CN102601098B - 餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于餐厨垃圾回收利用技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺。本发明所述的餐厨垃圾中废油脂回收利用方法首先对餐厨垃圾进行分拣，然后破碎；加入糖化酶把破碎后的餐厨垃圾进行糖化；采用离心分离回收餐厨垃圾糖化液中的废油脂，然后采用纤维球-陶粒复合床过滤去除餐厨垃圾中的废油脂；将过滤得到的餐厨垃圾糖化液进行乳酸发酵，然后采用电渗析方法对餐厨垃圾乳酸发酵液进行膜分离，最终得到乳酸。本发明具有操作方便、油脂回收率高、生产成本低的优点，可有效实现油脂从餐厨垃圾中分离，满足餐厨垃圾后续乳酸发酵及发酵液分离的需求，有效提高了餐厨垃圾的进一步资源化利用效率。
Description
技术领域
本发明属于餐厨垃圾回收利用技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，适用于食堂、餐厅、酒店等餐厨垃圾的资源化综合利用。
背景技术
餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，主要分为餐饮垃圾和厨余垃圾，主要特点是有机物含量丰富、含油量大、组成复杂。餐厨垃圾处理不当极易造成环境污染；然而，餐厨垃圾中营养物质又特别丰富，及其具有资源化利用的潜力，针对餐厨垃圾的处理及资源化综合利用已成为国内外的研究热点。由于餐厨垃圾含油量大、组成复杂，油脂含量大约占餐厨垃圾的2～3％左右，因而在餐厨垃圾资源化过程中如何实现餐厨垃圾的油脂分离回收是餐厨垃圾资源化综合利用的关键。而餐厨垃圾中的油脂在餐厨垃圾乳酸发酵过程中不仅不能被利用，而且会影响餐厨垃圾的乳酸发酵和乳酸发酵液的后续膜分离。
专利CN101480541A公布了一种适用于餐厨垃圾的固液分离装置，用于餐厨垃圾资源化利用前处理，应用该装置将餐厨垃圾分离成油、水和固态物质。进而分开分别处理，从源头控制污染。但是该装置仅能分离餐厨垃圾中的液态油，不能将餐厨垃圾中的固态油脂一并彻底分离回收。
专利CN1923386A公布了一种餐厨垃圾资源化利用工艺，该工艺可以从餐厨垃圾中提取液态油脂，餐厨垃圾中的固态物质干燥并破碎后制作饲料原料，将餐厨垃圾充分回收利用。但是该工艺需要对餐厨垃圾进行脱水处理，增加能耗。
利用餐厨垃圾糖化、发酵，并采用电渗析法从餐厨垃圾发酵液中分离提纯乳酸是餐厨垃圾高效综合利用的一个途径。但是由于餐厨垃圾的组成成分复杂，油脂比较多，考虑餐厨垃圾中的油脂难以在乳酸发酵过程中降解，固液分离后残余的油脂会污染电渗析膜，不仅影响电渗析效果，还会影响电渗析膜的使用寿命。解决这一问题的关键是对餐厨垃圾进行预处理。
发明内容
本发明提出了一种餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，其目的是为了解决餐厨垃圾中油脂含量高、油脂在餐厨垃圾发酵过程中不能利用、餐厨垃圾中的油脂影响餐厨垃圾糖化液发酵及发酵液分离中油脂污染的问题，并采用分离回收得到的附加值较高的油脂制造生物柴油。
本发明的具体工艺步骤为：
(a)将取来的餐厨垃圾进行分拣，分拣出其中的塑料、金属、碗杯碎片以及其他杂物；
(b)将分拣后的餐厨垃圾绞碎；
(c)加入酶制剂，对破碎的餐厨垃圾进行糖化；
(d)将得到的餐厨垃圾糖化液进行离心分离；
(e)将餐厨垃圾糖化液的上层油脂及底层糖化残渣进行固液分离，得到上层油脂、分离后的餐厨垃圾糖化液以及糖化残渣；
(f)将步骤(e)中分离后的餐厨垃圾糖化液进行纤维球-陶粒复合床过滤，以进一步去除餐厨垃圾中的油脂，得到过滤后的餐厨垃圾糖化液以及油脂；
(g)将步骤(e)和步骤(f)中分离得到的油脂用于生产生物柴油；
(h)将步骤(f)中得到的餐厨垃圾糖化液进行乳酸发酵；
(i)将步骤(h)中得到的餐厨垃圾乳酸发酵液进行电渗析分离。
所述步骤(b)中分拣后的餐厨垃圾的含水量为70％～80％，餐厨垃圾不需脱水就可以进行油脂脱除资源化综合利用。
所述步骤(c)中的酶制剂为包括糖化酶在内的多种酶制剂。
所述步骤(c)中的酶制剂为包括糖化酶、脂肪酶在内的多种酶制剂。
所述步骤(c)的糖化阶段，餐厨垃圾的酸碱度为弱酸性。
所述步骤(h)中的乳酸发酵工艺采用双极膜电渗析耦合发酵工艺。
本发明的有益效果为：
本发明具有操作方便、油脂回收率高、生产成本低的优点，可有效实现油脂从餐厨垃圾中分离，满足餐厨垃圾后续乳酸发酵及发酵液分离的需求，有效提高了餐厨垃圾的进一步资源化利用效率。
附图说明
图1为本发明所述工艺的技术流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本实施方式回收餐厨垃圾中的油脂分离回收利用及餐厨垃圾资源化综合利用的具体步骤如下：
(a)首先，将从食堂、饭店、家庭收集取来的餐厨垃圾进行人工分拣，分拣出其中的塑料、金属、碗杯碎片、大骨棒等杂物，剩余餐厨垃圾包括残渣、残液消毒灭菌后留以待用；
(b)采用多功能绞碎机，将分拣后的餐厨垃圾进行绞碎，如有直径大于3cm以上餐厨垃圾，则粉碎之前采用刀具将之尽量切小一点，使之能进入绞碎机；
(c)在糖化罐中加入绞碎的餐厨垃圾，灭菌后添加水，然后加入已活化的糖化酶液等酶液，也可同时加入脂肪酶对油脂进行初步降解，然后加入盐酸调节pH值，在弱酸环境下对破碎的餐厨垃圾进行糖化；
(d)考虑餐厨垃圾糖化液中的油脂难以在乳酸发酵过程中降解，固液分离后残余的油脂会污染电渗析膜，不仅影响电渗析效果，还会影响电渗析膜的使用寿命，因此，需要将得到的餐厨垃圾糖化液进行离心分离；
(e)离心分离后，离心分离管中的物质将分为三层，上层为餐厨垃圾中的油脂，中层为糖化液，底层为餐厨垃圾糖化液残渣，将餐厨垃圾糖化液的上层油脂和底层残渣分离，底层残渣用于制造肥料，糖化液用于乳酸发酵；
(f)经离心分离后得到的餐厨垃圾糖化液中还含有少量油脂，为彻底去除油脂，防止影响有序乳酸发酵及乳酸分离，因此将分离后的餐厨垃圾糖化液进行纤维球-陶粒复合床过滤，进一步去除餐厨垃圾中的油脂；
(g)将分离得到油脂经混合、搅拌、反应、过滤及去水等进一步提炼后得到生物柴油；
(h)将过滤后得到的餐厨垃圾糖化液进行灭菌，然后加入混合乳酸菌种，再加入水稀释1倍，混和均匀，混匀后的垃圾液装入发酵罐，垃圾液占罐总体积的2/3左右，罐口用胶塞封紧，密封。胶塞上有两只玻璃管，一支插入垃圾液面下，另一支在液面上。玻璃管上装有胶管，用夹子夹紧，进行乳酸发酵；
(i)在同步糖化乳酸发酵方式生产乳酸过程中，随着发酵液中细胞浓度的增高，高浓度的生物量产生的乳酸积累又强烈抑制乳酸菌的代谢活动，导致乳酸菌体的衰老死亡，从而限制了反应速率和转化率的提高。为了解决这一矛盾，采用双极膜电渗析耦合发酵工艺，该工艺能及时从发酵液中不断地提取乳酸，不用或少用中和剂，即可控制pH值，避免产物抑制作用的发生，提高发酵产品的产率。
通过以上步骤，可有效实现油脂从餐厨垃圾中分离，满足餐厨垃圾后续乳酸发酵及发酵液分离的需求。
Claims (5)
1.餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（a）将取来的餐厨垃圾进行分拣，分拣出其中的塑料、金属、碗杯碎片以及其他杂物；
（b）将分拣后的餐厨垃圾绞碎；
（c）加入酶制剂，对破碎的餐厨垃圾进行糖化；
（d）将得到的餐厨垃圾糖化液进行离心分离；
（e）将餐厨垃圾糖化液的上层油脂及底层糖化残渣进行固液分离，得到上层油脂、分离后的餐厨垃圾糖化液以及糖化残渣；
（f）将步骤（e）中分离后的餐厨垃圾糖化液进行纤维球－陶粒复合床过滤，以进一步去除餐厨垃圾中的油脂，得到过滤后的餐厨垃圾糖化液以及油脂；
（g）将步骤（e）和步骤（f）中分离得到的油脂用于生产生物柴油；
（h）将步骤（f）中得到的餐厨垃圾糖化液进行乳酸发酵，乳酸发酵工艺采用双极膜电渗析耦合发酵工艺；
（i）将步骤（h）中得到的餐厨垃圾乳酸发酵液进行电渗析分离。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤（b）中分拣后的餐厨垃圾的含水量为70％～80％，餐厨垃圾不需脱水就可以进行油脂脱除资源化综合利用。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤（c）中的酶制剂为包括糖化酶在内的多种酶制剂。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤（c）中的酶制剂为包括糖化酶、脂肪酶在内的多种酶制剂。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾中废油脂的分离回收及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤（c）的糖化阶段，餐厨垃圾的酸碱度为弱酸性。
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