本發(fā)明涉及生物工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種餐廚副產(chǎn)物無害化處理方法。

背景技術(shù)：

隨著我國人民生活水平的提高和城鎮(zhèn)化進程的加快，餐廚垃圾的產(chǎn)量日益增加。清華大學環(huán)境系固體廢物污染控制及資源化研究所的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，中國城市每年產(chǎn)生餐廚垃圾不低于6000萬噸。目前，我國高度重視餐廚垃圾處理工作，國家先后出臺的《關(guān)于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作的通知》和《關(guān)于加強地溝油整治和餐廚垃圾廢棄物管理的意見》，指出要加強對我國餐廚廢棄物的管理和專項整治，推進其資源化利用和無害化處理。國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》強調(diào)要積極推動設(shè)區(qū)城市餐廚垃圾的分類收運和處理，“十二五”期間將建設(shè)餐廚垃圾處理設(shè)施242座，力爭達到3萬噸/日的處理能力，專項工程投資109億元。

“與其他國家相比，我國餐廚垃圾特點具體表現(xiàn)為：產(chǎn)量巨大；含水率高，水分占到總質(zhì)量的80％～90％；有機物含量高，約占干物質(zhì)質(zhì)量的95％以上。其危害主要表現(xiàn)為：威脅食品安全；傳播疾?。挥绊懗鞘惺腥莺铜h(huán)境衛(wèi)生；資源浪費。餐廚垃圾對環(huán)境和人群的危害已十分嚴重，是城市環(huán)境的一個重要污染源，對人們的正常生活與身體健康構(gòu)成了威脅，這一問題已經(jīng)引起了政府的高度重視和人們的廣泛關(guān)注，在我國中小城鎮(zhèn)尤為突出，由于缺乏適合我國國情的餐廚垃圾處理工藝及設(shè)備，嚴重制約我國餐廚垃圾處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我國餐廚垃圾處理起步比較晚，由于我國餐廚垃圾成分復雜性決定了使用單一的現(xiàn)有處理技術(shù)難以完成高校的處理，如國外餐廚垃圾一般包含大量的超市過期食品，而我國餐廚垃圾中湯水較多。我國餐廚垃圾處理方式主要有填埋、焚燒、飼料化、堆肥、熱解和厭氧發(fā)酵等，其資源化利用的基本模式有三種：一是肥料化，將餐廚垃圾中的有機物轉(zhuǎn)換成有機肥料(以北京市為代表)；二是飼料化，將餐廚垃圾中的有機物轉(zhuǎn)換成有機飼料(以西寧市為代表)；三是厭氧發(fā)酵，將餐廚垃圾中有機物經(jīng)過厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)換成沼氣(以鄂爾多斯市為主要代表)。餐廚垃圾減量化、資源化、無害化處理是今后餐廚垃圾處理的主要發(fā)展方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種餐廚副產(chǎn)物無害化處理方法，該方法通過將物料高溫熟化，然后加入酶進行酶解后再使用微生物發(fā)酵，處理方式溫和，處理過程簡單有效，可以大規(guī)模、快速的對物料進行無害化處理。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種餐廚副產(chǎn)物無害化處理方法，包括以下步驟：

a.按照質(zhì)量比5～7:2～5的比例將餐廚副產(chǎn)物和輔料分別投入處理裝置中，充分攪拌混勻；

b.調(diào)節(jié)步驟a的物料的含水量為50～60％，并攪拌混勻；

c.加熱物料至70～80℃,高溫熟化10～60分鐘，然后降溫至30～45℃，分別加入總物料的質(zhì)量比為0.1～0.3％蛋白酶和脂肪酶，酶解2～3小時，酶解過程中保持攪拌供氧；

d.按物料總質(zhì)量加入0.1～0.2％質(zhì)量比的餐廚廢棄物發(fā)酵專用菌，充分攪拌混勻；

e.開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1～2轉(zhuǎn)/分鐘，控制溫度在30～37℃；

f.經(jīng)過6～12小時發(fā)酵，檢測ph值4.0～5.0，具酸香味，達到無害化指標后得到產(chǎn)品活性微生物培養(yǎng)基。

優(yōu)選的，所述的步驟a中輔料包括麩皮、玉米面、稻殼粉和花生殼。

優(yōu)選的，所述的步驟a中輔料為質(zhì)量比為3～5:0.5～1.5:2～4:1～3的麩皮、玉米面、稻殼粉和花生殼；最優(yōu)選為質(zhì)量比為4:1:3:2的麩皮、玉米面、稻殼粉和花生殼

優(yōu)選的，所述的步驟a中加料總體積不超過處理裝置容積的70％。

優(yōu)選的，所述的步驟c中蛋白酶為酸性蛋白酶，脂肪酶為中溫脂肪酶。

優(yōu)選的，所述的步驟c中攪拌速度為2轉(zhuǎn)/分鐘，通氣氣量為9立方米/分鐘。

優(yōu)選的，所述的餐廚廢棄物發(fā)酵專用菌為質(zhì)量比為0.5～1.5:3～7:2～6的糞腸球菌、釀酒酵母菌和枯草芽孢桿菌；最優(yōu)選為質(zhì)量比為1:5:4的糞腸球菌、釀酒酵母菌和枯草芽孢桿菌

優(yōu)選的，所述的無害化指標檢測包括：大腸菌群＜30mpn/100g，霉菌總數(shù)＜10cfu/g，沙門氏菌未檢出/25克樣品。

優(yōu)選的，所述的處理裝置包括設(shè)置有夾層的密封的殼體，殼體頂部設(shè)有餐廚副產(chǎn)物進料口和排氣口，殼體底部設(shè)有出料口；殼體內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置；攪拌裝置包括位于殼體上部的電機和減速機，電機下部電連接減速機，減速機連接有主臂，主臂分別連接第一橫臂、第二橫臂、第三橫臂、第一刮料臂和第二刮料臂；第一橫臂、第二橫臂、第三橫臂分別固定連接有垂直設(shè)置的第一攪拌臂、第二攪拌臂、第三攪拌臂；第一攪拌臂、第二攪拌臂和第三攪拌臂均具有螺旋狀槳葉，相鄰槳葉之間設(shè)置有防纏繞裝置，第一刮料臂、第二刮料臂上也分別設(shè)置有若干防纏繞裝置。

優(yōu)選的，所述的殼體內(nèi)部還設(shè)有送風裝置，攪拌裝置和送風裝置電連接控制器；殼體的底部和側(cè)壁上還分別設(shè)置有冷熱風進口。

優(yōu)選的，所述的冷熱風進口分別通過風管連接電加熱系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述的防纏繞裝置為防纏繞刀片。防纏繞刀片可以防止物料纏繞，影響工作效率，造成不必要的停機檢修等故障。

優(yōu)選的，所述的第一攪拌臂、第二攪拌臂、第三攪拌臂分別與主臂平行，且所述第一攪拌臂、第二攪拌臂、第三攪拌臂距離所述主臂的垂直距離不同。

優(yōu)選的，所述的送風裝置包括分別設(shè)置在攪拌裝置的主臂、第一橫臂、第二橫臂、第一刮料臂和第二刮料臂內(nèi)相互連通的風道以及外置的風機，風道的送風出口分別設(shè)置在第一刮料臂的底端和第二刮料臂的中部。

優(yōu)選的，所述的送風裝置還包括電熱風爐，電熱風爐設(shè)置在殼體和風機之間。送風裝置可以直接選擇采用風機，優(yōu)選為羅茨風機送風，給物料通入空氣，滿足處理過程中對氧氣等的需求；或者根據(jù)需要再連接上電熱風爐，給裝置內(nèi)送入熱風，對物料進行加熱處理。

優(yōu)選的，所述的冷熱風進口分別通過風管連接電加熱系統(tǒng)；電加熱系統(tǒng)包括電控制系統(tǒng)、熱風機和羅茨風機，電加熱系統(tǒng)分別連接到溫度傳感器和控制器上。其中熱風機功率10～50kw，數(shù)量1～3個，羅茨風機功率為10～20kw?？梢允刮锪霞訜岣鶆颍ＷC滅菌的效果，也可以根據(jù)需要通入空氣或冷風。

攪拌臂極大地提高了攪拌效果，攪拌徹底、不留死角，充分利用所有物料，節(jié)約物料資源。主臂、第一橫臂、第二橫臂、第三橫臂、刮料臂不僅起到攪拌的作用，還可根據(jù)需要供風，改變物料溫度，實現(xiàn)殺菌、干燥等功能。送風出口一個設(shè)置在刮料臂的底端，一個設(shè)置在中部，可以保證通風的均勻性。送風出口可以選擇輸入加熱或者不加熱的氣體(如熱蒸汽、熱空氣、空氣、氧氣、氮氣等)，如果工藝同時需要加熱和通入特定的氣體，可以選擇使用電加熱系統(tǒng)來進行加熱，送風裝置輸入特別需要的氣體。

第一攪拌臂、第二攪拌臂、第三攪拌臂均具有螺旋狀槳葉，相鄰槳葉之間的攪拌臂上設(shè)置有防纏繞刀片，第一刮料臂、第二刮料臂上也分別設(shè)置有若干防纏繞刀片。防纏繞刀片可以防止物料纏繞，影響工作效率，造成不必要的停機檢修等故障。

優(yōu)選的，所述的排氣口通過管道連接到抽風機，降溫時打開，便于排氣。

優(yōu)選的，所述的殼體的夾層內(nèi)設(shè)置有水循環(huán)盤管，水循環(huán)盤管連接有羅茨風機，羅茨風機送風作為輔助進行水循環(huán)，還連接有加熱、冷卻裝置；因此可以提供冷水或熱水，對殼體內(nèi)物料進行加熱或冷卻，快速升溫或降溫。

優(yōu)選的，所述的殼體上安裝有液位計、溫度傳感器。溫度傳感器探頭伸入至殼體內(nèi)壁。可以檢測物料的實時溫度及液位高度。

優(yōu)選的，所述的餐廚副產(chǎn)物進料口、出料口分別通過氣壓撐封堵，氣壓撐包括蓋板、支撐桿，蓋板一端與餐廚副產(chǎn)物進料口邊緣鉸接，蓋板的中部與支撐桿一端鉸接，支撐桿另一端連接減速機。此結(jié)構(gòu)可以幫助提高物料處理設(shè)備的密封效果且保持殼體空間具有一定壓力。

優(yōu)選的，所述的第一攪拌臂、第二攪拌臂、第三攪拌臂分別與主臂平行，且所述第一攪拌臂、第二攪拌臂、第三攪拌臂距離所述主臂的垂直距離不同。這種結(jié)構(gòu)可以讓攪拌更均勻，攪拌效果更好。

優(yōu)選的，所述的第一刮料臂和第二刮料臂為伸入至殼體內(nèi)底部的刮料桿，刮料桿上固定有錐體刮料板。

優(yōu)選的，所述的控制器為plc控制器，控制器上設(shè)有顯示屏和操作按鈕，安裝于殼體外壁。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、快速處理：本工藝可以快速并大量的處理餐廚廢棄物，降低了腐爛發(fā)臭和蚊蠅滋生的可能，保護周邊環(huán)境。

2、就地處理：將生活垃圾與城市垃圾分開，可以在生活區(qū)附近進行處理；減少與城市垃圾混在一起現(xiàn)象，降低二次污染及“地溝油”流入餐桌，保障飲食安全。

3、自動加熱攪拌：能準確的顯示物料和設(shè)備夾層內(nèi)水溫度，自動控制對物料進行加熱，加熱效果好。攪拌過程中物料在設(shè)備內(nèi)均勻翻滾、移位攪拌效果好，無死角。

4、高值化利用：由餐廚垃圾加工成的蛋白質(zhì)飼料富含多種活性菌群，高蛋白高脂肪，可喂養(yǎng)家禽、牲畜，促進生長。

總之，使用該方法和該裝置可以通過將物料高溫熟化，然后加入酶進行酶解后再使用微生物發(fā)酵，處理方式溫和，處理過程簡單有效，可以大規(guī)模、快速的對物料進行無害化處理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的攪拌裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-電機；20-蓋板；21-支撐桿；22-進料口；23-出料口；3-減速機；4-殼體；5-液位計；6-控制器；7-溫度傳感器；8-冷熱風進口；9-主臂；90-第一橫臂；91-第二橫臂；92第三橫臂；93-第一攪拌臂；94-第二攪拌臂；95-第三攪拌臂；96-第一刮料臂；97-第二刮料臂；98-防纏繞刀片；99-送風出口；10-排氣口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明。

實施例一：

如圖1和圖2所示，一種餐廚副產(chǎn)物無害化處理方法，包括設(shè)置有夾層的密封的殼體4，殼體4頂部設(shè)有電機1、減速機3、進料口22和排氣口10，殼體4內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置和送風裝置，電機1驅(qū)動減速機3、減速機3驅(qū)動攪拌裝置；底部開有出料口23，進料口22、出料口23通過氣壓撐封堵，氣壓撐包括蓋板20、支撐桿21，蓋板20一端與進料口22邊緣鉸接、中部與支撐桿21一端鉸接，支撐桿21另一端連接減速機3。；排氣口10通過管道連接到抽風機，降溫時打開，便于排氣；殼體4中部側(cè)壁和下部側(cè)壁上還分別設(shè)置有冷熱風進口8，冷熱風進口8分別通過風管連接電加熱系統(tǒng)；殼體4的夾層內(nèi)設(shè)置有水循環(huán)盤管，保證夾層水溫受熱均勻，并且殼體4下部有端口可將水循環(huán)盤管連接外部加熱、冷卻裝置，快速升溫或降溫；殼體4上安裝有液位計5、溫度傳感器7。送風裝置、電機1、抽風機分別與控制器6連接，可實現(xiàn)處理設(shè)備按照設(shè)定需求自動控制、運行。

攪拌裝置包括第一攪拌臂93、第二攪拌臂94和第三攪拌臂95，減速機3連接有主臂9，主臂9分別連接第一橫臂90、第二橫臂91、第三橫臂92、第一刮料臂96和第二刮料臂97；第一橫臂90、第二橫臂91、第三橫臂92分別固定連接第一攪拌臂93、第二攪拌臂94、第三攪拌臂95；電機1驅(qū)動主臂9自轉(zhuǎn)，主臂9帶動第一攪拌臂93、第二攪拌臂94、第三攪拌臂95、第一刮料臂96和第二刮料臂97繞主臂9軸線公轉(zhuǎn)，電機1驅(qū)動第一攪拌臂93、第二攪拌臂94和第三攪拌臂95自轉(zhuǎn)，主臂9、第一橫臂90、第二橫臂91、第三橫臂92、第一刮料臂96和第二刮料臂97內(nèi)開有相互連通的風道，風道連通送風裝置和殼體內(nèi)腔；送風裝置包括外置的風機；風道的送風出口99設(shè)置在第一刮料臂96的底端和第二刮料臂97的中部；

第一攪拌臂93、第二攪拌臂94、第三攪拌臂95均具有螺旋狀槳葉，相鄰槳葉之間設(shè)置有防纏繞刀片98，第一刮料臂96、第二刮料臂97上也設(shè)置有若干防纏繞刀片98。

實際應(yīng)用時，開啟電源，通過進料口22進料，進料完畢后關(guān)閉進料口22，通過控制器6設(shè)定好各參數(shù)，通過控制器控制各生產(chǎn)程序進行攪拌、滅菌處理，滅菌完畢后先通過風冷或水冷降溫，然后加入專用菌種及酶制劑等進行發(fā)酵，發(fā)酵完畢通過出料口23出料，制成成品。

實施例二：具體發(fā)酵實例一：

1、開機前檢查減速機潤滑油位，損耗添加。

2、開啟電源總開關(guān)，觀察各功能指示燈工作是否正常點亮。

3、投料處理：將餐廚垃圾用升料斗或上料絞龍投入處理裝置中，投料量4噸，攪拌均勻；

4、滅菌處理：利用熱風和夾套內(nèi)熱水加熱使待處理物料升溫至70℃～75℃，保溫30min，待處理物料滅菌結(jié)束后，開啟風冷及水冷將處理裝置降溫至30℃～40℃,降溫過程中按照質(zhì)量比9:1的比例投入輔料(麩皮與玉米面的質(zhì)量比為4:1)，得到含水率在30％～60％的處理物料；

5、發(fā)酵處理：向滅菌后的處理裝置中添加總物料質(zhì)量比為0.01％脂肪酶和0.01％蛋白酶進行酶解，并充分攪拌混勻；發(fā)酵三小時后，將酶解好的處理物料中加入總物料質(zhì)量0.1％的餐廚廢棄物發(fā)酵專用菌(活菌數(shù)100～200億/g，配方中菌粉為質(zhì)量比1:5:4的釀酒酵母：糞腸球菌：枯草芽孢桿菌)，控制發(fā)酵溫度為30℃～40℃，發(fā)酵時一直通氣供氧，其攪拌速度為2轉(zhuǎn)/分鐘，通氣氣量為9立方米/分鐘。

6、出料，經(jīng)過12h發(fā)酵，經(jīng)檢測得到大腸菌群＜30mpn/100g，霉菌總數(shù)＜10cfu/g，沙門氏菌未檢出/25克樣品的無害化產(chǎn)物活性微生物培養(yǎng)基，成品物料無臭味或呈現(xiàn)酸香味。

實施例三：具體發(fā)酵實例二：

1、開機前檢查減速機潤滑油位，損耗添加。

2、開啟電源總開關(guān)，觀察各功能指示燈工作是否正常點亮。

3、投料處理：將餐廚垃圾用升料斗或上料絞龍投入處理裝置中，投料量4噸，攪拌均勻；

4、滅菌處理：利用熱風和夾套內(nèi)熱水加熱使待處理物料升溫至73℃～78℃，保溫30min，待處理物料滅菌結(jié)束后，開啟風冷及水冷將處理裝置降溫至30℃～40℃,降溫過程中按照質(zhì)量比3:1的比例投入輔料(麩皮、玉米面和稻殼的質(zhì)量比為4:1:3)，得到含水率在30％～60％的發(fā)酵物料；

5發(fā)酵處理：向滅菌后的待處理物料中添加總物料質(zhì)量比為0.02％脂肪酶和0.02％蛋白酶進行酶解，并充分攪拌混勻；發(fā)酵三小時后，將酶解好的發(fā)酵物料中加入總物料質(zhì)量0.15％的餐廚廢棄物發(fā)酵專用菌(活菌數(shù)100～200億/g，配方中菌粉為質(zhì)量比1:5:4的釀酒酵母：糞腸球菌：枯草芽孢桿菌)，控制發(fā)酵溫度為30℃～40℃，發(fā)酵時一直通氣供氧，其攪拌速度為2轉(zhuǎn)/分鐘，通氣氣量為9立方米/分鐘。

6、出料，經(jīng)過9小時發(fā)酵，經(jīng)檢測得到大腸菌群＜30mpn/100g，霉菌總數(shù)＜10cfu/g，沙門氏菌未檢出/25克樣品的無害化產(chǎn)物活性微生物培養(yǎng)基，成品物料無臭味或呈現(xiàn)酸香味。

實施例四：具體發(fā)酵實例三：

1、開機前檢查減速機潤滑油位，損耗添加。

2、開啟電源總開關(guān)，觀察各功能指示燈工作是否正常點亮。

3、投料處理：將餐廚垃圾用升料斗或上料絞龍投入處理裝置中，投料量4噸，攪拌均勻；

4、滅菌處理：利用熱風和夾套內(nèi)熱水加熱使待處理物料升溫至75℃～80℃，保溫30min，待處理物料滅菌結(jié)束后，開啟風冷及水冷將處理裝置降溫至30℃～40℃,降溫過程中按照質(zhì)量比3:2的比例投入輔料(麩皮、玉米面、稻殼和花生殼的質(zhì)量比為4:1:3:2)，得到含水率在30％～60％的發(fā)酵物料；

5發(fā)酵處理：向滅菌后的待處理物料中添加總物料質(zhì)量比為0.03％脂肪酶和0.03％蛋白酶進行酶解，并充分攪拌混勻；發(fā)酵三小時后，將酶解好的發(fā)酵物料中加入總物料質(zhì)量0.02％的餐廚廢棄物發(fā)酵專用菌(活菌數(shù)100～200億/g，配方中菌粉為質(zhì)量比1:5:4的釀酒酵母：糞腸球菌：枯草芽孢桿菌)，控制發(fā)酵溫度為30℃～40℃，發(fā)酵時一直通氣供氧，其攪拌速度為2轉(zhuǎn)/分鐘，通氣氣量為9立方米/分鐘。

6、出料，經(jīng)過6小時發(fā)酵，經(jīng)檢測得到大腸菌群＜30mpn/100g，霉菌總數(shù)＜10cfu/g，沙門氏菌未檢出/25克樣品的無害化產(chǎn)物活性微生物培養(yǎng)基，成品物料無臭味或呈現(xiàn)酸香味。

應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。