專(zhuān)利名稱(chēng)：一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，屬于固體廢棄物無(wú)害化、資 源化處理、處置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾的排放量愈來(lái)愈大，其中 餐廚垃圾的比例日漸上升，占到了城市生活垃圾的37% 62%。保守估計(jì)，我國(guó)城市餐廚 垃圾的年產(chǎn)生量不低于6000萬(wàn)噸。餐廚垃圾來(lái)源于人的食物，因此決定了餐廚垃圾與一般居民生活垃圾及工業(yè)生產(chǎn) 垃圾相比具有較大差異，有其自身的特征(1)化學(xué)組成復(fù)雜，主要包括水、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸和各種大分子有機(jī)化合物。(2)富含有機(jī)質(zhì)，微生物容易生長(zhǎng)繁殖，使餐廚垃圾腐敗變質(zhì)，污染環(huán)境。(3)含水率高達(dá)80%以上，給餐廚垃圾的收集、運(yùn)輸和處理帶來(lái)一定難度，且餐廚 垃圾滲濾液通過(guò)地表徑流和滲透作用，污染地表水和地下水。(4)餐廚垃圾富含有機(jī)質(zhì)，主要來(lái)源于人的生活消費(fèi)，有毒有害的化學(xué)物質(zhì)(如重 金屬離子等)含量少。與其它種類(lèi)垃圾相比，其處理方法相對(duì)簡(jiǎn)單，可利用價(jià)值更大。餐廚垃圾的以上特征決定了其危害性與資源性并存的雙重屬性。采用正確的工藝 和設(shè)備對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行合理、恰當(dāng)?shù)奶幚恚瓤梢詮氐捉鉀Q環(huán)境污染問(wèn)題，又可以將其作為 資源回收利用變廢為寶，具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三贏效益。目前，國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾處理技術(shù)主要包括粉碎直排、厭氧發(fā)酵制沼發(fā)電法、發(fā)酵 制肥法、高蛋白飼料轉(zhuǎn)化法。這些技術(shù)在國(guó)外均有應(yīng)用，并取得了 一定的效果。國(guó)內(nèi)餐廚垃圾處理技術(shù)產(chǎn)品主要有肥料和蛋白飼料兩種。但大部分工藝仍然停留 在將餐廚垃圾分選、破碎、脫水、干燥后直接加工成飼料，而忽略了潛在的“同源相食”的風(fēng) 險(xiǎn)。同時(shí)，未考慮到餐廚垃圾中油脂的回收，使大量的廢棄食用油以“地溝油”的形式返回 到食物鏈中，存在很大的安全隱患。因此，提供一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，提 高蛋白飼料產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)降低“同源相食”的風(fēng)險(xiǎn)；回收的油脂還可用于燃料油的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，通 過(guò)高溫濕熱滅菌、脫油除鹽和微生物發(fā)酵干燥一體化工藝，徹底殺死餐廚垃圾中的有害微 生物，將大分子蛋白轉(zhuǎn)化為小分子蛋白和微生物菌體蛋白，更易被禽畜吸收，克服了同源相 食的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的無(wú)害化和資源化。一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，它包括餐廚垃圾的預(yù)處理、濕熱滅菌處 理、脫水、微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化等工序。包括如下步驟進(jìn)行(1)預(yù)處理，將餐廚垃圾用密閉的垃圾桶運(yùn)送至垃圾處理點(diǎn)，秤重后送入預(yù)處理系 統(tǒng)進(jìn)行包括分選工序、破碎和相應(yīng)的螺旋輸送步驟；
(2)濕熱滅菌處理，將預(yù)處理后的餐廚垃圾泵入濕熱反應(yīng)釜中，進(jìn)行高溫濕熱蒸
煮；(3)脫水脫油，將濕熱滅菌處理后的物料經(jīng)過(guò)輸送泵送至臥式螺旋離心機(jī)趁熱進(jìn) 行固液分離；脫出的含油廢水送入碟式離心機(jī)進(jìn)行油水分離；分離后的廢水進(jìn)行厭氧發(fā)酵 產(chǎn)沼氣，廢油作為燃料油原料；(4)微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化處理，物料經(jīng)過(guò)脫水處理后的固體部分輸送至 臥式發(fā)酵干燥一體機(jī)中，添加飼料用微生物進(jìn)行好氧微生物發(fā)酵；發(fā)酵過(guò)程結(jié)束后繼續(xù)升 溫進(jìn)行干燥處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)能夠徹底殺死餐廚垃圾中的有害微生物；(2)能夠有效脫出 餐廚垃圾中的鹽分和油脂，解決餐廚垃圾鹽分和動(dòng)物油脂高的問(wèn)題；(3)通過(guò)微生物發(fā)酵 將動(dòng)物源性蛋白轉(zhuǎn)化為小分子蛋白和微生物菌體蛋白，更易被禽畜吸收，得到的飼料產(chǎn)品 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；(4)降低了同源相食的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的無(wú)害化和資源化。


圖1為本發(fā)明餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以 及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解， 構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā) 明的不當(dāng)限定，其中實(shí)施例1 參照附圖，本發(fā)明利用餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法詳細(xì)的步驟如下1、預(yù)處理，將餐廚垃圾用專(zhuān)業(yè)密閉的垃圾桶運(yùn)送至垃圾處理點(diǎn)，秤重后送入預(yù)處 理系統(tǒng)進(jìn)行包括分選工序、破碎和相應(yīng)的螺旋輸送步驟；分選工序包括機(jī)械分選和手工分 選，主要去除塑料袋、筷子、玻璃制品、鐵器等雜質(zhì)。破碎機(jī)將餐廚垃圾破碎，便于后續(xù)泵的 輸送，保證處理過(guò)程的均勻性。2、濕熱滅菌處理，將預(yù)處理后的餐廚垃圾泵入濕熱反應(yīng)釜中，進(jìn)行105_135°C高溫 濕熱蒸煮。3、脫水脫油，將濕熱滅菌處理后的物料經(jīng)過(guò)輸送泵送至臥式螺旋離心機(jī)趁熱進(jìn)行 固液分離；脫出的含油廢水送入碟式離心機(jī)進(jìn)行油水分離；分離后的廢水進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn) 沼氣，廢油作為燃料油原料；4、微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化處理，物料經(jīng)過(guò)脫水處理后的固體部分輸送至臥 式發(fā)酵干燥一體機(jī)中，添加飼料用微生物進(jìn)行好氧微生物發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束后升溫至70°C， 在原位進(jìn)行干燥處理；所述步驟1中有廢液收集步驟，收集后的廢液送至油水分離系統(tǒng)處理。所述步驟2是向步驟1得到的物料中通入150°C飽和蒸汽，加熱增壓到 0. 3-0. 4MPa。同時(shí)，開(kāi)動(dòng)攪拌器攪拌，釜內(nèi)維持105-135°C狀態(tài)下濕熱蒸煮30-90min。所述步驟2濕熱滅菌處理有傳動(dòng)、蒸汽加熱、滅菌、冷卻步驟，濕熱反應(yīng)釜為立式，滅菌過(guò)程中熱蒸汽直接接觸物料，使物料在罐內(nèi)保持濕度為85% -87%，在罐體中部 裝有濕度計(jì)，隨時(shí)掌握罐內(nèi)發(fā)酵物料的濕度情況；控制溫度、壓力的數(shù)值為105-135°C， 0. 3-0. 4MPa。所述步驟4是將步驟3得到的固體部分中添加枯草芽孢桿菌啤酒酵母菌產(chǎn)朊 假絲酵母=1 1 1為混合菌劑，接種量(重量比)，在35°C 45°C的溫度下通 過(guò)加熱、機(jī)械攪拌和通風(fēng)等手段，進(jìn)行10小時(shí)快速好氧發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束后，通過(guò)70°C中溫、 通風(fēng)等手段對(duì)物料進(jìn)行原位干燥處理，最終得到含水率為13%的生物飼料粗產(chǎn)品。實(shí)施例2 —種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，包括如下步驟進(jìn)行1、收運(yùn)餐廚垃圾的收運(yùn)主要分為油脂收運(yùn)和餐廚垃圾固態(tài)物收運(yùn)兩部分。餐廚 垃圾中油脂部分和固態(tài)物質(zhì)分開(kāi)收集，各自運(yùn)輸。收運(yùn)后，油脂可出售給專(zhuān)門(mén)的油脂回收單位作為燃料油的生產(chǎn)原料，也可自行配 置生產(chǎn)裝置生產(chǎn)生物柴油。餐廚垃圾固態(tài)物質(zhì)收集、運(yùn)輸和投入系統(tǒng)均采用后裝式垃圾車(chē)。該車(chē)型為全封閉 結(jié)構(gòu)，可防止餐廚垃圾外流和惡臭外溢造成的環(huán)境污染。集中收集運(yùn)輸后，將餐廚垃圾稱(chēng)重 后投入料斗。2、預(yù)處理預(yù)處理系統(tǒng)垃圾處理能力不小于15噸/小時(shí)。預(yù)處理系統(tǒng)包括分選工序、破碎機(jī) 和相應(yīng)的螺旋輸送設(shè)備。為保證不形成臭氣無(wú)組織排放和污水遺灑，整個(gè)預(yù)處理過(guò)程在封 閉狀態(tài)下完成，而且系統(tǒng)帶自動(dòng)清洗功能，臭氣收集集中處理。鏈板輸送機(jī)用于給破碎機(jī)連續(xù)均勻地輸送物料，鏈板采用不銹鋼制造，輸送速度 和料層厚度可調(diào)節(jié)。在鏈板輸送過(guò)程中，對(duì)物料進(jìn)行分選，去除塑料袋、筷子、玻璃制品、鐵 器等雜質(zhì)。鏈板具備濾水功能，能在露天和潮濕的惡劣環(huán)境下可靠地工作。鏈板輸送機(jī)下 設(shè)有廢液收集系統(tǒng)，收集后的廢液送至油水分離系統(tǒng)處理。分選后的物料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)直接進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行破碎，有效地將纖維物料切 斷，使貝殼、骨頭等雜物粉碎，便于后續(xù)輸送，保證處理過(guò)程的均勻性，也提高了飼料的營(yíng)養(yǎng) 價(jià)值。3、濕熱滅菌處理濕熱反應(yīng)釜由傳動(dòng)系統(tǒng)、外夾套、內(nèi)筒體、蒸汽加熱、滅菌、冷卻系統(tǒng)等幾部分組 成。濕熱反應(yīng)釜為立式，高溫濕熱滅菌過(guò)程中熱蒸汽直接接觸物料，使物料在罐內(nèi)保持理想 的濕度，在罐體中部裝有濕度計(jì)，可隨時(shí)掌握罐內(nèi)發(fā)酵物料的濕度情況。反應(yīng)釜設(shè)置有溫度 和壓力檢測(cè)系統(tǒng)，可以在線觀察溫度、壓力變化。預(yù)處理后的物料通過(guò)軟管泵從濕熱反應(yīng)釜上部廢料入口處進(jìn)入，進(jìn)料完畢后，關(guān) 閉進(jìn)料閥，開(kāi)啟蒸汽閥，150°C飽和蒸汽通入濕熱反應(yīng)釜。加熱增壓同時(shí)，攪拌器攪拌，釜內(nèi) 維持120°C狀態(tài)下濕熱滅菌1小時(shí)。水蒸汽投入完畢后，進(jìn)汽閥關(guān)閉，之后進(jìn)入排氣泄壓階 段，反應(yīng)釜上部的蒸汽泄壓閥開(kāi)啟，釜內(nèi)恢復(fù)常壓后進(jìn)行卸料。4、脫水脫油將濕熱滅菌處理后的物料經(jīng)過(guò)輸送泵送至臥式螺旋離心機(jī)趁熱進(jìn)行固液分離；脫 出的含油廢水送入碟式離心機(jī)進(jìn)行油水分離；分離后的廢水進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，廢油作 為燃料油原料。
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5、微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化物料經(jīng)過(guò)脫水處理后的固體部分輸送至臥式發(fā)酵干燥一體機(jī)中，添加適量的飼料 用微生物進(jìn)行好氧微生物發(fā)酵。以枯草芽孢桿菌啤酒酵母菌產(chǎn)朊假絲酵母=1 1 1 為混合菌劑，接種量2% -7%，在35°C 45°C的溫度下通過(guò)加熱、機(jī)械攪拌和通風(fēng)等手段， 進(jìn)行10小時(shí)快速好氧發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束后，通過(guò)70°C中溫、通風(fēng)等手段對(duì)物料進(jìn)行原位干燥 處理，最終得到含水率為13%的生物飼料粗產(chǎn)品。濕熱滅菌過(guò)程破壞了垃圾有機(jī)物中的細(xì)胞質(zhì)，使大部分內(nèi)含水變?yōu)榧?xì)胞間水和流 動(dòng)水，減少了干燥難度，發(fā)酵后物料蛋白含量增加。6、飼料后處理經(jīng)過(guò)干燥處理的物料含水率符合飼料要求，后處理工序主要是對(duì)粗飼料進(jìn)行進(jìn)一 步的篩分、粉碎，去除少量鐵屑、玻璃，并保證飼料粒度一致、符合要求。處理后的產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13078-2001)的要求，穩(wěn)定性好不變 質(zhì)。7、厭氧發(fā)酵含油廢水經(jīng)油水分離后的高濃度有機(jī)廢水COD值為40000mg/L，經(jīng)UASB厭氧發(fā)酵 產(chǎn)沼氣，沼氣凈化后儲(chǔ)存于柔性膜式沼氣儲(chǔ)氣罐中，用于供能。8、污水處理系統(tǒng)油水分離后的廢水經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵后COD值為12000mg/L，與車(chē)間沖洗廢水、設(shè)備清 洗水和生活污水一同進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)后排放。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒(méi)有脫離本發(fā) 明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，這 樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，它包括餐廚垃圾的預(yù)處理、濕熱滅菌處理、 脫水脫油、微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化工序，其特征在于包括如下步驟(1)預(yù)處理，將餐廚垃圾用密閉的垃圾桶運(yùn)送至垃圾處理點(diǎn)，秤重后送入預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn) 行包括分選工序、破碎和相應(yīng)的螺旋輸送步驟；(2)濕熱滅菌處理，將預(yù)處理后的餐廚垃圾泵入濕熱反應(yīng)釜中，進(jìn)行高溫濕熱蒸煮；(3)脫水脫油，將濕熱滅菌處理后的物料經(jīng)過(guò)輸送泵送至臥式螺旋離心機(jī)趁熱進(jìn)行固 液分離；脫出的含油廢水送入碟式離心機(jī)進(jìn)行油水分離；分離后的廢水進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼 氣，廢油作為燃料油原料；(4)微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化處理，物料經(jīng)過(guò)脫水處理后的固體部分輸送至臥式 發(fā)酵干燥一體機(jī)中，添加飼料用微生物進(jìn)行好氧微生物發(fā)酵；發(fā)酵過(guò)程結(jié)束后繼續(xù)升溫進(jìn) 行干燥處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的分選工序包括機(jī)械分選 和手工分選，主要去除塑料袋、筷子、玻璃制品、鐵器雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的破碎作用在于將餐廚垃 圾破碎，便于后續(xù)輸送，保證處理過(guò)程的均勻性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)濕熱滅菌處理方法是進(jìn)料 完畢后，向濕熱反應(yīng)釜中通入150°C飽和蒸汽，加熱增壓的同時(shí)開(kāi)動(dòng)攪拌器攪拌，濕熱反應(yīng) 釜內(nèi)維持105-135°C狀態(tài)下濕熱蒸煮30-90min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的微生物好氧發(fā)酵是以 枯草芽孢桿菌啤酒酵母菌產(chǎn)朊假絲酵母=1:1:1為混合菌劑，接種量2% -7%，在 35°C 45°C的溫度下通過(guò)加熱、機(jī)械攪拌和通風(fēng)手段，進(jìn)行10小時(shí)好氧發(fā)酵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的干燥工序是，發(fā)酵結(jié)束 后，無(wú)需將物料取出，通過(guò)70°C中溫、通風(fēng)手段對(duì)物料進(jìn)行原位干燥處理，最終得到含水率 為13%的生物飼料粗產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中有廢液收集步驟，收集后 的廢液送至油水分離系統(tǒng)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)濕熱滅菌處理有傳動(dòng)、蒸汽 加熱、滅菌、冷卻步驟，濕熱反應(yīng)釜為立式，滅菌過(guò)程中熱蒸汽直接接觸物料，使物料在罐內(nèi) 保持濕度為85% _87%，在罐體中部裝有濕度計(jì)，隨時(shí)掌握罐內(nèi)發(fā)酵物料的濕度情況；控 制溫度、壓力的數(shù)值為105-135°C，0. 3-0. 4MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種餐廚垃圾制備生物蛋白飼料的方法，屬于固體廢棄物無(wú)害化、資源化處理、處置技術(shù)領(lǐng)域。包括餐廚垃圾的預(yù)處理、濕熱滅菌處理、脫水、微生物好氧發(fā)酵和干燥一體化等工序。本發(fā)明的制備方法有以下優(yōu)點(diǎn)(1)能夠徹底殺死餐廚垃圾中的有害微生物；(2)能夠有效脫出餐廚垃圾中的鹽分和油脂，解決餐廚垃圾鹽分和動(dòng)物油脂高的問(wèn)題；(3)通過(guò)微生物發(fā)酵將動(dòng)物源性蛋白轉(zhuǎn)化為小分子蛋白和微生物菌體蛋白，更易被禽畜吸收；(4)降低了同源相食的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的無(wú)害化和資源化。
文檔編號(hào)A23K1/10GK101999516SQ20101057736
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者張繼琳, 李來(lái)慶, 王敬賢, 許靖平 申請(qǐng)人:北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司