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怎么加工微生物有机肥料?生产期间需要注意控制哪些因素?

2020/01/07

微生物肥料是农用活菌制剂,从生产到使用中都应考虑与菌体相适宜的生存环境。在微生物肥料生产过程中,需要考虑的影响因素甚多,但目前大多数生产过程仅对其中的少数核心因素作为参数,通过对这些基本参数的检测和控制,可使微生物肥料工业化生产水平不断提高。

(一)温度

微生物生长,维持及产物的生物合成都是在一系列酶催化下进行的,温度是保证酶活性的重要条件。不同的微生物菌种的最适生长温度和产物形成的最适温度都是不同的,如何控制发酵过程中的温度变化是保证得到最佳目的产物的必要条件和首要条件。

发酵过程中,随着菌体对培养基的利用以及机械搅拌的作用,将产生一定的热量。同时因罐壁散热、水分蒸发等也带走部分热量。因此,可用发酵热来代表整个发酵过程中释放出来的净热量[J/(m3·h)]表示:

最适温度是指在该温度下最适宜于菌体生长或产物的合成,对不同的菌种和不同的培养条件以及不同的酶的反应和不同的生长阶段,最适温度应有所不同。因此,选择某一微生物菌种发酵过程的最适温度,不仅要考虑菌体的最适生长温度、产物合成的最适温度,还要参考其他发酵条件,灵活掌握。例如当通气条件较差时,最适发酵温度可能比在正常良好通气条件下低一些。这是因为在较低温度下,氧的溶解度相应大些,菌的生长速率相应小些,从而可弥补通气不足而造成生长异常。

(二)pH

发酵过程中培养液的pH是微生物在一定环境条件下代谢活动的综合指标,是一项重要的发酵参数。它对菌体的生长和产物的积累有很大的影响。微生物代谢途径中的各种酶有其最适pH,pH能影响酶促反应和代谢途径的变化。在不同的微生物发育阶段,最适pH并不一致,但大多数不超越4~9的范围。

确定发酵过程中的最佳pH及采取有效控制措施是保证或提高产量的重要环节。选择最适pH的准则即是最有利于菌体的生长,以获得较高的产量。可以通过内源性调节和外源性调节来实现pH的调节和控制:调整培养基中生理碱性和生理酸性盐类的比例;选择不同代速度的碳氮源的种类和比例;在培养基中添加缓冲剂等。

(三)基质浓度

为实现微生物肥料规模化生产,在统一的工艺条件下,需有稳定的原料质量,以获得稳定的产品质量保证。原料的质,并不是表示其中某一个方面,而要进行全面考查,如其他用于工业发酵的大多数天然有机碳源和氮源对某一产生菌的生长和产物的形成“优质”的,但很可能对另一种产生菌的生长和产物的形成是“劣质”的。因此,考察某一原料的质量时(天然有机氮源和天然有机氮碳源),除规定的诸如外观、含水量、灰分、含量等参数外,更重要的是要经过实验来确定,否则,将会被“假象”所迷惑。

(四)溶氧量

微生物肥料生产中所用菌种以好氧微生物为主,发酵时利用溶解于培养基中的氧。所以增加培养基中的溶解氧后,可以增加推动力,使更多的氧进入细胞。

在正常的发酵工艺(包括设备)的情况下,每一微生物菌种在其整个发酵过程中,溶解氧浓度的变化是有一定规律的。掌握各种微生物菌种发酵的溶解氧变化规律,和控制各阶段的最适溶解氧浓度,是获得高水平发酵的重要手段。目前在工业生产上控制溶解氧的手段,除发酵器的设计上作多方面的考虑外,在工艺控制上多采用改变通气量、搅拌速度和培养的黏度等方法。

(五)发酵终点的判断标准

无论哪一种类型的发酵,其终点的判断标准归纳起来有两点,即一是产品的质量,二是经济效益。发酵终点的判断需要综合多方面的因素进行统筹考虑。老品种的发酵产品的放罐时间一般都根据作业计划放罐,但是发酵异常(包括感杂)的情况,放罐时间就需要当机立断,以免倒罐。新品种发酵更需摸索合理的放罐时间。绝大多数发酵品种的终点应掌握在菌数生长量最大的时期(细菌类以对数后期为准)放罐。

 

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