L-纈氨酸、L-異亮氨酸、L-丙氨酸、L-亮氨酸和L-脯氨酸。再在母液中加入微量元素和稀土元素的無機鹽或氧化物，進行螯合反應。待螯合完全后，加入尿素、重鈣和K2SO4，其氮、磷、鉀之比為1∶0.79∶0.78。邊加邊攪拌，使之充分化合。最后經干燥、粉碎、定量包裝而得成品。按上述工藝方法生產的氨基酸螯合復合環保肥成分如下復合氨基酸15％，尿素25％，重鈣35％，硫酸鉀20％，微量元素及稀土5％。
實施例四取脫脂棉籽粕100kg，碾碎過100目篩，放入耐酸反應釜中，加入2.5倍量的稀硫酸在110℃左右水解12～15小時。待水解完全后，經脫酸、濃縮成50％復合氨基酸溶液。然后用電化學法依次分離出L-天門冬氨酸、L-谷氨酸、L-苯丙氨酸、L-纈氨酸、L-亮氨酸和L-精氨酸。母液與微量元素和稀土元素進行螯合反應。再加入挪威進口K2SO4型復合肥(其N∶P∶K＝15∶15∶15)，充分攪拌、混合，最后經干燥、粉碎、定量包裝而得成品。
按上述生產工藝方法所得氨基酸螯合復合環保肥成份如下復合氨基酸15％、尿素21％、重鈣37％、硫酸鉀22％、微量元素及稀土5％。
權利要求
1.一種氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是以復合氨基酸為螯合劑，與微量元素和稀土元素進行螯合，再與氮、磷、鉀肥復合，經干燥、粉碎、定量包裝而得成品。
2.根據權利要求1所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是以高蛋白物為原料，經水解、脫酸、濃縮、電化學法沉降分離、純化含量相對較高的單質氨基酸，余下15％左右濃度的母液作螯合劑。
3.根據權利要求2所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是生產復合氨基酸螯合劑的高蛋白物，包括角蛋白、血粉(或血液)、蠶蛹、脫脂棉籽粕、豆粕、玉米蛋白粉等作原料。
4.根據權利要求2所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是高蛋白物進行酸水解，采用20％硫酸，控溫105-110℃，水解時間為10-15小時。
5.根據權利要求2所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是水解液采用電滲析法脫酸。所用設備為電滲析器。脫酸速度125kg/h，脫酸率≥95％。
6.根據權利要求2所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是脫酸水解液的濃縮采用反滲透技術，在反滲透裝置中進行，使復合氨基酸的濃度達到50％。
7.根據權利要求2所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是采用電化學法從復合氨基酸濃溶液中沉降分離單質氨基酸。使用硬聚氯乙烯塑料板特制的沉降箱和250A/50V型化學電源。控制電流密度3-5A/m2，溫度為60-70℃。
8.根據權利要求1所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是以提取單質氨基酸后的母液作螯合劑，濃度為15％左右，螯合反應時，微量元素和稀土元素保證值為元 素 B Cu Fe Mn Mo Zn Co V RE保證值(kg/t) 0.2 0.5 1.0 0.5 0.1 0.5 0.5 0.1 0.5～1.0
9.根據權利要求1所述的氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，其特征是氮、磷、鉀肥的添加量為N∶P∶K＝13～15∶15～17∶15～16，總量≥45％。
10.生產氨基酸螯合復合環保肥的工藝方法，其特征是采用蛋白質→水解→電滲析脫酸→反滲透濃縮→電化學法沉降分離、純化單質氨基酸→母液與微量元素和稀土元素螯合→加入氮、磷、鉀肥復合→干燥→粉碎→成品包裝等工藝流程。
全文摘要
一種氨基酸螯合復合環保肥的生產方法，是以廢棄蛋白物或會高蛋白農副產品作原料，經酸水解、電滲析脫酸、反滲透濃縮成50％的復合氨基酸溶液，用電化學法分離出含量較高的氨基酸后，以母液作螯合劑，與一定比例的微量元素、稀土元素螯合，再按比例加入N、P、K復合，最后經干燥、粉碎、定量包裝而成。產品為廣譜型綠色有機食品專用肥，能激活改良土壤，提高肥效。防止拮抗作用和土壤板結，降低農藥殘留。促進作物生長，防病抗逆，改善品質，增產增收。
文檔編號A23J3/00GK1566036SQ03124589
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月26日 優先權日2003年6月26日
發明者羅憲章 申請人:羅憲章