CN106563686A - 一种超声波酶解病死畜禽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波酶解病死畜禽的方法，属于病死畜禽资源化处理技术领域。具体包括下列步骤：将原料按不同组织成分分类；将原料粉碎；按比例取原料并调整至合适的参数进行超声酶解；酶解结束后实施灭酶。本发明创造性地将超声酶解应用于处理过程中，有效地提高了酶解效率，缩短了处理周期、减少了酶的用量，处理过程均匀、彻底，不留死角；并通过优化特定处理参数，实现了对病死畜禽的安全、节能、经济、高效资源化处理，可实现病死畜禽的再利用。
Description
技术领域
本发明属于病死畜禽资源化处理技术领域，具体涉及一种超声波酶解病死畜禽的方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，人民群众的生活水平不断提高，畜牧业的产出率成倍增长，不可避免地，病死畜禽的数量也在不断地增加。而病死动物尸体是动物疫病的主要传染源，因此防范动物疫病的风险也越来越大。
2014年我国肉猪出栏头数达到7.35亿头，而每年因各类疾病引起的猪的死亡率在8-12%，遇到重大疫情时，死亡率还会升高。由于人们对病死动物的危害认识不够，随意抛弃病死动物尸体或简单掩埋的状况时有发生，有的甚至卖给不法商贩，给动物疫病传播、环境污染、人体健康造成严重隐患。
“及时处理、清洁环保、合理利用”是对病死畜禽无害化处理的必然要求。病死畜禽资源化利用对我国畜牧业的可持续发展具有十分重要的意义。
目前，病死畜禽的处理方法主要包括焚烧法、掩埋法、碱水解法、发酵法等。其中，焚烧法、掩埋法和碱水解法主要是针对病死畜禽实施无害化处理，未涉及资源化利用；发酵法处理得到的产品可被用于土壤改良和制作有机肥，但其利用率较低，且涉及的相关设备能耗较高，与节能、环保、高效的要求不符。
因此，设计一种符合实际处理需求的处理方法成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可有效提高病死畜禽酶解效率、缩短预处理周期、减少酶的使用量的超声波酶解病死畜禽的方法。
为达到前述发明目的，本发明所运用的技术方案包括：
一种超声波酶解病死畜禽的方法，包括如下步骤：
S1）分类：将病死畜禽划分为畜禽皮、畜禽肉脂肪、畜禽瘦肉、畜禽毛、畜禽骨，进行分类预处理；
S2）粉碎：对病死畜禽进行粉碎处理；
S3）超声酶解：将粉碎后的病死畜禽置于交叉超声波中进行酶解处理；
S4）灭酶：超声酶解后，置于水浴锅内实施灭酶。
优选地，S3中的超声波为在竖直方向和水平方向形成相互垂直的超声波。
优选地，S3中的超声波为分别沿X的两个方向形成的交叉超声波。
优选地，S3中的交叉超声波可分别独立调整超声参数。
优选地，S3中的超声参数为功率100-900W、频率20kHz、40kHz或60kHz可调。
优选地，S3中的酶解参数为加酶量0.5-1.5%、pH值7-9、底物浓度6-12%、温度35-45℃、时间10-20min。
优选地，S4中的灭酶参数为时间5-10min、温度90-100℃。
优选地，S3中使用的超声波为分别在两个方向形成的交叉超声波，进行酶解处理酶解过程具体为：
S31）将粉碎后的病死畜禽置于分别沿X的两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，其中每一方向与竖直方向的夹角为30°，超声波的参数为功率100W、频率20kHz，酶解温度为35℃、酶解时间8min；
S32）将经S31处理后的病死畜禽置于分别沿X的两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，其中每一方向与水平方向的夹角为30°，超声波的参数为功率900W、频率60kHz，酶解温度为45℃、酶解时间15min；
S33）将经S32处理后的病死畜禽置于分别在竖直和水平两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，超声波的参数为功率300W、频率40kHz，酶解温度为40℃、酶解时间12min。
优选地，S3中的超声酶解也可以是先进行超声波处理，再进行酶解处理。
优选地，所述的病死畜禽是病死猪、病死鸡、病死鸭、病死鹅、病死肉鸽、病死牛或病死羊。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）利用酶对病死畜禽进行分解，得到氨基酸、甘油、胶原蛋白、骨蛋白等，产物可以被制成各种形式的能源产品，从而实现病死畜禽的再利用，有利于构建资源节约型、环境友好型社会。
（2）创造性地在酶解过程中施加一定频率和功率的超声波，可有效提高病死畜禽酶解效率，缩短处理周期、减少酶的使用量，解决了现有技术中病死畜禽的处理周期过长，效率较低、成本较高的难题。
（3）通过设置交叉超声波及分步骤的处理工艺，处理过程均匀、彻底，不留死角；通过优化特定处理参数，实现了对病死畜禽的安全、节能、经济、高效资源化处理。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文以本发明的较佳实施例为例，做详细说明如下。
本发明是利用超声波技术和酶解技术相结合，结合超声波的不同作用方式的优点，并通过优化相关特定处理参数，提供了一种超声波酶解病死畜禽的方法，实现对病死畜禽进行处理。
实施例1
本发明的一种超声波酶解病死畜禽的方法包括如下步骤：
第一步，对病死畜禽分类，将病死畜禽划分为畜禽皮、畜禽肉脂肪、畜禽瘦肉、畜禽毛、畜禽骨，进行分类预处理；
第二步，粉碎，即对病死畜禽进行粉碎处理；
第三步，对粉碎后的病死畜禽进行超声酶解，使用的加酶量1%、pH值8、底物浓度8%，具体地，先将粉碎后的病死畜禽置于分别沿X的两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，其中每一方向与竖直方向的夹角为30°，超声波的参数为功率100W、频率20kHz，可调酶解温度为35℃、酶解时长为8分钟；之后，再利用分别沿X的两个方向形成的交叉超声波中继续进行酶解处理，其中每一方向与水平方向的夹角为30°，超声波的参数为功率900W、频率60kHz，酶解温度为45℃、酶解时长为15分钟；之后再进一步地，利用分别在竖直和水平两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，超声波的参数为功率300W、频率40kHz，酶解温度为40℃、酶解时间12min。
第四步，将经过上述超声酶解后的处理物置于水浴锅内实施灭酶，灭酶用时间5min、灭酶温度为95℃。
本发明可以处理的对象包括但不限于病死猪、病死鸡、病死鸭、病死鹅、病死肉鸽、病死牛或病死羊等各种动物。超声酶解所需的相关参数可调整得到，采取的措施包括但不限于加水、加热等等。处理过程中可以使用胰蛋白酶，处理过程中的底物为动物尸体，超声频率为两频双向。
在处理过程中，也可以对处理步骤或处理参数进行调整，形成如下不同的实施方法。
实施例2：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入超声波预处理反应器中，保持pH8，温度40℃，进行超声预处理，超声频率为两频双向（20kHz，20kHz），功率为500w，时间为20min，之后转入常规酶解，即保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min。
实施例3：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入超声波预处理反应器中，保持pH8，温度40℃，进行超声预处理，超声频率为两频双向（40kHz，40kHz），功率为500w，时间为20min，之后转入常规酶解，即保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min。
实施例4：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入超声波预处理反应器中，保持pH8，温度40℃，进行超声预处理，超声频率为两频双向（60kHz，60kHz），功率为500w，时间为20min，之后转入常规酶解，即保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min。
实施例5：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入超声波预处理反应器中，保持pH8，温度40℃，进行超声预处理，超声频率为两频双向（20kHz，40kHz），功率为500w，时间为20min，之后转入常规酶解，即保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min。
实施例6：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入超声波预处理反应器中，保持pH8，温度40℃，进行超声预处理，超声频率为两频双向（20kHz，60kHz），功率为500w，时间为20min，之后转入常规酶解，即保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min。
实施例7：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入超声波预处理反应器中，保持pH8，温度40℃，进行超声预处理，超声频率为两频双向（40kHz，40kHz），功率为500w，时间为20min，之后转入常规酶解，即保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min。
实施例8：配置反应溶液，加入1.5%胰蛋白酶放入恒温水浴锅中进行酶解，保持pH8，温度40℃，酶解60min，之后95℃下灭酶5min，4000r/min下离心20min，取上清液测定游离氨基氮，并计算水解度。
对于上述处理方法，可以用水解度（DH）来衡量整个反应效率，水解度（DH）的测定采用甲醛滴定法和凯氏定氮法。对上述处理后产物在4000r/min下离心20min，取上清液测定游离氨基氮，并计算水解度，进行结果分析，得到不同实施例酶解产物的水解度如下表所示。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 24．82 | 21．37 | 19．91 | 17．34 | 21．81 | 18．98 | 18．52 | 16．63 |
本发明利用酶对病死畜禽进行分解，可进一步得到氨基酸、甘油、胶原蛋白、骨蛋白等形式的能源产品，从而实现病死畜禽的再利用，有利于构建资源节约型、环境友好型社会。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1）分类：将病死畜禽划分为畜禽皮、畜禽肉脂肪、畜禽瘦肉、畜禽毛、畜禽骨，进行分类预处理；
S2）粉碎：对病死畜禽进行粉碎处理；
S3）超声酶解：将粉碎后的病死畜禽置于交叉超声波中进行酶解处理；
S4）灭酶：超声酶解后，置于水浴锅内实施灭酶。
2.根据权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中的超声波为在竖直方向和水平方向形成相互垂直的超声波。
3.根据权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中的超声波为分别沿X的两个方向形成的交叉超声波。
4.根据权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中的交叉超声波可分别独立调整超声参数。
5.根据权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中的超声参数为功率100-900W、频率20kHz、40kHz或60kHz可调。
6.根据权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中的酶解参数为加酶量0.5-1.5%、pH值7-9、底物浓度6-12%、温度35-45℃、时间10-20min。
7.根据权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S4中的灭酶参数为时间5-10min、温度90-100℃。
8.如权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中使用的超声波为分别在两个方向形成的交叉超声波，进行酶解处理酶解过程具体为：
S31）将粉碎后的病死畜禽置于分别沿X的两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，其中每一方向与竖直方向的夹角为30°，超声波的参数为功率100W、频率20kHz，酶解温度为35℃、酶解时间8min；
S32）将经S31处理后的病死畜禽置于分别沿X的两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，其中每一方向与水平方向的夹角为30°，超声波的参数为功率900W、频率60kHz，酶解温度为45℃、酶解时间15min；
S33）将经S32处理后的病死畜禽置于分别在竖直和水平两个方向形成的交叉超声波中进行酶解处理，超声波的参数为功率300W、频率40kHz，酶解温度为40℃、酶解时间12min。
9.如权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：S3中的超声酶解也可以是先进行超声波处理，再进行酶解处理。
10.如权利要求1所述的一种超声波酶解病死畜禽的方法，其特征在于：所述的病死畜禽是病死猪、病死鸡、病死鸭、病死鹅、病死肉鸽、病死牛或病死羊。
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