CN101467588A - 泔水发酵饲料的制作方法及其专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泔水发酵饲料的制作方法，包括以下步骤：先将泔水中的固体杂质分离出去；再将不含固体杂质的泔水脱水，使泔水的含水率小于50％，然后将脱完水的泔水沉淀物进行粉碎和破碎；最后将泔水沉淀物和其他原料混合装入发酵包装袋内发酵，即制成泔水发酵饲料。为此，本发明还提供了一种实现泔水发酵饲料制作方法的泔水发酵饲料制备装置。本发明泔水发酵饲料的制作方法不仅将泔水变废为宝，切断了泔水猪和地沟油的来源，而且解决了城市泔水污染问题，利用本发明所述方法处理泔水成本低，处理量大。本发明提供的泔水发酵饲料制备装置结构简单，设计合理，适于大批量处理泔水。

Description

泔水发酵饲料的制作方法及其专用设备

技术领域

本发明涉及餐厨垃圾泔水的无公害处理方法和设备，尤其涉及一种泔水发酵饲料的制备方法及其专用设备。

背景技术

餐厨垃圾主要由水和干物质组成，其中水占80％左右，干物质占20％左右。干物质主要包括碳水化合物、动物蛋白、脂肪、植物油、餐巾纸、废餐具、塑料袋等，其富含氨基酸、脂肪和蛋白，在干物质中蛋白占26％左右，消化能约3.2kcal/kg。如不考虑易滋生有害菌、有害固体异物、毒素等因素，餐厨垃圾是喂养动物的优质饲料原料。但实践证明，餐厨垃圾是大肠杆菌、沙门氏菌、病毒等有害菌繁殖的温床，如不经处理直接饲喂会使动物的发病率、死亡率明显增加，同时经餐厨垃圾饲喂的动物体内带有大量有害病毒及细菌，因而会对人类控制疾病保证健康造成威胁。餐厨垃圾在春夏秋季节会滋生大量苍蝇蚊子，不处理的餐厨垃圾大量流入养猪场会产生大量泔水猪、地沟油，反流向市场。

因此，如何将泔水变废为宝，切断泔水猪和地沟油的货源，一直是国内外各地政府迫切需要解决的问题。

国内外尤其一些发达国家如欧盟、日本、美国、荷兰等国家从40年代起就开始对餐厨和生活垃圾进行无害化处理和利用。目前，主要使用以下四种方法：

一、填埋法：将城市生活垃圾填入大坑中。该方法存在大量不利因素，土地占用量大，填埋后易造成二次污染，污染地下水源，有害气体四处飘散污染大气，有害金属在填埋厂半径约1km的范围形成富集带以及被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等。此方法既浪费资源财力，又污染环境和地下水源。

二、堆肥处理：堆肥垃圾处理方法的使用较普遍，有露天堆肥和机械堆肥技术，前者需占用很大场地，二次污染严重，目前只有小地方使用；后者由于实行机械化，可选回收项目增多，如塑料、橡胶、金属、玻璃等。机械堆肥占地少，目前基本上是大中地方处理垃圾的主要方法，该方法主要靠政府补贴完成运行费用。

三、固态生物发酵法、厌氧制肥、制气处理法(综合法)：该处理法是包括产气和制肥及生产副产品化工原料酒精等综合方案。其通过机械设备及少量人工工作将城市餐厨垃圾进行分类，对其有机物进行脱水、粉碎处理，添加菌种后送入厌氧发酵塔内进行发酵处理。目前发酵大多是采用多塔分级进行的方式。处理时间约5-8天，可大批量200-500吨，产气量大约150-175m²/吨。有机物熟化充分，排出塔后经脱水配制成复合有机肥，基本没有二次污染。该方法在国外是上世纪80年代发展起来的，是目前较好的运行方式，政府补给少于填埋和堆肥处理。投资回报、环保性和运作管理也好于填埋、焚烧和堆肥。

四、固态发酵制作生物蛋白饲料：目前国内外对于泔水处理制作动物饲料的工作还处于研究和试验阶段，由于作为饲料和作为肥料对技术要求区别很大，采用固态发酵或液态发酵制作动物饲料都是在亏损状态下运行。在国外要靠政府大量资金补贴，而在国内尚无一种商业上可行的办法。固态、液态发酵生产动物饲料之所以困难，主要是发酵过程中各项参数如水分、通气、温度、PH值等的控制存在低成本操作难点。其商业化成败主要取决于发酵成本与产品的产出比。目前固态发酵设备主要分为发酵机械和发酵池。包括传送带发酵器、浅盘发酵器、转鼓发酵器、键箱式发酵器等。目前市场使用的设备还不成熟，且操作复杂控制难度高，因此要求生产的产品附加值高，现主要产品大部分是药品、酶制剂、酒、酱油、醋、菌体蛋白、氨基酸、维生素、真菌添加剂、单细胞蛋白饲料等等。要处理泔水这样大量(每天100-1000吨)的原料，以上设备难以维系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种泔水发酵饲料的制作方法，其将泔水变废为宝，切断了泔水猪和地沟油的来源。为此，本发明还提供了一种实现泔水发酵饲料制作方法的泔水发酵饲料制备装置。

为解决上述技术问题，本发明一种泔水发酵饲料的制作方法，包括以下步骤：

(1)先在固体杂质分离设备中将泔水中的固体杂质分离出来，再将不含固体杂质的泔水通入固液分离器进行离心脱水，使泔水的含水率小于50％，然后将脱过水的泔水沉淀物用粉碎机和打浆机进行粉碎和破碎；

(2)在无菌条件下取新鲜动物内脏中的物质，加入无菌水稀释10倍，过滤取出50毫升，取3—8个1毫升液体，再加入无菌水进行稀释，分别稀释10²—10⁹倍，将稀释液分别均匀涂抹在3—8个固体培养基上，每个培养基涂抹0.5-1ml；将培养基在30-38℃的温度下恒温培养4—7天，菌落数不超过10个单菌落作为预选菌株；将预选菌株在营养液中扩培20—24个小时后得到菌种液；

(3)制作发酵饲料，原料为：0.1—0.3份发酵剂、40—70份泔水沉淀物、0.3—1.5份预混剂，将原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，在10-40℃温度下发酵15-30天，即制成泔水发酵饲料；

其中：发酵剂由菌种液和菌种促生长剂按1：9的重量配比组成；

所述菌种促生长剂的组成及重量百分比为：

乳酸              20％-40％

低聚糖            30％-50％

食盐              5％-20％

微生物生长素      5％-10％。

为此，本发明还提供了一种泔水发酵饲料制备装置，包括固体杂质分离设备、固液分离器、粉碎机、打浆机、搅拌机和发酵包装袋，固液分离器、粉碎机、打浆机依次排列在固体杂质分离设备之后，所述固液分离器包括一个竖向安置的环状工字钢滑轨，滑轨的上方排列有离心机，每排横向排列的离心机固定在同一条固定板上，固定板两端底部分别安装有一个支撑架，每个支撑架上装有一套滑动轮组，滑动轮组由上滑动轮和下滑动轮组成，上滑动轮位于滑轨上方，下滑动轮卡在滑轨的工字凹口内。

其中，所述离心机通过离心机轴固定在固定板上；固定板其中一端安有电机，电机与端部的离心机轴相连接，同一固定板上的相邻离心机轴之间通过链条或皮带连接。固液分离器对不含杂质的泔水进行脱水，使泔水的含水率小于50％。

所述发酵包装袋采用不透气的薄膜制成，其一端袋口为封口式，在封口上设有一个油封排气通道，另一端袋口为敞口式。在敞口式袋口的边缘设有拉链或压合扣。对于袋口为完全敞口式的发酵包装袋，将原料装进袋内后，通过热合将袋口密封。对于袋口设有拉链或压合扣的包装袋，将原料装进袋内后，通过把袋口两侧压合或拉合在一起，将袋口密封即可。

固体杂质分离设备用来将泔水中的杂质分离出去，其包括一块斜板和一块平板，该斜板的下端与该平板的一端连接，斜板上装有至少一排抓钩和至少一排磁铁，平板上设有至少一排沟槽。

所述粉碎机包括两个滚筒，两滚筒位于同一平面上且轴线相平行，两滚筒间有间距，其中一个滚筒与电机相连接。粉碎机将脱完水的泔水粉碎。

本发明所述泔水发酵饲料的制作方法有如下技术优点：(1)将泔水用于制作发酵饲料，不仅解决了城市餐厨泔水的处理难题，切断了泔水猪和地沟油的来源；而且生产出的发酵饲料具有营养丰富、安全、无污染和无毒副作用的特点；(2)泔水发酵饲料制作过程中除有部分污水需处理外基本没有任何污染，解决了城市泔水污染问题；(3)利用本发明所述方法处理泔水成本低，处理量大。

本发明提供的泔水发酵饲料制备装置结构简单，设计合理，适于大批量处理泔水。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明泔水发酵饲料制备方法的工艺流程图；

图2为本发明固体杂质分离设备的结构示意图；

图3为本发明固液分离器的局部主视图；

图4为本发明固液分离器的局部俯视图；

图5为图3的A向视图；

图6为本发明固液分离器滑轨1(缩小)的主视图；

图7为发酵包装袋的局部剖视图；

图8为发酵包装袋袋口22边缘设置拉链的结构示意图；

图9为发酵包装袋袋口22边缘设置压合扣的结构示意图；

图10为粉碎机的俯视图.。

具体实施方式

如图1所示，先将收集运输至工厂的泔水通过固体杂质分离设备，将其中的杂质分离出去。没有杂质的泔水进入固液分离器进行离心脱水，使泔水的含水率小于50％。然后将脱完水的泔水用粉碎机和打浆机进行粉碎和破碎。最后将破碎后的泔水和其他原料在搅拌机内混匀后，装入发酵包装袋内进行发酵，即制得本发明泔水发酵饲料。

实施例1

(1)分离固体杂质

如图2所示，固体杂质分离设备包括一块斜板1和一块平板2，斜板1的下端与平板2的一端连接，斜板1上固定有三排抓钩3和两排磁铁4，每排抓钩3和每排磁铁4间隔设置。平板2上设有三排沟槽5。斜板1和平板2位于底架8上。泔水从斜板1上端流下，在重力作用下自动向下流，抓钩3可以将塑料袋、纸、绳子、布等软物钩住，磁铁4可以将有磁性的物质吸住，而其他大颗粒的沉重物如玻璃、硬塑料等则会掉进平板2上的沟槽5内。固体杂质分离设备可以将泔水中的固体杂质去除，没有杂质的泔水进入固液分离器。

当抓钩3、磁铁4或沟槽5挂满杂质时，通过人工将杂质取下来清除。为了便于清除抓钩3、磁铁4或沟槽5上分离的杂质，固体杂质分离设备的结构可以为：斜板1上有三排横杆6和两排磁铁4，每排横杆6和每排磁铁4间隔设置。横杆6和磁铁4的一端固定在斜板1一侧的支架7上，另一端搭在斜板1另一侧边缘，每个横杆6上固定六个抓钩3。清除时，可以将搭在斜板1边缘的横杆6和磁铁4的一端旋转至支架7这一侧，从而可以更方便地将杂质清除掉。

抓钩、磁铁和沟槽的数量不限，可以根据实际泔水的处理量来调整。

(2)离心脱水

如图3至图6所示，固液分离器包括一个竖向安置的环状工字钢滑轨10，滑轨10的上方排列有离心机12，每排横向排列的离心机12固定在同一条固定板13上。固定板13两端底部分别安装有一个支撑架14，每个支撑架14上装有一套滑动轮组。滑动轮组由上滑动轮25和下滑动轮26组成，上滑动轮25位于滑轨10上方，下滑动轮26卡在滑轨10的工字凹口内。离心机12通过离心机轴11固定在固定板13上，固定板13其中一端安有电机27，电机27与端部的离心机轴11相连接。

根据实际处理量的大小，可调整离心机的排数及每排离心机的数量。如可设3—8排；每排横向排列的离心机可设4—8个。图1和图2所示的局部图为四排离心机12，每排有四个离心机12。

固液分离器为集群式离心脱水设备，可根据泔水的处理量来调整离心机的数量，离心机可设置多排，每排可设多个离心机，克服了对大批量泔水脱水的困难。离心机可选用市场上现有的离心机。

将不含杂质的泔水从离心机12的上方通入各个离心机12内，然后打开与离心机轴11相连的电机27，电机27即带动该排离心机12旋转，进行离心。待离心机12旋转几分钟后，与下滑动轮26相连的电机带动下滑动轮26和上滑动轮25在滑轨10上滑动，离心机12随着滑动轮的滑动旋转到滑轨1的下方。当离心机12旋转到滑轨10的下方时，调节电机27，以降低转速并同时调节离心机12的旋转方向，使其正反转动，从而将脱完水的泔水沉淀物倒出，至此一轮离心脱水完成。随着滑动轮的滑动，离心机12又旋转至滑轨10的上方，进行下一轮离心。

(3)粉碎打浆

如图10所示，粉碎机通过轴18固定在底架19上。粉碎机包括两个滚筒15、16，两滚筒15、16位于同一平面上且轴线相平行，两滚筒15、16间有间距，由电机17控制滚筒15或滚筒16转动。图示为滚筒15连接电机17。泔水沉淀物从滚筒上方流下来，骨头、鱼刺等物在两个滚筒的间隙中被挤压粉碎后进入打浆机，泔水沉淀物在打浆机内被破碎。打浆机为市场上使用的大型打浆机。粉碎机也可选用现有的粉碎机。

(4)制备菌株

在无菌条件下取新鲜动物内脏中的物质100克，比如猪的大肠、胃内的物质等，加入无菌水稀释10倍，过滤取出50毫升，取5个1毫升液体，再加入无菌水进行稀释，分别稀释10²、10³、10⁴、10⁵、10⁶倍，将稀释液分别均匀涂抹在5个固体培养基上，每个涂抹0.5ml。将培养基在30℃的温度下恒温培养7天，菌落数不超过10个单菌落作为预选菌株。将预选菌株在营养液中扩培20个小时后得到菌种液。营养液可以由多种物质配制而成，例如可以由蛋白栋、红糖、马铃薯和水等配制。

(5)按以下表一实施例1中指定的原料制备泔水发酵饲料。

将各原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，将袋口密封，在10℃温度下发酵30天，即制成泔水发酵饲料。

如图7所示，发酵包装袋采用不透气的薄膜制成，其一端袋口20为封口式，在封口上设有一个油封排气通道21，油封排气通道21长1-2厘米、宽1-2毫米。发酵过程中产生的气体可通过油封排气通道21顺利的排出。另一端袋口22为一种敞口式。袋口22可以是一种完全的敞口形式，这种包装袋将原料装进袋内后，通过热合将袋口22密封。袋口22上也可以有多种结构。图8所示的是袋口22边缘设有拉链，图9所示的是袋口22边缘设计为压合扣。此外，还可以是其他的袋口封闭形式，如长条式按扣。使用时，先将原料装进袋内，然后通过把袋口22两侧压合或拉合在一起，将袋口22密封即可。这种发酵包装袋可重复使用，节约了包装袋的成本。

实施例2

与实施例1唯一的不同是步骤(4)和步骤(5)，其他均相同，不同之处如下：

(4)在无菌条件下取新鲜动物内脏中的物质，加入无菌水稀释10倍，过滤取出50毫升，取3个1毫升液体，再加入无菌水进行稀释，分别稀释10²、10³、10⁴倍，将稀释液分别均匀涂抹在3个固体培养基上，每个涂抹0.7ml。将培养基在34℃的温度下恒温培养5天，菌落数不超过10个单菌落作为预选菌株。将预选菌株在营养液中扩培22个小时后得到菌种液。

(5)按以下表一实施例2中指定的原料制备泔水发酵饲料。

将各原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，将袋口密封，在20℃温度下发酵25天，即制成泔水发酵饲料。

实施例3

与实施例1唯一的不同是步骤(4)和步骤(5)，其他均相同，不同之处如下：

(4)在无菌条件下取新鲜动物内脏中的物质，加入无菌水稀释10倍，过滤取出50毫升，取8个1毫升液体，再加入无菌水进行稀释，分别稀释10²、10³、10⁴、10⁵、10⁶、10⁷、10⁸、10⁹倍，将稀释液分别均匀涂抹在8个固体培养基上，每个涂抹1.0ml。将培养基在38℃的温度下恒温培养4天，菌落数不超过10个单菌落作为预选菌株。将预选菌株在营养液中扩培24个小时后得到菌种液。

(5)按以下表一实施例3中指定的原料制备泔水发酵饲料。

将各原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，将袋口密封，在25℃温度下发酵20天，即制成泔水发酵饲料。

实施例4

与实施例1唯一的不同是步骤(4)和步骤(5)，其他均相同，不同之处如下：

(4)在无菌条件下取新鲜动物内脏中的物质，加入无菌水稀释10倍，过滤取出50毫升，取7个1毫升液体，再加入无菌水进行稀释，分别稀释10³、10⁴、10⁵、10⁶、10⁷、10⁸、10⁹倍，将稀释液分别均匀涂抹在7个固体培养基上，每个涂抹0.9ml。将培养基在30℃的温度下恒温培养6天，菌落数不超过10个单菌落作为预选菌株。将预选菌株在营养液中扩培23个小时后得到菌种液。

(5)按以下表一实施例4中指定的原料制备泔水发酵饲料。

将各原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，将袋口密封，在30℃温度下发酵15天，即制成泔水发酵饲料。

实施例5

与实施例1唯一的不同是步骤(5)，其他均相同，不同之处如下：

(5)按以下表一实施例5中指定的原料制作泔水发酵饲料。

将各原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，将袋口密封，在35℃温度下发酵23天，即制成泔水发酵饲料。

实施例6

与实施例2唯一的不同是步骤(5)，其他均相同，不同之处如下：

(5)按以下表一实施例6中指定的原料制备泔水发酵饲料。

将各原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内，将袋口密封，在40℃温度下发酵18天，即制成泔水发酵饲料。

表一：制作发酵饲料的原料及其含量(重量份)

 

各原料含量(重量份)	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							菌种液	0.01	0.03	0.02	0.03	0.01	0.02
菌种促生长剂	0.09	0.27	0.18	0.27	0.09	0.18
							泔水沉淀物	40	70	50	60	40	55
预混剂	0.3	1.5	0.7	1.3	0.5	1.0
							玉米			7	13	10	9

 

菜粕			5	8	10	7
							麸皮					8	15
米糠					3	8

表二：表一中菌种促生长剂的组成及各组分的含量(重量百分比％)

 

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							乳酸	30	25	35	20	40	40
低聚糖	40	47	45	50	30	47
							食盐	20	18	15	20	20	5
微生物生长素	10	10	5	10	10	8

Claims (10)

1、一种泔水发酵饲料的制作方法，包括以下步骤：

(1)先在固体杂质分离设备中将泔水中的固体杂质分离出去，再将不含固体杂质的泔水通入固液分离器进行离心脱水，然后将脱完水的泔水沉淀物用粉碎机和打浆机进行粉碎和破碎；

(2)在无菌条件下取新鲜动物内脏中的物质，加入无菌水稀释10倍，过滤取出50毫升，取3—8个1毫升液体，再加入无菌水进行稀释，分别稀释10²—10⁹倍，将稀释液分别均匀涂抹在3—8个固体培养基上，每个培养基涂抹0.5-1ml；将培养基在30-38℃的温度下恒温培养4—7天，菌落数不超过10个单菌落作为预选菌株；将预选菌株在营养液中扩培20—24个小时后得到菌种液；

(3)制作发酵饲料，原料为：0.1—0.3份发酵剂、40—70份泔水沉淀物、0.3—1.5份预混剂，将原料倒入搅拌机里搅拌均匀后，装入发酵包装袋内在10-40℃温度下发酵15-30天，即制成泔水发酵饲料；

其中，发酵剂由菌种液和菌种促生长剂按1：9的重量配比组成；

其中，菌种促生长剂的组成及重量百分比为：

乳酸                20％-40％

低聚糖              30％-50％

食盐                5％-20％

微生物生长素        5％-10％。

2、根据权利要求1所述的泔水发酵饲料的制作方法，其特征在于：所述发酵饲料原料还包括：5—10份菜粕和7—13份玉米。

3、根据权利要求2所述的泔水发酵饲料的制作方法，其特征在于：所述发酵饲料原料还包括：8—15份麸皮和3—8份米糠。

4、一种实现权利要求1所述泔水发酵饲料的制作方法中的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：包括固体杂质分离设备、固液分离器、粉碎机、打浆机、搅拌机和发酵包装袋，固液分离器、粉碎机、打浆机依次排列在固体杂质分离设备之后，所述固液分离器包括一个竖向安置的环状工字钢滑轨，滑轨的上方排列有离心机，每排横向排列的离心机固定在同一条固定板上，固定板两端底部分别安装有一个支撑架，每个支撑架上装有一套滑动轮组，滑动轮组由上滑动轮和下滑动轮组成，上滑动轮位于滑轨上方，下滑动轮卡在滑轨的工字凹口内。

5、根据权利要求4所述的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：所述离心机通过离心机轴固定在固定板上；固定板其中一端安有电机，电机与端部的离心机轴相连接，同一固定板上的相邻离心机轴之间通过链条或皮带连接。

6、根据权利要求4所述的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：所述发酵包装袋采用不透气的薄膜制成，其一端袋口为封口式，在封口上设有一个油封排气通道，另一端袋口为敞口式。

7、根据权利要求6所述的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：在所述敞口式袋口的边缘设有拉链或压合扣。

8、根据权利要求4所述的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：所述固体杂质分离设备包括一块斜板和一块平板，该斜板的下端与该平板的一端连接，斜板上装有至少一排抓钩和至少一排磁铁，平板上设有至少一排沟槽。

9、根据权利要求8所述的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：所述抓钩固定在斜板上的横杆上，斜板一侧有一个支架，横杆和磁铁的一端固定在支架上，另一端搭在斜板另一侧边缘。

10、根据权利要求4所述的泔水发酵饲料制备装置，其特征在于：所述粉碎机包括两个滚筒，两滚筒位于同一平面上且轴线相平行，两滚筒间有间距，其中一个滚筒与电机相连接。

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