专利名称：一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法
技术领域：
本发明涉及一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，属于固体废弃物无害化、资 源化处理、处置技术领域。
背景技术：
伴随着经济的发展和城市化进程的加快，城市生活垃圾的排放量愈来愈大，其中 餐厨垃圾的比例日渐上升，占到了城市生活垃圾的37% 62%。保守估计，我国城市餐厨 垃圾的年产生量不低于6000万吨。餐厨垃圾来源于人的食物，因此决定了餐厨垃圾与一般居民生活垃圾及工业生产 垃圾相比具有较大差异，有其自身的特征(1)化学组成复杂，主要包括水、无机盐、有机酸和各种大分子有机化合物。(2)富含有机质，微生物容易生长繁殖，使餐厨垃圾腐败变质，污染环境。(3)含水率高达80%以上，给餐厨垃圾的收集、运输和处理带来一定难度，且餐厨 垃圾渗滤液通过地表径流和渗透作用，污染地表水和地下水。(4)餐厨垃圾富含有机质，主要来源于人的生活消费，有毒有害的化学物质(如重 金属离子等)含量少。与其它种类垃圾相比，其处理方法相对简单，可利用价值更大。餐厨垃圾的以上特征决定了其危害性与资源性并存的双重属性。采用正确的工艺 和设备对餐厨垃圾进行合理、恰当的处理，既可以彻底解决环境污染问题，又可以将其作为 资源回收利用变废为宝，具有经济、社会、环境三赢效益。目前，国内外餐厨垃圾处理技术主要包括粉碎直排、厌氧发酵制沼发电法、发酵 制肥法、高蛋白饲料转化法。这些技术在国外均有应用，并取得了 一定的效果。国内餐厨垃圾处理技术产品主要有肥料和蛋白饲料两种。但大部分工艺仍然停留 在将餐厨垃圾分选、破碎、脱水、干燥后直接加工成饲料，而忽略了潜在的“同源相食”的风 险。同时，未考虑到餐厨垃圾中油脂的回收，使大量的废弃食用油以“地沟油”的形式返回 到食物链中，存在很大的安全隐患。因此，提供一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，提 高蛋白饲料产品质量的同时降低“同源相食”的风险；回收的油脂还可用于燃料油的生产。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的任务是提供一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，通 过高温湿热灭菌、脱油除盐和微生物发酵干燥一体化工艺，彻底杀死餐厨垃圾中的有害微 生物，将大分子蛋白转化为小分子蛋白和微生物菌体蛋白，更易被禽畜吸收，克服了同源相 食的风险，实现餐厨垃圾的无害化和资源化。一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，它包括餐厨垃圾的预处理、湿热灭菌处 理、脱水、微生物好氧发酵和干燥一体化等工序。包括如下步骤进行(1)预处理，将餐厨垃圾用密闭的垃圾桶运送至垃圾处理点，秤重后送入预处理系 统进行包括分选工序、破碎和相应的螺旋输送步骤；
(2)湿热灭菌处理，将预处理后的餐厨垃圾泵入湿热反应釜中，进行高温湿热蒸
煮；(3)脱水脱油，将湿热灭菌处理后的物料经过输送泵送至卧式螺旋离心机趁热进 行固液分离；脱出的含油废水送入碟式离心机进行油水分离；分离后的废水进行厌氧发酵 产沼气，废油作为燃料油原料；(4)微生物好氧发酵和干燥一体化处理，物料经过脱水处理后的固体部分输送至 卧式发酵干燥一体机中，添加饲料用微生物进行好氧微生物发酵；发酵过程结束后继续升 温进行干燥处理。本发明的优点是(1)能够彻底杀死餐厨垃圾中的有害微生物；(2)能够有效脱出 餐厨垃圾中的盐分和油脂，解决餐厨垃圾盐分和动物油脂高的问题；(3)通过微生物发酵 将动物源性蛋白转化为小分子蛋白和微生物菌体蛋白，更易被禽畜吸收，得到的饲料产品 符合国家标准；(4)降低了同源相食的风险，实现餐厨垃圾的无害化和资源化。
图1为本发明餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法流程图。
具体实施例方式当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以 及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发 明的不当限定，其中实施例1 参照附图，本发明利用餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法详细的步骤如下1、预处理，将餐厨垃圾用专业密闭的垃圾桶运送至垃圾处理点，秤重后送入预处 理系统进行包括分选工序、破碎和相应的螺旋输送步骤；分选工序包括机械分选和手工分 选，主要去除塑料袋、筷子、玻璃制品、铁器等杂质。破碎机将餐厨垃圾破碎，便于后续泵的 输送，保证处理过程的均勻性。2、湿热灭菌处理，将预处理后的餐厨垃圾泵入湿热反应釜中，进行105_135°C高温 湿热蒸煮。3、脱水脱油，将湿热灭菌处理后的物料经过输送泵送至卧式螺旋离心机趁热进行 固液分离；脱出的含油废水送入碟式离心机进行油水分离；分离后的废水进行厌氧发酵产 沼气，废油作为燃料油原料；4、微生物好氧发酵和干燥一体化处理，物料经过脱水处理后的固体部分输送至卧 式发酵干燥一体机中，添加饲料用微生物进行好氧微生物发酵；发酵结束后升温至70°C， 在原位进行干燥处理；所述步骤1中有废液收集步骤，收集后的废液送至油水分离系统处理。所述步骤2是向步骤1得到的物料中通入150°C饱和蒸汽，加热增压到 0. 3-0. 4MPa。同时，开动搅拌器搅拌，釜内维持105-135°C状态下湿热蒸煮30-90min。所述步骤2湿热灭菌处理有传动、蒸汽加热、灭菌、冷却步骤，湿热反应釜为立式，灭菌过程中热蒸汽直接接触物料，使物料在罐内保持湿度为85% -87%，在罐体中部 装有湿度计，随时掌握罐内发酵物料的湿度情况；控制温度、压力的数值为105-135°C， 0. 3-0. 4MPa。所述步骤4是将步骤3得到的固体部分中添加枯草芽孢杆菌啤酒酵母菌产朊 假丝酵母=1 1 1为混合菌剂，接种量(重量比)，在35°C 45°C的温度下通 过加热、机械搅拌和通风等手段，进行10小时快速好氧发酵。发酵结束后，通过70°C中温、 通风等手段对物料进行原位干燥处理，最终得到含水率为13%的生物饲料粗产品。实施例2 —种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，包括如下步骤进行1、收运餐厨垃圾的收运主要分为油脂收运和餐厨垃圾固态物收运两部分。餐厨 垃圾中油脂部分和固态物质分开收集，各自运输。收运后，油脂可出售给专门的油脂回收单位作为燃料油的生产原料，也可自行配 置生产装置生产生物柴油。餐厨垃圾固态物质收集、运输和投入系统均采用后装式垃圾车。该车型为全封闭 结构，可防止餐厨垃圾外流和恶臭外溢造成的环境污染。集中收集运输后，将餐厨垃圾称重 后投入料斗。2、预处理预处理系统垃圾处理能力不小于15吨/小时。预处理系统包括分选工序、破碎机 和相应的螺旋输送设备。为保证不形成臭气无组织排放和污水遗洒，整个预处理过程在封 闭状态下完成，而且系统带自动清洗功能，臭气收集集中处理。链板输送机用于给破碎机连续均勻地输送物料，链板采用不锈钢制造，输送速度 和料层厚度可调节。在链板输送过程中，对物料进行分选，去除塑料袋、筷子、玻璃制品、铁 器等杂质。链板具备滤水功能，能在露天和潮湿的恶劣环境下可靠地工作。链板输送机下 设有废液收集系统，收集后的废液送至油水分离系统处理。分选后的物料经过皮带输送机直接进入破碎机进行破碎，有效地将纤维物料切 断，使贝壳、骨头等杂物粉碎，便于后续输送，保证处理过程的均勻性，也提高了饲料的营养 价值。3、湿热灭菌处理湿热反应釜由传动系统、外夹套、内筒体、蒸汽加热、灭菌、冷却系统等几部分组 成。湿热反应釜为立式，高温湿热灭菌过程中热蒸汽直接接触物料，使物料在罐内保持理想 的湿度，在罐体中部装有湿度计，可随时掌握罐内发酵物料的湿度情况。反应釜设置有温度 和压力检测系统，可以在线观察温度、压力变化。预处理后的物料通过软管泵从湿热反应釜上部废料入口处进入，进料完毕后，关 闭进料阀，开启蒸汽阀，150°C饱和蒸汽通入湿热反应釜。加热增压同时，搅拌器搅拌，釜内 维持120°C状态下湿热灭菌1小时。水蒸汽投入完毕后，进汽阀关闭，之后进入排气泄压阶 段，反应釜上部的蒸汽泄压阀开启，釜内恢复常压后进行卸料。4、脱水脱油将湿热灭菌处理后的物料经过输送泵送至卧式螺旋离心机趁热进行固液分离；脱 出的含油废水送入碟式离心机进行油水分离；分离后的废水进行厌氧发酵产沼气，废油作 为燃料油原料。
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5、微生物好氧发酵和干燥一体化物料经过脱水处理后的固体部分输送至卧式发酵干燥一体机中，添加适量的饲料 用微生物进行好氧微生物发酵。以枯草芽孢杆菌啤酒酵母菌产朊假丝酵母=1 1 1 为混合菌剂，接种量2% -7%，在35°C 45°C的温度下通过加热、机械搅拌和通风等手段， 进行10小时快速好氧发酵。发酵结束后，通过70°C中温、通风等手段对物料进行原位干燥 处理，最终得到含水率为13%的生物饲料粗产品。湿热灭菌过程破坏了垃圾有机物中的细胞质，使大部分内含水变为细胞间水和流 动水，减少了干燥难度，发酵后物料蛋白含量增加。6、饲料后处理经过干燥处理的物料含水率符合饲料要求，后处理工序主要是对粗饲料进行进一 步的筛分、粉碎，去除少量铁屑、玻璃，并保证饲料粒度一致、符合要求。处理后的产品达到国家《饲料卫生标准》(GB 13078-2001)的要求，稳定性好不变 质。7、厌氧发酵含油废水经油水分离后的高浓度有机废水COD值为40000mg/L，经UASB厌氧发酵 产沼气，沼气净化后储存于柔性膜式沼气储气罐中，用于供能。8、污水处理系统油水分离后的废水经过厌氧发酵后COD值为12000mg/L，与车间冲洗废水、设备清 洗水和生活污水一同进入污水处理系统，达标后排放。显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保 护范围。如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发 明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这 样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，它包括餐厨垃圾的预处理、湿热灭菌处理、 脱水脱油、微生物好氧发酵和干燥一体化工序，其特征在于包括如下步骤(1)预处理，将餐厨垃圾用密闭的垃圾桶运送至垃圾处理点，秤重后送入预处理系统进 行包括分选工序、破碎和相应的螺旋输送步骤；(2)湿热灭菌处理，将预处理后的餐厨垃圾泵入湿热反应釜中，进行高温湿热蒸煮；(3)脱水脱油，将湿热灭菌处理后的物料经过输送泵送至卧式螺旋离心机趁热进行固 液分离；脱出的含油废水送入碟式离心机进行油水分离；分离后的废水进行厌氧发酵产沼 气，废油作为燃料油原料；(4)微生物好氧发酵和干燥一体化处理，物料经过脱水处理后的固体部分输送至卧式 发酵干燥一体机中，添加饲料用微生物进行好氧微生物发酵；发酵过程结束后继续升温进 行干燥处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的分选工序包括机械分选 和手工分选，主要去除塑料袋、筷子、玻璃制品、铁器杂质。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的破碎作用在于将餐厨垃 圾破碎，便于后续输送，保证处理过程的均勻性。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)湿热灭菌处理方法是进料 完毕后，向湿热反应釜中通入150°C饱和蒸汽，加热增压的同时开动搅拌器搅拌，湿热反应 釜内维持105-135°C状态下湿热蒸煮30-90min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的微生物好氧发酵是以 枯草芽孢杆菌啤酒酵母菌产朊假丝酵母=1:1:1为混合菌剂，接种量2% -7%，在 35°C 45°C的温度下通过加热、机械搅拌和通风手段，进行10小时好氧发酵。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的干燥工序是，发酵结束 后，无需将物料取出，通过70°C中温、通风手段对物料进行原位干燥处理，最终得到含水率 为13%的生物饲料粗产品。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中有废液收集步骤，收集后 的废液送至油水分离系统处理。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)湿热灭菌处理有传动、蒸汽 加热、灭菌、冷却步骤，湿热反应釜为立式，灭菌过程中热蒸汽直接接触物料，使物料在罐内 保持湿度为85% _87%，在罐体中部装有湿度计，随时掌握罐内发酵物料的湿度情况；控 制温度、压力的数值为105-135°C，0. 3-0. 4MPa。
全文摘要
本发明涉及一种餐厨垃圾制备生物蛋白饲料的方法，属于固体废弃物无害化、资源化处理、处置技术领域。包括餐厨垃圾的预处理、湿热灭菌处理、脱水、微生物好氧发酵和干燥一体化等工序。本发明的制备方法有以下优点(1)能够彻底杀死餐厨垃圾中的有害微生物；(2)能够有效脱出餐厨垃圾中的盐分和油脂，解决餐厨垃圾盐分和动物油脂高的问题；(3)通过微生物发酵将动物源性蛋白转化为小分子蛋白和微生物菌体蛋白，更易被禽畜吸收；(4)降低了同源相食的风险，实现餐厨垃圾的无害化和资源化。
文档编号A23K1/10GK101999516SQ20101057736
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者张继琳, 李来庆, 王敬贤, 许靖平 申请人:北京机电院高技术股份有限公司