CN104341180A - 一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其制备方法为：选择2种细菌和2种酵母菌，分别制备培养基和种子液，将细菌和酵母菌分别转入新鲜的斜面培养基，分别进行活化。将活化好的菌种分别放入去除琼脂的培养基，细菌和酵母菌分别在35-39℃和30-34℃培养8-12h和15-19h，摇床转速均为150-250r/min，获得种子液。将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母种子液以2～3∶2～3∶1～2∶1～2的比例，按质量比为8-12％的接种量接种于餐厨垃圾，经发酵后，即获得有机肥。该技术利用生物降解技术，操作简便，能耗低，安全性好，无臭味异味，无二次污染。
Description
技术领域
本发明创造涉及为一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，属于固体废物无害化、资源化和减量化技术领域。
背景技术
餐厨垃圾泛指在食品加工过程中产生的食物残余及饮食消费后的食物残余。随着饮食业的快速发展，餐厨垃圾的产量与日剧增。一般的大城市每天产生生活垃圾3000吨以上，其中餐厨垃圾约占50％。餐厨垃圾造成的污染已经成为城市环境污染的主要问题，严重威胁人们的正常生活和身体健康。
但是从化学组成上来看，餐厨垃圾以淀粉、纤维素、蛋白质、脂类为主，从资源利用角度分析，其可以制成很好的肥料。如何高效快捷地处理餐厨垃圾，使其为社会乃至人类造福是政府和全社会普遍关切的问题。
生物法处理餐厨垃圾，是近几年来国内外兴起的新型垃圾处理技术。生物法处理餐厨垃圾与堆肥、填埋、焚烧等处理方法相比较，不仅处理彻底，安全性好，无臭味异味，无二次污染，降低了运输成本，处理后的残留物也可以制成有机肥料，实现了资源的循环利用。
目前日本已研究、开发出了多种型号的生物降解法餐厨垃圾处理设备，以及高效的微生物菌剂，已经在食堂、饭店甚至家庭大量推广使用，并拥有绝大部分相关技术专利。同时，经过多年的研究，从自然界中筛选出数种能快速分解厨房废弃物的有益微生物，这些微生物具有对纤维素、脂类、蛋白类等物质的分解能力。利用这些菌种处理餐厨垃圾，消化率高达90％，减少了城市生活垃圾的总量，且经微生物分解后的少量残渣是高效的有机生物肥料。
生物法处理餐厨垃圾的核心技术是对菌剂的选择与控制。目前，国内所选用的菌剂也是多种多样，多是引进国外的菌剂生产技术或是直接引进国外的菌剂成品。而因各国的饮食习惯存在差异，导致各国餐厨垃圾在成分组成上同样存在差异，故国外的菌剂在某种程度上并不一定适合处理我国的餐厨垃圾，因此开发适合处理我国餐厨垃圾生物处理技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾生产有机肥的方法，实现餐厨垃圾无害化、资源化和减量化。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案为：(1)选择解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母，并分别制备解淀粉芽孢杆菌斜面培养基、蜡样芽孢杆菌斜面培养基、解脂假丝酵母斜面培养基、热带假丝酵母斜面培养基，解淀粉芽孢杆菌种子培养基、蜡样芽孢杆 菌种子培养基、解脂假丝酵母种子培养基、热带假丝酵母种子培养基备用；
(2)分别取部分步骤(1)中制备好的四种斜面培养基，将所述的解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母分别转入对应的新配置的所述解淀粉芽孢杆菌斜面培养基、蜡样芽孢杆菌斜面培养基、解脂假丝酵母斜面培养基、热带假丝酵母斜面培养基中进行活化，其中所述解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌在35-39℃下培养22-26h进行活化，所述解脂假丝酵母和热带假丝酵母在30-34℃下培养22-26h进行活化；
(3)将将步骤(2)中活化好的菌种分别对应放入步骤(1)中制备好的解淀粉芽孢杆菌种子培养基、蜡样芽孢杆菌种子培养基、解脂假丝酵母种子培养基、热带假丝酵母种子培养基中进行扩大培养，其中所述解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌在35-39℃下培养8-12h，所述解脂假丝酵母和热带假丝酵母在30-34℃下培养15-19h；
(4)将步骤(3)中培养后的菌种分别放入摇床中，将转速控制在150-250r/min范围内，15-19h后分别获得解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母种子液；
(5)将所述解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母种子液以2～3∶2～3∶1～2∶1～2的比例混合，按质量比为8-12％的接种量接种于餐厨垃圾中，经发酵后，即获得有机肥。
进一步，解淀粉芽孢杆菌斜面培养基和蜡样芽孢杆菌斜面培养基由牛肉膏2-5g，蛋白胨5-15g，NaCl 3-8g，琼脂2-3g，水500-1500mL组成。
进一步，解脂假丝酵母斜面培养基、热带假丝酵母斜面培养基由酵母粉3-7g，蛋白胨8-12g，葡萄糖15-25g，琼脂2-3g，水500-1500mL组成。
进一步，解淀粉芽孢杆菌种子培养基和蜡样芽孢杆菌种子培养基由牛肉膏2-5g，蛋白胨5-15g，NaCl 3-8g，水500-1500mL组成。
进一步，解脂假丝酵母种子培养基、热带假丝酵母种子培养基由酵母粉3-7g，蛋白胨8-12g，葡萄糖15-25g，水500-1500mL组成。
进一步，餐厨垃圾中含有麸皮作为辅料，且所述餐厨垃圾的含水量为55-60％。
进一步，发酵过程的温度控制在30-34℃之间，发酵时间为70-75h。
本发明通过上述技术方案，实现利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，根据我国特有的饮食习惯研究出的技术方案更大程度的实现了餐厨垃圾的循环利用，更有利于环保。该技术利用生物降解技术，操作简便，能耗低，安全性好，无臭味异味，无二次污染。不仅处理彻底，更降低了运输及处理成本。
具体实施方式
解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母，均购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，属于安全范围内的适合降解有机物的菌株，具体信息分别为解淀粉芽孢杆菌(编号CICC 20028)、蜡 样芽孢杆菌(菌种编号CICC 21687)、解脂假丝酵母(菌种编号CICC 31247)、热带假丝酵母(菌种编号CICC 1254)。
实施例1
一次拌料餐厨垃圾500g装入一个瓷盘中，其中约加入麸皮10％使物料含水量调整为55％。选择解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母作为发酵菌种。利用牛肉膏2g，蛋白胨5g，NaCl 3g，琼脂2g，水500mL，制备解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌斜面培养基；利用酵母粉3g，蛋白胨8g，葡萄糖15g，琼脂2g，水500mL，制备解脂假丝酵母和热带假丝酵母斜面培养基。取新鲜斜面培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母分别转入新鲜的斜面培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌在35℃下培养22h，将解脂假丝酵母、热带假丝酵母在30℃下培养22h,得到四种活化菌种。然后将活化好的菌种分别转入种子培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌在35℃下培养8h后获得解淀粉芽孢杆菌种子液和蜡样芽孢杆菌种子液，将解脂假丝酵母和热带假丝酵母在30℃下培养15h后获得解脂假丝酵母种子液和热带假丝酵母种子液。将四种种子液分别放入摇床中，将摇床转速设置为150r/min，15h后得到扩大培养的四种种子液。将得到的解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母种子液按2：2：1：1的比例，以质量比为8％的接种量，添加到餐厨垃圾中，置于30℃恒温培养箱发酵70h，每隔8h搅拌一次。发酵后测定其有机质、氮、钾、磷含量以及酶活性。
结果与分析：
1、发酵过程中培养物的感官性状
根据试验设计，发酵原料在发酵过程中基质的感官变化见表1-1
表1-1 发酵过程中培养物的感官性状
2、产品成分分析
表1-2 产品成分分析(结果以样品含水量为10％计)
表2表示产品有机肥成分分析结果，与中华人民共和国农业行业有机肥标准(NY-525-2012)相比，本实施例所得产品氮磷钾总含量略低于国家标准(5％)，有机质含量高于国家标准(45％),酸碱度符合国家标准(5.5-8.5)，以上结果表明所得到的有机肥符合国家标准，本实施可以用于餐厨垃圾生产有机肥。
3、产品酶活力分析
表1-3 产品酶活力分析(结果以样品含水量为10％计)
餐厨垃圾在降解过程中，微生物分泌各种酶类对餐厨垃圾中淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪等有机物进行分解。测定发酵后各酶类活力均大于500U/g，表明该微生态制剂具有降解餐厨垃圾能力。
实施例2
一次拌料餐厨垃圾500g装入一个瓷盘中，其中约加入麸皮10％使物料含水量调整为57％。选择解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母作为发酵菌种。利用牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，琼脂2.5g，水1000mL，制备解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌斜面培养基；利用酵母粉5g，蛋白胨10g，葡萄糖20g，琼脂2.5g，水1000mL，制备解脂假丝酵母和热带假丝酵母斜面培养基。取新鲜的斜面培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母分别转入新鲜的斜面培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌在37℃下培养24h，将解脂假丝酵母、热带假丝酵母在32℃下培养24h,得到四种活化菌种。然后将活化好的菌种分别转入种子培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌在37℃下培养10h后获得解淀粉芽孢杆菌种子液和蜡样芽孢杆菌种子液，将解脂假丝酵母和热带假丝酵母在32℃下培养17h后获得解脂假丝酵母种子液和热带假丝酵母种子液。将四种种子液分别放入摇床中，将摇床转速设置为200r/min，17h后得到扩大培养的四种种子液。将得到的解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母种子液按2.5：2.5：1.5：1.5的比例，以质量比为10％的接种量，添加到餐厨垃圾中，置于32℃恒温培养箱发酵72h，每隔8h搅拌一次。发酵后测定其有机质、氮、钾、磷含量以及酶活性。
结果与分析
1、发酵过程中培养物的感官性状
根据试验设计，发酵原料在发酵过程中基质的感官变化见表2-1
表2-1 发酵过程中培养物的感官性状
2、产品成分分析
表2-2 产品成分分析(结果以样品含水量为10％计)
表2表示产品有机肥成分分析结果，与中华人民共和国农业行业有机肥标准(NY-525-2012)相比，本实施例所得产品氮磷钾总含量略低于国家标准(5％)，有机质含量高于国家标准(45％),酸碱度符合国家标准(5.5-8.5)，以上结果表明所得到的有机肥符合国家标准，本实施可以用于餐厨垃圾生产有机肥。
3、产品酶活力分析
表2-3 产品酶活力分析(结果以样品含水量为10％计)
餐厨垃圾在降解过程中，微生物分泌各种酶类对餐厨垃圾中淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪等有机物进行分解。测定发酵后各酶类活力均大于500U/g，表明该微生态制剂具有降解餐厨垃圾能力。
实施例3
一次拌料餐厨垃圾500g装入一个瓷盘中，其中约加入麸皮10％使物料含水量调整为60％。选择解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母作为发酵菌种。利用牛肉膏5g，蛋白胨15g，NaCl 8g，琼脂3g，水1500mL，制备解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌斜面培养基；利用酵母粉7g，蛋白胨12g，葡萄糖25g，琼脂3g，水1500mL，制备解脂假丝酵母和热带假丝酵母斜面培养基。取新鲜的斜面培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母分别转入新鲜的斜面培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌在39℃下培养26h，将解脂假丝酵母、热带假丝酵母在34℃下培养26h,得到四种活化菌种。然后将活化好的菌种分别转入种子培养基，将解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌在39℃下培养12h后获得 解淀粉芽孢杆菌种子液和蜡样芽孢杆菌种子液，将解脂假丝酵母和热带假丝酵母在34℃下培养19h后获得解脂假丝酵母种子液和热带假丝酵母种子液。将四种种子液分别放入摇床中，将摇床转速设置为250r/min，19h后得到扩大培养的四种种子液。将得到的解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母和热带假丝酵母种子液按3：3：2：2的比例，以质量比为12％的接种量，添加到餐厨垃圾中，置于34℃恒温培养箱发酵75h，每隔8h搅拌一次。发酵后测定其有机质、氮、钾、磷含量以及酶活性。
结果与分析
1、发酵过程中培养物的感官性状
根据试验设计，发酵原料在发酵过程中基质的感官变化见表3-1
表3-1 发酵过程中培养物的感官性状
2、产品成分分析
表3-2 产品成分分析(结果以样品含水量为10％计)
表2表示产品有机肥成分分析结果，与中华人民共和国农业行业有机肥标准(NY-525-2012)相比，本实施例所得产品氮磷钾总含量略低于国家标准(5％)，有机质含量高于国家标准(45％),酸碱度符合国家标准(5.5-8.5)，以上结果表明所得到的有机肥符合国家标准，本实施可以用于餐厨垃圾生产有机肥。
3、产品酶活力分析
表3-3 产品酶活力分析(结果以样品含水量为10％计)
餐厨垃圾在降解过程中，微生物分泌各种酶类对餐厨垃圾中淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪等有机物进行分解。测定发酵后各酶类活力均大于500U/g， 表明该微生态制剂具有降解餐厨垃圾能力。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于具体方法为：(1)选择解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母，并分别制备解淀粉芽孢杆菌斜面培养基、蜡样芽孢杆菌斜面培养基、解脂假丝酵母斜面培养基、热带假丝酵母斜面培养基，解淀粉芽孢杆菌种子培养基、蜡样芽孢杆菌种子培养基、解脂假丝酵母种子培养基、热带假丝酵母种子培养基备用；
(2)分别取部分步骤(1)中制备好的四种斜面培养基，将所述的解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母分别转入对应的新配置的所述解淀粉芽孢杆菌斜面培养基、蜡样芽孢杆菌斜面培养基、解脂假丝酵母斜面培养基、热带假丝酵母斜面培养基中进行活化，其中所述解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌在35-39℃下培养22-26h进行活化，所述解脂假丝酵母和热带假丝酵母在30-34℃下培养22-26h进行活化；
(3)将将步骤(2)中活化好的菌种分别对应放入步骤(1)中制备好的解淀粉芽孢杆菌种子培养基、蜡样芽孢杆菌种子培养基、解脂假丝酵母种子培养基、热带假丝酵母种子培养基中进行扩大培养，其中所述解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌在35-39℃下培养8-12h，所述解脂假丝酵母和热带假丝酵母在30-34℃下培养15-19h；
(4)将步骤(3)中培养后的菌种分别放入摇床中，将转速控制在150-250r/min范围内，15-19h后分别获得解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母种子液；
(5)将所述解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、解脂假丝酵母、热带假丝酵母种子液以2～3∶2～3∶1～2∶1～2的比例混合，按质量比为8-12％的接种量接种于餐厨垃圾中，经发酵后，即获得有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于所述解淀粉芽孢杆菌斜面培养基和蜡样芽孢杆菌斜面培养基由牛肉膏2-5g，蛋白胨5-15g，NaCl 3-8g，琼脂2-3g，水500-1500mL组成。
3.根据权利要求1所述的一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于所述解脂假丝酵母斜面培养基、热带假丝酵母斜面培养基由酵母粉3-7g，蛋白胨8-12g，葡萄糖15-25g，琼脂2-3g，水500-1500mL组成。
4.根据权利要求1所述的一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于所述解淀粉芽孢杆菌种子培养基和蜡样芽孢杆菌种子培养基由牛肉膏2-5g，蛋白胨5-15g，NaCl 3-8g，水500-1500mL组成。
5.根据权利要求1所述的一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于所述解脂假丝酵母种子培养基、热带假丝酵母种子培养基由酵母粉3-7g，蛋白胨8-12g，葡萄糖15-25g，水500-1500mL组成。
6.根据权利要求1所述的一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于所述餐厨垃圾中含有麸皮作为辅料，且所述餐厨垃圾的含水量为55-60％。
7.根据权利要求1所述的一种利用餐厨垃圾生产有机肥的方法，其特征在于所述发酵过程的温度控制在30-34℃之间，发酵时间为70-75h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150211 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |