CN103865975B - 一种利用餐厨垃圾发酵生产乙酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用餐厨垃圾发酵生产乙酸的方法。先将高活性干酵母加入粉碎的餐厨垃圾中，搅匀，高活性干酵母加入量为餐厨垃圾重量的2%—5%质量百分比，20℃—30℃下厌氧发酵72h—96h；接着加入碳酸钙，碳酸钙的加入量为以保持发酵过程pH值在5.5—6.5为准；然后接入醋酸菌，醋酸菌接入量为餐厨垃圾重量的8%—12%质量百分比，30℃—37℃下好氧发酵72—96h；最后固液分离，得到餐厨垃圾发酵液和餐厨垃圾渣，餐厨垃圾渣送垃圾填埋场填埋，餐厨垃圾发酵液经蒸馏回流提纯，得到乙酸。本发明每升餐厨垃圾发酵液可产乙酸24—28g，乙酸占发酵液中有机酸总质量的84—93%，发酵液中杂酸种类少，生产成本低，实现了餐厨垃圾资源化利用的目的。

Description

一种利用餐厨垃圾发酵生产乙酸的方法

技术领域

本发明涉及一种利用餐厨垃圾发酵生产乙酸的方法。具体是利用生物技术的方法即酵母菌及醋酸菌共同处理餐厨垃圾，生产乙酸。属于生物工程技术领域。

背景技术

餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括来自家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料（厨余）和食用残余（泔脚）。餐厨垃圾的成分复杂，主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等。从化学组成上，厨余中糖类含量高，而泔脚以淀粉、纤维素、蛋白质、脂类为主，且高盐分、高油脂。因此，餐厨垃圾可作为生物质能源再利用，利用其生产乙酸是餐厨垃圾资源化处理的有效途径之一。从而极大程度地避免了餐厨垃圾被重新回收生产地沟油、作为猪饲料等的现象发生。

国内外相关机构对餐厨垃圾的处理生产高附加值的产物做了很多相应的研究。例如，公开号为CN102321722的中国专利提供了一种利用餐厨垃圾生产燃料乙醇的方法。公开号为CN101085999的中国专利提供了一种菌糠促进餐厨垃圾乳酸发酵的方法，公开号为CN103290069的中国专利提供了一种根霉直接发酵餐厨垃圾发酵富马酸的方法，公开号CN101724679的中国专利提供了一种利用餐厨垃圾生产生物柴油的方法，但没有利用餐厨垃圾进行乙酸发酵的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用餐厨垃圾发酵生产乙酸的方法。该方法生产成本低，乙酸产量高，易操作。

为了达到上述目的，本发明经过长期研究发现：餐厨垃圾厌氧发酵时间较长会过度酸化，产生甲烷和氢气，从而导致生产乙酸失败；而厌氧发酵时间较短会导致乙酸产量较低，达不到高产量生产高附加值产物乙酸的目的。高活性干酵母可将餐厨垃圾中的主要成分转化为乙醇，其中少量乙醇转化为乙酸。高活性干酵母并不能使餐厨垃圾较多的转化为乙酸，若只采用高活性干酵母发酵餐厨垃圾生产乙酸，乙酸产量低，发酵72h—96h乙酸产量只有23.94g/L。醋酸菌不能高效利用餐厨垃圾中的主要成分，而只能以乙醇等作为底物生产乙酸。若只采用醋酸菌发酵餐厨垃圾生产乙酸，乙酸产量低，发酵72h—96h乙酸产量只有22.06g/L。

为此本发明采用综合利用高活性干酵母和醋酸菌作为发酵底物，共同处理餐厨垃圾，从而达到餐厨垃圾资源化利用、乙酸生产成本降低，同时也减少餐厨垃圾处理不当带来的环境污染问题，具有较高的经济利用价值和环境保护价值。

具体步骤如下：

先将高活性干酵母加入粉碎的餐厨垃圾中，搅拌均匀，高活性干酵母加入量为餐厨垃圾重量的2%—5%质量百分比，20℃—30℃下厌氧发酵72h—96h；接着加入碳酸钙，碳酸钙的加入量为以保持厌氧发酵过程pH值在5.5—6.5为准；然后接入醋酸菌，醋酸菌接入量为餐厨垃圾重量的8%—12%质量百分比，30℃—37℃下好氧发酵72—96h；最后固液分离，得到餐厨垃圾发酵液和餐厨垃圾渣，餐厨垃圾渣送垃圾填埋场填埋，餐厨垃圾发酵液经蒸馏回流提纯，得到乙酸；

上述的高活性干酵母为湖北安琪酵母股份有限公司生产的安琪高活性干酵母，其主要成分为酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）。

上述的醋酸菌为上海佳民酿造食品有限公司酿造一厂生产的沪酿1.01号醋酸菌。

所述的碳酸钙为试剂级产品。

本发明的优点是：

1.本发明综合利用高活性干酵母和醋酸菌，共同处理餐厨垃圾，其中高活性干酵母可将餐厨垃圾厌氧发酵生产乙醇，醋酸菌可利用生产出的乙醇好氧发酵生产乙酸，餐厨垃圾发酵的乙酸产量可达到25.68g/L（餐厨垃圾发酵液），比不添加高活性干酵母和醋酸菌的乙酸产量提高了0.58倍。

2.由于本发明用高活性干酵母和醋酸菌作为发酵底物，并采用碳酸钙保持厌氧发酵过程pH值在5.5—6.5，因此，发酵液中杂酸种类少，其中，乙酸占发酵液中有机酸总质量的84～93%，异丁酸占发酵液中有机酸总质量的5～7%，其余则为短链酸的混合物。

3.由于本发明采用高活性干酵母和醋酸菌利共同处理餐厨垃圾，不仅大幅度提高餐厨垃圾发酵生产乙酸的产量，同时也减少了餐厨垃圾对环境的污染，实现了餐厨垃圾资源化利用。

4.本发明不仅达到餐厨垃圾资源化利用的目的，同时也生产出了高附加值的产物乙酸，而且就目前餐厨垃圾的处理率低的现状，利用其进行乙酸的生产能够使餐厨垃圾传统处理模式的成本降低、废物资源化利用率提高，具有环境、经济双赢的效果。

具体实施方式

实施例1

按表1进行餐厨垃圾发酵生产乙酸实验：量取餐厨垃圾200g，6g湖北安琪酵母股份有限公司生产的安琪高活性干酵母，其主要成分为酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae），搅拌均匀，装入500ml血清瓶中，充入氮气保持厌氧环境，25℃下厌氧发酵72个小时。量取餐厨垃圾重量的10%质量百分比醋酸菌，醋酸菌是上海佳民酿造食品有限公司酿造一厂生产的沪酿1.01号，将醋酸菌接种到500ml血清瓶中的餐厨垃圾中，30℃下好氧发酵72个小时。测定产物中的乙酸含量。结果如表1所示。本发明的每升餐厨垃圾发酵液可以转化25.68g乙酸，与表1中实验编号1号的不添加高活性干酵母和醋酸菌的乙酸产量相比，提高了0.58倍。经过检测，餐厨垃圾发酵液中杂酸种类少，乙酸占餐厨垃圾发酵液中有机酸总质量的84～93%。

表1餐厨垃圾发酵生产乙酸产量比较之一

实施例2

按表2进行餐厨垃圾发酵生产乙酸实验：餐厨垃圾200g，加入5g高活性干酵母，装入500ml血清瓶中，充入氮气保持厌氧环境，25℃下厌氧发酵72个小时。量取餐厨垃圾重量的8%质量百分比醋酸菌，接种到500ml血清瓶中的餐厨垃圾中，30℃下好氧发酵72个小时。测定产物中的乙酸含量。结果如表2所示。每升餐厨垃圾发酵液可以转化24.14g乙酸，比不添加高活性干酵母和醋酸菌的发酵产乙酸产量提高了0.58倍。经过检测，餐厨垃圾发酵液中杂酸种类少，乙酸占餐厨垃圾发酵液中有机酸总质量的84～93%。

表2餐厨垃圾发酵生产乙酸产量比较之二

Claims (1)

1.一种利用餐厨垃圾发酵生产乙酸的方法，其特征在于：先将高活性干酵母加入粉碎的餐厨垃圾中，搅拌均匀，高活性干酵母加入量为餐厨垃圾重量的2％—5％质量百分比，20℃—30℃下厌氧发酵72h—96h；接着加入碳酸钙，碳酸钙的加入量为保持发酵过程pH值在5.5—6.5为准；然后接入醋酸菌，醋酸菌接入量为餐厨垃圾重量的8％—12％质量百分比，30℃—37℃下好氧发酵72—96h；最后固液分离，得到餐厨垃圾发酵液和餐厨垃圾渣，餐厨垃圾渣送垃圾填埋场填埋，餐厨垃圾发酵液经蒸馏回流提纯，得到乙酸；

上述的高活性干酵母为湖北安琪酵母股份有限公司生产的安琪高活性干酵母；

上述的醋酸菌为上海佳民酿造食品有限公司酿造一厂生产的沪酿1.01号醋酸菌；

上述的碳酸钙为试剂级产品。