CN114644533A - 一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，包括生物天然气、干冰工艺、有机专用肥工艺与青皮色素、多酚工艺；所述生物天然气、干冰工艺包括以下步骤；粉碎、灭酶、提取、酶解、过滤、厌氧发酵、纯化。有机专用肥工艺包括洗涤、干燥两个步骤，提取天然青核桃皮中所含的多酚、色素等，核桃皮渣子与秸秆发酵获得沼气和二氧化碳(制干冰)，最后的残渣制成有机肥等，沼气发酵慢，有机质消耗较少，原材料中的氮、磷、钾等营养元素，除氮素有一定损失外，大部分养分仍保留在发酵残留物中，因此富含有机质和植物必需的多种营养元素，可作肥料使用，以实现青核桃皮与秸秆资源的百分之百的利用。
Description
技术领域
本发明涉及青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺技术领域，尤其涉及一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺。
背景技术
核桃仁含有丰富的营养素，每百克含蛋白质15～20克，脂肪较多，含碳水化合物10克，并含有人体必需的钙、磷、铁等多种微量元素和矿物质以及胡萝卜素、核黄素等多种维生素，是深受百姓喜爱的坚果类食品之一。
但加工核桃后大量堆积如山的青核桃皮却成为难以利用的农业垃圾，堆积腐，同时农作物秸秆产量约为粮食产量的1.1倍，有数十万吨农作物的秸秆也成为农村难以利用的剩余物，亟需一种可以彻底利用青核桃皮和秸秆发酵成为生物天然气，能彻底解决农村剩余物的污染问题和环境保护问题，为此，提出了一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决青核桃皮与秸秆资源的浪费问题，而提出的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，包括生物天然气、干冰工艺、有机专用肥工艺与青皮色素、多酚工艺；所述生物天然气、干冰工艺包括以下步骤：
SA1：粉碎：将青核桃皮利用螺旋提升机送入平台预破机中，进行粗碎，得到核桃皮粗碎颗粒物，将核桃皮粗碎颗粒物送入细破碎机中，进行细碎，得到核桃皮细碎颗粒物，将核桃皮细碎颗粒物送入缓存罐；将秸秆送入秸秆粗破碎机，随后加热水进行粗碎，得到秸秆粗碎颗粒物，再将秸秆粗碎颗粒物送入细破碎机进行细碎，得到秸秆细碎颗粒物；
SA2：灭酶：将缓存罐中的核桃皮细碎颗粒物经螺杆泵输送到管式灭酶机中，加入热水进行灭酶，灭酶后得到灭酶产物；
SA3：提取：将灭酶产物送入提取罐中进行提取，经固液分离机得到提取液与固体残渣；
SA4：酶解：将SA3中的固体残渣经过螺旋输送机送入SA1中的秸秆细碎颗粒物中，混合后送入管式预热器内进行预热，预热后将混合物送入专用酶解罐进行酶解，酶解后得到酶解混合物；
SA5：过滤：酶解混合物经过滤机过滤，得到过滤液与过滤物，过滤物经过膜分离技术得到分离物与分离液，将分离物送入调节池中，分离液与过滤液加入到秸秆细碎颗粒物与固体残渣的混合物中重复SA4-SA5的步骤；
SA6：：厌氧发酵：将分离物送入酸化池中进行酸化，随后进行厌氧发酵，厌氧发酵后得到老化菌泥、沼气与发酵液，发酵液经过膜浓缩后得到浓缩物与滤出水，将浓缩物继续进行过厌氧发酵，滤出液经过出水泵抽出再次利用；
SA7：气体膜分离：沼气经过气体膜分离技术得到未纯化的生物天然气与二氧化碳；
SA8：纯化：未纯化的生物天然气经纯化后得到生物天然气，二氧化碳通过降温加压得到干冰。
作为本发明再进一步的方案：所述有机专用肥工艺包括以下步骤：
SB1:洗涤：将SA6中的老化菌泥用水清洗，得到清洗液与老化菌泥，将清洗液加入到调节池中，重复SA6-SB1的步骤；
SB2：干燥：将老化菌泥干燥后得到有机专用肥。
作为本发明再进一步的方案：所述青皮色素、多酚工艺包括以下步骤：
SC1：分离：将SA3中的提取液经过过滤机过滤，得到过滤液与过滤物，将过滤物加入到SA4中，重复SA4-SB2的步骤，过滤液分离得到色素提取液、多酚提取液与过滤提取液，将过滤提取液加入到SA5中，重复SA5-SB2的步骤，色素提取液经过膜分离技术的到色素过滤液与色素浓缩物，将过滤液放入缓存罐中；
SC2：浓缩：色素浓缩物进行膜浓缩得到滤出水与色素，将滤出水送入滤出水罐中，多酚提取液依次经过纯化、膜浓缩的到多酚浓缩物与滤出水，将滤出水送入滤出水罐中；
SC3：蒸发干燥：多酚浓缩物与色素经过真空降膜蒸发器进行蒸发，随后经过压力喷雾干燥塔进行干燥，干燥后分别送入青皮色素暂缓罐与多酚暂缓罐；
SC4：包装。
作为本发明再进一步的方案：所述SA1中，对秸秆原料，应在沼气站内或附近设置短期堆放秸秆的场所，秸秆堆料场面积的大小宜根据秸秆收购量和消耗量确定。
作为本发明再进一步的方案：所述SA1中，干秸秆应在粉碎间进行粉碎，经粉碎后的粒径小于10mm；鲜秸秆应经粉碎后进入青贮池储存，粉碎后的粒径为20mm～30mm。
作为本发明再进一步的方案：所述SA2中，灭酶是通过高温使蛋白质变性从而使酶失去活性。
作为本发明再进一步的方案：所述SA4中，酶解时温度为45-65℃，pH为4.5-5.5。
作为本发明再进一步的方案：所述SA6中，厌氧发酵的碳氮比为20-30，温度在33-37℃。
作为本发明再进一步的方案：所述各种原料经预处理后，温度、固体浓度等应调制均匀，且不得含有直径或长度大于40mm的固体悬浮物。
本发明的有益效果为：
1、在生物天然气、干冰工艺中，将废弃的青核桃皮与秸秆经粉碎、发酵与分离后得到生活必不可缺的燃料，不仅减少燃烧废物带来的环境污染，而且将废旧资源变为宝贵资源。
2、在有机专用肥工艺中，青核桃皮渣子与秸秆发酵获得沼气和二氧化碳(制干冰)，最后的残渣制成有机肥等，沼气发酵慢，有机质消耗较少，原材料中的氮、磷、钾等营养元素，除氮素有一定损失外，大部分养分仍保留在发酵残留物中，因此富含有机质和植物必需的多种营养元素，可作肥料使用，以实现青核桃皮与秸秆资源的百分之百的利用。
3、在青皮色素、多酚工艺中，在生物天然气、干冰工艺中产生的副产物经过分离提纯得出色素与多酚，将青核桃皮与秸秆中的所有资源充分利用，变废为宝，进行了全资源化的利用，减少浪费。
附图说明
图1为本发明的生物天然气、干冰工艺流程结构示意图；
图2为本发明的有机专用肥工艺流程结构示意图；
图3为本发明的青皮色素、多酚工艺流程结构示意图；
具体实施方式
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺。下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，包括生物天然气、干冰工艺、有机专用肥工艺与青皮色素、多酚工艺；
所述生物天然气、干冰工艺包括以下步骤：
SA1：粉碎：将青核桃皮利用螺旋提升机送入平台预破机中，进行粗碎，得到核桃皮粗碎颗粒物，将核桃皮粗碎颗粒物送入细破碎机中，进行细碎，得到核桃皮细碎颗粒物，将核桃皮细碎颗粒物送入缓存罐；将秸秆送入秸秆粗破碎机，随后加热水进行粗碎，得到秸秆粗碎颗粒物，再将秸秆粗碎颗粒物送入细破碎机进行细碎，得到秸秆细碎颗粒物；
对秸秆原料，应在沼气站内或附近设置短期堆放秸秆的场所，秸秆堆料场面积的大小宜根据秸秆收购量和消耗量确定；
干秸秆应在粉碎间进行粉碎，经粉碎后的粒径小于10mm；鲜秸秆应经粉碎后进入青贮池储存，粉碎后的粒径为20mm～30mm；
SA2：灭酶：将缓存罐中的核桃皮细碎颗粒物经螺杆泵输送到管式灭酶机中，加入热水进行灭酶，灭酶后得到灭酶产物；
灭酶是通过高温使蛋白质变性从而使酶失去活性；
SA3：提取：将灭酶产物送入提取罐中进行提取，经固液分离机得到提取液与固体残渣；
SA4：酶解：将SA3中的固体残渣经过螺旋输送机送入SA1中的秸秆细碎颗粒物中，混合后送入管式预热器内进行预热，预热后将混合物送入专用酶解罐进行酶解，酶解后得到酶解混合物；
酶解时温度为45-65℃，pH为4.5-5.5范围内，纤维素酶活性发挥最好，水解得到的糖产率最高；
SA5：过滤：酶解混合物经过滤机过滤，得到过滤液与过滤物，过滤物经过膜分离技术得到分离物与分离液，将分离物送入调节池中，分离液与过滤液加入到秸秆细碎颗粒物与固体残渣的混合物中重复SA4-SA5的步骤；
设置调节池作用：当水质、水量和温度波动较大的原料，调节池可液体均质，均量的进入整个工艺，其最小有效容积应能满足原料变化一个周期所排放的全部原料量；
SA6：：厌氧发酵：将分离物送入酸化池中进行酸化，随后进行厌氧发酵，厌氧发酵后得到老化菌泥、沼气与发酵液，发酵液经过膜浓缩后得到浓缩物与滤出水，将浓缩物继续进行过厌氧发酵，滤出液经过出水泵抽出再次利用；
秸秆原料宜在调配池中调质均匀后进行厌氧发酵；
所述厌氧发酵的碳氮比为20-30，温度在33-37℃；
SA7：气体膜分离：沼气经过气体膜分离技术得到未纯化的生物天然气与二氧化碳；
SA8：纯化：未纯化的生物天然气经纯化后得到生物天然气，二氧化碳通过降温加压得到干冰。
各种原料经预处理后，温度、固体浓度等应调制均匀，且不得含有直径或长度大于40mm的固体悬浮物。
将废弃的青核桃皮与秸秆经粉碎、发酵与分离后得到生活必不可缺的燃料，不仅减少燃烧废物带来的环境污染，而且将废旧资源变为宝贵资源。
实施例2
一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，包括生物天然气、干冰工艺、有机专用肥工艺与青皮色素、多酚工艺；
所述有机专用肥工艺包括以下步骤：
SB1:洗涤：将SA6中的老化菌泥用水清洗，得到清洗液与老化菌泥，将清洗液加入到调节池中，重复SA6-SB1的步骤；
SB2：干燥：将老化菌泥干燥后得到有机专用肥。
青核桃皮渣子与秸秆发酵获得沼气和二氧化碳(制干冰)，最后的残渣制成有机肥等，沼气发酵慢，有机质消耗较少，原材料中的氮、磷、钾等营养元素，除氮素有一定损失外，大部分养分仍保留在发酵残留物中，因此富含有机质和植物必需的多种营养元素，可作肥料使用，以实现青核桃皮与秸秆资源的百分之百的利用。
实施例3
一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，包括生物天然气、干冰工艺、有机专用肥工艺与青皮色素、多酚工艺；
所述青皮色素、多酚工艺包括以下步骤：
SC1：分离：将SA3中的提取液经过过滤机过滤，得到过滤液与过滤物，将过滤物加入到SA4中，重复SA4-SB2的步骤，过滤液分离得到色素提取液、多酚提取液与过滤提取液，将过滤提取液加入到SA5中，重复SA5-SB2的步骤，色素提取液经过膜分离技术的到色素过滤液与色素浓缩物，将过滤液放入缓存罐中；
SC2：浓缩：色素浓缩物进行膜浓缩得到滤出水与色素，将滤出水送入滤出水罐中，多酚提取液依次经过纯化、膜浓缩的到多酚浓缩物与滤出水，将滤出水送入滤出水罐中；
膜浓缩过程利用二级细滤中有效成分与液体分子量的不同实现定向的分离，达到浓缩的作用，相对于传统的加热浓缩，具有能耗低，常温下进行，对产品影响小等优点；
SC3：蒸发干燥：多酚浓缩物与色素经过真空降膜蒸发器进行蒸发，随后经过压力喷雾干燥塔进行干燥，干燥后分别送入青皮色素暂缓罐与多酚暂缓罐；
SC4：包装；
在生物天然气、干冰工艺中产生的副产物经过分离提纯得出色素与多酚，将青核桃皮与秸秆中的所有资源充分利用，变废为宝，进行了全资源化的利用，减少浪费。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，包括生物天然气、干冰工艺、有机专用肥工艺与青皮色素、多酚工艺；
所述生物天然气、干冰工艺包括以下步骤：
SA1：粉碎：将青核桃皮利用螺旋提升机送入平台预破机中，进行粗碎，得到核桃皮粗碎颗粒物，将核桃皮粗碎颗粒物送入细破碎机中，进行细碎，得到核桃皮细碎颗粒物，将核桃皮细碎颗粒物送入缓存罐；将秸秆送入秸秆粗破碎机，随后加热水进行粗碎，得到秸秆粗碎颗粒物，再将秸秆粗碎颗粒物送入细破碎机进行细碎，得到秸秆细碎颗粒物；
SA2：灭酶：将缓存罐中的核桃皮细碎颗粒物经螺杆泵输送到管式灭酶机中，加入热水进行灭酶，灭酶后得到灭酶产物；
SA3：提取：将灭酶产物送入提取罐中进行提取，经固液分离机得到提取液与固体残渣；
SA4：酶解：将SA3中的固体残渣经过螺旋输送机送入SA1中的秸秆细碎颗粒物中，混合后送入管式预热器内进行预热，预热后将混合物送入专用酶解罐进行酶解，酶解后得到酶解混合物；
SA5：过滤：酶解混合物经过滤机过滤，得到过滤液与过滤物，过滤物经过膜分离技术得到分离物与分离液，将分离物送入调节池中，分离液与过滤液加入到秸秆细碎颗粒物与固体残渣的混合物中重复SA4-SA5的步骤；
SA6：：厌氧发酵：将分离物送入酸化池中进行酸化，随后进行厌氧发酵，厌氧发酵后得到老化菌泥、沼气与发酵液，发酵液经过膜浓缩后得到浓缩物与滤出水，将浓缩物继续进行过厌氧发酵，滤出液经过出水泵抽出再次利用；
SA7：气体膜分离：沼气经过气体膜分离技术得到未纯化的生物天然气与二氧化碳；
SA8：纯化：未纯化的生物天然气经纯化后得到生物天然气，二氧化碳通过降温加压得到干冰。
2.根据权利要求1所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述有机专用肥工艺包括以下步骤：
SB1:洗涤：将SA6中的老化菌泥用水清洗，得到清洗液与老化菌泥，将清洗液加入到调节池中，重复SA6-SB1的步骤；
SB2：干燥：将老化菌泥干燥后得到有机专用肥。
3.根据权利要求2所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述青皮色素、多酚工艺包括以下步骤：
SC1：分离：将SA3中的提取液经过过滤机过滤，得到过滤液与过滤物，将过滤物加入到SA4中，重复SA4-SB2的步骤，过滤液分离得到色素提取液、多酚提取液与过滤提取液，将过滤提取液加入到SA5中，重复SA5-SB2的步骤，色素提取液经过膜分离技术的到色素过滤液与色素浓缩物，将过滤液放入缓存罐中；
SC2：浓缩：色素浓缩物进行膜浓缩得到滤出水与色素，将滤出水送入滤出水罐中，多酚提取液依次经过纯化、膜浓缩的到多酚浓缩物与滤出水，将滤出水送入滤出水罐中；
SC3：蒸发干燥：多酚浓缩物与色素经过真空降膜蒸发器进行蒸发，随后经过压力喷雾干燥塔进行干燥，干燥后分别送入青皮色素暂缓罐与多酚暂缓罐；
SC4：包装。
4.根据权利要求1所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述SA1中，对秸秆原料，应在沼气站内或附近设置短期堆放秸秆的场所，秸秆堆料场面积的大小宜根据秸秆收购量和消耗量确定。
5.根据权利要求1所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述SA1中，干秸秆应在粉碎间进行粉碎，经粉碎后的粒径小于10mm；鲜秸秆应经粉碎后进入青贮池储存，粉碎后的粒径为20mm～30mm。
6.根据权利要求1所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述SA2中，灭酶是通过高温使蛋白质变性从而使酶失去活性。
7.根据权利要求1所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述SA4中，酶解时温度为45-65℃，pH为4.5-5.5。
8.根据权利要求1所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，所述SA6中，厌氧发酵的碳氮比为20-30，温度在33-37℃。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种青核桃皮与秸秆资源综合再利用工艺，其特征在于，各种原料经预处理后，温度、固体浓度应调制均匀，且不得含有直径或长度大于40mm的固体悬浮物。
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| CN103740768A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 朱江 | 一种木质纤维素材料的全资源化生物利用工艺 |
| CN108558577A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-09-21 | 云南鑫隆润丰农业科技有限公司 | 一种庄园结合核桃种植的生态循环模式 |
| CN113003859A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-22 | 西安银能生物科技股份有限公司 | 一种工业含盐污水全资源化处理方法 |
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