专利名称：餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法
技术领域：
本发明涉及一种固体废物无害化资源化的方法，更特别地，该技术为餐饮垃圾无害化资源化湿热处理制饲料技术，属固体废物处理处置技术领域。
背景技术：
我国城市产生的餐饮垃圾量大、面广，主要是宾馆、饭店、企事业单位食堂等在经营过程中产生的剩饭剩菜、食品生产与加工部门的下脚料以及家庭厨房产生的厨馀垃圾等混合物。此类垃圾以其含水率高、可回收资源含量高、极易腐败变质污染环境等特点，在城市生活垃圾中占有很重要的地位。
由于餐饮垃圾含水率高、营养成分含量高，使得此类垃圾非常容易变质，滋生病毒、细菌等微生物。过去，此类垃圾或者直接拉到郊区喂猪，或者与其它城市垃圾混合处理。前者会造成猪肉品质下降以及一些传染病的蔓延，后者会大幅度增加城市垃圾的处理难度和处理工作量，从卫生角度和经济角度都是不适宜的。因此，需要餐饮垃圾单独处理的无害化、资源化技术。
目前，国内外餐饮垃圾处理技术主要包括以下几类简单破碎技术。以快餐为主的欧美发达国家大多是在厨房安装一台破碎机，将厨馀垃圾割碎，用水冲到下水管网中，与城市生活污水一起处理。这种方法优点是价格便宜，操作简单。但是，这种方式并不适合餐饮垃圾产生量巨大的中国国情。另外，它一方面需浪费干净的水进行冲洗，增加了城市污水处理厂的负荷，另一方面将这些营养物白白冲掉，也是一种巨大的资源浪费。
生物处理技术。出于资源化的概念，国内外很多研究机构开发了基于生物发酵的餐饮垃圾生物处理工艺。它包括厌氧和好氧两种。厌氧发酵是将有机废物在厌氧菌作用下，降解产生沼气，用来发电，底物经脱水制作肥料。好氧发酵是在通空气的条件下，好氧微生物起作用，使有机废物发酵达到腐熟，最终将垃圾制成肥料。生物方法工艺简单，运行费用较低，二次污染少。但是，餐饮垃圾中的高油脂含量和高含盐量非常不利于微生物生长，也制约了生物处理技术的效果。另外，生物处理技术受水分、有机物含量、碳氮比、通风等因素影响较大，反应也比较缓慢，最终产物难于处置，并不能最终满足用户的需求。
中国专利98103203.6公开了一种厨余废弃物再生成禽畜饲料的方法，其特征在于直接将收集的厨余废弃物经来源分类、破碎、计量配方、脱水后至累批待料槽送入卧式搅拌槽进行蒸煮杀菌、发酵和干燥处理后制成半成品。然后依所需进行造粒或粉剂制成鱼、禽、畜饲料。
中国专利00123345.9公开了一种餐饮垃圾的处理方法和装置。它将餐饮垃圾通过热解脱水——挤压脱水脱脂——粉碎、高温高压灭菌——干燥的一套处理过程，最终获得洁净畜禽饲料的处理方法及装置。其处理装置由物料流动式热解装置、挤压装置和溶炼装置组成。
中国02125722.1号专利申请案公开了一种餐饮垃圾饲料化处理方法及用于该方法的成套设备。该方法包括粉碎、脱水、二次粉碎、干燥及灭菌、添加饲料添加剂和造粒等步骤，还包括对处理过程产生的液体进行油水分离和废气曝气处理。
以上专利的方法均为先脱水，再加热，且没有膨化步骤，最终产物中营养结构和物理加工性能改善效果不显著。
发明内容
本发明的目的是提供一种餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，对餐饮垃圾进行高温处理制成饲料的方法。
本发明餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，其具体步骤包括去除杂质、破碎、湿热加热、膨化处理、脱水脱油、分离回收油脂、干燥七个步骤。
该方法将去除杂质的餐饮垃圾在含水的环境中进行湿热加热，然后膨化，最后脱水干燥，而中国专利98103203.6，中国专利00123345.9，中国02125722.1号专利申请案均是先脱水，再加热灭菌，且均没有膨化步骤。本发明的方法中湿热加热时，适量水的存在具有以下优点1、有利于垃圾中的大分子有机物发生化学分解反应，生成易于被动物所消化吸收的小分子有机物，提高产物的消化率，且会产生致香反应，使产物更适于作饲料；2、与干热相比，湿热加热更容易实现彻底灭菌消毒；3、湿热加热可大大提高垃圾的脱水脱油等物理加工性能，有利于后续步骤的加工处理。本发明的膨化步骤可以大大改进固体产物的微观结构，改善加工性能，使之更适于作饲料。
本发明的方法中，第一步骤利用人工分选和机械分选去除餐饮垃圾中酒瓶盖、塑料袋、筷子、勺子、金属等非营养成分杂质。人工分选可由餐饮单位在收集垃圾时人工完成，机械分选是利用机械分选去污机来完成。
本发明的方法中，第二步骤是将去除杂质的的餐饮垃圾进行破碎，将垃圾中的骨头等大块物质粉碎至一定大小。
本发明的方法中，第三步骤是将经过破碎的餐饮垃圾在含水的环境下进行湿热加热处理，调节含水量要求水面淹没固体物，处理温度为100～135℃，优选121℃，加热时间为20～60分钟，优选30～40分钟，压力为1～3atm。加热方式采用介质加热，介质可采用导热油或水蒸气。反应过程以化学反应为主，大分子有机物分解为易于被动物所消化吸收的小分子有机物，提高产物消化率和营养价值。通过湿热加热步骤，对垃圾进行彻底灭菌。
本发明的方法中，第四步骤是将湿热加热的餐饮垃圾瞬间卸压进行膨化，改善固体产物的孔隙率等微观结构，增强产物的脱水、脱油等物理加工性能。
本发明的方法中，第五步骤是对膨化后的垃圾进行脱水脱油，该步骤可采用重力法，利用溢流设备完成，也可采用压滤机、滚筒脱水机等脱水设备来完成。
本发明的方法中，第六步骤将脱出的油水混合物通过油水分离器分离回收油脂。
本发明的方法中，第七步骤，对脱水脱油后的垃圾进行干燥制成饲料原料。
本发明的饲料原料产物符合卫生安全标准。通过调理，可制成营养价值很高的优质鱼、家养宠物、禽、畜饲料。
图1为本发明流程图。
下面配合流程图详细说明本发明的方法。
本发明主要针对宾馆、饭店、企事业单位食堂等在经营过程中产生的剩饭剩菜、下脚料，食品加工厂生产过程中产生的食品废物和居民家庭产生的厨馀垃圾等。
首先，去除收运来的餐饮垃圾中的酒瓶盖、塑料袋、筷子、勺子、金属等非营养成分，这一步最好在垃圾收集时完成，也可通过分选机械如格栅去污机来完成；然后将垃圾破碎为一定大小，将破碎后的垃圾送至湿热加热装置。
其次，调节水分，使水面淹没固体物；将垃圾在含水的环境中密闭加热，加热温度为100～135℃，加热20～60分钟，优选30～40分钟。湿热反应器内的压力为约1～3atm。对于饭店、宾馆等小型湿热处理装置加热方式可采用导热油加热，对于小区等大型集中处理工程装置可采用蒸汽加热。在此处理步骤，需要有水存在，所以湿热处理之前，垃圾不脱水。垃圾中的细菌、病毒被杀灭；部分大分子有机物水解，生成易于被动植物所吸收的小分子有机物，蛋白质、淀粉、纤维素、脂肪等营养成分的物理化学结构发生变化，使得更易于被动植物所利用，有利于作饲料原料；垃圾中的蔬菜、肉类细胞被破坏，部分细胞内脂类和细胞内水析出，有利于脱水、脱脂。
接着，将湿热反应器中的垃圾瞬间卸压，使垃圾膨化，改善垃圾结构，提高垃圾物理加工性能。
然后，将垃圾进行脱水脱油，垃圾从湿热反应器迅速卸压释放入体积较大的膨化罐，然后送至中转容器，静置一段时间，将浮在上层的油水混合物通过溢流分离出来。也可采用压滤机、滚筒脱水机等脱水设备来完成，脱水设备可商业购得。脱出的油水混合物经油水分离器分离回收废油脂，送至油脂贮存罐，油水分离器可商业购得。废水送废水处理厂。
最后，将脱水脱油后的垃圾进行干燥。可采用热风烘干，具体方法为将脱水后的产物平摊在滚动的链条上利用热风烘干，热风由直热式鼓风机提供，直热式鼓风机可商业购得。也可采用热交换器，利用处理过程中产生的热介质进行换热干燥。
干燥后的固性产物作为饲料原料，经过调理，可制成优质的鱼、家养宠物、禽、畜饲料。
此处所说的膨化是指将湿热处理后的垃圾瞬间卸压，使垃圾中的水分瞬间汽化逸出，有利于改善垃圾微观颗粒结构，增加产品孔隙率，提高物理加工性能，增强口感，为最终制成饲料产品服务。所说的瞬间卸压可采用两种方式，一种为湿热反应器通过一个电磁阀瞬间曝露于常压，这种方式效果最佳，但不易实现，且噪音较大；一种是逐步卸压，将湿热反应器通过电磁阀与一个容积远大于它的容器连接，该容器通过电磁阀与另外一个同等容积的容器相联，依此可连接多个容器，最末尾的容器通过电磁阀与外界常压空气相连。依次逐步开启电磁阀，使湿热反应器内压力逐步降低，采用的容器个数根据实际需要而定。此处逸出的水蒸气由集气罩收集，送入废尾气净化系统。
本发明的脱水方式可选择性的采用离心脱水等一切适用的脱水方法。
本发明的尾气净化系统由冷却装置、除臭装置、烟囱组成。工艺各个环节产生的蒸汽、废气均通入废气净化系统。所说的冷却装置、除臭装置和烟囱均商业可得。
具体实施例方式
实施例1单个饭店产生的餐饮垃圾量较少，其就地处理采用小型湿热处理工艺。餐饮垃圾收集时将餐饮垃圾中的瓶盖、塑料袋、筷子、勺子、金属等非营养成分去除。然后利用切割破碎机将垃圾中的骨头等粗大、硬度较大的物质切割成小块，此处所用的破碎机可采用中国专利CN1087556公开的切割破碎机。然后将垃圾放入湿热反应器，调节水面淹没固体物，在含水的环境中将垃圾加热到121℃，停留30分钟。加热方式采用导热油加热。将湿热处理后的垃圾逐步卸压，实现膨化，方法为将湿热反应器通过电磁阀与一个容积远大于它的容器连接，该容器通过电磁阀与另外一个同等容积的容器相联，依此可连接多个容器，最末尾的容器通过电磁阀与外界常压空气相连。依次逐步开启电磁阀，使湿热反应器内压力逐步降低，排出的气体通入废气净化器，所采用的电磁阀采用上海大禹公司生产的ZBSF系列不锈钢电磁阀。将经过膨化的垃圾产物，通过利用溢流分离出粗油脂，通入储油容器。然后将固体物进行挤压脱水，脱出的水分排入市政管网与城市生活污水一起处理，挤压脱水机可采用自贡雷鸣公司生产的NDC系列挤压脱水机。然后将挤压脱水后的产物平摊在滚动的链条上利用热风烘干，烘干蒸发出的气体由集气罩收集通入废气净化器，热风由直热式鼓风机提供，直热式鼓风机可采用日本TSK系列热风机，可由上海宏翊金属材料有限公司商业购得。烘干后的产品根据饲料配方进行调理，作为生产鱼、家养宠物、禽、畜饲料的原料。
实施例2区域餐饮垃圾处理量较大，餐饮垃圾的的集中处理采用大型湿热处理工艺。餐饮垃圾收集时将餐饮垃圾中的瓶盖、塑料袋、筷子、勺子、金属等非营养成分去除。将区域内各餐饮单位产生的餐饮垃圾运输到集中处理厂。利用切割破碎机将垃圾中的骨头等粗大、硬度较大的物质切割成小块，此处所用的破碎机可采用中国专利CN1087556公开的切割破碎机。然后将垃圾送至湿热反应器，调节垃圾水分含量至液面淹没固体物，加热至100～135℃，加热30分钟，加热方式采用导热油加热。将湿热处理后的垃圾瞬间卸压，实现膨化，方法为将湿热反应器通过电磁阀与外界常压空气相连。瞬间开启电磁阀，使湿热反应器内蒸汽迅速排出到一个大型容器，大型容器通过引风机通入废气净化器，所采用的电磁阀采用上海大禹公司生产的ZBSF系列不锈钢电磁阀。将经过膨化的垃圾产物通入一个中转容器，利用密度差，使油、水、固体物分层，通过溢流将油水混合物分离出来，通如油水分离器，回收废油脂，废水送至城市污水处理系统。将底层的固体物进行挤压脱水，脱出的水分送至城市污水处理系统，挤压脱水机可采用自贡雷鸣公司生产的NDC系列挤压脱水机。然后将挤压脱水后的产物平摊在滚动的链条上利用热风烘干，烘干蒸发出的气体由集气罩收集，通入废气净化系统，热风由直热式鼓风机提供，直热式鼓风机可采用日本TSK系列热风机，可由上海宏翊金属材料有限公司商业购得。烘干后的产品根据饲料配方进行调理，作为生产鱼、家养宠物、禽、畜饲料的原料。
权利要求
1.一种餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，包含有下列步骤垃圾去除杂质、破碎、脱水脱油、分离回收油脂、干燥，其特征是在破碎工序后加入湿热加热工序，在湿热加热工序后加入膨化处理工序。
2.根据权利要求1所述的餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，其特征是所述的湿热加热工序是调节水量至水面淹没固体物。
3.根据权利要求1所述的餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，其特征是所述的湿热加热工序加热温度为100～135℃。
4.根据权利要求1所述的餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，其特征是所述的湿热加热工序其加热时间为20～60分钟。
5.根据权利要求1所述的餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，其特征是所述的膨化处理工序是瞬间卸压。
6.根据权利要求1所述的餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，其特征是所述的膨化处理工序是逐步卸压。
全文摘要
一种餐饮垃圾湿热加热制备饲料的方法，属于固体废物处理处置技术领域。本发明饲料制备方法包含垃圾去除杂质、破碎、湿热加热、膨化处理、脱水脱油、分离回收油脂、干燥等七个工序，采用本发明制备方法生产的饲料容易被动物消化吸收，在生产过程中没有二次污染。
文档编号A23K1/10GK1596692SQ20041000936
公开日2005年3月23日 申请日期2004年7月23日 优先权日2004年7月23日
发明者聂永丰, 任连海, 王宇卓 申请人:清华大学