专利名称：以餐厨垃圾为原料生物转化生产燃料乙醇的生产方法
技术领域：
本发明属于废弃资源再生利用的技术领域，特别涉及餐厨垃圾综合利用工艺，具体涉及 废弃餐厨垃圾为主要原料转化生产燃料乙醇的工艺技术。
技术背景餐厨垃圾又称泔水，主要来源于宾馆、饭店、企事业单位食堂，其数量大、混杂物多。 其主要成分有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类等有机物，同时还含有一定量的钙、镁、钾、铁 等微量元素。 一方面，泔水垃圾的有机物质含量高，有毒有害物质含量少，可以作为饲料； 另一方面，泔水垃圾的含水率较高、易腐，且其中含有病源微生物，必须及时对其进行适当 的处理，否则容易造成二次污染。随着经济的快速发展，城市规模的迅速扩大和城市人口的增多，泔水的产生量也不断增 加，对环境的污染愈加突出。目前餐厅、食堂通常对泔水的处理方法是直接排放或收集后直 接作为饲料。直接排放势必造成一定程度的环境污染。目前城市食物垃圾处理费用已达100 元/t以上，且在不断增加之中；如直接喂饲动物而成为传播疫病的重要隐患。从屠宰检疫检 验结果来看，用泔水喂养的猪，其肉质明显不如用正规饲料饲养的猪好。据有关资料显示， 用泔水喂养的猪发病率比正常饲养的猪高30%-50%。"泔水猪"不但容易引起动物感染沙门氏 杆菌、大肠杆菌等10多种传染病，而且由于病原体寄生在猪的体内并繁衍，还可造成多种人 畜共患病的发生。用泔水喂猪的养猪户一般都是居住在城镇周边的散养户，绝大多数不具备 动物防疫条件，泔水中含有病源微生物一旦侵入，即可引起发病；这些病猪再通过不法猪贩 的收购、出售，很容易导致动物疫病的传播。另外，由于"泔水猪"肉质差，经营者只能 通过非法渠道流入管理不规范的市场和一些小饭店、小餐馆及工地食堂等，由丁逃避了动物 检疫监督，可能导致带有病原体的猪肉被人食用，影响人体健康。目前国内外利用餐厨垃圾最广泛的方法是餐厨垃圾经过简单处理(灭菌，烘干)后，直 接作为饲料。但未能对餐厨垃圾资源进行最大化利用。餐厨垃圾属于特殊垃圾，含有大量的 营养物质，其主要成分为淀粉、蛋白质、脂类等，是微生物生长及生物转化的良好基质。因 此，利用微生物对餐厨垃圾中有效物质进行生物转化有着重要的现实意义。近年来国际油价的疯涨以及石油资源的不可再生性，已经严重影响到了人们的正常生产、生活水平，能源危机已成为制约经济发展的一大障碍。为了缓解石油压力，我国在本世纪初 开始了对乙醇汽油的试点计划，但其推广和使用仍不甚理想，其中价格高是根本原因。目前 燃料乙醇的生产原料主要是玉米，生产1吨燃料乙醇需要3.3吨玉米，生产成本居高不下。 所以，寻找新的酒精生产原料是燃料酒精的推广使用的前提。本专利通过选育的优良酒精高产酵母，对餐厨垃圾进行生物转化，使餐厨垃圾变废为宝，生产低成本燃料酒精，为餐厨垃 圾资源化、产业化探索一条行之有效的方法。本发明的目的是为了更合理地综合利用餐厨垃圾，变废为宝，减少餐厨垃圾处理成本， 提供一种餐厨垃圾生物处理新工艺。即利用生物转化技术将餐厨垃圾中的有效成分转化为燃 料酒精，该工艺新颗、最终产品经济，对餐厨垃圾进行了最大化利用，避免了环境污染，极 有推广应用价值。 发明内容本发明将餐厨垃圾进行打浆，然后通过蒸汽和微波的协同效应进行灭菌处理，降低高温 处理的时间，杀灭餐厨垃圾中的致病微生物，同时避免餐厨垃圾中有效养分的损失及减轻因 美拉德反应带来的褐变问题。然后接种经过选育的酒精高产酵母(SaccUaromyces cere/ZsZae S08),进行生物转化，将餐厨垃圾中有效成分转化成高浓度乙醇，然后对发酵液进行蒸馏， 制成低成本燃料酒精。 本发明的具体方案如下本发明以餐厨垃圾为主要原料的酒精发酵的特征是以重量百分比计，它的原料组成中 含餐厨垃圾60%，玉米粉3%及水37%，以及经选育过的酒精高产酵母(Sacc/ aramyces cerev,'si.ae S08)。本发明以餐厨垃圾为主要原料的酒精发酵生产方法为将原料餐厨垃圾进行打桨，以重 量百分比计，取60%餐厨垃圾桨，3%玉米粉，再加入37%的水，搅拌均匀，进行蒸汽与微波 协同处理10 min，灭菌消毒，接入10%的酒精酵母，37'C发酵40小时，酒精产量在15%(V/V)。本发明所述酒精高产酵母(Sacc/7aramycesce/w/sZae S08)，是经原生质体等综合育种技术选 育出的酵母，可耐受40。C以上的高温，酒精产量在16%以上。本发明所述酒精高产酵母(Saccftaramyces cereWs,'ae S08)，在接种前首先在斜面试管中进行 活化24h，活化使用的培养基为7婆美度麦芽汁培养基；然后接入三角瓶进行一级种子培养， 接种量5%，培养时间24h， 一级种子培养所使用的培养基中含麦芽汁10g，蛋白胨lg，水50mL; 再进行二级种子培养，接种量5%，培养时间24h， 二级种子培养所使用的培养基中含玉米粉 5g,餐厨垃圾100g，蛋白胨lg，水900 mL。本发明利用酒精高产菌株对餐厨垃圾中有效成分的进行生物转化，生产高浓度酒精，降 低了传统的燃料酒精生产原料成本，为城市餐厨垃圾资源化回收利用开辟一条新的工艺路线， 并可获得的可观的经济利益。
以餐厨垃圾为原料生物转化生产燃料乙醇的生产工艺见说明书附图具体实施方式
取餐厨垃圾100kg，挑出棍棒、骨头、贝壳等坚硬物后，用打浆机打浆后约90kg，加入 5kg玉米粉和60kg水，搅拌均匀。然后进行蒸汽、微波协同灭菌处理10min，冷却至45'C， 接入9-10n/。经扩大培养的酵母种子液，39-4(TC发酵40h，发酵液酒精产量为15%(V/V)以上， 发酵液经板框压滤后，流出的清液经蒸馏后制成浓度90%以上的燃5^斗酒精。
权利要求
1. 以餐厨垃圾为原料生物转化生产燃料乙醇的生产方法，其特征在于以重量百分比计，它的原料组成中含餐厨垃圾60％，玉米粉3％，水37％，以及具有优良性状的酒精高产酵母菌(Saccharomyces cerevisiae S08)。
2、 根据权利要求1所述以餐厨垃圾为主耍原料生物转化生产燃料酒精，其特征在于它的生产 工艺为将原料餐厨垃圾进行打浆，以重量百分比计，取60%餐厨垃圾浆，3%玉米粉，再加 入37%的水，搅拌均匀，进行蒸汽及微波协同处理10 min，灭茵消毒，接入酒精高产酵母 (Sacctoromyces cereWsZae S08),接种量10%, 37'C发酵吋问40 h，酒精产量在15% (V/V)。
3、 根据权利耍求1和2所述以餐厨垃圾为主耍原料生物转化生产燃料洒賴，其特征在于所 述酒精高产酵母(Sacc/iaromyces cereWsZae S08)，在接种前首先在斜面'式皆中进行活化24h，活 化使用的培养基为7婆美度麦芽汁培芥基；然后接入三角瓶进行一级种子培养，接种量5%， 培养时间24h, —级种子培养所使用的培养基中含麦芽汁10g,蛋白胨lg，水50mL;再进行 二级种子培养，接种量5%，培养时间24 h， 二级种子培养所使用的培奍基屮含玉米粉5g， 餐厨垃圾100g，蛋白胨lg，水900 mL。
全文摘要
本发明属于废弃资源再生利用的技术领域，提供了一种利用餐厨垃圾生物转化生产燃料乙醇的生产方法。它包括将餐厨垃圾进行打浆，蒸汽、微波协同灭菌处理；接种酒精高产酵母，进行生物转化，将餐厨垃圾中有效成分转化成高浓度乙醇；对发酵液进行蒸馏，制成低成本燃料酒精。该方法独特、工艺新颖、最终产品经济，对餐厨垃圾进行了最大化的综合利用，避免了环境污染，极有推广应用价值。
文档编号C12P7/06GK101255447SQ20081005920
公开日2008年9月3日 申请日期2008年1月4日 优先权日2008年1月4日
发明者刘士旺, 戴德慧, 毛建卫, 胡伟莲, 陈贵才 申请人:浙江科技学院;杭州汇能生物技术有限公司