CN115057730A - 低排放微氧发酵机发酵工艺方法 - Google Patents

低排放微氧发酵机发酵工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低排放微氧发酵机发酵工艺方法，将餐桌剩余食物及食品加工废弃物按一定C/N比进行配比进入微氧发酵机，配合枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液，控制微氧发酵机加热及间歇性微氧曝气，开启风机循环排风，发酵5‑9小时进行真空干燥2‑4小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料。本方法有效解决我国餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源化处理方案存在严重的设备能耗高、发酵成本高等技术痛点。本发明利用间歇性曝气与滚筒式发酵机混拌技术，创造了微氧和贫氧运行环境，既保证发酵的参数环境，又节约能源，实现了餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源低排放、低能耗、低成本、高值化利用的效果。

Description

低排放微氧发酵机发酵工艺方法
技术领域
本申请涉及餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源化发酵技术领域，特别是涉及一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，生活中产生的垃圾越来越多。其中餐桌剩余食物及食品加工废弃物是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物，属于城市生活垃圾，其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物，具有含水率高，油脂、盐份含量高，易腐烂发臭，不利于普通垃圾车运输等特点。这类垃圾若不经分类专项处理，会对环境造成极大的危害。
餐桌剩余食物及食品加工废弃物可归类为湿垃圾，其主要由菜渣、米粒、油脂、果皮为主要成分，这些物质是由纤维素、淀粉、脂质、蛋白质所构成，这些物质在环境中容易吸引腐败菌类附着孳生，发散出恶臭味、污染水质；而目前社区内的分类垃圾箱并不能对餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行深度处理，垃圾箱容易滋生蚊虫，散发臭味，居民不愿意靠近使用。
目前我国餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源化处理方案存在严重的能耗高、发酵成本高等痛点。
发明内容
本发明目的是解决我国餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源化处理方案存在严重的设备能耗高、发酵成本高的技术问题，提供一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，可用于生产生物质腐植酸肥料或生物发酵饲料。本发明利用间歇性曝气与滚筒式发酵机混拌技术，创造了微氧和贫氧运行环境，既保证发酵的参数环境，又节约能源，实现了餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源低排放、低能耗、低成本、高值化利用的效果。
为实现上述发明目的，解决上述技术问题，本发明提供一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
A1：将餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行筛分、制浆、加热除油后的各类粗渣加入微氧发酵机；
A2：将辅料粉碎，按一定C/N比进行配比，加入微氧发酵机，所述辅料为秸秆、稻壳粉、花生壳、园林枝条中的一种或多种；
A3：将上述各类粗渣和粉碎后的辅料混合为总物料，对混合物进行含水量配比；
A4：按照进入微氧发酵机总物料重量的万分之二投入枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液；
A5：微氧发酵机使用滚筒外部夹套及第一、第二中心管加热的方式给设备内物料加温至80℃以内，曝气装置进行间歇性微氧曝气，混拌装置和微氧发酵机配套的热循环风机与曝气装置同步进行混拌和排风；每间隔 5-7分钟，曝气装置与混拌装置以及微氧发酵机配套的热循环风机同步启动运行3-5分钟；分别控制曝气装置和热循环风机的曝气量和排风量，进行曝气和排风；
A6：设定微氧发酵机进行恒温调控，通过气体在线分析仪监测微氧发酵机内部氧含量数据，保证微氧发酵机总物料在微氧环境中稳定发酵，不流失水分；
A7：微氧发酵机依靠外部齿轮转动滚筒使物料均匀混合翻滚，达到微氧发酵状态；发酵机滚筒停止转动后，仓内形成贫氧环境；
A8：物料在微氧发酵机发酵5-9小时后，除湿风机开启，进行干燥2-4 小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料，完成整个发酵过程。
所述枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液的制备方法为：在无菌条件下，从枯草芽孢杆菌菌种保存斜面中挑取一环，接入液体培养基中，30℃下转速180r/min振荡培养24h以上；当芽孢杆菌培养到OD值为6 时，对其进行胁迫培养，停止供氧，隔绝氧气，在50℃下培养20min，加入5％氯化铵或硫酸铵，继续培养5h，部分菌体破裂，胞内酶释放，所述液体培养基为：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.0-7.2,121℃灭菌20min。
进一步地，所述粉碎至3-10mm。
进一步地，所述步骤A2的C/N比为25-35：1。
更进一步地，所述步骤A3中含水量为55-65％。
步骤A5中所述曝气装置的曝气量为1800-2800m3/h，所述热循环风机的排风量控制在2000-3500m3/h，且排风量高于曝气量，形成微弱负压；
所述微氧发酵机包括：进料器、混拌装置、曝气装置、热循环风机、出料器、除湿器、除尘器、第一传动齿轮、托轮、动力器、第二传动齿轮、支撑座、第一封头和第二封头、蒸汽接头、第二中心管、第一中心管、进口支管和出口支管；所述混拌装置包括混料叶片和旋转筒体；所述曝气装置包括空气旋转接头、曝气机、中心曝气管和曝气加热器；
其中：旋转筒体的两端分别装有第一封头和第二封头，在靠近旋转筒体两端的外壁上分别装有一托轮，每个支撑座支撑着上述托轮，在上述两个托轮之间的旋转筒体外壁上还装有第一传动齿轮，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合，动力器带动第二传动齿轮旋转，使得旋转筒体旋转，在第一封头上端装有进料器，在第二封头下端装有出料器，在第二封头上端依次装有除湿器和除尘器，中心曝气管穿过第一封头和第二封头并且装在旋转筒体中央，中心曝气管的另一端通过空气旋转接头依次与曝气加热器和曝气机相连，在旋转筒体内的中心曝气管轴向上焊接有混料叶片，在中心曝气管上开有若干个通气孔，所述旋转筒体为带有夹套的筒体，该筒体是由沿其圆周的至少三块圆弧体夹套焊接而成；
其中:所述第一中心管固定在中心曝气管的中央，第一中心管的一端从中心曝气管一端伸出，另一端封闭并伸入中心曝气管内，在第一中心管的一端固定有第二中心管，第一中心管和第二中心管的一端通过旋转件与蒸汽接头相连，第二中心管另一端伸入到靠近第一封头的旋转筒体内，在靠近第二中心管另一端的圆周上固定有至少三个出口支管，上述出口支管的两端分别与旋转筒体的圆弧体夹套和第二中心管相通，在靠近第一中心管另一端的圆周上固定有至少三个进口支管，上述进口支管两端分别与旋转筒体的圆弧体夹套和第一中心管相通，蒸汽通过蒸汽接头从第一中心管和第二中心管之间的缝隙进入到第一中心管内，从上述进口支管进入到旋转筒体的圆弧体夹套内冷凝成水，水从出口支管流入到第二中心管，通过蒸汽接头流出。
所述微氧发酵机中所述出口支管焊接在靠近第一封头的旋转筒体内，它的一端焊接并穿过中心曝气管和第一中心管，与第二中心管相通，另一端焊接在旋转筒体的圆弧体夹套上，并与旋转筒体的圆弧体夹套相通；所述进口支管焊接在靠近第二封头的旋转筒体内，它的一端焊接并穿过中心曝气管，与第一中心管相通，另一端焊接在旋转筒体的圆弧体夹套上，并与旋转筒体的圆弧体夹套相通；所述旋转筒体、中心曝气管、第一中心管和第二中心管在同一轴线上旋转，该轴线相对于水平线向上倾斜1°至 5°，使得冷凝水依靠重力流入出口支管；所述旋转筒体由沿其圆周方向均匀分布的四块圆弧体夹套焊接而成，所述出口支管和进口支管分别为四根，它们的另一端分别焊接在上述四块圆弧体夹套上，并与上述四块圆弧体夹套相通。
所述微氧发酵机还包括：检测器和中控器，检测器将从进料器和旋转筒体采集的信息通过信息线传输给中控器，混拌装置、曝气装置、热循环风机、除湿器、除尘器、动力器、出料器分别通过信息线与中控器相连；所述检测器包括：温度仪、水分测试仪和气体在线分析仪。
本发明将餐桌剩余食物及食品加工废弃物配合枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液发酵后提高了水溶性小分子有机质含量、生物黄腐酸含量；对比传统好氧发酵工艺降低了甲烷和氧化亚氮排放量30％-60％。滚筒式发酵机混拌比轴式耙叶混拌均匀度更高，对曝气量要求更低，可以实现间歇性微氧曝气，降低能耗。本发明利用间歇性曝气与滚筒式发酵机混拌技术，创造了微氧和贫氧运行环境，既保证发酵的参数环境，又节约能源，实现了餐桌剩余食物及食品加工废弃物资源低排放、低能耗、低成本、高值化利用的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明一种低排放微氧发酵机发酵工艺方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
A1：将餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行筛分、制浆、加热除油后的各类粗渣加入微氧发酵机；
A2：将辅料粉碎，按一定C/N比进行配比，加入微氧发酵机，所述辅料为秸秆和园林枝条；
A3：将上述各类粗渣和粉碎后的辅料混合为总物料，对混合物进行含水量配比；
A4：按照进入微氧发酵机总物料重量的万分之二投入枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液；
A5：微氧发酵机使用滚筒外部夹套及第一、第二中心管加热的方式给设备内物料加温至80℃以内，曝气装置进行间歇性微氧曝气，混拌装置和微氧发酵机配套的热循环风机与曝气装置同步进行混拌和排风；每间隔5 分钟，曝气装置与混拌装置以及微氧发酵机配套的热循环风机同步启动运行3分钟；分别控制曝气装置和热循环风机的曝气量和排风量，进行曝气和排风；
A6：设定微氧发酵机进行恒温调控，通过气体在线分析仪监测微氧发酵机内部氧含量数据，保证微氧发酵机总物料在微氧环境中稳定发酵，不流失水分；
A7：微氧发酵机依靠外部齿轮转动滚筒使物料均匀混合翻滚，达到微氧发酵状态；发酵机滚筒停止转动后，仓内形成贫氧环境；
A8：物料在微氧发酵机发酵5小时后，除湿风机开启，进行干燥2小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料，完成整个发酵过程。
所述枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液的制备方法为：在无菌条件下，从枯草芽孢杆菌菌种保存斜面中挑取一环，接入液体培养基中，30℃下转速180r/min振荡培养24h以上；当芽孢杆菌培养到OD值为6 时，对其进行胁迫培养，停止供氧，隔绝氧气，在50℃下培养20min，加入5％氯化铵或硫酸铵，继续培养5h，部分菌体破裂，胞内酶释放，所述液体培养基为：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.0,121℃灭菌20min。
进一步地，所述粉碎至3mm。
进一步地，所述步骤A2的C/N比为25：1。
更进一步地，所述步骤A3中含水量为55％。
步骤A5中所述曝气装置的曝气量为1800m3/h，所述热循环风机的排风量控制在3500m3/h，且排风量高于曝气量，形成微弱负压。
实施例2
一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
A1：将餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行筛分、制浆、加热除油后的各类粗渣加入微氧发酵机；
A2：将辅料粉碎，按一定C/N比进行配比，加入微氧发酵机，所述辅料为稻壳粉和园林枝条；
A3：将上述各类粗渣和粉碎后的辅料混合为总物料，对混合物进行含水量配比；
A4：按照进入微氧发酵机总物料重量的万分之二投入枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液；
A5：微氧发酵机使用滚筒外部夹套及第一、第二中心管加热的方式给设备内物料加温至80℃以内，曝气装置进行间歇性微氧曝气，混拌装置和微氧发酵机配套的热循环风机与曝气装置同步进行混拌和排风；每间隔6 分钟，曝气装置与混拌装置以及微氧发酵机配套的热循环风机同步启动运行4分钟；分别控制曝气装置和热循环风机的曝气量和排风量，进行曝气和排风；
A6：设定微氧发酵机进行恒温调控，通过气体在线分析仪监测微氧发酵机内部氧含量数据，保证微氧发酵机总物料在微氧环境中稳定发酵，不流失水分；
A7：微氧发酵机依靠外部齿轮转动滚筒使物料均匀混合翻滚，达到微氧发酵状态；发酵机滚筒停止转动后，仓内形成贫氧环境；
A8：物料在微氧发酵机发酵7小时后，除湿风机开启，进行干燥3小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料，完成整个发酵过程。
所述枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液的制备方法为：在无菌条件下，从枯草芽孢杆菌菌种保存斜面中挑取一环，接入液体培养基中，30℃下转速180r/min振荡培养24h以上；当芽孢杆菌培养到OD值为6 时，对其进行胁迫培养，停止供氧，隔绝氧气，在50℃下培养20min，加入5％氯化铵或硫酸铵，继续培养5h，部分菌体破裂，胞内酶释放，所述液体培养基为：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.1,121℃灭菌20min。
进一步地，所述粉碎至6mm。
进一步地，所述步骤A2的C/N比为30：1。
更进一步地，所述步骤A3中含水量为60％。
步骤A5中所述曝气装置的曝气量为2300m3/h，所述热循环风机的排风量控制在2500m3/h，且排风量高于曝气量，形成微弱负压。
实施例3
一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
A1：将餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行筛分、制浆、加热除油后的各类粗渣加入微氧发酵机；
A2：将辅料粉碎，按一定C/N比进行配比，加入微氧发酵机，所述辅料为花生壳；
A3：将上述各类粗渣和粉碎后的辅料混合为总物料，对混合物进行含水量配比；
A4：按照进入微氧发酵机总物料重量的万分之二投入枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液；
A5：微氧发酵机使用滚筒外部夹套及第一、第二中心管加热的方式给设备内物料加温至80℃以内，曝气装置进行间歇性微氧曝气，混拌装置和微氧发酵机配套的热循环风机与曝气装置同步进行混拌和排风；每间隔7 分钟，曝气装置与混拌装置以及微氧发酵机配套的热循环风机同步启动运行3分钟；分别控制曝气装置和热循环风机的曝气量和排风量，进行曝气和排风；
A6：设定微氧发酵机进行恒温调控，通过气体在线分析仪监测微氧发酵机内部氧含量数据，保证微氧发酵机总物料在微氧环境中稳定发酵，不流失水分；
A7：微氧发酵机依靠外部齿轮转动滚筒使物料均匀混合翻滚，达到微氧发酵状态；发酵机滚筒停止转动后，仓内形成贫氧环境；
A8：物料在微氧发酵机发酵9小时后，除湿风机开启，进行干燥4小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料，完成整个发酵过程。
所述枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液的制备方法为：在无菌条件下，从枯草芽孢杆菌菌种保存斜面中挑取一环，接入液体培养基中，30℃下转速180r/min振荡培养24h以上；当芽孢杆菌培养到OD值为6 时，对其进行胁迫培养，停止供氧，隔绝氧气，在50℃下培养20min，加入5％氯化铵或硫酸铵，继续培养5h，部分菌体破裂，胞内酶释放，所述液体培养基为：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.2,121℃灭菌20min。
进一步地，所述粉碎至8mm。
进一步地，所述步骤A2的C/N比为35：1。
更进一步地，所述步骤A3中含水量为65％。
步骤A5中所述曝气装置的曝气量为2800m3/h，所述热循环风机的排风量控制在3000m3/h，且排风量高于曝气量，形成微弱负压。
实施例4
一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
A1：将餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行筛分、制浆、加热除油后的各类粗渣加入微氧发酵机；
A2：将辅料粉碎，按一定C/N比进行配比，加入微氧发酵机，所述辅料为园林枝条；
A3：将上述各类粗渣和粉碎后的辅料混合为总物料，对混合物进行含水量配比；
A4：按照进入微氧发酵机总物料重量的万分之二投入枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液；
A5：微氧发酵机使用滚筒外部夹套及第一、第二中心管加热的方式给设备内物料加温至80℃以内，曝气装置进行间歇性微氧曝气，混拌装置和微氧发酵机配套的热循环风机与曝气装置同步进行混拌和排风；每间隔5 分钟，曝气装置与混拌装置以及微氧发酵机配套的热循环风机同步启动运行5分钟；分别控制曝气装置和热循环风机的曝气量和排风量，进行曝气和排风；
A6：设定微氧发酵机进行恒温调控，通过气体在线分析仪监测微氧发酵机内部氧含量数据，保证微氧发酵机总物料在微氧环境中稳定发酵，不流失水分；
A7：微氧发酵机依靠外部齿轮转动滚筒使物料均匀混合翻滚，达到微氧发酵状态；发酵机滚筒停止转动后，仓内形成贫氧环境；
A8：物料在微氧发酵机发酵9小时后，除湿风机开启，进行干燥3小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料，完成整个发酵过程。
所述枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液的制备方法为：在无菌条件下，从枯草芽孢杆菌菌种保存斜面中挑取一环，接入液体培养基中，30℃下转速180r/min振荡培养24h以上；当芽孢杆菌培养到OD值为6 时，对其进行胁迫培养，停止供氧，隔绝氧气，在50℃下培养20min，加入5％氯化铵或硫酸铵，继续培养5h，部分菌体破裂，胞内酶释放，所述液体培养基为：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.2,121℃灭菌20min。
进一步地，所述粉碎至10mm。
进一步地，所述步骤A2的C/N比为35：1。
更进一步地，所述步骤A3中含水量为55％。
步骤A5中所述曝气装置的曝气量为2800m3/h，所述热循环风机的排风量控制在3500m3/h，且排风量高于曝气量，形成微弱负压。
实验一发酵原料C/N比的选择测定实验。
实验例1：采用实施例1发酵工艺方法制备得到的产品。
实验例2：实验例1步骤A2改为按C/N比30：1进行配比进入微氧发酵机，其余参数同实验例1。
实验例3：实验例1步骤A2改为按C/N比35：1进行配比进入微氧发酵机，其余参数同实验例1。
对比例1：将实验例1步骤A4-A8的微氧发酵机替换为普通发酵机，其余参数同实验例1。
对比例2：省略实验例1步骤A4的胞内酶混合菌液，其余参数同实验例1。
对比例3：实验例1步骤A2改为按C/N比20：1进行配比进入微氧发酵机，其余参数同实验例1。
对比例4：实验例1步骤2改为按C/N比40：1进行配比进入微氧发酵机，其余参数同实验例1。
实验方法：参考《农业行业标准NY/T 525―2021有机肥料》测定总氮含量、磷含量及钾含量。采用重铬酸钾容量法检测水溶性小分子有机质。
实验结果：
表1发酵产物水溶性小分子有机质含量、总养分的测定结果
Figure BDA0003577664180000121
Figure BDA0003577664180000131
实验结果表明，实验例1-3中C/N比在25-35：1时，发酵产物的总养分含量最高，普通发酵机发酵后会明显降低发酵产物中的磷含量和钾含量，总氮含量也会有所降低，从而总养分含量降低。水溶性小分子有机质含量在C/N比为25-40：1时均处于较高水平，C/N比20：1时水溶性小分子有机质含量显著下降。
实验二微氧发酵机曝气量的筛选测定。
实验例4：采用实施例1发酵工艺方法制备得到的产品。
实验例5：实验例4步骤5曝气量控制在2300m3/h，其余参数同实验例4。
实验例6：实验例4步骤5曝气量控制在2800m3/h，其余参数同实验例4。
对比例1：将实验例4步骤4-8的微氧发酵机改为普通发酵机，其余参数同实验例4。
对比例2：省略实验例4步骤4的胞内酶混合液，其余参数同实验例 4。
对比例5：实验例4步骤5曝气量控制在1000m3/h，其余参数同实验例4。
对比例6：实验例4步骤5曝气量控制在3400m3/h，其余参数同实验例4。
实验方法：采用《HG/T 5603-2019餐厨废弃物生产肥料中生物腐植酸含量的测定方法》测定生物腐植酸的含量；采用《HG/T 5334―2018黄腐酸钾》测定生物黄腐酸含量。
实验结果：
表2发酵产物黄腐酸与腐植酸含量的测定结果
Figure BDA0003577664180000141
实验结果表明，实验例4-6中曝气量控制在1800m3/h-2800m3/h时，发酵产物的生物黄腐酸和生物腐植酸含量最高，省略胞内酶混合液和将微氧发酵机替换为普通发酵机后会明显降低发酵产物中的生物黄腐酸和生物腐植酸含量，曝气量过小在1000m3/h时，发酵产物的黄腐酸含量和腐植酸含量小于实验例4-6，曝气量过大在3400m3/h时，黄腐酸含量变化不大，腐植酸含量小于实验例4-6。
实验三微氧发酵机发酵时间的筛选测定。
实验例7：采用实施例1发酵工艺方法制备得到的产品。
实验例8：实验例7步骤A8微氧发酵机发酵7小时后，除湿风机开启，其余参数同实验例7。
实验例9：实验例7步骤A8微氧发酵机发酵9小时后，除湿风机开启，其余参数同实验例7。
对比例1：将实验例1步骤A4-A8的微氧发酵机改为普通发酵机，其余参数同实验例7。
对比例2：省略实验例1步骤A4的胞内酶混合液，其余参数同实验例7。
对比例3：实验例7步骤A8微氧发酵机发酵3小时，其余参数同实验例7。
对比例4：实验例7步骤A8微氧发酵机发酵11小时，其余参数同实验例7。
实验方法：采用《NY/T 525―2021有机肥料》方法检测有机质，采用《NY/T 2876―2015肥料和土壤调理剂有机质分级测定》方法检测易氧化有机质
实验结果：
表3发酵产物有机质含量、易氧化有机质含量的测定结果
Figure BDA0003577664180000161
易氧化有机质含量与有机质含量水平共同反应有机肥料的肥力水平，实验结果表明，实验例7中发酵时间控制在5-9小时时，发酵产物中有机质含量和易氧化有机质的含量最高，省略胞内酶混合液和将微氧发酵机替换为普通发酵机后会明显降低发酵产物中的有机质含量和易氧化有机质含量，发酵的时间过短或过长均会使发酵产物的有机质含量和易氧化有机质含量下降。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (9)

1.一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
A1：将餐桌剩余食物及食品加工废弃物进行筛分、制浆、加热除油后的各类粗渣加入微氧发酵机；
A2：将辅料粉碎，按一定C/N比进行配比，加入微氧发酵机，所述辅料为秸秆、稻壳粉、花生壳、园林枝条中的一种或多种；
A3：将上述各类粗渣和粉碎后的辅料混合为总物料，对混合物进行含水量配比；
A4：按照进入微氧发酵机总物料重量的万分之二投入枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液；
A5：微氧发酵机使用滚筒外部夹套及第一、第二中心管加热的方式给设备内物料加温至80℃以内，曝气装置进行间歇性微氧曝气，混拌装置和微氧发酵机配套的热循环风机与曝气装置同步进行混拌和排风；每间隔5-7分钟，曝气装置与混拌装置以及微氧发酵机配套的热循环风机同步启动运行3-5分钟；分别控制曝气装置和热循环风机的曝气量和排风量，进行曝气和排风；
A6：设定微氧发酵机进行恒温调控，通过气体在线分析仪监测微氧发酵机内部氧含量数据，保证微氧发酵机总物料在微氧环境中稳定发酵，不流失水份；
A7：微氧发酵机依靠外部齿轮转动滚筒使物料均匀混合翻滚，达到微氧发酵状态；发酵机滚筒停止转动后，仓内形成贫氧环境；
A8：物料在微氧发酵机发酵5-9小时后，除湿风机开启，进行干燥2-4小时，最终物料达到含水12％以下设备反转进行出料，完成整个发酵过程。
2.如权利要求1所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌胁迫培养获得的含胞内酶混合菌液的制备方法为：在无菌条件下，从枯草芽孢杆菌菌种保存斜面中挑取一环，接入液体培养基中，30℃下转速180r/min振荡培养24h以上；当芽孢杆菌培养到OD值为6时，对其进行胁迫培养，停止供氧，隔绝氧气，在50℃下培养20min，加入5％氯化铵或硫酸铵，继续培养5h，部分菌体破裂，胞内酶释放，所述液体培养基为：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.0-7.2,121℃灭菌20min。
3.如权利要求1所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述粉碎至3-10mm。
4.如权利要求1所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述步骤A2的C/N比为25-35：1。
5.如权利要求1所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述步骤A3中含水量为55-65％。
6.如权利要求1所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，步骤A5中所述曝气装置的曝气量为1800-2800m3/h，所述热循环风机的排风量控制在2000-3500m3/h，且排风量高于曝气量，形成微弱负压。
7.如权利要求1所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述微氧发酵机包括：进料器、混拌装置、曝气装置、出料器、除湿器、除尘器、第一传动齿轮、托轮、动力器、第二传动齿轮、支撑座、第一封头和第二封头、蒸汽接头、第二中心管、第一中心管、进口支管和出口支管；所述混拌装置包括混料叶片和旋转筒体；所述曝气装置包括空气旋转接头、曝气机、中心曝气管和曝气加热器；
其中：旋转筒体的两端分别装有第一封头和第二封头，在靠近旋转筒体两端的外壁上分别装有一托轮，每个支撑座支撑着上述托轮，在上述两个托轮之间的旋转筒体外壁上还装有第一传动齿轮，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合，动力器带动第二传动齿轮旋转，使得旋转筒体旋转，在第一封头上端装有进料器，在第二封头下端装有出料器，在第二封头上端依次装有除湿器和除尘器，中心曝气管穿过第一封头和第二封头并且装在旋转筒体中央，中心曝气管的另一端通过空气旋转接头依次与曝气加热器和曝气机相连，在旋转筒体内的中心曝气管轴向上焊接有混料叶片，在中心曝气管上开有若干个通气孔，所述旋转筒体为带有夹套的筒体，该筒体是由沿其圆周的至少三块圆弧体夹套焊接而成；
其中:所述第一中心管固定在中心曝气管的中央，第一中心管的一端从中心曝气管一端伸出，另一端封闭并伸入中心曝气管内，在第一中心管的一端固定有第二中心管，第一中心管和第二中心管的一端通过旋转件与蒸汽接头相连，第二中心管另一端伸入到靠近第一封头的旋转筒体内，在靠近第二中心管另一端的圆周上固定有至少三个出口支管，上述出口支管的两端分别与旋转筒体的圆弧体夹套和第二中心管相通，在靠近第一中心管另一端的圆周上固定有至少三个进口支管，上述进口支管两端分别与旋转筒体的圆弧体夹套和第一中心管相通，蒸汽通过蒸汽接头从第一中心管和第二中心管之间的缝隙进入到第一中心管内，从上述进口支管进入到旋转筒体的圆弧体夹套内冷凝成水，水从出口支管流入到第二中心管，通过蒸汽接头流出。
8.如权利要求7所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述微氧发酵机中所述出口支管焊接在靠近第一封头的旋转筒体内，它的一端焊接并穿过中心曝气管和第一中心管，与第二中心管相通，另一端焊接在旋转筒体的圆弧体夹套上，并与旋转筒体的圆弧体夹套相通；所述进口支管焊接在靠近第二封头的旋转筒体内，它的一端焊接并穿过中心曝气管，与第一中心管相通，另一端焊接在旋转筒体的圆弧体夹套上，并与旋转筒体的圆弧体夹套相通；所述旋转筒体、中心曝气管、第一中心管和第二中心管在同一轴线上旋转，该轴线相对于水平线向上倾斜1°至5°，使得冷凝水依靠重力流入出口支管；所述旋转筒体由沿其圆周方向均匀分布的四块圆弧体夹套焊接而成，所述出口支管和进口支管分别为四根，它们的另一端分别焊接在上述四块圆弧体夹套上，并与上述四块圆弧体夹套相通。
9.如权利要求7所述的一种低排放微氧发酵机酶解发酵工艺方法，其特征在于，所述微氧发酵机还包括：检测器和中控器，检测器将从进料器和旋转筒体采集的信息通过信息线传输给中控器，混拌装置、曝气装置、除湿器、除尘器、动力器、出料器分别通过信息线与中控器相连；所述检测器包括：温度仪、水份测试仪和气体在线分析仪。
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GR01 Patent grant
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