一种利用氨基葡萄糖盐酸盐废液制备的营养液及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及营养液技术领域，具体涉及一种利用氨基葡萄糖盐酸盐废液制备的营养液及其制备方法和应用。


背景技术：

2.水培是一种新型的植物无土栽培方式，其核心是将植物根系悬浮并固定于植物营养液中，使植物能够正常生长并完成其整个生命周期。水培营养液是采用环境生物生态共生技术和菌根共生原理经生物发酵、化学螯合、物理活化等工艺合成的一种新型水培植物营养液，具有植物营养和水质改善的功效，可代替土壤向植物提供水、肥、气、热等生长因子，能满足水培植物生长所需的条件。
3.氨基葡萄糖又名葡萄糖胺、甲壳糖胺，分子式为c6h
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no5，是由甲壳素直接彻底水解或壳聚糖水解而得，因其不稳定易分解，所以将其制成氨基葡萄糖盐酸盐，分子式为c6h
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no5·
hcl。以甲壳素为原料，加入盐酸水解、加入活性炭脱色、浓缩、冷却、结晶、重结晶、干燥得到氨基葡萄糖盐酸盐。每生产1吨氨基葡萄糖盐酸盐需消耗4-5吨工业盐酸和210公斤酒精及80公斤活性碳，产生2-4吨的强酸性废液。产生的强酸性废液由于杂质多，无法返回到甲壳素原料盐酸水解工段重新利用，造成大量的废盐酸母液囤积，这样不仅造成产品收率的降低和原料的大量浪费，而且加大了对周边环境的压力。
4.目前氨基葡萄糖盐酸盐废液的回收利用方式主要有回收盐酸循环使用、生产建筑用高效混凝土减水剂、提取甲壳素、制取焦糖色素、作为肥料使用，目前还未有氨基葡萄糖盐酸盐废液生产水培营养液的报道。
5.氨基葡萄糖盐酸盐废液中不仅含有氮磷钾等大量元素，还含有多种多农作物有益的成分，如氨基葡萄糖、氨基乙酰葡萄糖、氨基酸、多糖等。因此，利用氨基葡萄糖盐酸盐废液制备水培营养液是一种有效的废物利用形式。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种利用氨基葡萄糖盐酸盐废液制备的营养液及其制备方法和应用。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.本发明提供一种利用氨基葡萄糖盐酸盐废液制备营养液的方法，包括以下步骤：
9.(1)向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入氢氧化钾，搅拌，低温结晶，取上清液；
10.(2)向上清液中加入cao、mgo、zno，搅拌，自然沉降后，罐装即得营养液。
11.作为优选，步骤(1)中所述氨基葡萄糖盐酸盐废液为盐酸水解甲壳素结晶得到的强酸性废液。
12.作为优选，步骤(1)中氢氧化钾添加量为氨基葡萄糖盐酸盐废液重量的15％～30％。
13.作为优选，步骤(1)中搅拌时间为60～180分钟。
14.作为优选，步骤(1)中的低温为-5～0℃，时间为60～240分钟。
15.作为优选，步骤(2)中所述的氧化钙、氧化镁、氧化锌、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、钼酸铵的加入量分别为氨基葡萄糖盐酸盐废液重量的3％～10％、5％～10％、1％～5％、1％～3％、1％～2％、0.5％～1％、0.5％～1％、0.5％～1％。
16.作为优选，步骤(2)中搅拌时间为60～240分钟。
17.作为优选，步骤(2)中所述的自然沉降时间为10～48小时。
18.本发明第二方面提供由上述制备方法制得的营养液。
19.本发明的第三方面提供由上述方法制备的营养液在作物水培中的应用。
20.本发明的有益效果：
21.氨基葡萄糖盐酸盐废液具有强酸性，属于危险废物，本发明将氨基葡萄糖盐酸盐废液改性利用属于废物再利用。
22.本发明通过添加氢氧化钾、氧化镁、氧化锌、氧化钙等化合物降低废液酸性，脱离危险废物的范畴；利用氯离子形成低溶解度无机盐，通过结晶方法去除氯离子，能耗低，效率高。
23.本发明制备的营养液，既能为作物提供养分元素又能提供对作物有益的活性物质。
具体实施方式
24.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
25.正如背景技术所述，基于此，本发明提供一种利用氨基葡萄糖盐酸盐废液制备营养液的方法，包括以下步骤：
26.(1)向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入其重量15％～30％的氢氧化钾，搅拌60～180分钟，在-5～0℃低温结晶60～240分钟，取上清液；
27.(2)向上清液中加入其重量3％～10％氧化钙、5％～10％氧化镁、1％～5％氧化锌、1％～3％硫酸亚铁、1％～2％硼酸、0.5％～1％硫酸锰、0.5％～1％硫酸铜、0.5％～1％钼酸铵，搅拌60～240分钟，自然沉降10～48小时后，罐装即得营养液。
28.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本技术的技术方案。
29.本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
30.本发明所用氨基葡萄糖盐酸盐废液由以下步骤得到：以甲壳素为原料，加入盐酸水解、加入活性炭脱色、浓缩、冷却、结晶、重结晶、干燥得到氨基葡萄糖盐酸盐，收集结晶步骤中结晶后的废液作为氨基葡萄糖盐酸盐废液。
31.实施例1
32.(1)向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入其重量20％的氢氧化钾，搅拌120分钟，在-3℃低温结晶150分钟，取上清液；
33.(2)向上清液中加入其重量5％氧化钙、8％氧化镁、3％氧化锌、2％硫酸亚铁、1.5％硼酸、0.8％硫酸锰、0.6％硫酸铜、0.7％钼酸铵，搅拌150分钟，自然沉降24小时后，罐装即得营养液。
34.实施例2
35.(1)向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入其重量15％的氢氧化钾，搅拌60分钟，在0℃低温结晶60分钟，取上清液；
36.(2)向上清液中加入其重量3％氧化钙、5％氧化镁、1％氧化锌、1％硫酸亚铁、1％硼酸、0.5％硫酸锰、0.5％硫酸铜、0.5％钼酸铵，搅拌60分钟，自然沉降10小时后，罐装即得营养液。
37.实施例3
38.(1)向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入其重量30％的氢氧化钾，搅拌180分钟，在-5℃低温结晶240分钟，取上清液；
39.(2)向上清液中加入其重量10％氧化钙、10％氧化镁、5％氧化锌、3％硫酸亚铁、2％硼酸、1％硫酸锰、1％硫酸铜、1％钼酸铵，搅拌240分钟，自然沉降48小时后，罐装即得营养液。
40.对比例1
41.向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入其重量30％的氢氧化钾，搅拌180分钟，在-5℃低温结晶240分钟，取上清液，灌装即得营养液。
42.对比例2
43.向氨基葡萄糖盐酸盐废液中加入其重量10％氧化钙、10％氧化镁、5％氧化锌、3％硫酸亚铁、2％硼酸、1％硫酸锰、1％硫酸铜、1％钼酸铵，搅拌240分钟，自然沉降48小时后，罐装即得营养液。
44.实验例
45.实验分为六组，一组使用氨基葡萄糖盐酸盐废液，二组使用实施例1的营养液，三组使用实施例2的营养液，四组使用实施例3的营养液，五组使用对比例1的营养液，六组使用对比例2的营养液，每组设置五个重复。
46.以生菜为试验材料，开展水培试验，生菜采用3叶1心长势均一的幼苗。将生菜苗移栽至10l的循环水培箱中，各处理组营养液均稀释至50ppm使用，每箱5株，在移栽后第48天进行测定。测试结果如表1所示。本发明实施例1-3的营养液的各项测试指标如表2所示。
47.表1一组到五组的株高和鲜重的测试结果
[0048] 一组二组三组四组五组六组株高/cm15.2518.4217.4319.2315.9616.85鲜重/g435.17517.12486.81537.00452.86463.25
[0049]
表2
[0050] 实施例1实施例2实施例3氮g/l8.817.799.22磷g/l3.823.664.31钾g/l23.9917.0159.98钙g/l22.412.2850.92
镁g/l19.3411.0537.62锌g/l29.3818.9355.94铁g/l13.569.6721.36硼g/l6.474.329.62铜g/l7.854.9510.29锰g/l8.254.629.57钼g/l13.368.2418.48氯离子g/l47.2559.638.06有机质g/l122.36112.44131.38水不溶物含量g/l0.50.50.5ph值(1:250倍稀释)5.374.955.95
[0051]
表1结果表明，本发明的营养液可以有效促进生菜生长，较一组使用氨基葡萄糖废液处理，实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2株高分别提高14.3％、20.8％、26.1％、4.7％、10.5％，鲜重分别增加18.8％、11.9％、23.4％、4.1％、6.4％，本发明实施例3的效果最优，株高与鲜重较其他实施例和对比例增加量明显增多。
[0052]
表2结果表明，本发明的营养液具有多种作物生长所需的大量元素和中微量元素，降低了酸度，有机质可为作物生长提供营养物质，既能为作物提供养分元素又能提供对作物有益的活性物质。
[0053]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。