中药渣好氧高温发酵工艺

1.一种中药渣好氧高温发酵工艺，其特征在于该发酵工艺包括以下步骤：
(1)原料调理在含水率为55％～60％、碳氮比C/N为25∶1～30∶1的中药渣原料
中，添加中药渣原料总量的5％～10％、PH为8～10的凹凸棒粉作为保氮调酸调理剂；
(2)好氧发酵过程的调控将混合均匀的物料进行好氧发酵，氧含量5～15％，温度控制在55℃～70℃并保持5～7天，调节含水率在40％～60％之间，好氧发酵全过程持续时间
15～30天；
(3)陈化过程调控将步骤(2)中经好氧发酵的物料含水率调节至35％～45％之间进行陈化，陈化过程持续时间15天～30天；
(4)中药渣好氧高温发酵工艺产物——中药源性有机质中药渣经原料调理、好氧发酵和陈化过程后，得到中药源性有机质，其质量控制指标为：含水率20％～35％、碳氮比C/N≤20∶1、有机质40％～70％、全氮≥3.0％、腐熟度≥IV级。
2.根据权利要求1所述的中药渣好氧高温发酵工艺，其特征在于所述中药渣原料是以各种方剂配伍的中药经煎煮或浸提后的固体残余物，不含矿物药及动物药成分，但至少含有黄芪、红芪、女贞子、熟地黄、山茱蓃、泽泻、黄柏、广藿香、陈皮、甘草、党参、桔梗或生姜中的一种中药渣。
3.根据权利要求2所述的中药渣好氧高温发酵工艺，其特征在于所述中药渣原料初始碳氮比超过30∶1，添加无机氮肥进行碳氮比调控。
4.根据权利要求3所述的中药渣好氧高温发酵工艺，其特征在于所述中药渣原料碳氮比调控所使用的无机氮肥，选用尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸钾、磷酸铵或磷酸二铵。
5.根据权利要求1所述的中药渣好氧高温发酵工艺，其特征在于所述中药渣原料保氮调理添加的凹凸棒粉，选用凹凸棒石粘土、水云母凹凸棒石粘土、白云石凹凸棒石粘土、蒙脱石粘土或其改性材料。

中药渣好氧高温发酵工艺\n技术领域\n[0001] 本发明属于发酵工程技术领域，具体涉及一种中药渣的好氧高温发酵工艺。\n背景技术\n[0002] 我国现有中药生产企业1100多家，每年产生的中药渣约为5000～8000万吨。\n据分析，中药渣的含碳量高达70％～80％，含氮量为2.0％～3.0％，含磷量达0.2％～\n0.5％，含钾量为0.5％～1.0％，此外，还含有大量植物生长所必需的微量元素及生物活性物质。但目前对中药渣的处理水平较低，尚未深度开发和利用。中药厂为实现厂区环境卫生达标，只是鼓励近郊农民不定期清运收集处理。农民收集后只将有甜味的少部分中药渣作为饲料利用，而大部分带有苦辛味的中药渣被用作生活燃料直接焚烧，这种最直接、最原始的利用方式只利用了其中有机物所固定的热量，而大量的碳、氮和磷等元素在燃烧中被氧化而挥发损失。燃烧中药渣还潜伏着危害公众健康的较大隐患。其中大量的易燃木质素，在燃烧过程中能产生苯并芘、儿茶酚、对苯二酚菲和萘等多环芳烃类化合物，这类化合物为DNA抑制剂，如果人体长期接触和吸入，会诱发癌症。露天焚烧不仅造成可再生资源严重浪费，而且还产生大量温室气体，无疑加重了大气污染程度。中药渣含水量很高(70％～\n90％)，加之富含易降解糖类及小分子有机化合物，在自然状态下极易被微生物腐解，一旦处理不及时，处置不得当，就会污染环境，尤其是在气温较高的夏季，堆放点周围臭气熏天、蚊蝇遍地、污水横流的景象十分普遍，对人居生活造成威胁。随着我国中药现代化与产业化行动计划的实施，中药产业必将成为未来发展势头最好、效益增长最快、最具投资前景的产业，中药渣产生量无疑将持续增加，因此，如何高效利用利用中药渣这一宝贵生物质资源，消除中药制药企业废弃物对环境的污染是当前亟待解决的问题。\n[0003] 综观已申请的有关中药渣发酵处理的文献，明显存在着如下技术缺陷：(1)有的在发酵原料中混合了活性污泥(申请号：03127934.1)，终端肥料产品有可能出现重金属含量超标问题，对食品安全构成威胁；(2)专利申请(申请号：03127934.1、200510012308.9、\n200610122681.4、200610086672.4、200610068649.2)的技术方案中都尚未考虑解决发酵初期堆料过酸的问题。如果堆料过酸会导致发酵进程缓慢、诱发厌氧呼吸，造成环境二次污染；(3)有的仅进行了高温有氧发酵3～5天(申请号：200610068649.2)。由于发酵时间过短、没有经过中温后熟阶段，存在有机物质转化不彻底，腐殖化程度很低和发酵产物成熟度差等问题；(4)中药渣中残存大量的含氮有机化合物，如果不采取保氮措施，必然在高温发酵过程中以氨气的形式损失掉，最终影响肥效，但所见申请(申请号：03127934.1、\n200510012308.9、200610122681.4、200610086672.4、200610068649.2)的技术方案均未采取保氮措施。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种以纯中药渣为原料，利用自然界广泛存在的微生物，在人工定向调控发酵条件下进行的好氧高温发酵工艺，较好地解决了现有技术中中药渣发酵初期堆料过酸、有机物质转化不彻底、氮损失而影响肥效等技术问题，最终能够生产出富含植物营养和具有植物生理活性的优质有机质源，为配制有机无机配方肥提供原料。\n[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：\n[0006] 一种中药渣好氧高温发酵工艺，其特征在于该发酵工艺包括以下步骤：\n[0007] (1)原料调理 在含水率为55％～60％、碳氮比(C/N)为25∶1～30∶1的中药渣原料中，添加5％～10％、PH为8～10的凹凸棒粉作为保氮调酸调理剂；\n[0008] (2)好氧发酵过程的调控 将混合均匀的物料进行好氧发酵，氧含量5～15％，温度控制在55℃～70℃并保持5～7天，调节含水率在40％～60％之间，好氧发酵全过程持续时间15～30天；\n[0009] (3)陈化过程调控 将步骤(2)中经好氧发酵的物料含水率调节至35％～45％之间进行陈化，陈化过程持续时间15天～30天；\n[0010] (4)中药渣经原料调理、好氧发酵和陈化过程后，得到中药源性有机质，其质量控制指标为：含水率20％～35％、碳氮比(C/N)≤20∶1、有机质40％～70％、全氮≥3.0％、腐熟度≥IV级。\n[0011] 所述纯中药渣是以各种方剂经煎煮或浸提后的残余固体废弃物，至少含有黄芪、红芪、女贞子、熟地黄、山茱蓃、泽泻、黄柏、广藿香、陈皮、甘草、党参、桔梗或生姜中的一种中药渣，无矿物药及动物药成分。\n[0012] 所述中药渣原料初始碳氮比(C/N)超过30∶1，则需添加无机氮肥作为碳氮比调理剂进行调控。\n[0013] 所述碳氮比调理剂无机氮肥选用尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸钾、磷酸铵或磷酸二铵。\n[0014] 所述中药渣原料中添加的凹凸棒粉选用凹凸棒石粘土、水云母凹凸棒石粘土、白云石凹凸棒石粘土、蒙脱石粘土或其改性材料。\n[0015] 本发明提供的中药渣好氧高温发酵工艺，以中药渣为原料，添加一定量的保氮调酸调理剂，经过好氧发酵为好氧发酵、陈化过程两步工艺，中药渣中有机物质转化彻底、腐殖化程度较高、发酵产物成熟度好，能够生产出富含植物营养和具有高活性微生物代谢产物的优质有机质源，为进一步开发功能性有机无机肥提供原料。\n具体实施方式\n[0016] 本发明提供的中药渣好氧高温发酵工艺实施例中，具体步骤如下：\n[0017] 1.原料调控\n[0018] 1.1主原料为纯中药渣\n[0019] 纯中药渣是以各种方剂经煎煮或浸提后的固体残余物，至少含有黄芪、红芪、女贞子、熟地黄、山茱蓃、泽泻、黄柏、广藿香、陈皮、甘草、党参、桔梗或生姜中的一种中药渣，无矿物药及动物药成分。\n[0020] 本发明实施例所采用的中药渣是以生产“贞芪口服液”后产生的固体残余物为例进行实施，该中药渣中含有黄芪和女贞子固体残余物。\n[0021] 1.2主原料纯中药渣的质量控制指标为：\n[0022] ①含水率为55％～60％；如达不到规定要求夏季可摊开风干，冬季需要烘干到规定水分；\n[0023] ②有机物含量大于40％；\n[0024] ③碳氮比(C/N)为25∶1～30∶1；\n[0025] ④粒度大小：长度5.0mm～10.0mm，超过10.0mm的要切碎。\n[0026] 1.3保氮调酸、初始碳氮比(C/N)的调理\n[0027] ①添加5％～10％的凹凸棒粉作为保氮调酸调理剂，凹凸棒粉质量控制指标：分散粘度≥2000、湿筛余(100～325目)10％左右、pH值8～10、水分10％～15％，凹凸棒石是一种镁铝硅酸盐，含有很多微量和常量元素，除了可以作为一种植物营养添加剂外，还有独特的物理化学性能，主要表现在：具有较大的比表面积，较高的分散悬浮性、吸附性、缓释性、吸附交换性及载体功能，可做为发酵过程中的保氮调理剂，本发明可选用凹凸棒石粘土、水云母凹凸棒石粘土、白云石凹凸棒石粘土、蒙脱石粘土或其改性材料。\n[0028] ②如果纯中药渣初始碳氮比(C/N)超过30∶1，添加无机氮肥进行调控，无机氮肥选用尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸钾、磷酸铵或磷酸二铵。\n[0029] 2.好氧发酵过程的调控\n[0030] ①布料时应保证物料混合均匀，防止出现物料层厚度不等、含水率不均等情况；\n[0031] ②采用条形发酵堆方式进行好氧发酵，条形堆高度为1.2m～1.5m，底宽2.0m～\n3.5m，也可采用槽式或反应堆式发酵系统进行好氧发酵；\n[0032] ③条形堆体上覆盖带孔塑料棚膜(孔大小为1.0mm～1.5mm，间距10mm～15mm)，保证氧含量达到5～15％；\n[0033] ④好氧发酵过程中，应测定发酵物料的温度变化情况，发酵物料平均温度控制在\n55℃以上并保持5～7天，最高温度不宜超过70℃；如温度超过70℃(堆体内出现大量白毛状菌丝)时要立即进行翻堆作业，可用前置式铲车或人工翻堆；翻堆时要保证物料混合均匀，为保证产品质量应在7～10天内完成翻堆作业；\n[0034] ⑤翻堆过程中如发现堆物水分不足，应及时补充，适宜含水率在40％～60％之间；\n[0035] ⑥好氧发酵全过程持续时间：夏季12～20天，冬季20～30天。\n[0036] 3.陈化过程的调控\n[0037] ①适时控制堆高、通风及翻堆作业，以满足物料进一步陈化的适宜条件；\n[0038] ②陈化过程中的物料含水率宜控制在35％～45％之间；\n[0039] ③陈化过程中严禁再次向物料中添加新鲜可堆肥原料；\n[0040] ④陈化时间：夏季15天～20天；冬季20天～30天。\n[0041] 4.中药渣好氧高温发酵工艺的产物——中药源性有机质\n[0042] 主原料中药渣经原料调理、好氧发酵及陈化过程后，即得到中药源性有机质。\n[0043] 中药源性有机质质量控制指标为：\n[0044] (1)含水率：20％～35％；\n[0045] (2)碳氮比(C/N)≤20∶1；\n[0046] (3)有机质：40％～70％；\n[0047] (4)全氮≥3.0％；\n[0048] (5)全磷：0.5％～1.0％；