一種食腐性昆蟲轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物柴油制備領(lǐng)域，具體涉及一種食腐性昆蟲轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及機械化裝置，由溫控系統(tǒng)、噴霧加濕系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、烘干提油系統(tǒng)組成。有機垃圾來源廣泛、價格低廉，成本低，適合各種規(guī)模的生產(chǎn)。食腐性昆蟲具有生長繁殖快，生長周期短、不占用耕地、可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，實現(xiàn)食腐性昆蟲源脂肪的大規(guī)模生產(chǎn)，轉(zhuǎn)化工藝簡單，可以降低生物柴油的生產(chǎn)成本，本發(fā)明制備的生物柴油制備經(jīng)濟，符合綠色制備技術(shù)方向。
【專利說明】一種食腐性昆蟲轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及裝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物柴油制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種昆蟲轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及機械化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界各國國家重視石油替代，發(fā)展生物能源的研究。生物能源是以農(nóng)林等有機廢棄物以及利用邊際土地種植的能源植物為主要原料進行能源生產(chǎn)的一種新興能源。生物柴油是燃料乙醇以外的另一種生物能源，生物柴油的原料來源既可以是各種廢棄或回收的動植物油，也可以是含油量高的油料植物。生物柴油制備成本的75%是原料成本，生物柴油的制約瓶頸是原料來源和原料保障。在我國，因為人口、土地、糧食、環(huán)境等國情現(xiàn)實，原料對生物柴油發(fā)展的制約作用更加明顯。
[0003]中國生物能源面臨許多困難和問題，原料資源短缺限制了生物能源的大規(guī)模生產(chǎn)由于糧食資源不足的制約，目前，以糧食為原料的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)已不具備再擴大規(guī)模的資源條件。生物質(zhì)燃料資源不落實是制約生物質(zhì)燃料規(guī)?；l(fā)展的重要因素(王歐。中國生物能源開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展政策與未來趨勢。中國農(nóng)村經(jīng)濟。2007.07.10-15)。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)向新型集約化養(yǎng)殖的轉(zhuǎn)化，畜禽糞便排放量也越來越大。每年全國畜禽糞便排放量已高達40億噸，且大多未經(jīng)處理直接排放，對環(huán)境帶來極大威脅。畜禽糞便嚴重困擾了養(yǎng)殖企業(yè)，影響其健康發(fā)展，目前還沒有一種有效的處理方法，迫切需要一種科學(xué)的解決辦法。畜禽糞便已成為我國十分突出的環(huán)境污染之一，因而畜禽糞便的無害化處理日益受到人們的密切關(guān)注(劉巧林.黑水虻在奶牛糞便中生長對大腸桿菌ER2566的影響.碩士學(xué)位論文.武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書館，2008-06-01)。對于昆蟲源脂肪作為生物柴油的來源的可行性及優(yōu)`勢尚未得到認識和開發(fā)。
[0004]昆蟲是節(jié)肢動物門、昆蟲綱種類的統(tǒng)稱，是地球上種類最多、生物量巨大、食物轉(zhuǎn)換率高、繁殖速度快的生物類群。結(jié)合國內(nèi)外最新研究成果而開發(fā)的極具創(chuàng)新的應(yīng)用研究技術(shù)，建立生物聯(lián)合轉(zhuǎn)化糞便的完善工藝，并且解決了家蠅的人工飼養(yǎng)和種群擴增等技術(shù)難點，顯著提高對各種有機廢棄物的轉(zhuǎn)化效率。家蠅幼蟲在自然界以動物糞便、腐爛的有機物等有機垃圾為食，能夠被用于有機廢棄物的無害化處理。家蠅幼蟲在將糞便轉(zhuǎn)化成昆蟲生物量的同時，減少了糞便的污染。家蠅生長周期短，占地面積非常小，可在高密度條件下進行糞便轉(zhuǎn)化，每畝的年產(chǎn)油量達到4噸，且可在工業(yè)廠房內(nèi)進行，無需占用耕地面積；不含毒素，安全可靠且提取工藝簡單(高賢濤.豬糞飼養(yǎng)亮斑扁角水虻和蛹殼及轉(zhuǎn)化豬糞后殘渣的應(yīng)用.碩士學(xué)位論文.武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書館，2011-06-01)。
[0005]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，特別是生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)的創(chuàng)新性進展，昆蟲學(xué)家們一改長期以來單純害蟲防治的學(xué)科方向，愈來愈重視對昆蟲體及其產(chǎn)物中功能性成分的研究，昆蟲功能性脂肪的研究與應(yīng)用也引起人們特別關(guān)注(劉玉升.腐食性昆蟲轉(zhuǎn)化非糧生物質(zhì)資源生產(chǎn)生物柴油新型原料的可行性研究。《第十二屆中國科協(xié)年會一非糧生物質(zhì)能源與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研討會論文集》2010年)。專利申請?zhí)枮?01010203355.2專利中公開了一種家蠅蛆作為油料昆蟲的應(yīng)用，沒有通過與其它技術(shù)與家蠅蛆利用轉(zhuǎn)化多種技術(shù)相結(jié)合，本專利嘗試以非糧生物質(zhì)資源作為腐食性昆蟲的飼料原料，以獲得昆蟲源脂肪作為生物柴油原料轉(zhuǎn)化為生物柴油。利用腐食性昆蟲處理禽畜糞便，能夠以較低的成本將大量的禽畜糞便轉(zhuǎn)化為具有高附加值的昆蟲蛋白源飼料，在消除環(huán)境污染的同時，為市場提供動物蛋白源飼料添加劑，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用。
[0006]本專利利用家蠅幼蟲轉(zhuǎn)化相結(jié)合，能夠規(guī)?；拷鉀Q養(yǎng)殖場糞便的污染問題，并把糞便轉(zhuǎn)變成動物蛋白飼料和多功能微生物肥料，家蠅幼蟲油脂可以作為昆蟲源脂肪生物柴油?？傊?，從現(xiàn)有生物柴油制備的專利和非專利文獻來看，原料制約生物柴油的發(fā)展，主要提供穩(wěn)定的不與民爭糧，不與民爭地非食用的油脂是當(dāng)務(wù)之急。生物柴油的原料尚未有針對昆蟲源脂肪研發(fā)生物柴油的研究報道。因此，有效的轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的廢棄物處理模式，通過循環(huán)經(jīng)濟的手段解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中的污染問題，變廢為寶，實現(xiàn)環(huán)境和資源的可持續(xù)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，研制一種食腐昆蟲轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及機械化裝置，以提高生物柴油的轉(zhuǎn)化效率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)生物柴油的綠色制備。
[0008]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:由溫控系統(tǒng)、噴霧加濕系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、烘干提油系統(tǒng)組成。本發(fā)明對有機廢棄物(沼渣，豬糞，雞糞，牛糞，餐飲垃圾等)的處理:使用泥漿泵將有機廢棄物打入輸料管道，控制每個排料口的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量，向轉(zhuǎn)化槽中有機廢棄物表面倒上適量的昆蟲(家蠅、大頭金蠅、水虻、黃粉蟲等)幼蟲，轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件，轉(zhuǎn)化完全后，打開轉(zhuǎn)化槽底部兩端的鎖扣，使轉(zhuǎn)化槽底部由中間向兩邊落下，混合料落入收集推車中，然后進行微波殺活處理，烘干后通過旋風(fēng)分離機除去不可利用雜質(zhì)。提取昆蟲蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0009]本項目旨在研究開發(fā)一種昆蟲`轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及機械化裝置，利用食腐性昆蟲實現(xiàn)有機廢棄物生物轉(zhuǎn)化。
[0010]與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)點是顯而易見的:
[0011]1、本發(fā)明的一個優(yōu)勢就是直接利用有機廢棄物；2、本發(fā)明在轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的過程中，提取油脂后的殘留物可以作為蛋白飼料；3、該專利利用有機廢棄物制備生物柴油，通過機械化實現(xiàn)高效率養(yǎng)殖和轉(zhuǎn)化技術(shù)，既降低了生物柴油的原料成本，又通過機械化養(yǎng)殖技術(shù)降低了人工成本。
[0012]食腐性昆蟲轉(zhuǎn)化在變廢為寶的同時，既可解決農(nóng)業(yè)面環(huán)境污染問題、又可消除糞便中的病原菌對人類健康造成的威脅，實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，具有良好的社會效益。由于集約化養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，隨之帶來的畜禽糞便等有機廢棄物環(huán)境污染問題日益突出。因此，對有機廢棄物進行無害化處理，資源化利用，防止和消除養(yǎng)殖場畜禽糞便的污染，對保護生態(tài)環(huán)境，推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和增強中國農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力具有十分重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】[0013]圖1:是本發(fā)明的工藝流程圖；
[0014]圖2:是本發(fā)明方法的專用裝置示意圖。圖中各編號定義如下:1為輸料管道，2為出料口，3為控制閥，4為輸水管道，5為噴淋控制口，6為剛體轉(zhuǎn)化槽，7為底部鎖扣，8為支撐架，9為支撐管，10為泥漿泵，11為收集推車。
[0015]圖3:是本發(fā)明的方法和裝置制備的底部活動收集蟲體裝置。圖中各編號定義如下:7為底部鎖扣，12為活動底板，13為活動底板，14為嵌合凹槽。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]本發(fā)明裝置具體的的操作過程是使用泥漿泵10將有機廢棄物打入輸料管道1，控制每個排料口 2的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，通過控制閥3來控制排料量，向轉(zhuǎn)化槽中有機廢棄物表面接入一定比例的3日齡家蠅幼蟲(則接種量為1000頭/kg有機廢棄物，控制轉(zhuǎn)化過程物料的含水量為70-80%，轉(zhuǎn)化過程中利用4為輸水管道，5為噴淋控制口來實現(xiàn)溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每2天用鐵鏟小心翻動有機廢棄物，以便幼蟲充分分散到有機廢棄物更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到IOd至14d蟲子有50%化蛹)，打開剛體轉(zhuǎn)化槽6底部兩端底部的鎖扣7，使轉(zhuǎn)化槽7底部由中間向兩邊為活動底板13落下，14為嵌合凹槽。混合料落入收集推車11中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過溶劑法提取家蠅幼蟲蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0018]實施例2
[0019]使用泥漿泵將沼渣打入輸料管道，控制每個排料口的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量(50升容積中各加入40kg有機廢棄物)，向轉(zhuǎn)化槽中沼渣表面接入一定比例的3日齡家蠅幼蟲，接種`量為2000頭/kg有機廢棄物豬糞(含水量一般在70-80 %范圍內(nèi))。轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每2天用鐵鏟小心翻動沼渣，以便幼蟲充分分散到沼渣更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到5d至6d蟲子有50%化蛹)，打開剛體轉(zhuǎn)化槽6底部兩端底部的鎖扣7，使轉(zhuǎn)化槽7底部由中間向兩邊為活動底板13落下，14為嵌合凹槽?；旌狭下淙胧占栖?1中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過溶劑法提取家蠅幼蟲蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0020]實施例3
[0021]利用特定昆蟲的飼養(yǎng)和利用方法(昆蟲飼養(yǎng)，蟲體處理，生物柴油的轉(zhuǎn)化)
[0022]使用泥漿泵將豬糞打入輸料管道，控制每個排料口的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量(50升容積中各加入40kg有機廢棄物)，向轉(zhuǎn)化槽中豬糞表面接入一定比例的3日齡家蠅幼蟲，接種量為2000頭/kg豬糞(含水量一般在70-80%范圍內(nèi))。轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每2天用鐵鏟小心翻動有機廢棄物(豬糞)，以便幼蟲充分分散到有機廢棄物(豬糞)更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到5d至7d蟲子有50%化蛹)，打開剛體轉(zhuǎn)化槽6底部兩端底部的鎖扣7，使轉(zhuǎn)化槽7底部由中間向兩邊為活動底板13落下，14為嵌合凹槽?；旌狭下淙胧占栖?1中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過溶劑法提取家蠅幼蟲蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0023]實施例4[0024]使用泥漿泵將雞糞打入輸料管道，控制每個排料口的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量(50升容積中各加入40kg有機廢棄物)，向轉(zhuǎn)化槽中雞糞表面接入一定比例的水虻幼蟲(則接種量為1000頭/kg有機廢棄物雞糞。轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每天用鐵鏟小心翻動雞糞，以便幼蟲充分分散到有機廢棄物雞糞更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到IOd至15d蟲子有50%化蛹)，打開轉(zhuǎn)化槽底部兩端的鎖扣，使轉(zhuǎn)化槽底部由中間向兩邊落下，混合料落入收集推車中，然后進行微波殺活處理，烘干后提取家蠅蛆蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0025]實施例5
[0026]使用泥漿泵將有機廢棄物牛糞打入輸料管道，控制每個排料口的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量(50升容積中各加入30kg有機廢棄物)，向轉(zhuǎn)化槽中有機廢棄物牛糞表面接入一定比例的大頭金蠅蛆幼蟲(則接種量為1000頭/kg有機廢棄物雞糞。轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每天用鐵鏟小心翻動有機廢棄物牛糞，以便幼蟲充分分散到牛糞更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到5d至6d蟲子有50%化蛹)，打開轉(zhuǎn)化槽底部兩端的鎖扣，使轉(zhuǎn)化槽底部由中間向兩邊落下，混合料落入收集推車中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過旋風(fēng)分離機除去不可利用雜質(zhì)。提取大頭金蠅蛆蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0027]實施例6
[0028]使用泥漿泵將有機廢棄物餐飲垃圾打入輸料管道，控制每個排料口的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量(50升容積中各加入30kg有機廢棄物)，向轉(zhuǎn)化槽中有機廢棄物餐飲垃圾表面接入一定比例的大頭金蠅蛆幼蟲(則接種量為3000頭/kg有機廢棄物雞糞。轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每天用鐵鏟小心翻動有機廢棄物餐飲垃圾，以便幼蟲充分分散到有機廢棄物餐飲垃圾更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到4d至6d蟲子有50%化蛹)，打開轉(zhuǎn)化槽底部兩端的鎖扣，使轉(zhuǎn)化槽底部由中間向兩邊落下，混合料落入收集推車中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過旋風(fēng)分離機除去不可利用雜質(zhì)。提取大頭金蠅蛆蟲體脂肪用于制備生物柴油。
[0029]實施例7
[0030]將有機廢棄物(農(nóng)作物葉片，菜市場垃圾等)轉(zhuǎn)入到支架上的轉(zhuǎn)化槽中，根據(jù)排料量(50升容積中各加入20kg有機廢棄物)，向轉(zhuǎn)化槽中表面接入一定比例的黃粉蟲幼蟲(則接種量為1000頭/kg有機廢棄物。轉(zhuǎn)化過程中利用端控系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，以便幼蟲充分分散到有機廢棄物更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(待到50d至60d)，打開轉(zhuǎn)化槽底部兩端的鎖扣，使轉(zhuǎn)化槽底部由中間向兩邊落下，混合料落入收集推車中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過旋風(fēng)分離機除去不可利用雜質(zhì)。提取蟲體油脂用于制備生物柴油。
【權(quán)利要求】
1.一種食腐性昆蟲轉(zhuǎn)化有機廢棄物制備生物柴油的方法及裝置，其特征在于:由溫控系統(tǒng)、噴霧加濕系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、烘干提油系統(tǒng)組成，對有機廢棄物(沼渣，豬糞，雞糞，牛糞,餐飲垃圾等)處理,采用食腐性昆蟲(家蠅、大頭金蠅、水虻、黃粉蟲等)幼蟲,將有機物轉(zhuǎn)化為昆蟲脂肪用于生物柴油的制備。本發(fā)明裝置具體的的操作過程是使用泥漿泵10將有機廢棄物打入輸料管道1，控制每個排料口 2的排料量，排入支架上的轉(zhuǎn)化槽中，通過控制閥3來控制排料量，向轉(zhuǎn)化槽中有機廢棄物表面接入一定比例的食腐性昆蟲幼蟲(則接種量為1000頭/kg有機廢棄物，控制轉(zhuǎn)化過程物料的含水量為70-80%，轉(zhuǎn)化過程中利用4為輸水管道，5為噴淋控制口來實現(xiàn)溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，每2天用鐵鏟小心翻動有機廢棄物，以便幼蟲充分分散到有機廢棄物更好的利用，轉(zhuǎn)化完全后(有50 %化蛹)，打開剛體轉(zhuǎn)化槽6底部兩端底部的鎖扣7，使轉(zhuǎn)化槽7底部由中間向兩邊為活動底板13落下，14為嵌合凹槽?；旌狭下淙胧占栖?1中，然后進行微波殺活處理，在50度烘干后通過溶劑法提取家蠅幼蟲蟲體脂肪用于制備生物柴油；蟲體殘留物用于制備蛋白飼料添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用泥漿泵將有機廢棄物打入轉(zhuǎn)化槽中，向轉(zhuǎn)化槽中接入食腐性昆蟲，轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件(溫度25-32度，濕度60-75% )，用泥漿泵將有機廢棄物打入轉(zhuǎn)化槽中，向轉(zhuǎn)化槽中接入食腐性昆蟲，轉(zhuǎn)化過程中利用溫控系統(tǒng)和噴霧加濕系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)化完全后，打開轉(zhuǎn)化槽底部兩端的鎖扣，使轉(zhuǎn)化槽底部由中間向兩邊落下，混合料落入收集推車中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，食腐性昆蟲脂肪被提取后用于制備生物柴油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，食腐性昆蟲包括家蠅、大頭金蠅蛆、水虻、黃粉蟲等的幼蟲 等。
【文檔編號】A23K1/10GK103805334SQ201210454120
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】李慶, 李武, 劉盛林, 鄭龍玉, 郝勃, 喻子牛 申請人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 新疆西域牧歌農(nóng)業(yè)科技有限公司