高温好氧灭菌工艺技术简介.pdf

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高温好氧灭菌工艺技术简介

一、工艺技术处于
“碧韵源”牌有机肥是精选纯植原料：菜枯提取物 30%（菜枯提取完氨基酸剩
余物）、烟粉末 25%、甜菜提取物 40%（提取完糖剩余物）和微生物菌种 5%。通
过引进台湾先进的高温好氧灭菌技术，同时与公司研发的“高温好氧二次发酵”等
多项发明专利系统结合起来，形成“基于高温好氧复合微生物快速生产高品质有
机肥”先进工艺，通过高温发酵系统对有机肥原料进行完全的发酵、分解、杀菌、
净化和浓缩，一次发酵只需 24 小时，可使有机肥原料体积减少 40%左右，生产
出颜色、气味、养份均佳的优质有机类肥料。有生产过程不需传统的堆场，不产
生恶臭，无蝇虫传播，不受天气和场地的影响。
1、工艺流程
将有机肥原料碳氮比调节至 30：1，水分调节到 40%—50%之间。
A、接种高温菌种：
将待处理原料置于发酵机中搅拌均匀，将备用的高温发酵菌剂按照待处理
原料：高温发酵菌剂=40：1 的质量比例添加到待处理原料中，搅拌均匀，成为
高温菌种接种料，备用；
B、杀菌：
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向备用的高温菌种接种料中通入 100℃蒸汽，在 2 小时内将高温菌种接种
料加热至 80-90℃，并保持 2 小时，杀死高温菌种接种料内的草籽、肥虫卵和大
肠杆菌等多种有害菌，成为灭菌料，备用；
C、一次发酵：
向灭菌接种料中通入蒸汽，进行加热，控制温度在 60-70℃，保持 14 小时，
并每隔 60 分钟输入空气 15 分钟；经过一次发酵后的灭菌接种料成为一次发酵料，
备用；
D、二次发酵：
将一次发酵料从发酵机中卸出，堆放成宽 2m、高 1m 的长条形垛状，进行
二次发酵，发酵过程中每隔两天翻一次堆；经过4-5 天（夏秋两季为 4 天，春冬
两季为 5 天）的二次发酵后的一次发酵料，即成为高品质有机肥料。
2、工作原理：
从 B 步骤升温开始到 D 步骤的发酵完成，两次发酵过程总共要经过三个阶段：
①、第一阶段为升温发酵阶段：
发酵温度由室温经过 1 小时升至 40-50℃期间，发酵时间为 2 小时；在此
过程中，当发酵温度达到 25℃以上时，中低温微生物菌群进入旺盛的繁殖期，
开始活跃地对有机物进行分解和代谢，以芽孢菌和霉菌等嗜温好氧性微生物为主
的菌群将单糖、淀粉、蛋白质等易分解的有机物迅速分解，产生大量的热，从而
在低温发酵阶段的后期出现一个“起爆期”，即温度由缓慢上升到突然急速上升的
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过程。由于灭菌料的 PH 值为 5-6，为微酸环境，高碳源是此阶段微生物容易利
用的物质，使得微生物迅速增殖，积累热量到中温阶段。
②、第二阶段为高温发酵阶段：
当经过 2 小时升温后，发酵温度逐渐由 50℃升至 90℃，并在 80-90 度阶段
保持 2 小时进行杀菌，随后将温度保持在 60-70 度 14 小时，全高温发酵时间为
18 小时；在此过程中，当发酵温度上升到 50℃以上时，即进入高温发酵阶段。
此时，除少部分残留下来的和新形成的水溶性的有机物继续分解外，复杂的有机
物，如半纤维素、纤维素等开始强烈的分解，同时腐殖质开始形成，出现能溶于
碱的黑色物质。此时嗜热真菌、好热放线茵、好热芽孢杆菌等微生物的活动占了
优势。当发酵温度升至 80-90℃，发酵时间为 2 小时；在此过程中，大量的中温
菌类死亡或进人休眠状态，高温菌种迅速繁殖，在各种酶的作用下，有机质实现
快速分解。随着微生物的死亡和休眠，酶的作用消退，热量会逐渐降低，此时，
休眠的中温微生物又重新活跃起来并产生新的热量，经过反复几次，腐殖质基本
形成，一次发酵料中的有机肥原料处理物质初步稳定。
与此同时，在上述一次发酵全过程中，每隔 30 分钟将原料搅拌 30 分钟，
并在搅拌过程中输入空气（即：补氧）15 分钟（保证出气口含氧量不低于 12%；
输入空气的作用，一是给微生物提供新陈代谢所需的氧气，二是带走部分水分，
三是控制温度）。
③、第三阶段为降温阶段：
在一次发酵完成后，发酵从发酵机中卸出，进后发酵的后期，只剩下较难
分解的有机物和新形成的腐殖质，发热量减少，温度幵始下降。当温度下降到
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40℃以下，中低温微生物重新开始繁殖，剩下的难分解的木质素及纤维素在真菌
作用下，少量被降解，此时，即进入物料的腐熟阶段；在该阶段中，料失重及产
热量很小，木质素降解产物与死亡微生物中的蛋白质结合形成对植物生长及其重
要的腐殖酸；同时将有机肥原料中的有机质和 N、P、K 发酵快速分解出来，至
此发酵基本完成。二次降温发酵时间为 4-5 天（夏秋季为 4 天，春冬两季为 5
天），经过上述两次发酵三个阶段后的一次发酵料，即成为高品质有机肥料。

二、高温好氧二次发酵与其它技术比较：
如何利用同样的原材料，生产出比一般技术更高品质的有机肥产品？有机肥
原料中病原菌的杀除和原料中有机质、养分的分解是三项最重要的指标。
有机物的高温好氧实际上就是添加外源微生物的作用下进行好氧发酵的过
程。在发酵过程中，粪便中的溶解性有机物透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微
生物吸收利用，非溶解性的大分子物质由微生物所分泌的胞外酶分解为小分子溶
解性物质，再由细胞吸收利用。微生物通过自身的生命活动氧化、还原、合成等
过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并释放出微生物生长活动
所需要的能量，把另一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质，合成新的细
胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生物体和胞外酶， 继续进行一
系列的生化作用。
通过高温的作用将有害病菌、草籽和虫卵等杀死，而高温复合菌随着温度
的升高而繁殖速度越快，糖类、胶类、蛋白质等有机物首先得到降解，接着是纤
维素和还原性物质，有机质基本形成。随着温度的降低，酶的作用逐渐消退，在
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降温的二次发酵阶段，最后被分解是部分木质素，其降解物与死亡的微生中的蛋
白质结合形成腐殖酸等物质，至此发酵基本完成。
这种方法比依靠国内普通中低温菌种自身的繁殖产生热效率要提高几十
倍，但中低温菌种自身不耐高温的缺陷又使得它没有获得外源高温的可能性。在
此发酵过程中因快速将糖类、蛋白质类、淀粉类等物质分解，没有长时间发酵的
营养损耗，所以代谢的产物品质要比其它技术高出一倍，成本不足原来的 1/4。
1、鸡粪所包括病原菌及寄生虫致死温度
种类 致死温度 时间（分）
1 伤寒菌 60 30
2 沙门氏菌 56 60
3 赤痢菌属 55 60
4 大肠菌 55 15-20
5 葡萄球菌 50 10
6 化肥性连锁球菌 54 10
7 结核菌 80 15-20
8 白喉菌 55 45
9 牛流产菌，猪流产菌 61 3
10 赤痢米巴 55 10
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11 无钩条虫 75 5
12 旋毛虫 80 8
13 美洲钩虫 45 50
14 蛔虫卵、虫卵 60 15-20

2、高温好氧二次发酵技术与其他工艺对比表
生产方式 自然堆肥 一般技术 高温好氧
低温菌种 50 度 中温菌种 70 度 高温菌种 100 度
发酵时间 长 180 天以上 90 天 5 天左右
处理所需空间 大 较大 小
处理方式 须人工翻动 自动搅拌 自动搅拌
处理种类 单一 单一 可多项综合
动物性处理能力 困难 困难 能处理
全密闭生成 困难 困难 可
厂房设置 受限制 受限制 灵活
气味 有臭味 有臭味 无恶臭
品质 不稳定 不稳定 稳定