一种蜜柚废果无害化处理的装置的制作方法

本实用新型涉及废弃物资源化利用领域，尤其是一种蜜柚废果无害化处理的装置。

背景技术：

近年来由于产业结构调整，水果和蔬菜集约化种植的迅速发展，果蔬废弃物的大量产生和富集已经构成了对农田、水体、果蔬配送市场和其他人居环境的严重威胁，成为一种不可忽视的污染源。蜜柚以果大色美味佳，皮薄肉嫩汁多，甜酸爽口化渣，无籽耐贮质优而闻名海内外，素有"天然水果罐头"之美称，具有调节人体新陈代谢之功效，有降压舒心、祛痰润肺、消食醒酒，降火利尿等功效。但是，在蜜柚种植与销售过程中，不可避免出现蜜柚废果的处理问题。以平和县为例，全县琯溪蜜柚种植规模到达65万亩，废柚果每年产生量达十余万吨，已经构成了对农田、水体、果蔬配送市场和其他人居环境的严重威胁，成为一种不可忽视的污染源。而且，近年来柚子品质在持续下降，部分种植区因柚子“木质化”出现过销售不好、大量抛弃腐烂的现象，给果农造成很大经济损失。

目前，针对果蔬废弃物处理与应用已经有一些研究与应用。中国发明专利申请CN107867944A公开了一种番石榴专用肥及其制备方法，通过用废果渣与湿牛粪、沼气残渣、酒糟、秸秆、中药渣、木薯渣等发酵后综合在一起，加入塘泥、草木灰、石灰粉混匀后喷洒稀释食醋液制成番石榴专用肥，具有改良土壤、提高品质、增产抗病、复合营养的功效。中国发明专利CN105038262B提供了一种环保型再生软化剂，原材料为废弃的油渣和废弃的果皮(果壳)等，通过加入少量化学助剂后混合搅拌，加热蒸馏，油渣和果皮(果壳)中的脂肪酸、脂肪醇、有机酚等发生酯化反应，制得环保再生软化剂可用于橡胶生产。中国发明专利CN102322729B提供了一种果渣的脱水干燥处理工艺及其设备，包括以下步骤：(1)、果渣的中和、松散处理；(2)、果渣的脱水处理；(3)、果渣的干燥处理；将提取果汁和果胶后的废果渣进行脱水干燥处理后，成为加工动物饲料和生物质燃料的原料等有价值的资源，变废为宝，既解决了污染环境的问题，又节约了能源，同时降低了成本。中国发明专利申请CN105815548A涉及一种利用落果苹果加工猪用颗粒饲料的方法，将落果苹果的分拣处理后去除腐烂果，或将部分腐烂果进行去除清洗，并进行打浆待用后将收获的苜蓿晾晒干，打成8～15目的草粉待用；将玉米粉碎成10～22目的玉米粉待用；用42～56％的落果苹果浆、20～30％的草粉、15～25％的麸皮、15～25％的玉米粉进行混合搅拌均匀；用全模颗粒机加成猪用颗粒饲料，将苹果落果中含有15％的碳水化合物及果胶，维生素A、C、E及钾和抗氧化剂等含量丰富的资源得到充分利用。中国发明专利申请CN102392062A涉及一种利用腐烂水果为原料制备细菌纤维素的方法，包括：(1)将腐烂水果压榨后，收集汁液，用纯水将其配制成总糖含量为2.5～5wt％的果汁液，然后灭菌，再经过膜过滤除菌，得处理后的果汁液；(2)在上述处理后的果汁液中接入细菌纤维素生产菌株，在20～30℃温度下静置培养，或者在20～30℃、50～400rpm转速下动态培养，经5～20天制得细菌纤维素；制备方法简单，原料廉价易得，成本低，适合规模化生产。

总体看来，目前针对果蔬废弃物处理与应用工艺相对复杂，应用有较强的局限性，适用于一种水果的工艺不能运用到其他水果，工艺与水果的特性关联度大。以蜜柚为例，蜜柚废果表面包覆有塑料膜，现有的废果堆肥工艺无法分离并处理蜜柚废果表面塑料包膜，另一方面，蜜柚废果表皮厚实、纤维富集，难以利用低成本的方法通过化学助剂作用提取有价值的元素，因此，蜜柚废果处理难度大，目前尚未有蜜柚废果资源化回用于蜜柚种植的相关技术报道。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有的蜜柚废果堆积难处理，污染环境，资源化处理技术和装置缺乏的问题，提供一种蜜柚废果无害化处理的装置。

具体方案如下：

一种蜜柚废果无害化处理的装置，包括1#破碎机(1)、压榨机(2)、1#输送装置(3)、2#输送装置(4)、发酵装置(5)、3#输送装置(6)、微量元素储仓(7)、1#定量给料装置(8)、调质装置(9)、2#定量给料装置(10)、吸附负载装置(11)、2#破碎机(12)、4#输送装置(13)、混合装置(14)、5#输送装置(15)、干燥装置(16)、热解装置(17)、冷却装置(18)和6#输送装置(19)；

其中，1#破碎机(1)出口与压榨机(2)入口相连；压榨机(2)固相出口与1#输送装置(3)入口相连；压榨机(2)液相出口与2#输送装置(4)入口相连；2#输送装置(4)出口与发酵装置(5)入口相连；发酵装置(5)出口与3#输送装置(6)入口相连；3#输送装置(6)出口与调质装置(9)入口相连；微量元素储仓(7)出口与1#定量给料装置(8)入口相连；1#定量给料装置(8)出口与调质装置(9)入口相连；调质装置(9)出口与2#定量给料装置(10)入口相连；2#定量给料装置(10)出口与吸附负载装置(11)入口相连；

2#破碎机(12)出口与4#输送装置(13)入口相连；4#输送装置(13)出口与混合装置(14)入口相连；混合装置(14)出口与5#输送装置(15)入口相连；5#输送装置(15)出口与干燥装置(16)入口相连；干燥装置(16)固相出口与热解装置(17)入口相连；热解装置(17)固相出口与冷却装置(18)入口相连；冷却装置(18)出口与6#输送装置(19)入口相连；6#输送装置(19)出口与吸附负载装置(11)入口相连。

进一步的，热解装置(17)废烟气出口与干燥装置(16)相连。

进一步的，所述蜜柚废果无害化处理装置还包括燃烧装置(20)、7#输送装置(21)和烟囱(22)，其中热解装置(17)热解燃气出口与燃烧装置(20)相连；燃烧装置(20)产生的热能供给热解装置(17)；燃烧装置(20)的烟气出口与干燥装置(16)相连；干燥装置(16)的气相出口通过7#输送装置(21)连接到烟囱(22)。

进一步的，所述的1#破碎机(1)、2#破碎机(12)各自独立地为普通剪切式破碎机；所述的压榨机(2)各自独立地为普通水果榨汁机。

进一步的，所述的1#输送装置(3)、4#输送装置(13)、5#输送装置(15)、6#输送装置(19)各自独立地为大倾角皮带输送机、刮板输送机或螺旋输送机。

进一步的，所述的2#输送装置(4)、3#输送装置(6)各自独立地为液体泵；所述的发酵装置(5)各自独立地为带搅拌装置的普通好氧发酵罐。

进一步的，所述的微量元素储仓(7)各自独立地为普通钢仓；所述的1#定量给料装置(8)、2#定量给料装置(10)各自独立地为液体流量计。

进一步的，所述的调质装置(9)各自独立地为带有搅拌装置的液体混合罐；所述的吸附负载装置(11)各自独立地为带有搅拌装置的固液混合罐。

进一步的，所述的混合装置(14)各自独立地为犁刀式混料机、耙式混料机、转筒式混料机或搅拌式混料机；所述的干燥装置(16)各自独立地为回转干燥设备、流态化干燥设备或圆盘式干燥设备。

进一步的，所述的热解装置(17)各自独立地为普通间接加热回转窑热解炉；所述的冷却装置(18)各自独立地为回转筒冷却输送机或带式冷却输送机；所述的燃烧装置(20)各自独立地为普通煤气燃烧器；所述的7#输送装置(21)各自独立地为普通引风机；所述的烟囱(22)各自独立地为普通钢质烟囱或普通砖混结构烟囱。

有益效果：

本实用新型中，将压榨得到的固相果渣热解制备生物炭的同时，使成熟废柚果表面包覆的塑料膜同时实现热解，转变为生物炭，实现低成本解决目前堆肥工艺无法分离并处理废果表面塑料包膜的问题。

再则，本实用新型以蜜柚废果的无害化与资源化利用为目标，通过破碎、压榨、发酵、热解及负载等手段，将蜜柚废果转化为生物炭土壤改良剂，一方面最大程度实现有效元素回收利用；另一方面，将压滤废果渣与蜜柚枝叶混合进行中温无氧热解制备生物炭，经负载发酵液以及微量元素后用于蜜柚种植土壤改良，充分实现废弃蜜柚果无害化处理与资源化利用的目标，为对于保障蜜柚产业走生态、有机种植的科学发展道路，促进蜜柚质量的提升，具有十分重要的应用价值。果蔬废弃物还田利用是一项低成本、高效率的处理方式，也将成为中小城镇处理有机废弃物的一个发展趋势；而生物炭作为土壤改良剂在改善土壤理化性质的同时，还可以作为肥料的缓释剂，对于蜜柚种植具有良好意义。

进一步地，本实用新型利用微量元素对发酵液进行调质处理后，将微量元素负载于生物炭中，并用于蜜柚种植土壤，可有效改良土壤酸化与土壤“木质化”，保水肥土，促使蜜柚增产增收，改善品质。

总之，本实用新型所述的蜜柚废果无害化处理装置充分体清洁环保理念，完全可以避免蜜柚废果造成的环境污染问题，也可以解决当前因填埋与焚烧所造成的资源浪费问题，所述的蜜柚废果无害化处理装置结构紧凑，可实现蜜柚废果无害化处理与100％资源回收利用，可以有效促进蜜柚生产向生态、有机转型，保障蜜柚产业良性科学与可持续发展，具有良好的经济效益与环境效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。

图1是本实用新型一个实施例提供的蜜柚废果无害化处理装置示意图。

具体实施方式

下面给出本实用新型中使用的部分术语的定义，其他未述及的术语具有本领域所公知的定义和含义：

蜜柚废果：蜜柚种植及销售过程中产生的废弃的果实，包括蜜柚树种植过程中的落果、烂果、筛选下的品质差的果实、销售剩余的包膜成果等。

蜜柚木质化：指蜜柚果实囊瓣靠近中心柱(果心)的内果皮开裂，汁胞一层或数层失水硬化。

蜜柚枝叶：蜜柚种植过程中产生的柚树废弃枝叶。

本实用新型提供的蜜柚废果进行破碎，粒度范围控制为<3cm，优选为<1cm，控制粒度目的是为了后续便于压榨处理，提高压榨效率。

本实用新型提供的好氧发酵，发酵的温度为25℃～37℃，时间为24h～72h。好氧发酵的作用是一方面充分利用压榨汁的糖份，通过微生物的生长作用，分泌生物因子等有效成分；另一方面，通过微生物的充分作用，使压榨汁中营养元素和微量元素形态发生转变，更利于植物吸收利用。本实用新型提供的蜜柚枝叶为其种植废弃枝叶，不仅便于就地取材，而且为蜜柚种植废弃枝叶提供再利用途径。

本实用新型提供的无氧热解的温度为400℃-600℃，优选为450-550℃，例如470℃，例如505℃，例如520℃。

本实用新型中，微量元素可以为磷、钾、钙、镁、硅、铁、硫、硼、锰、锌、铜、钼、硒中的一种，也可以是几种混合，微量元素存在形式为常见的含微量元素的物质，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。所述微量元素添加比例为所述发酵液总重的0.01％-0.1％，优选0.03％-0.09％，更优选为0.04％-0.0.07％，例如0.05％，例如0.06％。

本实用新型提供的蜜柚废果无害化处理得到的土壤改良剂，使用于多种类型土壤的改良，例如酸化土壤、重金属污染土壤等，尤其是用于蜜柚种植土壤的改良。申请人经研究分析发现，柚子品质下降的原因可能有以下几个方面：(1)土壤酸化严重，(2)长期施用以化肥为主的肥料导致土壤板结、有机质含量下降，(3)土壤普遍缺氮、硼及锌、镁等微量元素。目前，对于蜜柚废果的处理大多以付费填埋和焚烧方法等方式处理，如何进一步实现废果资源化利用并改良蜜柚种植土壤是一个重要难题。蜜柚废果中富含自身生长必须的内源激素、酶、核酸、多肽、氨基酸等活性物质以及各种微量元素，经合理处置后完全可以回用于蜜柚种植，若采用填埋和焚烧的方法处理必将造成此类有效元素资源的极大浪费。

本实用新型结合蜜柚废果生物质资源特性和蜜柚种植土壤出现的问题，研发蜜柚废果资源回收利用于蜜柚种植，实现土壤长效修复，提高蜜柚产品品质，这对于促进蜜柚种植行业的可持续健康发展具有十分重要的意义。

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。

实施例1

蜜柚废果无害化处理的方法的装置见图1，包括1#破碎机1、压榨机2、1#输送装置3、2#输送装置4、发酵装置5、3#输送装置6、微量元素储仓7、1#定量给料装置8、调质装置9、2#定量给料装置10、吸附负载装置11、2#破碎机12、4#输送装置13、混合装置14、5#输送装置15、干燥装置16、热解装置17、冷却装置18和6#输送装置19；

其中，1#破碎机1出口与压榨机2入口相连；压榨机2固相出口与1#输送装置3入口相连；压榨机2液相出口与2#输送装置4入口相连；2#输送装置4出口与发酵装置5入口相连；发酵装置5出口与3#输送装置6入口相连；3#输送装置6出口与调质装置9入口相连；微量元素储仓7出口与1#定量给料装置8入口相连；1#定量给料装置8出口与调质装置9入口相连；调质装置9出口与2#定量给料装置10入口相连；2#定量给料装置10出口与吸附负载装置11入口相连；

2#破碎机12出口与4#输送装置13入口相连；4#输送装置13出口与混合装置14入口相连；混合装置14出口与5#输送装置15入口相连；5#输送装置15出口与干燥装置16入口相连；干燥装置16固相出口与热解装置17入口相连；热解装置17固相出口与冷却装置18入口相连；冷却装置18出口与6#输送装置19入口相连；6#输送装置19出口与吸附负载装置11入口相连。

作为一种优选的连接方式，热解装置17废烟气出口与干燥装置16相连，将无氧热解燃烧后产生的废烟气用于步骤(3)中所述干燥的能源。

作为一种优选的装置方案，所述蜜柚废果无害化处理装置还包括燃烧装置20、7#输送装置21和烟囱22，其中热解装置17热解燃气出口与燃烧装置20相连；燃烧装置20产生的热能供给热解装置17；燃烧装置20的烟气出口与干燥装置16相连；干燥装置16的气相出口通过7#输送装置21连接到烟囱22。将无氧热解产生的生物燃气燃烧后用作无氧热解自身能源，实现能源自供；将无氧热解燃烧后产生的废烟气用于干燥的能源，之后通过烟囱进行净化处理后排空。

更具体的方案是，所述的1#破碎机1、2#破碎机12为普通剪切式破碎机；

所述的压榨机2为普通水果榨汁机；

所述的1#输送装置3、4#输送装置13、5#输送装置15、6#输送装置19为大倾角皮带输送机、刮板输送机或螺旋输送机；

所述的2#输送装置4、3#输送装置6为液体泵；

所述的发酵装置5为带搅拌装置的普通好氧发酵罐；

所述的微量元素储仓7为普通钢仓；

所述的1#定量给料装置8、2#定量给料装置10为液体流量计；

所述的调质装置9为带有搅拌装置的液体混合罐；

所述的吸附负载装置11为带有搅拌装置的固液混合罐；

所述的混合装置14为犁刀式混料机、耙式混料机、转筒式混料机或搅拌式混料机；

所述的干燥装置16为回转干燥设备、流态化干燥设备或圆盘式干燥设备等；

所述的热解装置17为普通间接加热回转窑热解炉；

所述的冷却装置18为回转筒冷却输送机或带式冷却输送机；

所述的燃烧装置20为普通煤气燃烧器；

所述的7#输送装置21为普通引风机；

所述的烟囱22为普通钢质烟囱或普通砖混结构烟囱。

实施例2

运用实施例1所述的装置进行蜜柚废果无害化处理，包括以下步骤：

(1)将100kg蜜柚废果进行破碎，破碎后蜜柚废果的粒度范围控制为<2cm,然后进行压榨，实现固液分离，固液分离后获得液相和固相果渣；

(2)将固液分离后获得的液相进行好氧发酵处理，发酵的温度为28℃，时间为65h，得到发酵液；

(3)将蜜柚枝叶进行破碎至粒度<1cm，然后以30％的比例与所述固相果渣混合，在90℃条件下间接干燥，之后在500℃下无氧热解30min，最后经冷却后得到生物炭；

(4)将所述发酵液与微量元素混合，微量元素为磷、钾、钙、镁、硅、铁、硫、硼、锰、锌、铜、钼、硒中的至少一种，微量元素加量为发酵液总重的0.03％，制备得到调质混合液，然后利用所述生物炭吸附所述调质混合液后，得到土壤改良剂。

将土壤改良剂运用于蜜柚种植改良土壤，将土壤改良剂洒在蜜柚树根表面土壤，每株使用10-20kg土壤改良剂，可有效改良土壤酸化，保水肥土，促使蜜柚增产增收，改善蜜柚木质化，提高蜜柚品质。

实施例3

运用实施例1所述的装置进行蜜柚废果无害化处理，包括以下步骤：

(1)将100kg蜜柚废果进行破碎，破碎后蜜柚废果的粒度范围控制为<1cm,然后进行压榨，实现固液分离，固液分离后获得液相和固相果渣；

(2)将固液分离后获得的液相进行好氧发酵处理，发酵的温度为31℃，时间为48h，得到发酵液；

(3)将蜜柚枝叶进行破碎至粒度<1cm，然后以40％的比例与所述固相果渣混合，在100℃条件下间接干燥，之后在450℃下无氧热解60min，最后经冷却后得到生物炭；

(4)将所述发酵液与微量元素混合，微量元素为磷、钾、钙、镁、硅、铁、硫、硼、锰、锌、铜、钼、硒中的至少一种，微量元素加量为发酵液总重的0.09％，制备得到调质混合液，然后利用所述生物炭吸附所述调质混合液后，得到土壤改良剂。

将土壤改良剂运用于蜜柚种植改良土壤，将土壤改良剂洒在蜜柚树根表面土壤，每株使用10-20kg土壤改良剂，可有效改良土壤酸化，保水肥土，促使蜜柚增产增收，改善蜜柚木质化，提高蜜柚品质。

实施例4

运用实施例1所述的装置进行蜜柚废果无害化处理，包括以下步骤：

(1)将100kg蜜柚废果进行破碎，破碎后蜜柚废果的粒度范围控制为<3cm,然后进行压榨，实现固液分离，固液分离后获得液相和固相果渣；

(2)将固液分离后获得的液相进行好氧发酵处理，发酵的温度为35℃，时间为42h，得到发酵液；

(3)将蜜柚枝叶进行破碎至粒度<1cm，然后以25％的比例与所述固相果渣混合，在110℃条件下间接干燥，之后在550℃下无氧热解45min，最后经冷却后得到生物炭；

(4)将所述发酵液与微量元素混合，微量元素为磷、钾、钙、镁、硅、铁、硫、硼、锰、锌、铜、钼、硒中的至少一种，微量元素加量为发酵液总重的0.05％，制备得到调质混合液，然后利用所述生物炭吸附所述调质混合液后，得到土壤改良剂。

将土壤改良剂运用于蜜柚种植改良土壤，将土壤改良剂洒在蜜柚树根表面土壤，每株使用10-20kg土壤改良剂，可有效改良土壤酸化，保水肥土，促使蜜柚增产增收，改善蜜柚木质化，提高蜜柚品质。

实施例5

运用实施例1所述的装置进行蜜柚废果无害化处理，包括以下步骤：

(1)将100kg蜜柚废果进行破碎，破碎后蜜柚废果的粒度范围控制为<3cm,然后进行压榨，实现固液分离，固液分离后获得液相和固相果渣；

(2)将固液分离后获得的液相进行好氧发酵处理，发酵的温度为37℃，时间为24h，得到发酵液；

(3)将蜜柚枝叶进行破碎至粒度<1cm，然后以50％的比例与所述固相果渣混合，在120℃条件下间接干燥，之后在600℃下无氧热解15min，最后经冷却后得到生物炭；

(4)将所述发酵液与微量元素混合，微量元素为磷、钾、钙、镁、硅、铁、硫、硼、锰、锌、铜、钼、硒中的至少一种，微量元素加量为发酵液总重的0.06％，制备得到调质混合液，然后利用所述生物炭吸附所述调质混合液后，得到土壤改良剂。

将土壤改良剂运用于蜜柚种植改良土壤，将土壤改良剂洒在蜜柚树根表面土壤，每株使用10-20kg土壤改良剂，可有效改良土壤酸化，保水肥土，促使蜜柚增产增收，改善蜜柚木质化，提高蜜柚品质。

实施例6

运用实施例1所述的装置进行蜜柚废果无害化处理，包括以下步骤：

(1)将100kg蜜柚废果进行破碎，破碎后蜜柚废果的粒度范围控制为<3cm,然后进行压榨，实现固液分离，固液分离后获得液相和固相果渣；

(2)将固液分离后获得的液相进行好氧发酵处理，发酵的温度为25℃，时间为72h，得到发酵液；

(3)将蜜柚枝叶进行破碎至粒度<1cm，然后以20％的比例与所述固相果渣混合，在80℃条件下间接干燥，之后在400℃下无氧热解45min，最后经冷却后得到生物炭；

(4)将所述发酵液与微量元素混合，微量元素为磷、钾、钙、镁、硅、铁、硫、硼、锰、锌、铜、钼、硒中的至少一种，微量元素加量为发酵液总重的0.1％，制备得到调质混合液，然后利用所述生物炭吸附所述调质混合液后，得到土壤改良剂。

将土壤改良剂运用于蜜柚种植改良土壤，将土壤改良剂洒在蜜柚树根表面土壤，每株使用10-20kg土壤改良剂，可有效改良土壤酸化，保水肥土，促使蜜柚增产增收，改善蜜柚木质化，提高蜜柚品质。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。