一种酒糟渗滤液资源化利用方法 |
|||||||
申请号 | CN202210805834.4 | 申请日 | 2022-07-08 | 公开(公告)号 | CN115094006B | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
申请人 | 贵州茅台酒股份有限公司; | 发明人 | 席晓黎; 杨帆; 陈笔; 曾祥; 王慧; 王莉; | ||||
摘要 | 本 申请 涉及酿酒技术领域,具体涉及一种 酒糟 渗滤液资源化利用方法,包括以下步骤:(1)调节酒糟渗滤液pH值,再进行稀释过滤,得到稀释液;(2)将所述稀释液进行灭菌处理,得到液体培养基;(3)向所述液体培养基中加入 微 生物 种子 液,混合均匀得到 混合液 ;(4)培养混合液,得到微生物菌剂。本申请能够将酒糟渗滤液作为液体培养基进行资源化利用,降低了酒糟渗滤液的处理成本。 | ||||||
权利要求 | 1.一种酒糟渗滤液资源化利用方法,其特征在于,包括以下步骤: |
||||||
说明书全文 | 一种酒糟渗滤液资源化利用方法技术领域[0001] 本申请涉及酿酒技术领域,尤其是涉及一种酒糟渗滤液资源化利用方法。 背景技术[0002] 酒糟是白酒发酵的主要副产物,含有较高的淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪等大分子物质,除此之外还富含磷、钾、维生素及重要的氨基酸成分,具有较高的利用价值。目前酒糟的综合利用主要是生产有机肥及饲料,生物有机肥是有机肥的主要发展方向,地衣芽孢杆菌具有抑制植物病害的益生微生物的添加不仅可以提高酒糟的发酵效率,还可以增加有机肥的抗病功能。酒糟生产饲料主要以烘干喂养为主,但是其被吸收利用率较低。目前酒糟利用较多的方式是以酒糟为基本原料,添加单一或多种酵母菌种发酵,可得到菌体蛋白饲料,大大提高饲料的营养价值,提高收益。 [0003] 但是酒糟在使用中存在集中丢糟的特点,无论是制备有机肥还是饲料,均需要将过多的酒糟暂时储存,然后再逐渐利用。由于酒糟含水率高,堆放过程中会有酒糟渗滤液产生,而酒糟渗滤液中含有大量污染物(如有机污染物、霉菌等),COD高达250000mg/L,属于高难处理废水。 [0004] 目前这种高COD废水处理技术主要以污染控制为目的,即通过生化手段分解废水中的有机污染物,最终废水中的有机质被分解转化为二氧化碳和水,造成极大的资源浪费,且处理成本较高。少数厌氧技术以甲烷、氢气或者醇为目标产物,但在处理过程中仍然有废弃物产生,且产品分离纯化难,经济效益不突出。发明内容 [0005] 为了解决上述技术问题,本申请提供一种酒糟渗滤液资源化利用方法。 [0006] 第一方面,本申请提供一种酒糟渗滤液资源化利用方法,采用如下的技术方案: [0007] 一种酒糟渗滤液资源化利用方法,包括以下步骤: [0008] (1)调节酒糟渗滤液pH值,再进行稀释过滤,得到稀释液; [0009] (2)将所述稀释液进行灭菌处理,得到液体培养基; [0011] (4)培养混合液,得到微生物菌剂。 [0012] 优选的,所述步骤(1)中,所述调节酒糟渗滤液pH值包括:采用pH值调节剂将酒糟渗滤液pH值调节至6.5~7.5;所述pH值调节剂为酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液。 [0013] 优选的,当所述微生物种子液为地衣芽孢杆菌时,采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液将酒糟渗滤液pH值调节至7.5;当所述微生物种子液为皱落假丝酵母菌时,采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液将酒糟渗滤液pH值调节至6.5。 [0014] 优选的,所述步骤(1)中,所述稀释过滤的稀释倍数为3~50倍。 [0015] 优选的,当所述微生物种子液为地衣芽孢杆菌时,所述稀释过滤的稀释倍数为10~50倍;当所述微生物种子液为皱落假丝酵母菌时,所述稀释过滤的稀释倍数为5~15倍。 [0016] 优选的,当所述微生物种子液为地衣芽孢杆菌时,所述稀释过滤的稀释倍数为50倍;当所述微生物种子液为皱落假丝酵母菌时,所述稀释过滤的稀释倍数为10倍。 [0017] 优选的,所述步骤(2)中,将所述稀释液进行灭菌处理包括:将稀释液在121℃下灭菌20min及以上; [0018] 优选的,将稀释液在121℃下灭菌20min。 [0019] 优选的,所述步骤(3)中,所述微生物种子液与所述混合液的体积比为1%~2%。 [0021] 优选的,当所述微生物种子液为地衣芽孢杆菌时,所述培养混合液的培养温度为37℃,培养时间为2天;当所述微生物种子液为皱落假丝酵母菌时,所述培养混合液的培养温度为30℃,培养时间为3天。 [0022] 第二方面,本申请提供一种微生物菌剂的应用,将上述微生物菌剂用于发酵制备酒糟蛋白;或将上述微生物菌剂作为种子液制备固态微生物菌剂,再将固态微生物菌剂用于生产酒糟生物有机肥。 [0023] 本申请具有以下有益技术效果: [0024] 1、本申请通过调节酒糟渗滤液pH值,再采取稀释、灭菌处理,使酒糟渗滤液能够作为微生物的液体培养基,在液体培养基中加入微生物种子液后能够得到微生物菌剂,从而达到酒糟渗滤液资源化利用的效果。将原本属于废水的酒糟渗滤液通过资源化利用的方式,既能够去除高额的酒糟渗滤液处理成本,还能够得到微生物菌剂,进而带来新的经济效益。 [0025] 2、本申请用于调节酒糟渗滤液pH值的调节剂为酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液,而不是酸碱调节剂,使得本申请能够同时处理酒糟渗滤液以及酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液,还能解决因添加酸碱缓冲对带来的新的污染以及使用成本高的问题。 具体实施方式[0026] 目前,对于酒糟堆放过程中产生的废水(酒糟渗滤液),因其含有大量的污染物,达不到排放标准,因此,需要对酒糟渗滤液进行处理后,才能够进行排放。现有的酒糟渗滤液处理方式大多采用生化处理方法,将酒糟渗滤液中的污染物进行分解,除去污染物后再进行排放,或者采用膜过滤的方式,直接除去酒糟渗滤液中的污染物,再进行排放。这些方法虽然能够有效处理酒糟渗滤液,但是其处理成本较高。发明人在研究中发现,将酒糟渗滤液经过处理后能够作为液体培养基制备微生物菌剂,从而能够将酒糟渗滤液进行资源化利用,大幅降低处理酒糟渗滤液的成本,提升经济效益。 [0027] 以下结合实施例对本申请作进一步说明。 [0028] 本申请中的酒糟渗滤液为酒糟集中堆放过程中产生的废液,对酒糟渗滤液进行检测,检测得到的参数指标如表1所示。 [0029] 表1酒糟渗滤液参数指标 [0030]参数 浓度 化学耗氧量(CODcr) 250000mg/L 生化需氧量(BOD5) 130000mg/L 悬浮物(SS) 3000mg/L pH值 4.5 总氮(TN) 7500mg/L 氨氮(NH3‑N) 3500mg/L 总磷(TP) 3500mg/L Cr 0.185mg/L Cd 0.014mg/L As 0.026mg/L Pb 0.150mg/L Hg <0.0028mg/L [0031] 从表1可以看出,本申请中的酒糟渗滤液中重金属含量远小于《农用微生物菌剂(GB20287)》中农用微生物菌剂产品的无害化技术指标规定,这说明本实验中用酒糟渗滤液制备的微生物菌剂中重金属的含量均符合《农用微生物菌剂(GB 20287)》中农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定。 [0032] 酒糟制备有机肥发酵的具体步骤: [0033] 原料为新鲜酒糟、矿物质,其中,新鲜酒糟初始水分55%、pH值3.5。将原料混合均匀,矿物质添加量为3%~6%;采用翻抛、连续投料的方式进行好氧堆肥,堆肥过程中的渗滤液从曝气孔流出,通过顺沟,汇入同一个收集槽,得到酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液。 [0034] 矿物质来源于云南助农发展集团有限公司。将精选的磷矿石、蛇纹石、硅石、白云石等原料,通过高炉1400~1800℃高温熔融、水淬方式转化成含有可被植物容易吸收的磷、硅、镁、钙等多种对植物有益的营养元素,本申请中的矿物质具体为粉末。 [0035] 本申请中堆放的酒糟渗滤液pH值为4.5,显酸性。本申请中酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液pH值为8.6,显碱性,且酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液中的重金属含量符合《农用微生物菌剂(GB 20287)》中农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定。 [0036] 地衣芽孢杆菌:记载于申请号为201410131073.4的发明专利中,选自保藏编号为CGMCC No.7901的地衣芽孢杆菌菌株MX8,分类命名为Bacillus licheniformis,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址北京市朝阳区北辰西路中科院微生物研究所,保藏日期为2013年7月8日。 [0037] 皱落假丝酵母菌:记载于申请号为201410131073.4的发明专利中,选自保藏编号为CGMCC No.7902的皱落假丝酵母菌株MJ4,分类命名为Candida rugosa,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址北京市朝阳区北辰西路中科院微生物研究所,保藏日期为2013年7月8日。 [0038] 实施例1:探究酒糟渗滤液不同稀释倍数对地衣芽孢杆菌的培养效果[0039] 一种酒糟渗滤液资源化利用方法,包括以下步骤: [0040] (1)调节酒糟渗滤液pH值,再进行稀释过滤,得到稀释液。 [0041] 具体的,收集酒糟渗滤液,采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂对酒糟渗滤液进行调节,向酒糟渗滤液中加入酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液将酒糟渗滤液的pH值由4.5调至7.5。然后取四等份调节pH值后的酒糟渗滤液,将四份酒糟渗滤液分别稀释3倍(CODcr为83333mg/L)、6倍(CODcr为41667mg/L)、10倍(CODcr为25000mg/L)、50倍(CODcr为5000mg/L),将稀释后的酒糟渗滤液用四层纱布过滤,除去大颗粒固体物质后得到不同稀释倍数的稀释液。 [0042] 本申请中酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液的pH值为8.6,加入到酒糟渗滤液中能够将酒糟渗滤液的pH值调高。从而取代了现有的酸碱调节pH值的方式,使得本申请能够同时处理酒糟渗滤液以及酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液,还能解决因添加酸碱缓冲对带来的新的污染以及使用成本高的问题。 [0043] (2)将所述稀释液进行灭菌处理,得到液体培养基。 [0044] 具体的,将步骤(1)得到的不同稀释倍数的稀释液各取50mL,分别装入250mL三角瓶中,在121℃下灭菌20min,得到液体培养基。 [0045] (3)向所述液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液。 [0046] 具体的,向所述液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液,微生物种子液与混合液的体积比为1%~2%,本实施例中加入的微生物种子液为地衣芽孢杆菌(所属类别为细菌),地衣芽孢杆菌种子液与混合液的体积比具体选择为1%,即添加的地衣芽孢杆菌种子液的体积为500μL。 [0047] (4)培养混合液,得到微生物菌剂。 [0048] 具体的,将步骤(3)得到的混合液在培养温度为37℃下培养2天,得到地衣芽孢杆菌液体菌剂。 [0049] 根据《农用微生物菌剂(GB 20287)》农用微生物菌剂产品的技术指标及农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定,对采用不同稀释倍数稀释液制备的地衣芽孢杆菌液体菌剂进行检测,检测结果如表2所示。 [0050] 表2地衣芽孢杆菌液体菌剂的检测结果 [0051] 检测指标 稀释3倍 稀释6倍 稀释10倍 稀释50倍有效活菌数(cfu/mL) 1.13×108 1.19×108 2.75×109 1.07×1010 pH值 6.38 6.20 7.54 8.12 粪大肠菌群数(g/mL) 0 0 0 0 蛔虫卵死亡率(%) 100 100 100 100 [0052] 结合表1和表2检测结果可知,本实施例制备的地衣芽孢杆菌液体菌剂在有效活菌数、pH值、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率、镉及其化合物、铅及其化合物、铬及其化合物、汞及其化合物的含量指标均符合《农用微生物菌剂(GB 20287)》的规定要求。 [0053] 地衣芽孢杆菌液体菌剂中有效活菌数随着酒糟渗滤液的稀释倍数增大而增加,在酒糟渗滤液的稀释倍数为50倍时,液体菌剂中的有效活菌数最高。这说明通过调节酒糟渗滤液的稀释倍数,能够有效提升地衣芽孢杆菌液体菌剂中的有效活菌数。 [0054] 实施例2:探究酒糟渗滤液不同稀释倍数对皱落假丝酵母菌的培养效果[0055] (1)调节酒糟渗滤液pH值,再进行稀释过滤,得到稀释液。 [0056] 具体的,收集酒糟渗滤液,采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂对酒糟渗滤液进行调节,向酒糟渗滤液中加入酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液将酒糟渗滤液的pH值由4.5调至6.5。然后取二等份调节pH值后的酒糟渗滤液,将二份酒糟渗滤液分别稀释10倍(CODcr为25000mg/L)、50倍(CODcr为5000mg/L),将稀释后的酒糟渗滤液用四层纱布过滤,除去大颗粒固体物质后得到不同稀释倍数的稀释液。 [0057] (2)将所述稀释液进行灭菌处理,得到液体培养基。 [0058] 具体的,将步骤(1)得到的不同稀释倍数的稀释液各取50mL,分别装入250mL三角瓶中,在121℃下灭菌20min,得到液体培养基。 [0059] (3)向所述液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液。 [0060] 具体的,向所述液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液,微生物种子液与混合液的体积比为1%~2%,本实施例中加入的微生物种子液为皱落假丝酵母菌(所属类别为真菌),皱落假丝酵母菌种子液与混合液的体积比具体选择为1%,即添加的皱落假丝酵母菌种子液的体积为500μL。 [0061] (4)培养混合液,得到微生物菌剂。 [0062] 具体的,将步骤(3)得到的混合液在培养温度为30℃下培养3天,得到皱落假丝酵母菌液体菌剂。 [0063] 根据《农用微生物菌剂(GB 20287)》农用微生物菌剂产品的技术指标及农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定,对采用不同稀释倍数稀释液制备的皱落假丝酵母菌液体菌剂进行检测,检测结果如表3所示。 [0064] 表3皱落假丝酵母菌液体菌剂的检测结果 [0065]检测指标 稀释10倍 稀释50倍 8 8 有效活菌数(cfu/mL) 9.50×10 1.84×10 pH值 7.37 7.42 纤维素酶活(U/mL) 35 3.75 粪大肠菌群数(g/mL) 0 0 蛔虫卵死亡率(%) 100 100 [0066] 结合表1和表3检测结果可知,本实施例中由稀释10倍的稀释液制备的皱落假丝酵母菌液体菌剂在有效活菌数、pH值、纤维素酶活、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率、镉及其化合物、铅及其化合物、铬及其化合物、汞及其化合物的含量指标均符合《农用微生物菌剂(GB 20287)》的规定要求。稀释50倍的稀释液制备的皱落假丝酵母菌液体菌剂的纤维素酶活不符合《农用微生物菌剂(GB 20287)》的规定要求。这说明通过调节酒糟渗滤液的稀释倍数能够有效提升皱落假丝酵母菌液体菌剂的纤维素酶活,使液体菌剂达到规定要求。 [0067] 皱落假丝酵母菌液体菌剂中有效活菌数随着酒糟渗滤液的稀释倍数增大而减少,这说明通过调节酒糟渗滤液的稀释倍数,能够有效提升皱落假丝酵母菌液体菌剂中的有效活菌数。 [0068] 对比例1:探究采用氢氧化钠溶液作为pH调节剂,对地衣芽孢杆菌的培养效果[0069] 本对比例与实施例1的不同之处在于,采用氢氧化钠溶液作为pH值调节剂代替采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂,具体包括以下步骤: [0070] (1)调节酒糟渗滤液pH值,再进行稀释过滤,得到稀释液。 [0071] 具体的,收集酒糟渗滤液,采用饱和氢氧化钠溶液作为pH值调节剂对酒糟渗滤液进行调节,向酒糟渗滤液中加入氢氧化钠溶液将酒糟渗滤液的pH值由4.5调至7.5。然后将酒糟渗滤液稀释50倍(CODcr为5000mg/L),将稀释后的酒糟渗滤液用四层纱布过滤,除去大颗粒固体物质后得到稀释液。 [0072] (2)将所述稀释液进行灭菌处理,得到液体培养基。 [0073] 具体的,将步骤(1)得到的稀释液取50mL,装入250mL三角瓶中,在121℃下灭菌20min,得到液体培养基。 [0074] (3)向所述液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液。 [0075] 具体的,向液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液本对比例中加入的微生物种子液为地衣芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌种子液与混合液的体积比具体选择为1%,即添加的地衣芽孢杆菌种子液的体积为500μL。 [0076] (4)培养混合液,得到微生物菌剂。 [0077] 具体的,将步骤(3)得到的混合液在培养温度为37℃下培养2天,得到地衣芽孢杆菌液体菌剂。 [0078] 根据《农用微生物菌剂(GB 20287)》农用微生物菌剂产品的技术指标及农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定,对对比例1中得到的地衣芽孢杆菌液体菌剂进行有效活菌数检测,检测结果如表4所示。 [0079] 表4地衣芽孢杆菌液体菌剂的检测结果 [0080] 检测指标 稀释50倍有效活菌数(cfu/mL) 4.9×107 [0081] 结合实施例1和对比例1可以看出,实施例1采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂对酒糟渗滤液进行调节时,其有效活菌数远远高于对比例1,这说明采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂能够有效促进微生物培养。 [0082] 对比例2:探究酒糟浸提液对地衣芽孢杆菌的培养效果 [0083] 本对比例与实施例1的区别在于,本对比例中采用酒糟代替实施例1中的酒糟渗滤液,具体包括以下步骤: [0084] (1)酒糟浸提液的制备 [0085] 具体的,由于酒糟为固体,无法直接对固体酒糟进行pH值调节,为了方便调节pH值,且使本实验与实施例1中的条件相同,采用以下步骤,取4g酒糟于196mL蒸馏水中(此步骤相当于将酒糟稀释50倍),在转速为120rpm下浸提20min,四层纱布过滤,得到滤液,采用蒸馏水将酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液稀释50倍后作为pH值调节剂,将滤液pH值调节至7.23,此pH值为实施例1中酒糟渗滤液pH调节至7.5后稀释50倍后的pH值,得到酒糟浸提液,酒糟浸提液CODcr值为7450.2。 [0086] (2)将酒糟浸提液进行灭菌处理,得到液体培养基。 [0087] 具体的,将步骤(1)得到的酒糟浸提液取50mL,装入250mL三角瓶中,在121℃下灭菌20min,得到液体培养基。 [0088] (3)向液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液。 [0089] 具体的,向液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液,本对比例中加入的微生物种子液为地衣芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌种子液与混合液的体积比具体选择为1%,即添加的地衣芽孢杆菌种子液的体积为500μL。 [0090] (4)培养混合液,得到微生物菌剂。 [0091] 具体的,将步骤(3)得到的混合液在培养温度为37℃下培养2天,得到地衣芽孢杆菌液体菌剂。 [0092] 根据《农用微生物菌剂(GB 20287)》农用微生物菌剂产品的技术指标及农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定,对地衣芽孢杆菌液体菌剂进行检测,检测结果如表5所示。 [0093] 表5地衣芽孢杆菌液体菌剂的检测结果 [0094]检测指标 酒糟浸提液 有效活菌数(cfu/mL) 3.1×108 [0095] 结合实施例1和对比例2可以看出,实施例1中稀释50倍的有效活菌数远远高于对比例2,这说明采用酒糟渗滤液作为液体培养基原料的培养效果高于采用酒糟作为液体培养基原料的培养效果。 [0096] 对比例3:探究采用氢氧化钠溶液调节酒糟浸提液pH值对地衣芽孢杆菌的培养效果本对比例与对比例2的不同之处在于,pH调节剂替换为氢氧化钠溶液,具体包括以下步骤: [0097] (1)酒糟浸提液的制备 [0098] 具体的,取4g酒糟于196mL蒸馏水中,在转速为120rpm下浸提20min,四层纱布过滤,得到滤液,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液将滤液的pH值调节至7.23,此pH值为实施例1中酒糟渗滤液pH调节至7.5后稀释50倍后的pH值,得到酒糟浸提液,酒糟浸提液CODcr值为7450.2。 [0099] (2)将酒糟浸提液进行灭菌处理,得到液体培养基。 [0100] 具体的,将步骤(1)得到的酒糟浸提液取50mL,装入250mL三角瓶中,在121℃下灭菌20min,得到液体培养基。 [0101] (3)向液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液。 [0102] 具体的,向液体培养基中加入微生物种子液,混合均匀得到混合液,本对比例中加入的微生物种子液为地衣芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌种子液与混合液的体积比具体选择为1%,即添加的地衣芽孢杆菌种子液的体积为500μL。 [0103] (4)培养混合液,得到微生物菌剂。 [0104] 具体的,将步骤(3)得到的混合液在培养温度为37℃下培养2天,得到地衣芽孢杆菌液体菌剂。 [0105] 根据《农用微生物菌剂(GB 20287)》农用微生物菌剂产品的技术指标及农用微生物菌剂产品的无害化技术指标的规定,对地衣芽孢杆菌液体菌剂进行检测,检测结果如表6所示。 [0106] 表6地衣芽孢杆菌液体菌剂的检测结果 [0107] [0108] [0109] 结合对比例2和对比例3可以看出,对比例2和对比例3的有效活菌数的数值接近,这表明pH调节剂的改变对酒糟培养效果的影响较小,同时也能说明采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂与酒糟结合,没有提升培养基的培养效果。而实施例1采用酒糟制备有机肥发酵过程中的渗滤液作为pH值调节剂与酒糟渗滤液结合,培养效果提升明显。 [0110] 本申请通过调节酒糟渗滤液pH值,再采取稀释、灭菌处理,使酒糟渗滤液能够作为微生物的液体培养基,在液体培养基中加入微生物种子液后能够得到微生物菌剂,从而达到酒糟渗滤液资源化利用的效果。将原本属于废水的酒糟渗滤液通过资源化利用的方式,既能够去除高额的酒糟渗滤液处理成本,还能够得到微生物菌剂,进而带来新的经济效益。本申请得到的微生物菌剂能够应用于发酵制备酒糟蛋白;或作为种子液制备固态微生物菌剂,再将固态微生物菌剂用于生产酒糟生物有机肥。 |