CN100383235C - 采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法,包括如下步骤:向收集的餐厨有机废弃物中加入水分调整材,用含有多种芽孢杆菌以及酵母菌、乳酸菌的混合菌于60-80℃的高温下发酵处理,将发酵处理后物料进行干燥处理,得到生物蛋白饲料原料等再生产品。本发明的处理方法具有发酵温度高,有效杀灭餐厨有机弃废物中的有害菌,大大缩短发酵处理时间等特点。且所得的再生产品具有高活菌数、高能量和高蛋白等特点,实现对餐厨有机废弃物的有效再利用。

Description

采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法
技术领域
本发明涉及一种有机废弃物资源循环处理技术,具体而言,是通过微生物复合菌对餐厨垃圾中的有机废弃物进行发酵处理。本发明还涉及上述方法处理获得的产品作为饲料原料等再生产品。
背景技术
随着人口的不断增长和生活水平的提高,尤其在城市中,生活垃圾增长迅速。目前各大中小城镇生活垃圾已成为非常严重的问题,在城市中有堆积如山的垃圾集中点,及散布于生活区的垃圾堆。垃圾中有机垃圾占大部分。目前世界各国处理垃圾的方法主要有填埋法、焚烧法和堆肥法等。但这些处理方法的缺点是显然的,例如填埋法占用土地、引起地表水,尤其是地下水的污染;焚烧法对附近空气和环境造成严重污染。最重要的是,这些方法均没有最大程度的将垃圾再生利用,相反需要消耗大量的人力物力来进行处理。因此,如何处理垃圾不仅是迫切需要解决的问题,也是实现资源循环利用的发展趋势所要求解决该问题的关键是需要寻找新的有效处理方法。
目前已有利用微生物对垃圾进行发酵处理的方法。例如中国专利申请公开CN1370829A涉及的处理生活垃圾的方法,其中使用的菌种为一定配比的几种芽孢杆菌的复合菌,包括巨大芽孢杆菌(Bacillus megetarium)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、短小芽孢杆菌(bacilluspumilus)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis),主要用于处理生物有机垃圾,并提及处理后的废弃物可作为有机肥用于作物栽培。中国专利申请公开CN1275549A也涉及对垃圾的生化处理以制成生物有机肥,所使用的发酵菌剂含有绿色木霉、放线菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌。中国专利申请公开CN1504562A提出含有枯草芽孢杆菌和脱氮副球菌组成的微生物功能菌,用以处理生活有机垃圾。在RU2186753C2中利用乳酸菌和芽孢杆菌处理有机垃圾生产生物肥料,但不能作为饲料或饲料原料。JP特开平8-140668A中公开了用嗜热性放线菌和纤维素分解菌的共生混合培养物对厨房垃圾、落叶和干草进行发酵处理以生产堆肥的方法。
垃圾按其来源分为生活垃圾、餐厨垃圾和餐余垃圾。其中餐厨垃圾中的有机废弃物又称为饮食业有机垃圾,主要是宾馆、餐馆、饭店、企事业单位食堂等在经营过程中产生的残羹剩饭、下脚料、过期食品等的混合物,具有量大面广的特点。如近年来,北京饮食业有机垃圾约占城市垃圾总量的17%,每日产量高达1600多吨。而餐厨垃圾具有与普通生活垃圾组成和性质不同等特点,如含水率高、油脂重、盐分含量高,而国内各餐馆、餐厅、食堂的餐厨垃圾的前述特点更为明显,存在与非中餐餐厨垃圾的显著区别。因而,我国的餐厨垃圾具有容易腐败变质(放置数小时即发生腐败),对环境污染严重等特点。而目前国内对餐厨垃圾的主要回收利用方式为:将餐厨垃圾直接或简单加工后用于饲喂牲畜,不仅大大降低牲畜的肉质质量,而且导致“垃圾猪”、“泔水猪”等劣质肉产品,对人体健康非常有害。此外,餐厨垃圾的含水率高,不适合于填埋处理;油脂高,不适于普通堆肥处理;直接喂饲兽禽又导致“垃圾猪”等问题。因此,有效处理和回收餐厨垃圾不仅是公认的难题,也具有重要的现实意义。
饮食业餐厨有机垃圾通常具有如下组成:营养物质含量丰富,绝干物中粗蛋白含量约为21%、粗脂肪约29%、粗纤维约4%,具有很高的开发利用价值。目前,对饮食业餐厨有机垃圾处理技术主要有以下几种:1)物理破碎处理技术。但这种方式主要为西方国家所采用,因其饮食习惯与我国有很大区别,产生的垃圾较少。2)生化处理技术,包括厌氧发酵、好氧堆肥等。3)物理化学处理技术,包括对饮食有机垃圾加热加压处理,再经膨化、干燥等步骤制成含一定营养成分的固体颗粒(任连海等,《北京工商大学学报》(自然科学版),2003年6月,21(2):14-17,饮食业有机垃圾的产生现状及处理技术研究)。可见,目前还没有报道通过发酵菌对饮食有机垃圾进行好氧处理的方法。
另外,对餐厨垃圾进行生化处理的技术困难在于:1)对发酵菌的要求非常严格;2)如何缩短发酵时间等。目前研究的菌种主要用于垃圾的堆肥处理,还没有能够对餐厨垃圾进行有效处理,并实现循环再生利用,尤其用作生物蛋白饲料的方法。
发明内容
针对餐厨有机废弃物的特点,本发明人经过潜心研究开发了特别适合发酵这类垃圾的复合菌,及相关的处理方法。
一方面,本发明提供一种适合于发酵处理餐厨有机废弃物的复合菌,其含有以下菌种:环状芽胞杆菌、球形芽胞杆菌、坚强芽胞杆菌、施氏芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌。
进一步,所述酵母菌选用饲料酵母(Candida Tropicali);所述乳酸菌,优选采用德氏乳酸杆菌(Lactobacillus delbruckii)。
本发明的复合菌能够产生诸如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、几丁质酶等的多种酶,可将餐厨有机废弃物中的大分子蛋白和脂肪降解为小分子的多肽和寡糖。为了进行优化发酵条件,缩短发酵时间,特别优选能够在较高温度如60-80℃下生长繁殖的菌种,这在现有技术中通过了解菌种的生长性质而不难选出。
进一步,所述复合菌能够在高于室温的温度条件下发酵,优选在更高温度条件下进行发酵,例如在60-80℃下进行发酵。提高发酵温度不仅快速杀灭餐厨有机废弃物中的有害微生物,保证发酵所得饲料原料的质量,并且可以快速激活发酵复合菌,促进其生长繁殖,从而提高发酵效率。
为了使各菌种能够发挥更优的协同作用,以有效菌数计,本发明发酵复合菌的组成为:按环状芽胞杆菌、球形芽胞杆菌、坚强芽胞杆菌、施氏芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌顺序的比例为0.8-1.1∶1.2-1.5∶1-1.2∶1.4-1.6∶2.2-3∶1.2-1.5∶1-1.2∶0.8-1.2,优选比例为1∶1.3∶1.1∶1.5∶2.8∶1.3∶1.1∶0.9。有时也希望在复合菌中含有同一菌种的一个或多个菌株,尤其是芽孢杆菌中的例如枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的一个或多个菌株。
本发明所涉及的各菌种完全可以利用现有技术的已知菌种,例如在中国科学院微生物研究所普通微生物保藏中心保藏的菌种或其它可从现有技术中获得的菌种。也可以是从土壤等自然环境中分离到的野生型菌种。
但为了安全性考虑,所选用的菌种应当对人和生态环境没有危害。对于从自然界如土壤中分离的复合菌,经检测对人和生态环境无危害后,也可以采用。有时从自然界分离到的复合菌在各菌种生长协调性和相互适应性方面可能会更优良。
本发明进而提供餐厨有机废弃物循环处理的方法,其利用本发明复合菌对有机废弃物,优选为餐厨有机废弃物中有机废弃物进行发酵处理。
优选地,餐厨有机废弃物循环处理的方法还包括下述步骤:收集餐厨有机废弃物、加入本发明复合菌混匀、进行发酵处理。由于餐厨有机废弃物通常含有较高的水分,为了使发酵效果更佳,优选对餐厨有机废弃物中加入水分调整材,将整个物料的水分调整到50-60w/w%,以快速激活本发明的复合菌,并促进其生长。所述水分调整材选自米糠、麦麸、木屑、菜粕、棉粕、酒槽或其混合物,优选为菜粕、棉粕、酒槽或其任意组合的混合物。
进一步,优选对收集的餐厨有机废弃物事先进行无机物筛选。
进一步,水分调整材的加入量使物料水分含量降至50-60w/w%。
本发明的复合菌可事先单独培养,使用时再行混合;也可事先混合培养,经过适当的驯化,制备成胶团等形式来应用。发酵菌的形式可以是固态、液态。进行餐厨有机废弃物的发酵处理时,所述复合菌的添加量为:按每公斤有机废弃物添加的总有效活菌数为1×106至1×108,优选为1.5×107
本发明的方法中,发酵过程是循环处理餐厨垃圾废弃物的重要环节之一,优选采用好氧发酵。如在发酵过程中通过搅拌和鼓风,使物料中氧气充足,利于复合菌在好氧环境下发酵。
另外,特别优选在发酵开始通过外源加热将物料升温至60-80℃,优选加热温度为70-80℃,更优选为80℃。并在发酵期间保持恒温,可采用温控系统实现对加热温度的控制。例如可以通过下述简便的方式控制发酵温度,发酵物料加热到80℃后停止加热,待物料降至70℃时,再行启动加热以达到80℃为止,如此进行循环。这也是本发明改进技术方案,既有利于快速杀灭有害微生物,又促进复合菌的快速激活和快速生长繁殖,进而加快发酵进程,大大缩短发酵处理的时间,提高发酵效率。本发明的发酵通常只需6-8小时,甚至可在4小时内完成发酵。
本发明通过发酵复合菌在高温下的快速大量繁殖,有效降解餐厨垃圾的有机质,将其转化成小分子菌体蛋白和寡糖等,其转化率可达到98%,甚至更高。在利用酒糟和菜粕为调整材时,还通过发酵可将餐厨垃圾毒性降低到80%,达到饲料的生产标准,还能将菜粕的蛋白含量从8%提高到12%。
本发明进一步提供利用餐厨有机废弃物来生产再生产品的方法,优选所述再生产品为畜禽饲料、畜禽饲料原料、生物蛋白饲料或生物蛋白饲料原料。其利用本发明复合菌对有机废弃物,优选为餐厨有机废弃物中有机废弃物进行发酵处理后,进行干燥处理,即得。为了提高再生产品的质量稳定性,优选控制再生产品中的含水率降不超过10%。
本发明的再生产品可以直接作为生物蛋白饲料,用于畜禽饲料中,例猪、牛、鱼、鸡、鸭等的饲料,或者宠物的饲料,如猫、狗等。
本发明的再生产品(生物蛋白饲料)具有高能量、高蛋白等特点。因而在实际应用中,还可作为普通饲料的原料,添加于普通饲料,以提高普通饲料的质量。通常控制本发明的再生产品(生物蛋白饲料)在普通饲料中的混拌比例为1-20%重量之间,优选为2-15%重量,特别优选为5-10%重量。此外,也可根据畜禽的生长阶段来确定合适的添加量,通常的添加量也在5-15%重量之间。还也可根据不同畜禽种类来确定最适合混拌量,例如鱼类的饲养所需混拌量为2-10%,鸡饲料所需混拌量为5-15%,猪饲料中所需混拌量为在5-10%之间。
本发明的另一目的是提供一种生物蛋白饲料,所述生物蛋白饲料的含水量低于10%、C/N比为8-11、有效菌数不低于106cfu/g、有机质含量为40-55%重。
本发明的另一目的是提供一种制备生物蛋白饲料的方法,包括如下步骤:用复合菌对餐厨有机废弃物进行发酵处理。
进一步,本发明的制备生物蛋白饲料的方法还包括如下步骤:
1)对收集的餐厨有机废弃物,进行无机物筛选,得到餐厨有机废弃物;
2)将餐厨有机废弃物称重后装入发酵罐中,添加水分调整材料以调整水分含量;
3)添加复合菌,混匀物料;
4)进行好氧发酵处理4-10小时,即可。
进一步,本发明所述复合菌含有下述菌种的混合菌:环状芽胞杆菌(Bacilluscirculans)、球形芽胞杆菌(Bacillus sphaericus)、坚强芽胞杆菌(Bacillus firmus)、施氏芽胞杆菌(Bacillus schlegelii)、嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus sterothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、酵母菌、乳酸菌。优选所述酵母菌为饲料酵母(Candida Tropicali);优选所述乳酸菌为德氏乳酸杆菌(Lactobacillus delbruckii)。
进一步,所述复合菌中各菌种的有效菌数比例为:环状芽胞杆菌(Bacilluscirculans):球形芽胞杆菌(Bacillus sphaericus):坚强芽胞杆菌(Bacillus firmus):施氏芽胞杆菌(Bacillus schlegelii):嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus sterothermophilus):枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis):酵母菌:乳酸菌为0.8-1.1∶1.2-1.5∶1-1.2∶1.4-1.6∶2.2-3∶1.2-1.5∶1-1.2∶0.8-1.2,优选比例为1∶1.3∶1.1∶1.5∶2.8∶1.3∶1.1∶0.9。
进一步,所述水分调整材选自米糠、麦麸、酒糟、木屑、菜粕、棉粕或其混合物,优选为菜粕、酒糟、棉粕或其混合物。
进一步,所述水分调整材的加入量使物料水分含量降至50-60w/w%。
本发明的生物蛋白饲料具有如下特点:
1、稳定性强-复合有益微生物以芽胞的形式存在,便于储藏和运输。
2、三高特点-高活菌(多菌混合,在适合生长的环境下能够迅速增殖发生作用)、高能量(18000J/g)、高蛋白(>20%)。
3、吸收率高-处于中熟状态,其中的蛋白质以小分子多肽、氨基酸形式存在。
4、简单实用-使用量大,配方简单,易于混匀,优于其它现有的微生物饲料。
5、功效明显-生物活菌及其代谢产物同时存在,优于单独使用活菌的功效。
6、抗逆性强-在胃酸条件和厌氧情况下能够迅速增值,保证能够进入动物肠道内发生作用。
7、替代抗生素和促生长剂-作为生物蛋白饲料的促生长效果可以替代饲料中添加的抗生素和促生长剂,提高肉品的品质,减少重金属对环境的污染,提高生态效益。
8、替代饲料粮-生物蛋白饲料可按5%-10%的比例替代饲料粮,比如玉米、豆粕,节约粮食。
通过本发明解决了餐厨有机废弃物资源化处理的难题,通过微生物转化,将餐厨有机废弃物转化为生物蛋白饲料,不仅变废为宝,减少环境污染,提高畜禽产量及其肉质质量等方面尤其有用,具有显著的经济效益和社会效益。
除非另有说明,本发明所述百分比均为重量百分比。
具体实施方式
下面通过具体实施方式以及实施例来对本发明进行详细说明,以帮助阅读者更好地理解本发明的精神和实质,但不能解释为对本发明范围的任何限制。
复合菌的制备
1、菌种培养用培养基
本发明的发酵菌剂包括对于环状芽胞杆菌、球形芽胞杆菌、坚强芽胞杆菌、施氏芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌,其中所述酵母菌为饲料酵母(Candida Tropicali),所述乳酸菌为德氏乳酸杆菌(Lactobacillus delbruckii)。可采用现有技术中(如关于微生物的培养的手册中或教课书中)记载的培养方式和条件培养前述菌种或其菌株。
但为便于操作或工业化生产,将菌剂的菌种分成酵母菌和细菌两类,其采用的培养基分别为:
1)酵母菌固体培养基组成:葡萄糖20g,蛋白胨10g,酵母粉5g,琼脂粉18g,水1000ml。
2)细菌固体培养基组成:牛肉膏g.0-10.0g,蛋白胨10.0g,NaCl 5.0g,琼脂粉18g,水1000ml,pH7.2-7.4。按常规方法制备和灭菌,如采用高压蒸气灭菌,其条件可以是15磅灭菌20分钟。灭菌后待用。
若需制备液体培养基,则无需加琼脂粉。
2、培养方式
各个菌种单独地按常规方法从保存的菌种(如低温保存)挑取菌种划线接种到固体平板培养基,于合适条件下培养,待长出菌落,再接种于液体培养基中进行振荡培养。根据需要可进行扩大培养。至于培养条件(如温度等)可以从相关的手册中查到,如关于微生物的培养的手册或教课书。
为了适合于对餐厨有机废弃物的发酵处理,上述培养的各菌种分别以液体形式培养,按环状芽胞杆菌、球形芽胞杆菌、坚强芽胞杆菌、施氏芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例:0.8-1.1∶1.2-1.5∶1-1.2∶1.4-1.6∶2.2-3∶1.2-1.5∶1-1.2∶0.8-1.2,进行混合制成液体发酵菌剂,于4℃保存备用。或者前述菌种或其菌株分别单独保存,即时混合、即时使用。为了便于保存,也可以上述各菌种制备成固体形式。如将液体菌冷冻干燥得到固体菌粉,并控制总有效菌数约为107/g,再按上述比例混合以制成固体形式的发酵菌剂。
另一种实施方式是,将小规模培养的各个菌种先行混合,通过继代混合扩大培养,再以液体形式或固体形式用于餐厨有机废弃物的发酵处理。这种方式的优点可以发酵前使各菌种相互适应。且经过发明人的实验表明,这种方式能够使各菌种的活菌数的比例基本达到上述比例而能够适合于本发明的处理餐厨有机废弃物的方法。
餐厨有机废弃物的资源化循环处理
1、原材料混合:将收集的餐厨有机废弃物集中筛选无机物,将有机物过磅计量后装入微生物的处理机,添加水分调整材(例如200公斤的餐厨有机废弃物中加入80公斤的菜粕),使整个物料的含水率控制在50-60w/w%之间,使其适合微生物快速激活的生长环境。再按每公斤有机废弃物添加微生物活菌数为1.5×107的比例加入本发明发酵菌剂(复合菌),其中一个具体例子中所述发酵菌剂中以有效菌数计算:按环状芽胞杆菌、球形芽胞杆菌、坚强芽胞杆菌、施氏芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌顺序的比例为1∶1.3∶1.1∶1.5∶2.8∶1.3∶1.1∶0.9。以添加的菌剂为粉末状固体(含总有效菌数为107/g左右)为例,每百公斤有机废弃物添加15克。
2、发酵过程:启动处理机,先搅拌10分钟,再开启加热装置和循环送风机及排气风机,将物料加温至80℃,保持恒温,工作4个小时。期间循环风机不断将新鲜空气送入处理机发酵池中,同时设备不停的搅拌物料。使微生物菌得到充足的氧气,以适合于本发明的复合菌的快速繁殖生长要求。处理机发酵池内的菌体大量繁殖,降解有机质,转化为自身的小分子菌体蛋白和代谢寡糖。而且在物料被加热至80℃,有利于物料中的水分缓慢蒸发成气体被排气风机抽出。物料在发酵过程中的高温能杀灭有害菌,并利于微生物菌进行除臭、转化盐分发酵过程。
3、后加工:将上述处理过的物料进一步干燥,使水分被蒸发至物料中含水率在10%或更低,再对物料进行筛分、计量、包装,即成为本发明的生物蛋白饲料。
上述发酵过程中,对有机质的转化率可达98%以上,盐分转化率也非常高,其中水溶氯和水溶钠的转化率均达96%以上。相应的,获得的生物蛋白饲料具有下述特性:为粉末状物质、含水量低于10%、C/N比为9.8、有效菌数为大于106cfu/g、有机质含量为47%。经饲料检测部门检测,达到国家饲料生产标准。
4、制备生物蛋白饲料:将上述获得的生物蛋白饲料,以占整个饲料重量的1-30%,优选为2-15%,更优选为5-10%的比例与普通饲料成分混合制备成生物蛋白饲料。
生物蛋白饲料的应用
下面进一步通过具体的实例来表明本发明生物蛋白饲料原料在畜禽饲养中的效果。
实例1肉鸡养殖试验
本实施例研究了本发明生物蛋白饲料原料对肉鸡生长性能、成活率和饲养环境的影响。试验在华都肉鸡公司进行,选用出生体重相近1日龄AA(Arbor Acres)肉仔鸡雏35400只(35±0.06g),随机分为2个处理:对照组(基础日粮+抗生素)、试验组(基础日粮+生物蛋白饲料原料,只在21日龄前使用抗生素),隔离饲养。试验设计方案如下表1:
表1肉鸡养殖试验设计方案
  处理   对照组  试验组
  基础日粮   +  +
  生物蛋白饲料   不添加  按规定用量添加*
  投放抗生物   正常投药  21日龄后不投药
  重复数   4  5
  只/重复   4000(其中一个重复为3800)  4000(其中2个重复为3800)
  总实验数(只)   15800  19600
*在14日龄前添加生物蛋白饲料原料量为5%,14日龄后添加量为10%。
试验采用网上平养,使用吊塔式饮水器。自由采食和饮水,人工控温、控湿。记录和统计如下实验结果,见表2-5。
表2鸡舍环境和粪便中NH3和CO2的含量对照(单位:ppm)
  对照组   试验组
  环境中NH3含量   2.0   1.1
  环境中CO2含量   1050   700
  粪便中NH<sub>3</sub>含量   8.0   7.0
  粪便中CO<sub>2</sub>含量   2300   2100
从表2可见,试验组相对于对照组具有改善的环境质量,粪便和环境中的NH3和CO2的含量明显低于对照组。可见,生物蛋白饲料原料在一定程度上可以降低牲畜的产气量,减轻环境污染,提高鸡舍环境质量。其原因之一在于:生物蛋白饲料中的微生物抑制β-葡萄糖醛酸酶等有害酶的活性,从而降低肠道内的吲哚等腐败产物的产量,以减少或降低粪便中有害气体的产量。
表3肉仔鸡生产性能及成活率比较
从表3可知,试验组肉仔鸡的日增重和饲料转化率比对照组明显增加,试验组降低了肉鸡的死亡率,且差异显著。这说明生物蛋白饲料原料可以改善鸡肠道菌群环境,增加肠道中的有益菌个数,促进饲料中营养成分的分解,加速了排空速度和营养物质的吸收利用,从而达到加快增重和降低料肉比的效果。
表4肉鸡鸡肉药残检测结果
  项目   鸡肉(试验组)   鸡肉(对照组)   检测部位   检测标准
  克球酚   小于0.01ppm   小于0.01ppm   腿肉   0.01mg/kg之内
  氯霉素   54.6ppt   555.9ppt   胸肉   0.01mg/kg之内
  磺胺喹噁啉   0.2ppb   0.2ppb   胸肉   0.01mg/kg之内
  恩诺沙星   未检出   未检出   腿肉   0.03mg/kg之内
  环丙沙星   未检出   未检出   腿肉   0.03mg/kg之内
从表4中可知,试验组的胸鸡肉的氯霉素含量明显低于对照组。表明应用本发明的生物蛋白饲料原料在促进机体健康,增强肉鸡的抗病能力有明显的改善作用。一方面可以提高成活率,同时可以减少抗生素的用量,进而使得鸡肉中的药残大降低,提高了鸡肉的安全性。
表5肉鸡的鸡肉品质比较
  项目   对照组   实验组   差异
  肉品水分含量(%)   71.59   75.51   +5.5%
  粗蛋白含量(%)   22.10   23.48   +6.2%
  粗脂肪含量(%)   2.27   1.61   -29%
  解冻失水率(%)   4.27   3.69   -13.6%
  肌苷酸(%)   2.245   2.418   +7.7%
  氨基酸(%)   21.10   21.41   +1.5%
从表5的各项指标来看,对于肉品的水分含量、粗蛋白含量、肌苷酸、氨基酸含量,试验组均高于对照组,而在粗脂肪含量和解决冻的水率方面,试验组低于对照组。综合分析表明,试验组的鸡肉品质优于对照组,即本发明的生物蛋白饲料原料对鸡肉品质具有改善作用。
实施例2 育肥猪养殖试验
本试验采取随机区组设计,选用初始体重接近的54头阉公猪,分为三个处理。处理一为对照组,采取玉米-豆粕型日粮,处理二和处理三分别混合5%和10%的本发明的生物蛋白饲料原料的玉米-豆粕型日粮。各处理等能量水平配置日粮。以采食量、日增重、饲料转化率、腹泻率和死淘率作为检测指标。
试验日粮采用玉米-豆粕型基础日粮。试验动物按体重随机分为3个处理(见表6),每个处理设6个重复,每个重复3头猪。(1)对照组(基础日粮+抗生素);(2)试验组I(基础日粮+5%生物蛋白饲料原料);(3)试验组II(基础日粮+10%生物蛋白饲料原料)。试验日粮参照NRC(1998)猪营养标准配制。
表6猪养殖试验设计方案
  对照组   5%添加组   10%添加组
  盐霉素60ppm   +   -    -
  产品(%)   -   5   10
  重复数   6   6   6
  头/重复   3   3   3
  头/处理   18   18   18
所有的试验日粮均为粉料,自由采食及饮水,每个圈舍都配有乳头饮水器。于试验开始、第2周、第4周及第5周称重并结料,记算日耗料量,并由专人管理记录。每天观察记录猪只死亡腹泻情况,并定时清扫圈舍。严格按照正常医疗程序对病猪进行治疗。
生长性能指标:于试验开始、第2周、第4周及第五周称重、结料,计算日采食量(ADFI)、日增重(ADG)和饲料转化率(FCR)。结果参见表7。
表7不同处理对仔猪生长性能的影响
Figure C20061008342900151
从表7看出:1、全程来看,处理组的效果好于对照组,说明各处理组都可一定程度提高饲料转化率(FCR)。2、对于生物蛋白饲料对日增重的影响方面,总体上处理组效果都好于对照组。在试验后期,处理组比对照组都有所提高,并且在第5周,可发现10%混合组的ADG增长幅度最大,这有可能说明,本发明生物蛋白饲料原料对于提高试验动物的ADG,需要一段时间,并且混合量越大,该适应期越长。
在肥育猪玉米-豆粕型日粮中添加5%或10%的生物蛋白饲料原料,与添加抗生素组相比,试验后期可发现试验组的生长性能都比前期有提高,尤其是5%添加组,效果最好。说明该生物蛋白饲料可以适量替代抗生素。
实施例3 虹鳟鱼养殖试验
本实施例研究了本发明的生物蛋白饲料原料在养殖虹鳟鱼方面的效果。实验选用初均重为3.38±0.03g的虹鳟鱼,每个养殖桶放30尾,每组设五个对照组,驯食一周后开始正式实验。试验组采用95%的泉江料和5%的生物蛋白饲料原料,对照组全部采用泉江料喂养。
表8虹鳟养殖饲料成分列表
  营养成份(%)  0%添加量组(对照)   2%添加量组   5%添加量组
  粗蛋白   41.40   41.49   40.95
  粗脂肪   8.53   8.68   8.90
  灰分   10.92   10.70   10.58
  水分   6.77   7.28   7.14
饲养方式:每天饱食投喂4次,分别为8:00、10:00、13:00和16:00,日检查水温1--2次,日更换新水0.2--0.5M3,氨氮低于0.1mg/L,pH值在7.5--8.5之间,DO>8mg/L,水温控制在17±1℃。结果参见表9。
表9各组虹鳟生长性能指标
  组别   对照组   2%组   5%组
  初均重(g)   3.36±0.02   3.38±0.04   3.39±0.04
  末均重(g)   16.92±1.53<sup>b</sup>   18.92±0.83<sup>a</sup>   17.84±0.97<sup>ab</sup>
  增重率(%)   403.43±41.17<sup>b</sup>   461.28±22.30<sup>a</sup>   426.70±29.34<sup>ab</sup>
  日摄食率(%)   9.59±0.16   9.15±1.04   8.57±1.31
  饲料系数   1.54±0.10   1.51±0.05   1.49±0.01
  蛋白质效率(%)   159.46±2.86   160.28±5.85   162.90±7.28
  存活率(%)   90.00±7.07   75.00±10.80   83.00±14.83
从表9可以看出,试验组相对于对比照组,2%组鱼增重增加58%,5%组鱼增重22%、饲料系数处理组均比对照组对照组要低、死亡率2%组与对照组有明显差异,5%组也明显低于对照。同时,可以无需投放抗生素药物,提高了养殖鱼类的品质,保证了水产品的食用安全,降低了养殖场在渔药上的投入。
水质监测实验:实验在封闭无循环水养系统中进行,每个料设5个重复,每个重复放5尾鱼,每天饱食投喂4次,时间分别为:8:30、10:30、13:30和16:30,每天8:00、12:00、16:00监测水中溶氧、氨氮和亚硝酸盐、H2S含量和pH,实验为期5-7天,依水质变化情况而定。
表10各实验饲料对水质的影响结果(%)
Figure C20061008342900171
注:同一行中标字母a,b不同表示有显著差异(p<0.05)。
本实验结果表明,随着实验时间的延长,各组水体中的氨氮含量均逐渐升高,但在实验的前3天各组之间无显著差异(P>0.05)。从第4天开始,对照组的氨氮含量显著高于实验组(P<0.05),而2%添加量组的氨氮含量又高于5%添加量组,且在第5、6天时与5%组之间还存在着显著差异(P<0.05)。从各组的死亡率来看,前6天各组鱼均未出现死亡现象,第7天时由于水中的氨氮含量严重超标,对照组和2%组的鱼陆续开始死亡,其中对照组的死亡率最高且与5%添加量组之间有显著差异(P<0.05);对照组死亡率为100%的有3个重复,2%添加量组的最高死亡率为80%(1个重复),而5%添加量组没有出现死鱼现象。以上结果说明本发明生物蛋白饲料原料对养殖水体的水质有明显的改善作用,而且随着添加量的增加作用效果增强。
实施例4肉鸭养殖试验
本实施例研究了本发明的生物蛋白饲料原料在养殖肉鸭方面的效果。本试验在四川省双流县部分地区进行了肉鸭养殖改造。使用本发明生物蛋白饲料,肉鸭平均增重多出160克,且养殖后期无需使用抗生素,鸭舍气CO2浓度降低34%,NH3浓度降低81%。同时低降了肉鸭养殖产生的面源污染问题,使得污染水源的COD值从16000ppm降到182ppm,降低了94.5%。富营养化指标总磷降低81.3%,水质达到国家二级污水排放标准。
综上,使用含有本发明生物蛋白饲料原料的饲料用于饲养牲畜,不仅可以提高牲畜的生长效率、降低料肉比,还可提高畜禽的免疫力、减少抗生素的用量、改善畜禽肉质品质、降低畜禽肉质中的药残,并能抑制牲畜粪便的恶臭,改善饲养环境和降低环境污染。

Claims (23)

1.一种适合于对餐厨有机废弃物进行发酵处理的复合菌,其特征在于:所述复合菌含有下述菌种的混合菌:环状芽胞杆菌(Bacillus circulans)、球形芽胞杆菌(Bacillus sphaericus)、坚强芽胞杆菌(Bacillus firmus)、施氏芽胞杆菌(Bacillusschlegelii)、嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus sterothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、酵母菌、乳酸菌。
2.根据权利要求1的复合菌,所述酵母菌为饲料酵母(Candida Tropicali)。
3.根据权利要求1的复合菌,所述乳酸菌为德氏乳酸杆菌(Lactobacillusdelbruckii)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合菌,所述各菌种的有效菌数比例按顺序分别为:0.8-1.1∶1.2-1.5∶1-1.2∶1.4-1.6∶2.2-3∶1.2-1.5∶1-1.2∶0.8-1.2。
5.根据权利要求4所述的复合菌,所述各菌种的有效菌数比例按顺序分别为:1∶1.3∶1.1∶1.5∶2.8∶1.3∶1.1∶0.9。
6.一种餐厨有机废弃物资源化循环处理方法,其特征在于:利用权利要求1-5任一项所述的复合菌对餐厨有机废弃物进行发酵处理。
7.根据权利要求6所述的处理方法,还包括如下步骤:
1)对收集的餐厨垃圾,进行无机物筛选,得到餐厨有机废弃物;
2)将餐厨有机废弃物称重后装入发酵池中,添加水份调整材料以调整水份含量;
3)添加所述复合菌,混匀物料;
4)进行好氧发酵处理4-10小时,即可。
8.根据权利要求7所述的处理方法,所述水份调整材料选自米糠、麦麸、酒糟、木屑、菜粕、棉粕或其混合物。
9.根据权利要求8所述的处理方法,所述水份调整材料选自菜粕、酒糟、棉粕或其混合物。
10.根据权利要求8所述的处理方法,所述水份调整材料的加入量使物料水份含量降至50-60w/w%。
11.根据权利要求7所述的处理方法,所述复合菌的用量为:按每公斤有机废弃物添加总有效菌数为1×106至1×108
12.根据权利要求11所述的处理方法,所述复合菌的用量为:按每公斤有机废弃物添加总有效菌数为1.5×107
13.根据权利要求7-12任一项所述的处理方法,在所述第3)步加入复合菌并混匀后,通过外部加热使物料达到60-80℃。
14.根据权利要求13所述的处理方法,在所述第3)步加入复合菌并混匀后,通过外部加热使物料达到70-80℃。
15.根据权利要求14所述的处理方法,在所述第3)步加入复合菌并混匀后,通过外部加热使物料达到80℃。
16.根据权利要求7-12任一项所述的处理方法,在进行所述第4)步的好氧发酵期间,不停的搅拌物料,并通过循环风机将新鲜空气送入发酵池,经排风机将水蒸汽排除。
17.一种生物蛋白饲料原料,其特征在于,将权利要求6-16任一项所述处理方法所得到的产品,经干燥制备而成。
18.根据权利要求17所述的生物蛋白饲料原料,所述生物蛋白饲料的含水量低于10%、C/N比为8-11、有效菌数不低于106cfu/g、有机质含量为40-55w/w%。
19.一种生物蛋白饲料,其特征在于,含有权利要求17-18任一项所述的生物蛋白饲料原料。
20.根据权利要求19所述的生物蛋白饲料,其特征在于,所述的生物蛋白饲料原料的含量为整个饲料总重量的1-30w/w%。
21.根据权利要求20所述的生物蛋白饲料,其特征在于,所述的生物蛋白饲料原料的含量为整个饲料总重量的2-20w/w%。
22.根据权利要求21所述的生物蛋白饲料,其特征在于,所述的生物蛋白饲料原料的含量为整个饲料总重量的5-15w/w%。
23.根据权利要求19-22任一项所述的生物蛋白饲料,所述生物蛋白饲料用作鸡、鸭、鱼、猪、牛、猫或狗的饲料。
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Denomination of invention: Method for resource circulating treatment of dining-kitchen organic waste using compound bacteria

Effective date of registration: 20150211

Granted publication date: 20080423

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Pledgor: Beijing Jiabowen Bioscience Co., Ltd.

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Pledgor: Beijing Jiabowen Bioscience Co., Ltd.

Registration number: 2017990000667

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Pledgee: Shenzhen Jia Cheng Cheng Cheng equity investment fund (limited partnership)

Pledgor: Beijing Jiabowen Bioscience Co., Ltd.

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Application publication date: 20061025

Assignee: Sichuan Jiadao Bowen Ecological Technology Co., Ltd

Assignor: Beijing Goldenway Bio-Tech Co.,Ltd.

Contract record no.: X2020990000275

Denomination of invention: Method for resource circulating treatment of dining-kitchen organic waste using compound bacteria

Granted publication date: 20080423

License type: Exclusive License

Record date: 20200528

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Addressee: Zhang Lin

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