專利名稱：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害化資源化的方法，更特別地，該技術(shù)為餐飲垃圾無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)營過程中產(chǎn)生的剩飯剩菜、食品生產(chǎn)與加工部門的下腳料以及家庭廚房產(chǎn)生的廚馀垃圾等混合物。此類垃圾以其含水率高、可回收資源含量高、極易腐敗變質(zhì)污染環(huán)境等特點，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、營養(yǎng)成分含量高，使得此類垃圾非常容易變質(zhì)，滋生病毒、細菌等微生物。過去，此類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。前者會造成豬肉品質(zhì)下降以及一些傳染病的蔓延，后者會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)濟角度都是不適宜的。因此，需要餐飲垃圾單獨處理的無害化、資源化技術(shù)。
目前，國內(nèi)外餐飲垃圾處理技術(shù)主要包括以下幾類簡單破碎技術(shù)。以快餐為主的歐美發(fā)達國家大多是在廚房安裝一臺破碎機，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)點是價格便宜，操作簡單。但是，這種方式并不適合餐飲垃圾產(chǎn)生量巨大的中國國情。另外，它一方面需浪費干凈的水進行沖洗，增加了城市污水處理廠的負荷，另一方面將這些營養(yǎng)物白白沖掉，也是一種巨大的資源浪費。
生物處理技術(shù)。出于資源化的概念，國內(nèi)外很多研究機構(gòu)開發(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)酵是將有機廢物在厭氧菌作用下，降解產(chǎn)生沼氣，用來發(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，使有機廢物發(fā)酵達到腐熟，最終將垃圾制成肥料。生物方法工藝簡單，運行費用較低，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，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。
中國專利98103203.6公開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)來源分類、破碎、計量配方、脫水后至累批待料槽送入臥式攪拌槽進行蒸煮殺菌、發(fā)酵和干燥處理后制成半成品。然后依所需進行造?；蚍蹌┲瞥婶~、禽、畜飼料。
中國專利00123345.9公開了一種餐飲垃圾的處理方法和裝置。它將餐飲垃圾通過熱解脫水——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式熱解裝置、擠壓裝置和溶煉裝置組成。
中國02125722.1號專利申請案公開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，還包括對處理過程產(chǎn)生的液體進行油水分離和廢氣曝氣處理。
以上專利的方法均為先脫水，再加熱，且沒有膨化步驟，最終產(chǎn)物中營養(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，對餐飲垃圾進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)境中進行濕熱加熱，然后膨化，最后脫水干燥，而中國專利98103203.6，中國專利00123345.9，中國02125722.1號專利申請案均是先脫水，再加熱滅菌，且均沒有膨化步驟。本發(fā)明的方法中濕熱加熱時，適量水的存在具有以下優(yōu)點1、有利于垃圾中的大分子有機物發(fā)生化學(xué)分解反應(yīng)，生成易于被動物所消化吸收的小分子有機物，提高產(chǎn)物的消化率，且會產(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、金屬等非營養(yǎng)成分雜質(zhì)。人工分選可由餐飲單位在收集垃圾時人工完成，機械分選是利用機械分選去污機來完成。
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)過破碎的餐飲垃圾在含水的環(huán)境下進行濕熱加熱處理，調(diào)節(jié)含水量要求水面淹沒固體物，處理溫度為100～135℃，優(yōu)選121℃，加熱時間為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)過程以化學(xué)反應(yīng)為主，大分子有機物分解為易于被動物所消化吸收的小分子有機物，提高產(chǎn)物消化率和營養(yǎng)價值。通過濕熱加熱步驟，對垃圾進行徹底滅菌。
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行膨化，改善固體產(chǎn)物的孔隙率等微觀結(jié)構(gòu)，增強產(chǎn)物的脫水、脫油等物理加工性能。
本發(fā)明的方法中，第五步驟是對膨化后的垃圾進行脫水脫油，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、滾筒脫水機等脫水設(shè)備來完成。
本發(fā)明的方法中，第六步驟將脫出的油水混合物通過油水分離器分離回收油脂。
本發(fā)明的方法中，第七步驟，對脫水脫油后的垃圾進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)。通過調(diào)理，可制成營養(yǎng)價值很高的優(yōu)質(zhì)魚、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說明本發(fā)明的方法。
本發(fā)明主要針對賓館、飯店、企事業(yè)單位食堂等在經(jīng)營過程中產(chǎn)生的剩飯剩菜、下腳料，食品加工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的食品廢物和居民家庭產(chǎn)生的廚馀垃圾等。
首先，去除收運來的餐飲垃圾中的酒瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營養(yǎng)成分，這一步最好在垃圾收集時完成，也可通過分選機械如格柵去污機來完成；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。垃圾中的細菌、病毒被殺滅；部分大分子有機物水解，生成易于被動植物所吸收的小分子有機物，蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、脂肪等營養(yǎng)成分的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得更易于被動植物所利用，有利于作飼料原料；垃圾中的蔬菜、肉類細胞被破壞，部分細胞內(nèi)脂類和細胞內(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，靜置一段時間，將浮在上層的油水混合物通過溢流分離出來。也可采用壓濾機、滾筒脫水機等脫水設(shè)備來完成，脫水設(shè)備可商業(yè)購得。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)購得。廢水送廢水處理廠。
最后，將脫水脫油后的垃圾進行干燥。可采用熱風(fēng)烘干，具體方法為將脫水后的產(chǎn)物平攤在滾動的鏈條上利用熱風(fēng)烘干，熱風(fēng)由直熱式鼓風(fēng)機提供，直熱式鼓風(fēng)機可商業(yè)購得。也可采用熱交換器，利用處理過程中產(chǎn)生的熱介質(zhì)進行換熱干燥。
干燥后的固性產(chǎn)物作為飼料原料，經(jīng)過調(diào)理，可制成優(yōu)質(zhì)的魚、家養(yǎng)寵物、禽、畜飼料。
此處所說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，增強口感，為最終制成飼料產(chǎn)品服務(wù)。所說的瞬間卸壓可采用兩種方式，一種為濕熱反應(yīng)器通過一個電磁閥瞬間曝露于常壓，這種方式效果最佳，但不易實現(xiàn)，且噪音較大；一種是逐步卸壓，將濕熱反應(yīng)器通過電磁閥與一個容積遠大于它的容器連接，該容器通過電磁閥與另外一個同等容積的容器相聯(lián)，依此可連接多個容器，最末尾的容器通過電磁閥與外界常壓空氣相連。依次逐步開啟電磁閥，使?jié)駸岱磻?yīng)器內(nèi)壓力逐步降低，采用的容器個數(shù)根據(jù)實際需要而定。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。工藝各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的蒸汽、廢氣均通入廢氣凈化系統(tǒng)。所說的冷卻裝置、除臭裝置和煙囪均商業(yè)可得。
具體實施例方式
實施例1單個飯店產(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。餐飲垃圾收集時將餐飲垃圾中的瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營養(yǎng)成分去除。然后利用切割破碎機將垃圾中的骨頭等粗大、硬度較大的物質(zhì)切割成小塊，此處所用的破碎機可采用中國專利CN1087556公開的切割破碎機。然后將垃圾放入濕熱反應(yīng)器，調(diào)節(jié)水面淹沒固體物，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，實現(xiàn)膨化，方法為將濕熱反應(yīng)器通過電磁閥與一個容積遠大于它的容器連接，該容器通過電磁閥與另外一個同等容積的容器相聯(lián)，依此可連接多個容器，最末尾的容器通過電磁閥與外界常壓空氣相連。依次逐步開啟電磁閥，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)過膨化的垃圾產(chǎn)物，通過利用溢流分離出粗油脂，通入儲油容器。然后將固體物進行擠壓脫水，脫出的水分排入市政管網(wǎng)與城市生活污水一起處理，擠壓脫水機可采用自貢雷鳴公司生產(chǎn)的NDC系列擠壓脫水機。然后將擠壓脫水后的產(chǎn)物平攤在滾動的鏈條上利用熱風(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)機提供，直熱式鼓風(fēng)機可采用日本TSK系列熱風(fēng)機，可由上海宏翊金屬材料有限公司商業(yè)購得。烘干后的產(chǎn)品根據(jù)飼料配方進行調(diào)理，作為生產(chǎn)魚、家養(yǎng)寵物、禽、畜飼料的原料。
實施例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。餐飲垃圾收集時將餐飲垃圾中的瓶蓋、塑料袋、筷子、勺子、金屬等非營養(yǎng)成分去除。將區(qū)域內(nèi)各餐飲單位產(chǎn)生的餐飲垃圾運輸?shù)郊刑幚韽S。利用切割破碎機將垃圾中的骨頭等粗大、硬度較大的物質(zhì)切割成小塊，此處所用的破碎機可采用中國專利CN1087556公開的切割破碎機。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，實現(xiàn)膨化，方法為將濕熱反應(yīng)器通過電磁閥與外界常壓空氣相連。瞬間開啟電磁閥，使?jié)駸岱磻?yīng)器內(nèi)蒸汽迅速排出到一個大型容器，大型容器通過引風(fēng)機通入廢氣凈化器，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)過膨化的垃圾產(chǎn)物通入一個中轉(zhuǎn)容器，利用密度差，使油、水、固體物分層，通過溢流將油水混合物分離出來，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)，擠壓脫水機可采用自貢雷鳴公司生產(chǎn)的NDC系列擠壓脫水機。然后將擠壓脫水后的產(chǎn)物平攤在滾動的鏈條上利用熱風(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)機提供，直熱式鼓風(fēng)機可采用日本TSK系列熱風(fēng)機，可由上海宏翊金屬材料有限公司商業(yè)購得。烘干后的產(chǎn)品根據(jù)飼料配方進行調(diào)理，作為生產(chǎn)魚、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、干燥等七個工序，采用本發(fā)明制備方法生產(chǎn)的飼料容易被動物消化吸收，在生產(chǎn)過程中沒有二次污染。
文檔編號A23K1/10GK1596692SQ20041000936
公開日2005年3月23日 申請日期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 申請人:清華大學(xué)