果园废弃物制作环保酵素关键技术

20240124

农、林、牧、渔业

环保酵素又称垃圾酵素、生态酶素，是一种由果蔬废料厌氧发酵生产出的一种高附加值的生物制品，在水污染治理、土壤污染治理、固体废物治理、农业面源污染治理与生态农业种植等领域取得了良好的应用效果。环保酵素生产过程中主要涉及对果蔬废弃物进行清洗和破碎、为混合发酵液提供厌氧环境、对混合发酵液进行搅拌、发酵前期定期排气、酵素成品的过滤与分装等环节，传统制备酵素的过程中，制备酵素的多个设备通常相互独立，发酵原料破碎混合后，多通过作业人员转送入发酵容器内，或者发酵过程中作业人员需定期对发酵混合物进行搅拌以及排气，或者酵素以及废渣的排出需要作业人员参与，酵素的生产效率低，同时作业人员劳动强度大。为解决现有技术中存在的缺点，提升果蔬废弃物资源化利用水平，推动环保酵素在生态农业生产中的应用，依托门头沟区科技项目课题《果园废弃物制作环保酵素关键技术及应用研究》，从环保酵素的概念成分、工艺标准、装备开发、功能用途、利用途径等方面系统分析了环保酵素制作及其应用的研究进展，并提出了未来需要加强的研究领域。同时通过技术集成，研发了一种酵素制备系统，包括：发酵容器、破碎装置、搅拌装置、出料装置、出渣装置和排气装置；破碎装置、搅拌装置、出料装置、出渣装置和排气装置均与发酵容器连接；破碎装置用于对发酵原料进行破碎处理，且将破碎后的发酵原料输送至发酵容器，搅拌装置用于对发酵容器内的发酵混合物进行搅拌处理，出料装置用于排出发酵后的发酵产物，出渣装置用于排出发酵后的废渣，排气装置用于厌氧发酵过程产生气体的自动排出。技术能够实现发酵原料的破碎混合和进料，发酵过程中的搅拌和排气以及发酵后发酵产物的排出和废渣的排出的连续作业，有利于提升酵素的生产效率，降低作业人员的工作量。此外为综合考虑果园废弃物产生量、成本投入、人员投入等实际，在孟悟现代农业科技示范基地开展了技术的集成示范应用，开发了50L、100L的自动排气发酵罐和1000L以上的自动发酵罐等酵素生产设备，生产环保酵素2吨，并在蔬菜和果树生产中进行了应用，形成了果蔬废弃物生产环保酵素及其在生态种植上的应用技术模式，支撑其规模化推广应用。技术已在门头沟区进行了应用，取得了较为理想的效果，工艺性能良好，技术成熟，可进行大面积应用。

本科技成果针对果蔬废弃物资源化利用方面的技术需求，依托门头沟区科技项目课题《果园废弃物制作环保酵素关键技术及应用研究》，开发了一套酵素制备系统，技术能够实现发酵原料的破碎混合和进料，发酵过程中的搅拌和排气以及发酵后发酵产物的排出和废渣的排出的连续作业，有利于提升酵素的生产效率，降低作业人员的工作量。同时配套研发了一项环保酵素在蔬菜和果树生态栽培方面应用的成熟技术体系，取得了较为理想的效果，技术成果将对农业废弃物资源化利用和循环农业模式构建具有重要意义。项目技术成果转化对资金的需求可由拟合作方提供，或由双方通过投融资获得，一期资金投入量应不低于100万元。对场地的需求没有严格限制，根据发展规模进行建设。项目对设备的需求相对较低，更适合在水果和蔬菜主产区应用。对于人员需求可通过与拟合作方进行协商确定，对高学历人才无严格需求。本科技成果转化过程中，要与成果转化合作方签署合作协议，明确各方权责和义务，由合作方提供小试、中试等设备，以及生产线、实验场地等条件，围绕目标客户的需求，配合对科技成果进行后续试验、产品试制与定型、工艺开发，负责产品的市场推广。在合作协议中明确在科技成果转化的各个环节各自享有的权利和承担的义务，特别是风险分摊和利益分成的办法。如能妥善处理好风险分摊和利益分成，就能够形成合力，进而降低成果转化中的不确定性，化解成果转化中的矛盾，进而保障合作转化的顺利进行。 本科技成果转化过程中，要与成果转化合作方建立成果转化长效机制，在保障双方权益的同时，以需求为导向，关注市场公平环境，通过维护公平竞争，形成新的产品群、产业群，遵循市场规律，参与市场竞争，让市场在促进转化效率提升上发挥作用。 建立科技成果共享机制，通过制定技术创新奖励及激励管理办法、技术创新项目收益管理办法等，完善企业创新体系的知识产权保护及利益分配机制。

可国（境）内外转让

经济效益：项目组依托门头沟区科技项目课题《果园废弃物制作环保酵素关键技术及应用研究》，集成的酵素制备系统和生产方法、酵素在生态农业种植上的应用技术等技术体系在门头沟区军庄镇孟悟现代农业科技示范园进行了连续2年的技术示范应用，投入方面主要包括红糖原料投入、发酵系统工作电力投入等，每生产1吨环保酵素需要红糖采购费100元、电费100元、人工200元，合计400元。按照酵素肥2000元/吨的价格销售，效益可达1600元/吨。如果将酵素作为肥料应用于生态种植过程中，以生态农产品销售、农业休闲采摘和配合农旅产业发展，其经济效益会进一步提升。 社会生态效益：农业生产过程中会产生大量的果蔬废弃物，处置不当不仅会产生环境污染，还会造成病虫害的传播和爆发，严重影响了农产品质量和安全生产。本技术通过厌氧发酵将果蔬废弃物制作成环保酵素，酵素中含有大量的有机物、矿物盐、有机酸、活性酶及厌氧和兼氧型有益微生物，在水污染治理、土壤污染治理、固体废物治理、农业面源污染治理与生态农业种植等领域具有良好的应用效果。本技术的应用不仅能够降低环境污染、提升农产品产地环境质量和农产品质量安全，具有良好的生态效益。同时将环保酵素应用于生态农业，产出高附加值农产品，促进和带动区域农业生态旅游和科普教育产业发展，并带动劳动就业和居民增收，具有良好的生态效益和社会效益。

果园废弃物制作环保酵素关键技术及应用研究

北京市门头沟区人民政府

果园废弃物是指在种植果树的园地里产生的落叶、病果、落果及无法食用的果实等，废弃物堆积在果园不仅会污染环境，还会造成病虫害的传播，影响果树生长，因此，需合理处置果园废弃物，并实现资源化利用。随着对生态绿色农产品需求量的日益增加，利用果蔬废弃物生产环保酵素，并将环保酵素作为肥料和病虫害防治产品用于生态绿色农产品生产中，受到一定的应用。环保酵素的制备过程包括发酵原料的破碎混合，发酵原料的进料，发酵过程中的搅拌和排气，以及发酵后酵素的排出和废渣的排出。传统制备酵素的过程中，制备酵素的多个设备通常相互独立，发酵原料破碎混合后，多通过作业人员转送入发酵容器内，或者发酵过程中作业人员需定期对发酵混合物进行搅拌以及排气，或者酵素以及废渣的排出需要作业人员参与，酵素的生产效率低，同时作业人员劳动强度大。为了解决现有技术中存在的缺点，通过技术集成，提出的一种酵素制备系统，包括：发酵容器、破碎装置、搅拌装置、出料装置、出渣装置和排气装置；破碎装置、搅拌装置、出料装置、出渣装置和排气装置均与发酵容器连接；破碎装置用于对发酵原料进行破碎处理，且将破碎后的发酵原料输送至发酵容器，搅拌装置用于对发酵容器内的发酵混合物进行搅拌处理，出料装置用于排出发酵后的发酵产物，出渣装置用于排出发酵后的废渣，排气装置用于厌氧发酵过程产生气体的自动排出。本实用新型的酵素制备系统，实现发酵原料的破碎混合和进料，发酵过程中的搅拌和排气以及发酵后发酵产物的排出和废渣的排出的连续作业，有利于提升酵素的生产效率，降低作业人员的工作量。