一种利用王老吉中药渣制备的有机肥料及其制备方法[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101628828A [43]公开日2010年1月20日
[21]申请号200910166164.0[22]申请日2009.08.18
[21]申请号200910166164.0
[71]申请人广东加多宝饮料食品有限公司
地址523852广东省东莞市长安镇长青北路
[72]发明人罗琥捷 [74]专利代理机构北京金信立方知识产权代理有限公司代理人朱梅 鲁云博
[51]Int.CI.C05F 5/00 (2006.01)C05F 17/00 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 10 页
[54]发明名称
一种利用王老吉中药渣制备的有机肥料及其制备
方法
[57]摘要
本发明属于农副产品领域，涉及一种利用王老
吉中药渣制备的有机肥料及其制备方法。

所述有机
肥料的有机质含量在70重量％以上，氮磷钾(NPK)
总含量在4.0重量％以上。

所述制备方法包括以下
步骤：将王老吉中药渣切短，按需适量加水，加入
发酵菌剂，搅拌均匀，在发酵场所铺垫通气板后，
把王老吉中药渣制堆，堆中上部斜插入通气导管并
加盖麻布或透气塑料膜，堆放发酵，再经过翻堆，
适量补水，晾干，水分小于20重量％时，打成细粉，
即得。

产品满足商品有机肥料标准。

200910166164.0权 利 要 求 书第1/2页 1、一种利用王老吉中药渣制备的有机肥料，其特征在于，有机质含量在70重量％以上，氮磷钾NPK总含量在4.0重量％以上。

2、一种利用王老吉中药渣制备有机肥料的方法，其特征在于，将王老吉中药渣切短，按需适量加水，加入发酵菌剂，搅拌均匀，在发酵场所铺垫通气板后，将王老吉中药渣制堆，堆中上部斜插入通气导管并加盖麻布或透气塑料膜，堆放发酵，再经过翻堆，适当补水，晾干，水分小于20重量％时，打成细粉，即得。

3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述发酵菌剂的用量为王老吉中药渣的0.01～0.1重量％。

4、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的王老吉中药渣的C/N比为20～40。

5、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的发酵菌剂是由白色致腐菌、霉菌、芽孢杆菌和酵母菌混合而成。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的发酵菌剂中各成分的含量为：按体积比例计，白色致腐菌2～3份、霉菌4～5份、芽孢杆菌3～4份、酵母菌1～2份。

7、根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述的白色致腐菌为糙皮侧耳菌；所述霉菌为黑曲霉或简青霉；所述芽孢杆菌为枯草芽胞杆菌或嗜热梭状芽胞菌；所述酵母菌为酿酒酵母。

8、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的发酵菌剂为固体，固体载体由玉米芯、麸皮和玉米粉混合而成，且发酵菌剂与固体载体的质量比例为1∶1～2∶1。

200910166164.0权 利 要 求 书 第2/2页
9、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的固体载体中各成分的含量为：按质量比例计，玉米芯3～5份、麸皮1～3份、玉米粉1～2份。

10、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)预处理：先将王老吉中药渣切短，加尿素调节C/N比在20～40；按需适量加水，保证药渣含水量在55～65重量％；加入发酵菌剂，搅拌均匀；然后在发酵场所铺垫通气板，将王老吉中药渣按高1.5m，宽1.5m，长大于等于2m的要求堆放，堆中上部斜插入2～3根通气导管并加盖麻布或透气塑料膜；
(2)堆放发酵：堆好后的王老吉中药渣的混合料便进入了发酵阶段；每天测温一次，若堆温超过75℃则翻堆；开始发酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆时适量补水；发酵22天即可铺开晾干；
(3)打粉：将湿的王老吉中药渣晾干至水分小于20重量％，打成细粉，即得有机肥料。

200910166164.0说 明 书第1/10页一种利用王老吉中药渣制备的有机肥料及其制备方法
技术领域
本发明属于农副产品领域，涉及王老吉中药渣转化成有机肥料的技术。

背景技术
中药是中华文明的一大瑰宝。

但在中药的生产过程中，会排放大量的废弃药渣。

以前的药渣处理办法是焚烧及填埋，处理成本高，处理后会排放废气及占用土地，产生二次污染。

农业生产离不开具有高效活性的有机肥料。

传统的农家肥不仅数量难以保证，且因发酵不充分，未经高温无害化处理，含有大量的虫卵、杂草种子等有害生物，养分含量低，难以满足大规模农业生产需要。

王老吉凉茶由仙草、蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草配伍并经传统的蒸煮工艺制备而成，因其市场占有率高，产量大，所以生产过程中得到的中药渣数量巨大。

因此，若将王老吉中药渣制成有机肥料，能够产生很好的经济效益和社会效益。

现有技术也有用中药渣制有机肥料的，或者需要添加猪粪、鸡粪等辅料，对生产厂区及周边环境产生污染，或者发酵周期长，操作繁琐，需要多次翻堆及其它发酵操作辅助，生产成本高。

专利文献《一种利用中药渣制备的有机肥料》(申请号：200810132437.5，以下简称对比文件)描述了一种利用中药渣制备有机肥料的方法，但是在使用该文献的方法且利用
“王老吉中药渣”进行实验时却不能得到具有好的指标参数的有机肥料。

所以有必要对“王老吉中药渣”制备有机肥料的方法进行研究。

发明内容
本发明以王老吉中药渣为原料，用工业化手段生产高效活性有机肥料，原料来源简单，经高温好氧发酵，杀灭有害生物，氮磷钾(NPK)和有机质含量高而稳定，能很好地适应农业大规模发展的需求。

因此，本发明的一个目的在于提供一种利用王老吉中药渣制备的有机肥料。

本发明的另一个目的是提供上述利用王老吉中药渣制备的有机肥料的制备方法。

本发明提供的一种利用王老吉中药渣制备的有机肥料，其中，有机质含量在70重量％以上，氮磷钾(N P K)总含量在4.0重量％以上。

本发明所述王老吉中药渣是王老吉中药原料经过传统的蒸煮提取加工技术将药物有效成分提取出来后，剩下的植物成分。

本发明提供的上述利用王老吉中药渣制备的有机肥料的制备方法，其中，具体地操作步骤是：将王老吉中药渣切短，按需适量加水，加入发酵菌剂，搅拌均匀，在发酵场所铺垫通气板后，将王老吉中药渣制堆，堆中上部斜插入通气导管并加盖麻布或透气塑料膜，堆放发酵，再经过翻堆，适当补水，晾干，水分小于20重量％时，打细粉，即得。

上述制备方法中，所述的发酵菌剂的用量为王老吉中药渣的0.01～0.1重量％。

上述制备方法中，所述的王老吉中药渣的C/N比为20～40。

上述制备方法中，所述的发酵菌剂由白色致腐菌、霉菌、芽孢杆菌和酵母菌混合而成。

上述制备方法中，所述的发酵菌剂中各成分的体积比例为：白色致腐菌2～3份、霉菌4～5份、芽孢杆菌3～4份、酵母菌1～2份。

上述制备方法中，所述的白色致腐菌为糙皮侧耳菌，所述霉菌为黑曲霉或简青霉，所述芽孢杆菌为枯草芽胞杆菌或嗜热梭状芽胞菌，所述酵母菌为酿酒酵母。

上述制备方法中，所述的发酵菌剂为固体，固体载体由玉米芯、麸皮和玉米粉混合而成，且发酵菌剂与固体载体的质量比例为1∶1～2∶1。

上述制备方法中，所述的固体载体中各成分的质量比例为玉米芯3～5份、麸皮1～3份、玉米粉1～2份。

优选地，上述的制备方法具体包括以下步骤：
(1)预处理：先将王老吉中药渣切短，测其C/N比，若高则加尿素，保证C/N比在20～40；按需适量加水，保证药渣含水量在55～65重量％；加入发酵菌剂，搅拌均匀；然后在发酵场所铺垫通气板，将王老吉中药渣按高1.5m，宽1.5m，长大于等于2m的要求堆放，堆中上部斜插入2～3根通气导管并加盖麻布或透气塑料膜；
(2)堆放发酵：堆好后的王老吉中药渣的混合料便进入了发酵阶段；每天测温一次，若堆温超过75℃则翻堆；通常开始发酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆时适量补水；发酵22天即可铺开晾干；
(3)打粉：湿的王老吉中药渣晾干至水分小于20重量％，打成细粉，即
得有机肥料。

本发明提供的一种将王老吉中药渣转化成有机肥料的制备方法，该方法具有工业化程度高、生产周期短、操作简单、发酵完全、产品质量稳定等特点，而最突出的是采用经过筛选的对王老吉中药渣高效的特定菌种，保证微生物在最短的时间内迅速繁殖，物料迅速升温，并仅需堆放和三次翻堆(对比文件，其发酵操作需多次翻堆及静态发酵)即可发酵完全。

据试验结果，环境温度在25℃时，物料堆温在36小时内可达到65℃，仅需翻堆3次，具有很高的发酵效率。

本发明以王老吉中药渣为原料生产的高效活性有机肥料，有机质可达70重量％以上，氮磷钾(NPK)总量在4.0重量％以上，且不含禽畜粪便和生活垃圾，不存在“二次污染”的问题。

按生产成本核算，可以500元/吨的价格出售，质优价廉，具有很强的市场竞争力。

具体实施方式
本发明所使用的发酵菌剂为混合菌。

其筛选过程如下：采集长期堆放王老吉中药渣的土壤及腐败的药材，筛选具有纤维素及木质素降解能力的2株白色致腐菌(Lentinus sp编号J1、J2，其中sp代表微生物Lentinus属中的某个种，下同)、10株霉菌(其中5株曲霉，Aspergillus sp编号D1、D2、D3、D4、D5；3株毛霉，Mucor sp编号D6、D7、D8；2株青霉，Penicillium sp编号D9、D10)2株芽孢杆菌(Bacillus sp编号B1、B2)，采用三种菌的不同组合共40个样发酵药渣(如J1-D6-B2)。

三种菌液态发酵至对数生长期后期，采用1∶1∶1体积比例接种量添加到王老吉中药渣中并搅拌均匀，堆成1.5m高、1.5m宽、2.0m长的实验堆，另做一堆不加菌种的对照堆。

结果发现：J2-D3-B1组合菌前期升温快，48h便升温至55℃以上；J2-D4-B1组合升温高，可达69℃；J2-D4-B2组合和J2-D10-B2组合发酵过程中高温维持时间长。

将上述4个组合菌剂重复三次实验均呈现以上特征。

较好组合中的真菌孢子采用70％致死剂量的紫外线诱变，刚果红法选透明圈明显变大的菌株，以C M C-N a为底物测定纤维素酶活。

其中D10诱变株(记D10-3)酶活提高2倍以上，经斜面传代5次后活力不下降，其他真菌活力变化不明显。

其中，斜面种子培养：
a、白色致腐菌和霉菌
斜面培养基：土豆200g，蔗糖20g，琼脂粉15g，水1000ml，其中土豆去皮切块煮沸30min，纱布过滤，再加糖和琼脂，溶化后补水至1000ml，121℃灭菌20min。

28℃培养5～7天。

b、酵母菌
斜面培养基：麦芽粉3g，酵母浸出物0.1g，琼脂粉15g，水1000ml，121℃灭菌20min。

30℃培养2天。

c、芽孢杆菌
培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，氯化钠5g，琼脂粉15g，pH7.0～7.2。

121℃灭菌20min。

35℃培养1天。

本发明将上述4个组合涉及到的菌株(含诱变后的菌株)和酵母菌(实验室保藏菌种，为酿酒酵母)按不同体积比例再搭配，并增加真菌和细菌的种类。

结果表明，混合菌种按体积比例为：1株白色致腐菌(编号J2，糙皮侧耳菌，Pleurotus ostreatus)2～3份，2株霉菌(编号D4，黑曲霉，Aspergillus niger；编号D10-3，简青霉，Penicillium simplicissimum)总4～5份，2株芽
孢杆菌(编号B1，枯草芽胞杆菌，Bacillus subtilis；编号B2，嗜热梭状芽胞菌，C l o s t r i d i u m t h e r m o c e l l u m)总3～4份，1株酵母菌(酿酒酵母，Saccharomyces cervisiae)1～2份时发酵效果好。

将以上菌种分别培养后按上述比例混合，再按发酵菌剂与固体载体的质量比例1∶1～2∶1加入到固体载体(3～5份的粉状玉米芯，1～3份的麸皮，1～2份玉米粉)混合均匀，再采用40～45℃真空干燥的方法获得中药渣发酵菌剂。

有效活菌数不低于1亿/克。

其中，液体三角瓶培养：
a、白色致腐菌
培养基：玉米粉60g，蔗糖10g，磷酸二氢钾3g，七水硫酸镁1.5g，维生素B1100m g，水1000m l。

其中维生素B1单独过滤除菌加入121℃灭菌20min冷却后的培养基中。

28℃摇床150r/min培养4天。

b、霉菌
培养基：可溶性淀粉30g，酵母膏5g，七水硫酸镁0.5g，硝酸钠3g，磷酸二氢钾1g，水1000ml，28℃摇床150r/min培养3天。

c、酵母菌
培养基：10％麦芽汁，取粉碎干麦芽，按1∶4重量比加入蒸馏水，65℃水浴糖化4h，过滤稀释定容后装瓶备用。

30℃摇床180r/m i n培养1天。

d、芽孢杆菌
培养基：蛋白胨10g，牛肉浸膏3g，酵母浸膏10g，氯化钠5g，蒸馏水1000ml，pH调至7.0～7.2。

35℃摇床180r/min培养1天。

本发明的发酵菌剂接种量为需要发酵的王老吉中药渣的0.01～0.1重量％，发酵升温快，能快速降解中药渣中的木质纤维素，且发酵至后期基
本无臭味，在环境温度25℃时发酵周期缩短为20天左右。

本发明使用的发酵菌剂对需要发酵的王老吉中药渣的C/N要求低，适宜范围在20～40。

即使C/N大于40，仍可发酵，但需延长发酵时间。

为缩短发酵时间，只需添加尿素。

本发明使用的发酵菌剂对需要发酵的王老吉中药渣的pH要求低，适宜范围在pH5.5～8.5。

由于王老吉中药材经过水提等工艺后，药渣的pH值基本维持在7左右，所以堆肥时不需再外加其它酸碱调节物质。

本发明的制备方法操作十分简单，插管通气堆放，过程中仅需翻堆3次，结束发酵，晾干、粉碎即可，大大降低劳动成本。

本发明在“王老吉中药渣”的基础上，使用本发明特定的“发酵菌剂”和对比文件的“菌种”在平行试验下得到的有机肥料(分别简称为本发明有机肥料和对比有机肥料)的相关参数如下：本发明有机肥料总养分氮磷钾(NPK)为5.01重量％，有机质含量78.8重量％；对比有机肥料总养分为3.93重量％，有机质含量44.2重量％。

对比有机肥料难以满足商品有机肥料标准要求。

本发明有机肥料、对比有机肥料以及市售商品有机肥料在种子发芽系数测定上应用如下。

供试肥料：本发明有机肥料；对比有机肥料；市售商品有机肥料(生产商：广州市增城禾立有机肥料厂)
供试土壤：黄泥土
供试作物：黄瓜种子
试验设计：将实验肥料样品用去离子水按1∶5(以干质量计)浸提过夜
后，过0.45μm纤维树脂滤膜过滤，收集滤液待用。

在培养皿内垫1张滤纸，均匀放入10颗黄瓜种子，加入以上滤液10ml，在25℃黑暗的培养箱中培养7天后，计算发芽率并测定根长，然后用以下公式计算种子的发芽系数。

每个样品做3个重复，同时以去离子水做空白实验。

发芽系数＝(处理的发芽率×处理的根长)/(空白的发芽率×空白的根长)×100％
结果与分析：
本发明的“王老吉中药渣”有机肥料的发芽系数平均值为152，对比有机肥料的发芽系数平均值为79，而市售商品有机肥料的发芽系数平均值为110。

若发芽系数大于80，说明药渣发酵完全，对种子发芽不存在毒性，数值越高，越利于种子发芽生长。

综上所述，本发明得到的王老吉中药渣有机肥料的肥效明显好于对比文件得到的有机肥料，而且也优于市售商品有机肥料。

以下结合制备实施例对本发明的有机肥料及其制备方法作进一步的说明，但是本发明不局限于实施例。

制备实施例1
本发明利用王老吉中药渣制备有机肥料的方法，包括如下步骤： 预处理：先将王老吉中药渣切短，测其C/N比，添加0.8重量％尿素，保证C/N比在30左右；按需适量加水，保证药渣含水量在60重量％左右；加入0.01重量％发酵菌剂(其中，各菌种及其体积比例为：糙皮侧耳菌3份、简青霉2份、黑曲霉2份、嗜热梭状芽胞菌2份、枯草芽胞杆菌2份、酿酒酵母2份；固体载体与发酵菌剂的质量比例为1∶1；固体载体中成分的
质量比例为：玉米芯4份、麸皮2份、玉米粉2份)，搅拌均匀；然后在发酵场所铺垫通气板，按高1.5m，宽1.5m，长2m的要求堆放，堆中上部斜插入2根通气导管，加盖麻布。

堆放发酵：堆好后的王老吉中药渣的混合料便进入了发酵阶段。

每天测温一次；开始发酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆时适量补水；发酵22天即可铺开晾干。

打粉：将湿的王老吉中药渣晾干至水分小于20重量％，打成细粉，即得有机肥料。

然后包装，检测合格后入库。

经检测，本发明的王老吉中药渣有机肥料有机质含量为78.8重量％；总养分含量为5.01重量％。

制备实施例2
本发明利用王老吉中药渣制备有机肥料的方法，包括如下步骤： 预处理：先将王老吉中药渣切短，测其C/N比，添加0.5重量％尿素，保证C/N比在30左右；按需适量加水，保证药渣含水量在60％重量左右；加入0.05重量％发酵菌剂(其中，各菌种及其体积比例为：糙皮侧耳菌3份、简青霉4份、嗜热梭状芽胞菌3份、酿酒酵母2份；固体载体与发酵菌剂的质量比例为1∶1；固体载体中成分的质量比例为：玉米芯5份、麸皮3份、玉米粉2份)，搅拌均匀；然后在发酵场所铺垫通气板，按高1.5m，宽1.5m，长2m的要求堆放，堆中上部斜插入3根通气导管，加盖麻布。

堆放发酵：堆好后的王老吉中药渣的混合料便进入了发酵阶段。

每天测温一次；开始发酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆时适量补水；发酵22天即可铺开晾干。

打粉：将湿的王老吉中药渣晾干至水分小于20重量％，打成细粉，即得有机肥料。

然后包装，检测合格后入库。

经检测，本发明的王老吉中药渣有机肥料有机质含量为78.03重量％；总养分含量为5.35重量％。

制备实施例3
本发明利用王老吉中药渣制备有机肥料的方法，包括如下步骤： 预处理：先将王老吉中药渣切短，测其C/N比，保证C/N比在30左右；按需适量加水，保证药渣含水量在60重量％左右；加入0.1重量％发酵菌剂(其中，各菌种及其体积比例为：糙皮侧耳菌2份、简青霉1份、黑曲霉4份、枯草芽胞杆菌4份、酿酒酵母1份；固体载体与发酵菌剂的质量比例为1∶2；固体载体中成分的质量比例为：玉米芯3份、麸皮1份、玉米粉1份)，搅拌均匀；然后在发酵场所铺垫通气板，按高1.5m，宽1.5m，长2m的要求堆放，堆中上部斜插入2根通气导管，加盖透气塑料膜。

堆放发酵：堆好后的王老吉中药渣的混合料便进入了发酵阶段。

每天测温一次；开始发酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆时适量补水；发酵22天即可铺开晾干。

打粉：将湿的王老吉中药渣晾干至水分小于20重量％，打成细粉，即得有机肥料。

然后包装，检测合格后入库。

经检测，本发明的王老吉中药渣有机肥料有机质含量为79.7重量％；总养分含量为4.64重量％。