高效有机肥酦酵方法
技术领域
本发明有关于一种有机肥的高效酦酵方法。
背景技术
有机肥酦酵是利用微生物或酵素可以分解各种有机质的能力，将有机肥原料(如表一所列)转化成有机肥料。酦酵好坏与有机肥质量，往往取决于能否提供微生物或酵素适宜的原料及良好的反应环境。
表一、有机肥原料分类
早期有机肥制作方法多利用原材料堆积，表面再覆盖塑料膜以防止水份流失，并达到保温效果，等经历一段时间酦酵，温度上升后，再进行人工翻堆，如此反复翻堆至温度不再上升，既达腐熟程度。此方法往往需耗时3～6个月以上时间。尔后开发翻堆机进行定时翻堆，而降低人力成本，惟此方法往往也需耗时45～60天时间。随着科技的进步，业界又开发出有机肥酦酵剂，利用额外添加，经人工筛选与培养，具高有机成分分解能力的微生物菌种或酵素，以加速有机肥腐熟，缩短有机肥腐熟时间至30～45天时间。
然而近年来，一方面因有机农业的全球趋势(食品安全与生态问题日益严重，所以鼓励实施能兼具生态平衡与食品安全的有机农业)；另一方面因环保(处理大量禽畜粪及农业废弃物)与改善土壤(因实施化学农法，土壤受化学肥料及农药的污染与土质恶化问题日趋严重)的迫切需求，有机肥的需求迅速成长。但即使以目前较进步的翻堆机方法，仍存在着需仰赖人工、耗人力、质量不良或不稳定、产能低、环境脏乱、空气污染及成本高(包括时间成本、场地成本及环保成本)等问题，使得有机肥产能与质量远不及市场要求与需求。尔后业界又开发有机肥酦酵机(或酦酵罐)，以电能控制反应条件(加热及通汽等功能)，大大缩短酦酵时间，惟能耗大，因而增加生产成本。
迄今仍需开发高效节能的有机肥酦酵方法。
发明内容
本发明提供一种有机肥之高效酦酵方法，主要包含两阶段：
(1)前酦酵阶段-原料调配后，进入前酦酵区，每日定时翻动，持续5～7天，不外加热能(或仅提供微量热源，如热风机)，以自然条件进行酦酵进行部分酦酵；及
(2)主酦酵阶段–经前酦酵之半酦酵原料，进入主酦酵机，以快速搅拌进行反应2～4小时，使原料达完全腐熟得到该有机肥。
根据本发明方法之一实施方案，前酦酵区是每日以翻堆机，翻动1～2次(或视原材料情况调整次数)，进行部分发酵达半腐熟，水含量约50％。
根据本发明方法之一实施方案，主酦酵区是在摄氏温度50-80度下，快速搅动进行反应。
根据本发明方法，因包含一以自然条件进行的前酦酵阶段进行部分酦酵，嗣后进行主酦酵阶段以快速搅拌提供热能，整个制造过程能在7天内快速完成，并能达到大大降低能耗成本。与先前传统酦酵、酦酵剂及本发明高效酦酵方法比较如下表二。
表二、传统酦酵、酦酵剂及本发明快速酦酵方法之比较
另一方面，本发明提供一种为进行本发明酦酵方法的实施系统，包括前酦酵区及主酦酵区，两者为连结连续制程，其中前酦酵区包含一推翻机，主酦酵区包含一快速搅拌机。
本发明之一实施方案，系于再连接一包装区，其中包含一包装机。
附图说明
图1描述为进行本发明方法实施系统的一种实施方案，包含一前酦酵区(2)及一主酦酵区(3)，两者为直线链接。另包含原料处理区(1)及包装区(4)，以及成品储存区(5)。
图2描述为进行本发明方法实施系统的另一种实施方案，包含一前酦酵区(2)及一主酦酵区(3)，两者以L型连结。另包含原料处理区(1)及包装区(4)，以及成品储存区(5)。
具体实施方式
本发明提供一种有机肥之高效酦酵制程，以期提供高质量且具价格优势之有机肥产品。
根据本发明酦酵方法，包含两个阶段：
(1)前酦酵阶段-原料调配后，进入前酦酵区，每日定时翻动，持续5～7天，不外加热能(或仅提供微量热源，如热风机)，以自然条件进行酦酵进行部分酦酵；及
(2)主酦酵阶段–经前酦酵之半酦酵原料，进入主酦酵机，以快速搅拌并加温进行反应2～4小时，使原料达完全腐熟得到该有机肥。
本发明整个有机肥酦酵的设计，包括，有机肥原料的量、高碳原料与高氮原料比例、含水量、温度及氧气等提供与条件皆需考虑。各高氮及高碳有机原料中之成分比例如表三所示。
表三、不同有机原料的成分表
注：重金属在堆肥酦酵过程中无法分解，因此应避免使用含有重金属成分的原料。
根据本发明，提供良好的有机肥酦酵条件：高氮类材料搭配高碳类材料，使碳/氮比调整至25～35之间；酦酵过程含水量维持在50～65％之间；温度升高至摄氏60℃以上时，同时进行翻堆以适时降低温度并供应氧气；此外还需要有良好菌相或酵素，才能促使有机肥达到完全腐熟程。
根据本发明方法之一实施方案，根据使用原料特性(如养分含量、碳/氮)调整适当的比例予以混和，以符合拟制成之有机肥所需碳/氮及肥分(氮、磷、钾)比例的要求；调整水分，再加入适量有肥酦酵剂。前酦酵区是每日以翻堆机，翻动至少1～2趟，持续5～7天，进行部分发酵达半腐熟，水含量约50％。主酦酵区是在摄氏温度50-80度下，快速搅动进行反应2～4小时。
根据本发明方法之一实施方案，主酦酵区可以本案发明人之中国大陆专利第ZL20132 0636397.4号所述酦酵机进行快速搅拌。
参考图1及图2，系描述实施本发明方法之实施方案，操作过程包括：
1.将于原料处理区(1)调配好的原料，以铲车或输送机送入前酦酵区(2)，另可加外罩及通气装置，可保持温度及供应氧气，提高酦酵效果，以人工铁铲、铲车或翻堆机每日2次翻推，进行5～7天。
2.以铲车或输送机送入主酦酵区(3)，可为一搅拌酦酵机(例如中国专利第ZL2013 20636397.4号所述酦酵机)，设定温度，经一定时间反应，待完成酦酵得有机肥产品。
将完成酦酵的有机肥产品以输送机送至包装区(4)，以筛分机(或粉碎机)去杂质(或均质处理)，即得有机肥成品。可运送至成品储存区(5)储存。
以下提供实施本发明方法之具体实施例，用以阐述本发明之技术特征与功效；但不应作为限缩或被解释为实施本发明之限制。
实施例
实施例1猪粪有机肥之高效酦酵方法
依本发明以猪粪为主要原料进行高效酦酵。原材料包括：干猪粪(35～40％含水量)20％(体积)；粪尿混合液或沼渣(80～95％含水量)40％(体积)；谷壳(10～15％含水量)15％(体积)；及木屑(15～20％含水量)25％(体积)。取总体积800公升，水含量调整至45～50％。酦酵剂活化液(即以粉末酦酵剂加入20倍重量的水，搅拌均匀后静置24～72小时)以比例1/500(W/V)加入原材料。
本实例方法之酦酵条件如下：
(1)前酦酵区–每日以翻堆机，翻动1～2趟，持续5～7天，达半腐熟，水含量约50％；
(2)主酦酵区(机)–于摄氏温度50-80度下，反应2～4小时。
依上述方法得到的猪粪有机肥成品外观为深褐色、均质、无杂物且无恶臭味。进行肥份检验分析如下表四。
表四、猪粪有机肥肥份检验结果
同时进行腐熟度检验(种子发芽试验)，取5克欲检测之有机肥，放入200ml容积的烧杯中，加入100ml水分。静置60℃下，3小时。取过滤液。以清水取代肥料过滤液作为对照组。无论辣椒或长豆的种子发芽试验，实验组与对照组发芽率的比率(实验组/对照组)皆达90％以上(97.4％及97.7％)，即表示试验之有机肥质量已达完全腐熟程度。试验结果如下表五，无论辣椒或长豆的种子发芽试验，实验组与对照组发芽率的比率(实验组/对照组)皆达90％以上(97.4％及97.7％)，即表示试验之有机肥质量已达完全腐熟程度。
表五、猪粪有机肥腐熟度检验结果
实施例2鸡粪有机肥之高效酦酵方法
依本发明以鸡粪为主要原料进行高效酦酵。原材料包括：干鸡粪(35～45％含水量)60％(体积)；谷壳(10～15％含水量)40％(体积)。取总体积800公升，水含量调整至45～50％。酦酵剂活化液(粉末酦酵剂加入20倍重量的水，搅拌均匀后静置24～72小时)以比例1/500(W/V)加入原材料。
本实例方法之酦酵条件如下：
(1)前酦酵区–每日以翻堆机，翻动1～2趟，持续5～7天，达半腐熟，水含量约50％；
(2)主酦酵区–于摄氏温度50-80度下，反应2～4小时。
依上述得到的鸡粪有机肥成品为深褐色、均质、无杂物且无恶臭味。进行肥份检验分析如下表六。
表六、鸡粪有机肥肥份检验结果
同时进行腐熟度检验(种子发芽试验)。试验结果如下表七，无论辣椒或长豆的种子发芽试验，实验组与对照组发芽率的比率(实验组/对照组)皆达90％以上(91.2％及102％)，即表示试验之有机堆肥质量已达完全腐熟程度。
表七、鸡粪有机肥腐熟度检验
综上，依本发明酦酵方法，结合以自然酦酵进行的前酦酵，以及快速搅拌之主酦酵二阶段，能够大大降低生产成本并快速完成酦酵，提供质量优良一致的有机肥。
