一种利用餐厨垃圾生产乙醇、肥皂、饲料的方法与流程

文档序号:14659060发布日期:2018-06-12 17:13阅读:635来源:国知局

本发明属于及餐厨垃圾资源化处理领域,具体涉及一种利用餐厨垃圾生产乙醇、肥皂、饲料的方法。



背景技术:

每年,全国餐厨垃圾产生量约达4000多万吨,但是其资源化再生利用率仅20%,造成大量的资源浪费。目前,餐厨垃圾资源化处理的产品种类较单一,且餐厨垃圾利用率不高,引发二次污染。利用餐厨垃圾生产饲料是一种较常见的处理技术,但是餐厨垃圾中含有大量具有强烈的感染性和致病性微生物,处理不当时,不仅加速饲料腐败和氧化,而且易造成动物病变和死亡。

申请号为CN201310437655.0的专利,虽然利用产乙醇残渣进行再次发酵制备出乳酸,一定程度上,提高了餐厨垃圾的利用率和附加值,但是未对产乳酸残渣进行再利用,因此,未能使餐厨垃圾得到最大化利用。申请号为CN201510026227.8的专利,通过高温处理餐厨垃圾减少有害微生物的数量,但是无法杀灭具有孢子结构的病原体和嗜热微生物,仍具有较大的安全性问题,此外,该方法生产的饲料抗氧化性低,易腐败,难以储藏。本发明以餐厨垃圾为原料生产出了乙醇、肥皂、饲料,实现了资源的最大化利用,增加了餐厨垃圾资源化处理的产品种类及附加价值,乙醇为工业生产中的能源和有机合成的溶剂,肥皂是优良的清洁产品和乳化剂,饲料具有较高的安全性和稳定性,能提高动物的抗应激性和免疫力,促进动物生长。



技术实现要素:

针对现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种利用餐厨垃圾生产乙醇、肥皂、饲料的方法。

本发明的技术方案概述如下:

一种利用餐厨垃圾生产乙醇、肥皂、饲料的方法,包括以下步骤:

步骤一:过滤餐厨垃圾,得到油水混合物和餐厨固态垃圾;

步骤二:粉碎餐厨固态垃圾至细度为60-100目,并向其中加入20-30wt%玉米淀粉、0.6-1.8wt%复合酶及50-60wt%的水,搅拌均匀后,55-70℃下,糖化5-7h后,制得发酵底物;

步骤三:30-35℃下,将0.3-0.5wt%的酵母菌混入发酵底物中,经发酵、蒸馏、精馏后,即制得所述乙醇;

步骤四:分离出油水混合物中的油脂,经脱色处理后,加入NaOH溶液至PH为7.5-7.8,皂化2-3h,再与10-15wt%的NaCl混合均匀,得到皂胶;

步骤五:40-50℃下,将皂胶与1-2wt%过氧伦甲乙酮、15-20wt%缔合型聚氨酯均匀混合,经沉淀、凝固、压制、干燥后,即制得所述肥皂;

步骤六:将步骤三中产生的酒槽与25-35wt%的啤酒槽、2-4wt%饲料添加剂均匀混合后,以200-250μW/cm2强度的紫外线辐射5-8min,制得所述饲料;

其中,所述饲料添加剂按照重量份数计,包括以下组分:

优选的是,步骤二中复合酶由α-1,4-葡萄糖水解酶、α-淀粉酶和β-淀粉酶按照1:(0.5-0.7):(0.3-0.5)的重量比组成。

优选的是,步骤三中酵母菌包括假丝酵母菌、球拟酵母菌、汉逊氏酵母菌和克鲁弗氏酵母菌的一种或多种。

优选的是,步骤三中发酵包括有氧发酵阶段和无氧发酵阶段,有氧发酵阶段为发酵的第1-2天,无氧发酵阶段为发酵的第2-8天,总发酵周期为6-8天。

优选的是,步骤四中脱色处理方法包括活性白土吸附法、活性氧化铝吸附法、离子交换树脂法和氢化脱色法的一种多种。

优选的是,步骤五中沉淀时间为24-36h。

本发明的有益效果

(1)本发明提高了酵母菌的工作效率和乙醇产率,利用复合酶将餐厨垃圾中的淀粉水解成小分子葡萄糖和糊精,有利于酵母菌的发酵和转化作用,前期采用有氧发酵的方式,使酵母菌在底物中迅速增殖,提高了酵母菌的数量和细胞活力;

(2)本发明提高了肥皂的硬度,延长了肥皂的使用寿命,过氧伦甲乙酮在肥皂的制造中起着硬化剂和引发剂的作用,加强高级脂肪酸钠的化学键与分子间作用力,并引发聚氨酯缔合型中的亲油基团在皂胶体系中形成胶束或与体系中的乳液粒子缔合形成网状结构,进而加强体系强度和黏合度,使肥皂质地更坚实;

(3)本发明能有效抑制饲料的氧化和变质,并且提高了动物的抗应激性和免疫能力,以酒槽作为原料,一方面残余的乙醇有抑菌作用,防止饲料霉变,延长饲料的保质期,另一方面,经酵母菌的发酵作用,降解了餐厨垃圾中的有害物质,并代谢出促进动物生长有机酸、维生素、生物酶及未知生长因子,提高了饲料的营养价值,饲料添加剂具有明显抗氧化作用,能抗菌、灭菌,提高饲料安全性,BHA能防止饲料中脂肪发生氧化作用,并且能够防霉抑菌,茶多酚能有效消除饲料中有害自由基,防止维生素发生氧化作用,改善动物消化道菌群结构,促进消化,山道喹能溶于枸橼酸的水溶液中,能够防止蛋白质和维生素的氧化,枸橼酸能提高蛋白质消化率,降低料肉比,硫酸小檗碱能有效抑制动物体内病原性微生物,防止肠胃疾病的发生,栀子苷能够防止动物发生腹泻问题,具有抗炎杀菌的作用,采用紫外线进行辐射,破坏了有害微生物的细胞结构,使其蛋白质和核酸无法合成,灭菌率达到100%;

(4)本发明采用餐厨垃圾综合化处理手段,生产出乙醇、肥皂、饲料,最高效得利用了餐厨垃圾,提高了餐厨垃圾的附加价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

步骤一:过滤餐厨垃圾,得到油水混合物和餐厨固态垃圾;

步骤二:按照1:(0.5-0.7):(0.3-0.5)的重量比混合α-1,4-葡萄糖水解酶、α-淀粉酶和β-淀粉酶,制得复合酶,粉碎餐厨固态垃圾至细度为60-100目,并向其中加入20-30wt%玉米淀粉、0.6-1.8wt%复合酶及50-60wt%的水,搅拌均匀后,55-70℃下,糖化5-7h后,制得发酵底物;

步骤三:30-35℃下,将0.3-0.5wt%的假丝酵母菌混入发酵底物中进行发酵,第1-2天,作有氧发酵,第2-6天,作无氧发酵,总发酵周期为6-8天,经蒸馏、精馏后,即制得所述乙醇;

步骤四:分离出油水混合物中的油脂,向其中加入6wt%活性白土吸附脱色后,加入NaOH溶液至PH为7.5-7.8,皂化2-3h,再与10-15wt%的NaCl混合均匀,得到皂胶;

步骤五:40-50℃下,将皂胶与1-2wt%过氧伦甲乙酮、15-20wt%缔合型聚氨酯均匀混合,静置沉淀24-36h,经凝固、压制、干燥后,即制得所述肥皂;

步骤六:将2-4份茶多酚、3-5份硫酸小檗碱、3.5-4.8份栀子苷、0.5-0.8份山道喹、1.2-1.6份叔丁基-4-羟基茴香醚和2-3份枸橼酸混合均匀,制得饲料添加剂;

步骤七:将步骤三中产生的酒槽与25-35wt%的啤酒槽、2-4wt%饲料添加剂均匀混合后,以200-250μW/cm2强度的紫外线辐射5-8min,制得所述饲料;

实施例2

操作实施例1,其中,步骤二中复合酶各成分重量比为1:0.6:0.4,粉碎细度:80目,发酵底物各原料重量百分比:25wt%、1.2wt%、55wt%,糖化:63℃、6h;步骤三中发酵:33℃、7天,酵母菌:0.4wt%、球拟酵母菌;步骤四中脱色处理:活性氧化铝吸附法,PH:7.6,皂化:2.5h,NaCl:12.5wt%;步骤五中温度:45℃,过氧伦甲乙酮:1.5wt%,缔合型聚氨酯:17.5wt%,沉淀时间:30h;步骤六中饲料添加剂各成分重量份数:3份、4份、4.2份、0.7份、1.4份、2.5份;步骤七中啤酒槽:30wt%,饲料添加剂:3wt%,紫外线:225μW/cm2、6.5min。

实施例3

操作实施例1,其中,步骤二中复合酶各成分重量比为1:0.7:0.5,粉碎细度:100目,发酵底物各原料重量百分比:30wt%、1.8wt%、60wt%,糖化:70℃、7h;步骤三中发酵:35℃、8天,酵母菌:0.5wt%、汉逊氏酵母菌和克鲁弗氏酵母菌;步骤四中脱色处理:离子交换树脂法,PH:7.8,皂化:3h,NaCl:15wt%;步骤五中温度:50℃,过氧伦甲乙酮:2wt%,缔合型聚氨酯:20wt%,沉淀时间:36h;步骤六中饲料添加剂各成分重量份数:4份、5份、4.8份、0.8份、1.6份、3份;步骤七中啤酒槽:35wt%,饲料添加剂:4wt%,紫外线:250μW/cm2、8min。

对比例1

操作同实施例1,步骤三中只进行无氧发酵。

对比例2

操作同实施例2,步骤四中不添加过氧伦甲乙酮。

对比例3

操作同实施例3,省略步骤六(即步骤七中不添加饲料添加剂)。

对比例4

操作同实施例3,步骤七中不进行紫外线辐射。

本发明以餐厨垃圾为原料生产出了乙醇、肥皂、饲料,实现了资源的最大化利用,增加了餐厨垃圾资源化处理的产品种类及附加价值,乙醇为工业生产中的能源和有机合成的溶剂,肥皂是优良的清洁产品和乳化剂,饲料具有较高的安全性和稳定性,能提高动物的抗应激性和免疫力,促进动物生长。

表1为采用实施例1、实施例2、实施例3和对比例1生产的乙醇指标参数。

表2为采用实施例1、实施例2、实施例3和对比例2生产的肥皂指标参数。

表3为采用实施例1、实施例2、实施例3、对比例3和对比例4生产的饲料的指标参数。

表1

由表1可知,本发明生产的乙醇产率和纯度都较高,杂质含量低,能够用于工农业生产和有机物的合成。

表2

由表2可知,本发明生产的肥皂各理化指标均达到国家标准,是一种优良的清洁产品和乳化剂。

表3

由表3可知,本发明生产的饲料营养价值高,抗氧化能力强,不易变质腐败,易于动物吸收利用,能明显提高动物的成活率,降低养殖成本。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。

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