專(zhuān)利名稱(chēng)：餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體廢物無(wú)害化資源化的方法，更特別地，該技術(shù)為餐飲垃圾無(wú)害化資源化濕熱處理制飼料技術(shù)，屬固體廢物處理處置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)城市產(chǎn)生的餐飲垃圾量大、面廣，主要是賓館、飯店、企事業(yè)單位食堂等在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的剩飯剩菜、食品生產(chǎn)與加工部門(mén)的下腳料以及家庭廚房產(chǎn)生的廚馀垃圾等混合物。此類(lèi)垃圾以其含水率高、可回收資源含量高、極易腐敗變質(zhì)污染環(huán)境等特點(diǎn)，在城市生活垃圾中占有很重要的地位。
由于餐飲垃圾含水率高、營(yíng)養(yǎng)成分含量高，使得此類(lèi)垃圾非常容易變質(zhì)，滋生病毒、細(xì)菌等微生物。過(guò)去，此類(lèi)垃圾或者直接拉到郊區(qū)喂豬，或者與其它城市垃圾混合處理。前者會(huì)造成豬肉品質(zhì)下降以及一些傳染病的蔓延，后者會(huì)大幅度增加城市垃圾的處理難度和處理工作量，從衛(wèi)生角度和經(jīng)濟(jì)角度都是不適宜的。因此，需要餐飲垃圾單獨(dú)處理的無(wú)害化、資源化技術(shù)。
目前，國(guó)內(nèi)外餐飲垃圾處理技術(shù)主要包括以下幾類(lèi)簡(jiǎn)單破碎技術(shù)。以快餐為主的歐美發(fā)達(dá)國(guó)家大多是在廚房安裝一臺(tái)破碎機(jī)，將廚馀垃圾割碎，用水沖到下水管網(wǎng)中，與城市生活污水一起處理。這種方法優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單。但是，這種方式并不適合餐飲垃圾產(chǎn)生量巨大的中國(guó)國(guó)情。另外，它一方面需浪費(fèi)干凈的水進(jìn)行沖洗，增加了城市污水處理廠的負(fù)荷，另一方面將這些營(yíng)養(yǎng)物白白沖掉，也是一種巨大的資源浪費(fèi)。
生物處理技術(shù)。出于資源化的概念，國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)了基于生物發(fā)酵的餐飲垃圾生物處理工藝。它包括厭氧和好氧兩種。厭氧發(fā)酵是將有機(jī)廢物在厭氧菌作用下，降解產(chǎn)生沼氣，用來(lái)發(fā)電，底物經(jīng)脫水制作肥料。好氧發(fā)酵是在通空氣的條件下，好氧微生物起作用，使有機(jī)廢物發(fā)酵達(dá)到腐熟，最終將垃圾制成肥料。生物方法工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用較低，二次污染少。但是，餐飲垃圾中的高油脂含量和高含鹽量非常不利于微生物生長(zhǎng)，也制約了生物處理技術(shù)的效果。另外，生物處理技術(shù)受水分、有機(jī)物含量、碳氮比、通風(fēng)等因素影響較大，反應(yīng)也比較緩慢，最終產(chǎn)物難于處置，并不能最終滿足用戶的需求。
中國(guó)專(zhuān)利98103203.6公開(kāi)了一種廚余廢棄物再生成禽畜飼料的方法，其特征在于直接將收集的廚余廢棄物經(jīng)來(lái)源分類(lèi)、破碎、計(jì)量配方、脫水后至累批待料槽送入臥式攪拌槽進(jìn)行蒸煮殺菌、發(fā)酵和干燥處理后制成半成品。然后依所需進(jìn)行造?；蚍蹌┲瞥婶~(yú)、禽、畜飼料。
中國(guó)專(zhuān)利00123345.9公開(kāi)了一種餐飲垃圾的處理方法和裝置。它將餐飲垃圾通過(guò)熱解脫水——擠壓脫水脫脂——粉碎、高溫高壓滅菌——干燥的一套處理過(guò)程，最終獲得潔凈畜禽飼料的處理方法及裝置。其處理裝置由物料流動(dòng)式熱解裝置、擠壓裝置和溶煉裝置組成。
中國(guó)02125722.1號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)案公開(kāi)了一種餐飲垃圾飼料化處理方法及用于該方法的成套設(shè)備。該方法包括粉碎、脫水、二次粉碎、干燥及滅菌、添加飼料添加劑和造粒等步驟，還包括對(duì)處理過(guò)程產(chǎn)生的液體進(jìn)行油水分離和廢氣曝氣處理。
以上專(zhuān)利的方法均為先脫水，再加熱，且沒(méi)有膨化步驟，最終產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和物理加工性能改善效果不顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，對(duì)餐飲垃圾進(jìn)行高溫處理制成飼料的方法。
本發(fā)明餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，其具體步驟包括去除雜質(zhì)、破碎、濕熱加熱、膨化處理、脫水脫油、分離回收油脂、干燥七個(gè)步驟。
該方法將去除雜質(zhì)的餐飲垃圾在含水的環(huán)境中進(jìn)行濕熱加熱，然后膨化，最后脫水干燥，而中國(guó)專(zhuān)利98103203.6，中國(guó)專(zhuān)利00123345.9，中國(guó)02125722.1號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)案均是先脫水，再加熱滅菌，且均沒(méi)有膨化步驟。本發(fā)明的方法中濕熱加熱時(shí)，適量水的存在具有以下優(yōu)點(diǎn)1、有利于垃圾中的大分子有機(jī)物發(fā)生化學(xué)分解反應(yīng)，生成易于被動(dòng)物所消化吸收的小分子有機(jī)物，提高產(chǎn)物的消化率，且會(huì)產(chǎn)生致香反應(yīng)，使產(chǎn)物更適于作飼料；2、與干熱相比，濕熱加熱更容易實(shí)現(xiàn)徹底滅菌消毒；3、濕熱加熱可大大提高垃圾的脫水脫油等物理加工性能，有利于后續(xù)步驟的加工處理。本發(fā)明的膨化步驟可以大大改進(jìn)固體產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)，改善加工性能，使之更適于作飼料。
本發(fā)明的方法中，第一步驟利用人工分選和機(jī)械分選去除餐飲垃圾中酒瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營(yíng)養(yǎng)成分雜質(zhì)。人工分選可由餐飲單位在收集垃圾時(shí)人工完成，機(jī)械分選是利用機(jī)械分選去污機(jī)來(lái)完成。
本發(fā)明的方法中，第二步驟是將去除雜質(zhì)的的餐飲垃圾進(jìn)行破碎，將垃圾中的骨頭等大塊物質(zhì)粉碎至一定大小。
本發(fā)明的方法中，第三步驟是將經(jīng)過(guò)破碎的餐飲垃圾在含水的環(huán)境下進(jìn)行濕熱加熱處理，調(diào)節(jié)含水量要求水面淹沒(méi)固體物，處理溫度為100～135℃，優(yōu)選121℃，加熱時(shí)間為20～60分鐘，優(yōu)選30～40分鐘，壓力為1～3atm。加熱方式采用介質(zhì)加熱，介質(zhì)可采用導(dǎo)熱油或水蒸氣。反應(yīng)過(guò)程以化學(xué)反應(yīng)為主，大分子有機(jī)物分解為易于被動(dòng)物所消化吸收的小分子有機(jī)物，提高產(chǎn)物消化率和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。通過(guò)濕熱加熱步驟，對(duì)垃圾進(jìn)行徹底滅菌。
本發(fā)明的方法中，第四步驟是將濕熱加熱的餐飲垃圾瞬間卸壓進(jìn)行膨化，改善固體產(chǎn)物的孔隙率等微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)產(chǎn)物的脫水、脫油等物理加工性能。
本發(fā)明的方法中，第五步驟是對(duì)膨化后的垃圾進(jìn)行脫水脫油，該步驟可采用重力法，利用溢流設(shè)備完成，也可采用壓濾機(jī)、滾筒脫水機(jī)等脫水設(shè)備來(lái)完成。
本發(fā)明的方法中，第六步驟將脫出的油水混合物通過(guò)油水分離器分離回收油脂。
本發(fā)明的方法中，第七步驟，對(duì)脫水脫油后的垃圾進(jìn)行干燥制成飼料原料。
本發(fā)明的飼料原料產(chǎn)物符合衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)理，可制成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的優(yōu)質(zhì)魚(yú)、家養(yǎng)寵物、禽、畜飼料。


圖1為本發(fā)明流程圖。
下面配合流程圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的方法。
本發(fā)明主要針對(duì)賓館、飯店、企事業(yè)單位食堂等在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的剩飯剩菜、下腳料，食品加工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的食品廢物和居民家庭產(chǎn)生的廚馀垃圾等。
首先，去除收運(yùn)來(lái)的餐飲垃圾中的酒瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營(yíng)養(yǎng)成分，這一步最好在垃圾收集時(shí)完成，也可通過(guò)分選機(jī)械如格柵去污機(jī)來(lái)完成；然后將垃圾破碎為一定大小，將破碎后的垃圾送至濕熱加熱裝置。
其次，調(diào)節(jié)水分，使水面淹沒(méi)固體物；將垃圾在含水的環(huán)境中密閉加熱，加熱溫度為100～135℃，加熱20～60分鐘，優(yōu)選30～40分鐘。濕熱反應(yīng)器內(nèi)的壓力為約1～3atm。對(duì)于飯店、賓館等小型濕熱處理裝置加熱方式可采用導(dǎo)熱油加熱，對(duì)于小區(qū)等大型集中處理工程裝置可采用蒸汽加熱。在此處理步驟，需要有水存在，所以濕熱處理之前，垃圾不脫水。垃圾中的細(xì)菌、病毒被殺滅；部分大分子有機(jī)物水解，生成易于被動(dòng)植物所吸收的小分子有機(jī)物，蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得更易于被動(dòng)植物所利用，有利于作飼料原料；垃圾中的蔬菜、肉類(lèi)細(xì)胞被破壞，部分細(xì)胞內(nèi)脂類(lèi)和細(xì)胞內(nèi)水析出，有利于脫水、脫脂。
接著，將濕熱反應(yīng)器中的垃圾瞬間卸壓，使垃圾膨化，改善垃圾結(jié)構(gòu)，提高垃圾物理加工性能。
然后，將垃圾進(jìn)行脫水脫油，垃圾從濕熱反應(yīng)器迅速卸壓釋放入體積較大的膨化罐，然后送至中轉(zhuǎn)容器，靜置一段時(shí)間，將浮在上層的油水混合物通過(guò)溢流分離出來(lái)。也可采用壓濾機(jī)、滾筒脫水機(jī)等脫水設(shè)備來(lái)完成，脫水設(shè)備可商業(yè)購(gòu)得。脫出的油水混合物經(jīng)油水分離器分離回收廢油脂，送至油脂貯存罐，油水分離器可商業(yè)購(gòu)得。廢水送廢水處理廠。
最后，將脫水脫油后的垃圾進(jìn)行干燥?？刹捎脽犸L(fēng)烘干，具體方法為將脫水后的產(chǎn)物平攤在滾動(dòng)的鏈條上利用熱風(fēng)烘干，熱風(fēng)由直熱式鼓風(fēng)機(jī)提供，直熱式鼓風(fēng)機(jī)可商業(yè)購(gòu)得。也可采用熱交換器，利用處理過(guò)程中產(chǎn)生的熱介質(zhì)進(jìn)行換熱干燥。
干燥后的固性產(chǎn)物作為飼料原料，經(jīng)過(guò)調(diào)理，可制成優(yōu)質(zhì)的魚(yú)、家養(yǎng)寵物、禽、畜飼料。
此處所說(shuō)的膨化是指將濕熱處理后的垃圾瞬間卸壓，使垃圾中的水分瞬間汽化逸出，有利于改善垃圾微觀顆粒結(jié)構(gòu)，增加產(chǎn)品孔隙率，提高物理加工性能，增強(qiáng)口感，為最終制成飼料產(chǎn)品服務(wù)。所說(shuō)的瞬間卸壓可采用兩種方式，一種為濕熱反應(yīng)器通過(guò)一個(gè)電磁閥瞬間曝露于常壓，這種方式效果最佳，但不易實(shí)現(xiàn)，且噪音較大；一種是逐步卸壓，將濕熱反應(yīng)器通過(guò)電磁閥與一個(gè)容積遠(yuǎn)大于它的容器連接，該容器通過(guò)電磁閥與另外一個(gè)同等容積的容器相聯(lián)，依此可連接多個(gè)容器，最末尾的容器通過(guò)電磁閥與外界常壓空氣相連。依次逐步開(kāi)啟電磁閥，使?jié)駸岱磻?yīng)器內(nèi)壓力逐步降低，采用的容器個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要而定。此處逸出的水蒸氣由集氣罩收集，送入廢尾氣凈化系統(tǒng)。
本發(fā)明的脫水方式可選擇性的采用離心脫水等一切適用的脫水方法。
本發(fā)明的尾氣凈化系統(tǒng)由冷卻裝置、除臭裝置、煙囪組成。工藝各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的蒸汽、廢氣均通入廢氣凈化系統(tǒng)。所說(shuō)的冷卻裝置、除臭裝置和煙囪均商業(yè)可得。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1單個(gè)飯店產(chǎn)生的餐飲垃圾量較少，其就地處理采用小型濕熱處理工藝。餐飲垃圾收集時(shí)將餐飲垃圾中的瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營(yíng)養(yǎng)成分去除。然后利用切割破碎機(jī)將垃圾中的骨頭等粗大、硬度較大的物質(zhì)切割成小塊，此處所用的破碎機(jī)可采用中國(guó)專(zhuān)利CN1087556公開(kāi)的切割破碎機(jī)。然后將垃圾放入濕熱反應(yīng)器，調(diào)節(jié)水面淹沒(méi)固體物，在含水的環(huán)境中將垃圾加熱到121℃，停留30分鐘。加熱方式采用導(dǎo)熱油加熱。將濕熱處理后的垃圾逐步卸壓，實(shí)現(xiàn)膨化，方法為將濕熱反應(yīng)器通過(guò)電磁閥與一個(gè)容積遠(yuǎn)大于它的容器連接，該容器通過(guò)電磁閥與另外一個(gè)同等容積的容器相聯(lián)，依此可連接多個(gè)容器，最末尾的容器通過(guò)電磁閥與外界常壓空氣相連。依次逐步開(kāi)啟電磁閥，使?jié)駸岱磻?yīng)器內(nèi)壓力逐步降低，排出的氣體通入廢氣凈化器，所采用的電磁閥采用上海大禹公司生產(chǎn)的ZBSF系列不銹鋼電磁閥。將經(jīng)過(guò)膨化的垃圾產(chǎn)物，通過(guò)利用溢流分離出粗油脂，通入儲(chǔ)油容器。然后將固體物進(jìn)行擠壓脫水，脫出的水分排入市政管網(wǎng)與城市生活污水一起處理，擠壓脫水機(jī)可采用自貢雷鳴公司生產(chǎn)的NDC系列擠壓脫水機(jī)。然后將擠壓脫水后的產(chǎn)物平攤在滾動(dòng)的鏈條上利用熱風(fēng)烘干，烘干蒸發(fā)出的氣體由集氣罩收集通入廢氣凈化器，熱風(fēng)由直熱式鼓風(fēng)機(jī)提供，直熱式鼓風(fēng)機(jī)可采用日本TSK系列熱風(fēng)機(jī)，可由上海宏翊金屬材料有限公司商業(yè)購(gòu)得。烘干后的產(chǎn)品根據(jù)飼料配方進(jìn)行調(diào)理，作為生產(chǎn)魚(yú)、家養(yǎng)寵物、禽、畜飼料的原料。
實(shí)施例2區(qū)域餐飲垃圾處理量較大，餐飲垃圾的的集中處理采用大型濕熱處理工藝。餐飲垃圾收集時(shí)將餐飲垃圾中的瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營(yíng)養(yǎng)成分去除。將區(qū)域內(nèi)各餐飲單位產(chǎn)生的餐飲垃圾運(yùn)輸?shù)郊刑幚韽S。利用切割破碎機(jī)將垃圾中的骨頭等粗大、硬度較大的物質(zhì)切割成小塊，此處所用的破碎機(jī)可采用中國(guó)專(zhuān)利CN1087556公開(kāi)的切割破碎機(jī)。然后將垃圾送至濕熱反應(yīng)器，調(diào)節(jié)垃圾水分含量至液面淹沒(méi)固體物，加熱至100～135℃，加熱30分鐘，加熱方式采用導(dǎo)熱油加熱。將濕熱處理后的垃圾瞬間卸壓，實(shí)現(xiàn)膨化，方法為將濕熱反應(yīng)器通過(guò)電磁閥與外界常壓空氣相連。瞬間開(kāi)啟電磁閥，使?jié)駸岱磻?yīng)器內(nèi)蒸汽迅速排出到一個(gè)大型容器，大型容器通過(guò)引風(fēng)機(jī)通入廢氣凈化器，所采用的電磁閥采用上海大禹公司生產(chǎn)的ZBSF系列不銹鋼電磁閥。將經(jīng)過(guò)膨化的垃圾產(chǎn)物通入一個(gè)中轉(zhuǎn)容器，利用密度差，使油、水、固體物分層，通過(guò)溢流將油水混合物分離出來(lái)，通如油水分離器，回收廢油脂，廢水送至城市污水處理系統(tǒng)。將底層的固體物進(jìn)行擠壓脫水，脫出的水分送至城市污水處理系統(tǒng)，擠壓脫水機(jī)可采用自貢雷鳴公司生產(chǎn)的NDC系列擠壓脫水機(jī)。然后將擠壓脫水后的產(chǎn)物平攤在滾動(dòng)的鏈條上利用熱風(fēng)烘干，烘干蒸發(fā)出的氣體由集氣罩收集，通入廢氣凈化系統(tǒng)，熱風(fēng)由直熱式鼓風(fēng)機(jī)提供，直熱式鼓風(fēng)機(jī)可采用日本TSK系列熱風(fēng)機(jī)，可由上海宏翊金屬材料有限公司商業(yè)購(gòu)得。烘干后的產(chǎn)品根據(jù)飼料配方進(jìn)行調(diào)理，作為生產(chǎn)魚(yú)、家養(yǎng)寵物、禽、畜飼料的原料。
權(quán)利要求
1.一種餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，包含有下列步驟垃圾去除雜質(zhì)、破碎、脫水脫油、分離回收油脂、干燥，其特征是在破碎工序后加入濕熱加熱工序，在濕熱加熱工序后加入膨化處理工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，其特征是所述的濕熱加熱工序是調(diào)節(jié)水量至水面淹沒(méi)固體物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，其特征是所述的濕熱加熱工序加熱溫度為100～135℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，其特征是所述的濕熱加熱工序其加熱時(shí)間為20～60分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，其特征是所述的膨化處理工序是瞬間卸壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，其特征是所述的膨化處理工序是逐步卸壓。
全文摘要
一種餐飲垃圾濕熱加熱制備飼料的方法，屬于固體廢物處理處置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明飼料制備方法包含垃圾去除雜質(zhì)、破碎、濕熱加熱、膨化處理、脫水脫油、分離回收油脂、干燥等七個(gè)工序，采用本發(fā)明制備方法生產(chǎn)的飼料容易被動(dòng)物消化吸收，在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有二次污染。
文檔編號(hào)A23K1/10GK1596692SQ20041000936
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者聶永豐, 任連海, 王宇卓 申請(qǐng)人:清華大學(xué)