CN102125166A - 一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法及其系统，加工方法包括将餐厨垃圾分选预处理得到可生化的餐厨垃圾的步骤；然后将可生化的餐厨垃圾固液分离的步骤；添加麸皮、玉米粉和糠粉，得到混合物料的步骤；按重量百分比8-20%的接种量添加复合菌剂进行发酵的步骤；最后经干燥、冷却，最后包装得到畜禽饲料产品；该系统包括依次连接的进料装置、湿式分选机、螺旋压榨机、搅拌型混合机、发酵罐、低温干燥机、粉碎机和成品物料储罐，优点是能抑制餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖、保鲜效果和感官品质好，同时能提高产品的蛋白质含量，该系统使用的设备成本低、能耗小、生产效率高并且有利于环保。

Description

一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种饲料的加工方法及其系统，尤其是涉及一种将餐厨垃圾通过微生物发酵制成畜禽饲料的加工方法及其系统。
背景技术
餐厨垃圾是指家庭、学校、机关公共食堂以及餐饮行业等的食物废料和食物残余，是城市生活垃圾的主要组成部分，餐厨垃圾主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、植物油、动物油等。从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等，其特点如下：1、粗蛋白和粗纤维等有机物含量高，开发利用价值较大，但易腐并产生恶臭；2、含水量高，不便收集运输，处理不当容易产生二次污染；3、油类和盐类物质含量较其它生活垃圾高，对资源化产品品质影响较大，需要很大处理成本，因此，厨余的处理及去向已成为一项迫切需要解决的问题。
现有的将餐厨垃圾制成畜禽饲料主要有两种方式，一种是直接经过脱水、烘干、灭菌处理得到泔水粉，但存在蛋白质同源的安全性问题；另一种是通过菌种的发酵作用，生产单细胞蛋白饲料，这种方式得到的饲料适口性好、有利于消化，对猪和人体并无明显威胁，但是对于厨余发酵生产蛋白饲料的菌种，大多采用霉菌、酵母菌，由于霉菌、酵母菌适宜生长的PH值为6.5-7，有利于餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖，导致餐厨垃圾的变质发臭，使制备得到的畜禽饲料蛋白含量低，保鲜效果差，同时还具有恶臭味，感官品质较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是之一是提供一种能抑制餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖、保鲜效果和感官品质好，同时提高产品中蛋白质含量的将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法。
本发明所要解决的技术问题是之二是提供一种实施上述加工方法的系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，以餐厨垃圾为原料，包括以下步骤：
（1）分选预处理  将收集的餐厨垃圾在湿式分选机中进行分选，除去塑料、玻璃、金属和木质物，得到可生化的餐厨垃圾；
（2）固液分离  将步骤（1）得到的可生化的餐厨垃圾送入螺旋压榨机进行固液分离，得到固体分离物和液体分离物；
（3）调质  以步骤（2）得到的固体分离物为基准，按重量百分比在固体分离物中添加麸皮15-25%、玉米粉15-25%，糠粉5-10%，得到水分含量为50-60%的混合物料；
（4）发酵  在步骤（3）得到的水分含量为50-60%的混合物料中按重量百分比8-20%的接种量添加复合菌剂进行发酵，发酵温度为20℃-40℃，发酵时间为1-6天，所述的复合菌剂由热带假丝酵母（G.tropicalis）和乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）按质量比0.5-2:1的比例混合，所述的热带假丝酵母保藏号为CGMCC.4201，所述的乳酸乳球菌保藏号为CGMCC.4202；
（5）干燥  将步骤（4）发酵后得到的混合物料经干燥、冷却，最后包装，制成水分含量12%以下的高蛋白含量的畜禽饲料产品。
步骤（2）中所述的液体分离物送入离心分离机分离得到油和废水，所述的油送入储油罐，所述的废水送入发酵池。
步骤（3）中以所述的糠粉为米糠或统糠。
步骤（4）中所述的发酵温度为25℃-30℃，发酵时间为32-42小时，发酵过程中每8-16小时翻动1次。
一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，该系统包括进料装置、湿式分选机、螺旋压榨机、搅拌型混合机、发酵罐、低温干燥机和粉碎机，所述的进料装置与所述的湿式分选机连接，所述的湿式分选机与所述的螺旋压榨机的进料口连接，所述的螺旋压榨机的出料口与所述的搅拌型混合机的进料口连接，所述的搅拌型混合机设置有配料进口，所述的搅拌型混合机的出料口与所述的发酵罐的进料口连接，所述的发酵罐的出料口与所述的低温干燥机的进料口连接，所述的低温干燥机的出料口与所述的粉碎机连接，所述的粉碎机的末端连接成品物料储罐。
所述的螺旋压榨机连接有用于分离油和水的离心分离机，所述的离心分离机一端通过油泵与储油罐连接，另一端通过水泵与发酵池连接。
所述的螺旋压榨机为双螺杆压榨机。
所述的离心分离机的进口设置有预热系统。
该加工系统还包括除臭装置，所述的除臭装置与所述的低温干燥机连接，所述的除臭装置内部设置有生物过滤膜。
所述的进料装置、所述的湿式分选机、所述的螺旋压榨机、所述的搅拌型混合机、所述的发酵罐、所述的低温干燥机和所述的粉碎机之间设置有用于输送物料的固体输送机，所述的固体输送机为带式输送机、螺旋式输送机、刮板输送机和斗式提升机中的任一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，经原料预处理、调质和筛选的微生物发酵，干燥和包装等一系列工艺过程，最后得到风味色泽好、营养价值高、天然安全的高品质畜禽营养饲料，本发明方法所采用的由保藏号为CGMCC.4201的热带假丝酵母（G.tropicalis）Ydy和保藏号为CGMCC.4202的乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）Lc按重量比0.5-2:1的比例混合的复合菌剂具有较好的发酵效果，对淀粉、蛋白质均无分解能力，其中热带假丝酵母Ydy对油脂有一定的分解能力（分解为脂肪酸和甘油有利于消化吸收），并且能使发酵糟感官品质较好，有酒香味，乳酸乳球菌发酵后可将pH下降至6.0以下，有利于抑制大肠菌群生长、保持厨余新鲜度、提高发酵糟真蛋白含量，蛋白质增加率最高可达23.63%，因此该加工方法能抑制餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖、保鲜效果和感官品质好，同时能很大提高蛋白质和有益菌群的含量。
本发明一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，使用的设备成本低、能耗小、生产效率高，同时能充分实现资源的回收利用，设备生产过程中无污染物排出，有利于环保，不仅解决了畜禽养殖业饲料供应的不足，同时实现餐厨垃圾的资源化高效利用，具有重大的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统的设备流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本发明一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，以餐厨垃圾为原料，包括以下步骤：
(1)分选预处理将收集的餐厨垃圾在湿式分选机中进行分选，将其中不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各类金属、贝壳和木质物等杂物全部被自动分拣出来，得到可生化的餐厨垃圾；
(2)固液分离将步骤(1)得到的可生化的餐厨垃圾通过螺旋输送机送入螺旋压榨机进行固液分离，得到固体分离物和液体分离物；
(3)调质以步骤(2)得到的固体分离物为基准，取固体分离物100公斤、麸皮15公斤、玉米粉15公斤和米糠5公斤进行调配混合，得到水分含量为60％的混合物料135公斤；
(4)发酵在步骤(3)得到的水分含量为60％的混合物料中添加10.8公斤的复合菌剂混合均匀后进行发酵，发酵温度为20℃，发酵时间为1天，发酵过程每8小时翻动1次，直到产生酒香味为止，该复合菌剂由热带假丝酵母(G.tropicalis)和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)按重量比0.5∶1的比例混合，其中该热带假丝酵母保藏于中国微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期为2010年9月30日，保藏编号为CGMCC NO.4201；乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏于中国微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期为2010年9月30日，保藏编 号为CGMCC NO.4202(复合菌种预先添加麸皮、玉米粉进行扩大培养，为固态物)；
(5)干燥将步骤(4)发酵后得到的混合物料经干燥(根据烘干料湿度而定，保证成品水分含量在12％以下)、冷却(时间最好在半小时内冷却下来，)最后包装，色泽微黄、有酒香味和营养价值高的的畜禽饲料产品。
在此具体实施例中，液体分离物送入离心分离机，分离得到的油送入储存罐，分离得到的废水送入发酵池，实现废弃物的综合利用，固体分离物送入发酵罐，在固体分离物中添加米糠，调节水分含量的同时可使固体分离物呈现松散状，有利于菌种好氧发酵。
本产品乳酸菌、酵母菌数在106数量级左右，大肠杆菌数量显著下降。
发酵产品经干燥处理制成畜禽饲料能进行长期保存，经发酵后产品也可以用来鲜销，鲜料需放置在干净、低温的环境中，保质期可达一星期左右。
本发明用于实现将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，如图1所示，该系统包括进料装置1、湿式分选机2、螺旋压榨机3、搅拌型混合机4、发酵罐5、低温干燥机6和粉碎机7，进料装置1与湿式分选机2连接，湿式分选机1与螺旋压榨机3的进料口连接，螺旋压榨机3的出料口与与搅拌型混合机4的进料口连接，搅拌型混合机4设置有配料进口8，搅拌型混合机4的出料口与发酵罐5的进料口连接，发酵罐5的出料口与低温干燥机6的进料口连接，低温干燥机6的出料口与粉碎机7连接，粉碎机7的末端连接成品物料储罐9。
在此具体实施例中，上述各设备之间的物料输送，可通过固体输送机，各种固体输送机可以为带式输送机、螺旋式输送机、刮板输送机或斗式提升机（图中未显示）。
在此具体实施例中，螺旋压榨机3采用双螺杆压榨机3（国产SYF-30，60型），该双螺杆压榨机3连接有用于分离油和水的离心分离机10，该离心分离机10一端通过油泵11与储油罐12连接，另一端通过水泵13与发酵池14连接，离心分离机10的进口设置有预热系统（图中未显示），该加工系统还包括除臭装置15，该除臭装置15与低温干燥机6连接，该除臭装置15内部设置有生物过滤膜。
该加工系统的具体操作过程如下：
（1）分选处理
将进料装置1中收集的餐厨垃圾经螺旋浓浆泵输入至湿式分选机2，将餐厨垃圾中不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、石头、骨头、各类金属、贝壳、木头、丝织品等杂物全部被自动分拣出来，目的是消除对后续工艺过程及产品的不利影响，有效地保证厨余资源化处理过程的顺利进行与最终产品的质量；
（2）固液分离
将湿式分选机2处理后的产物通过刮板输送机送至双螺杆压榨机3进行挤压脱水处理得到液体分离物和固体分离物，经上述挤出的液体分离物-油水混和物进入预热系统加热至80℃或以上，然后进入离心分离机10脱油，收集油部分；在废水部分进入下水道之前，将油、水分离完全；
采用双螺杆压榨机3可克服单螺杆压榨机原料随轴旋转，造成厨余原料无法压榨的现象；同时强化了对原料搅拌和剪切作用，有利于原料的脱水脱脂；
经双螺杆压榨机3送出的液体分离物是油类、水溶性有机、无机物和水等的混合物，其中油类中部分脂肪酸或脂肪酸衍生物由于其混合液成分的复杂性或具有乳化作用而溶入至水溶液中，这样会影响到油水的分离，经适当的加热处理或加入化学破乳剂等方法可起到一定的破乳作用，提高油水分离效率或提高出油率；
（3）调配与混合
取经上述处理的固体分离物100公斤经螺旋输送机送入搅拌型混合机4，通过配料进口8在搅拌型混合机5添加麸皮15公斤、玉米粉15公斤和米糠5公斤进行搅拌混合，得到水分含量为60%的混合物料135公斤，添加复合发酵菌剂10.8公斤搅拌均匀；
（4）发酵
将上述混合物投入至发酵罐5，并根据发酵工艺条件控制温度与湿度，发酵培养方式等；并不定期观察和取样检测发酵过程中的微生物及营养成分的动态变化，感官评定，发现异常及时采取纠正措施；
（5）低温干燥、冷却及粉碎
将酵后物通过螺旋输送机输送入低温干燥机6（选用MQG型强化型二级脉冲气流干燥设备，适合于对温度敏感的物料干燥并其自动化程度高、生产效率高、投资生产成本低）物料在整个干燥过程中时间控制为15-30s，最高料温不超过95℃，要尽可能保证饲料中活性营养成分的活性状态，再通过粉碎机7将物料粉碎（选用SSLGX100辊式粉碎机，其适合于高湿度物料的粉碎，粉碎产品的粒度比较均匀、噪声低）；
（6）混合与包装
根据饲料用途要求，添加适当的饲料添加剂，混合均匀后用编织袋、内垫塑料薄膜袋包装，每50kg/袋，其中成品饲料要耐贮藏同时要较好地保持其营养成分，须对成品物料的水分控制在较低水平，水分含量一般要求在12%以下。
实施例2
本发明一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，以餐厨垃圾为原料，包括以下步骤：
（1）分选预处理  将收集的餐厨垃圾在湿式分选机中进行分选，将其中不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各类金属、贝壳等杂物全部被自动分拣出来，得到可生化的餐厨垃圾；
（2）固液分离将步骤（1）得到的可生化的餐厨垃圾通过螺旋输送机送入螺旋压榨机进行固液分离，得到固体分离物和液体分离物；
（3）调质  以步骤（2）得到的固体分离物为基准，取固体分离物100公斤、麸皮20公斤、玉米粉20公斤和统糠8公斤进行调配，得到水分含量为55%的混合物料148公斤；
（4）发酵  在步骤（3）得到的水分含量为60t%的混合物料中添加22.2公斤的复合菌剂混合均匀后进行发酵，发酵温度为28℃，发酵时间为36小时，发酵过程每12小时翻动1次，直到产生酒香味为止，该复合菌种由热带假丝酵母（G.tropicalis）和乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）按重量比1:1的比例混合，该热带假丝酵母于2010年9月30号保藏于中国微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCC.4201，乳酸乳球菌于2010年9月30号保藏于中国微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCC.4202；
（5）干燥  将步骤（4）发酵后得到的混合物料经干燥（根据烘干料湿度而定，保证成品含水量在12%以下）、冷却（时间最好在半小时内冷却下来，）最后包装，色泽微黄、有酒香味和营养价值高的的畜禽饲料产品。
发酵后产品带有酒香味、略有酸味，乳酸菌、酵母菌数在106数量级左右，大肠杆菌数量显著下降。
本发明用于实现将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，该系统的结构及操作过程同实施例1。
实施例3
本发明一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，以餐厨垃圾为原料，包括以下步骤：
（1）分选预处理  将收集的餐厨垃圾在湿式分选机中进行分选，将其中不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各类金属、贝壳等杂物全部被自动分拣出来，得到可生化的餐厨垃圾；
（2）固液分离将步骤（1）得到的可生化的餐厨垃圾通过螺旋输送机送入螺旋压榨机进行固液分离，得到固体分离物和液体分离物；
（3）调质  以步骤（2）得到的固体分离物为基准，取固体分离物100公斤、麸皮25公斤、玉米粉25公斤和米糠10公斤进行调配，得到水分含量为50%的混合物料160公斤；
（4）发酵  在步骤（3）得到的水分含量为50t%的混合物料中添加32公斤的复合菌剂混合均匀后进行发酵，发酵温度为40℃，发酵时间为6天，发酵过程每16小时翻动1次，直到产生酒香味为止，该复合菌种由热带假丝酵母（G.tropicalis）和乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）按重量比2:1的比例混合，该热带假丝酵母于2010年9月30号保藏于中国微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCC.4201，乳酸乳球菌于2010年9月30号保藏于中国微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCC.4202；
（5）干燥  将步骤（4）发酵后得到的混合物料经干燥（根据烘干料湿度而定，保证成品含水量在12%以下）、冷却（时间最好在半小时内冷却下来，）最后包装，色泽微黄、有酒香味和营养价值高的的畜禽饲料产品。
发酵后产品带有酒香味、略有酸味，乳酸菌、酵母菌数在106数量级左右，大肠杆菌数量显著下降。
本发明用于实现将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，该系统的结构及操作过程同实施例1。
上述将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统的实施方式不仅限于上述所列举的设备，在本技术领域中的具有相同功能的设备均可实现本发明的目的，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，以餐厨垃圾为原料，其特征在于包括以下步骤：
（1）分选预处理  将收集的餐厨垃圾在湿式分选机中进行分选，除去塑料、玻璃、金属和木质物，得到可生化的餐厨垃圾；
（2）固液分离  将步骤（1）得到的可生化的餐厨垃圾送入螺旋压榨机进行固液分离，得到固体分离物和液体分离物；
（3）调质  以步骤（2）得到的固体分离物为基准，按重量百分比在固体分离物中添加麸皮15-25%、玉米粉15-25%，糠粉5-10%，得到水分含量为50-60%的混合物料；    
（4）发酵  在步骤（3）得到的水分含量为50-60%的混合物料中按重量百分比8-20%的接种量添加复合菌剂进行发酵，发酵温度为20℃-40℃，发酵时间为1-6天，所述的复合菌剂由热带假丝酵母（G.tropicalis）和乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）按质量比0.5-2:1的比例混合，所述的热带假丝酵母保藏号为CGMCC.4201，所述的乳酸乳球菌保藏号为CGMCC.4202；
（5）干燥  将步骤（4）发酵后得到的混合物料经干燥、冷却，最后包装，制成水分含量12%以下的高蛋白含量的畜禽饲料产品。
2.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，其特征在于：步骤（2）中所述的液体分离物送入离心分离机分离得到油和废水，所述的油送入储油罐，所述的废水送入发酵池。
3.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，其特征在于：步骤（3）中以所述的糠粉为米糠或统糠。
4.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工方法，其特征在于：步骤（4）中所述的发酵温度为25℃-30℃，发酵时间为32-42小时，发酵过程中每8-16小时翻动1次。
5.一种权利要求1所述的将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，其特征在于：该系统包括进料装置、湿式分选机、螺旋压榨机、搅拌型混合机、发酵罐、低温干燥机和粉碎机，所述的进料装置与所述的湿式分选机连接，所述的湿式分选机与所述的螺旋压榨机的进料口连接，所述的螺旋压榨机的出料口与所述的搅拌型混合机的进料口连接，所述的搅拌型混合机设置有配料进口，所述的搅拌型混合机的出料口与所述的发酵罐的进料口连接，所述的发酵罐的出料口与所述的低温干燥机的进料口连接，所述的低温干燥机的出料口与所述的粉碎机连接，所述的粉碎机的末端连接成品物料储罐。
6.根据权利要求5所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，其特征在于：所述的螺旋压榨机连接有用于分离油和水的离心分离机，所述的离心分离机一端通过油泵与储油罐连接，另一端通过水泵与发酵池连接。
7.根据权利要求6所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，其特征在于：所述的螺旋压榨机为双螺杆压榨机。
8.根据权利要求6所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，其特征在于：所述的离心分离机的进口设置有预热系统。
9.根据权利要求5所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，其特征在于：该加工系统还包括除臭装置，所述的除臭装置与所述的低温干燥机连接，所述的除臭装置内部设置有生物过滤膜。
10.根据权利要求5所述的一种将餐厨垃圾发酵制成畜禽饲料的加工系统，其特征在于：所述的进料装置、所述的湿式分选机、所述的螺旋压榨机、所述的搅拌型混合机、所述的发酵罐、所述的低温干燥机和所述的粉碎机之间设置有用于输送物料的固体输送机，所述的固体输送机为带式输送机、螺旋式输送机、刮板输送机和斗式提升机中的任一种。
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