發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，包括攪拌處理、汽爆處理、干燥處理三大步驟，將抗生素藥渣和植物纖維渣按照1:1的重量比例充分?jǐn)嚢杌靹?；將混合攪拌預(yù)處理料送入預(yù)熱到150℃以上的汽爆器中通過高壓蒸汽的壓力和溫度得到汽爆后混合物料；將所述汽爆后混合物料送入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥和破碎處理。本發(fā)明為發(fā)酵類抗生素藥渣的無害化處理，大大降低藥渣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染；無新污染物添加和產(chǎn)生，無需再次處理；工藝步驟簡(jiǎn)單易操作、設(shè)備成本較低，易于推廣使用；為后續(xù)空間巨大的生物質(zhì)產(chǎn)品發(fā)展，提供充足原料。
【專利說明】發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種發(fā)酵類抗生素藥渣的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國抗生素生產(chǎn)行業(yè)現(xiàn)已躍居全球第一，隨著經(jīng)濟(jì)、科技水平的發(fā)展，GDP已不足以成為衡量一個(gè)國家或地區(qū)強(qiáng)大程度的指標(biāo)，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度與要求越來越高。伴隨行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的污染日益嚴(yán)重，絕大數(shù)抗生素生產(chǎn)企業(yè)采用傳統(tǒng)的焚燒和填埋方法，造成土地、大氣、河流的嚴(yán)重污染。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，如采用多級(jí)逆流機(jī)械并添加酸堿溶液使抗生素降低至檢出限以下的方法，雖然可以解決其有害物質(zhì)殘留的問題，但存在機(jī)械設(shè)備造價(jià)較高、酸堿溶液添加導(dǎo)致有新污染物產(chǎn)生、多級(jí)操作步驟復(fù)雜、工藝要求較高等缺陷，無法達(dá)到我國環(huán)保、科技的發(fā)展要求，如何對(duì)藥渣加以有效的處理和企業(yè)普及，仍是一個(gè)需要迫切解決的問題。
[0003]發(fā)酵類抗生素藥渣，是由微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)抗生素結(jié)束后得到的固體廢棄物，除少量抗生素殘留及重金屬等有害物質(zhì)外，在藥渣中粗蛋白含量為40%左右、粗脂肪、粗纖維、鈣等微量元素均可體現(xiàn)出抗生素藥渣的營養(yǎng)價(jià)值豐富。因此，在解決抗生素藥渣無害化問題同時(shí)，使其能夠被企業(yè)充分普及利用具有重要意義。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種將發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理并可做為原料進(jìn)行后續(xù)加工的方法，其中所謂“無害化”處理，是指將抗生素殘留以及有害有毒的污染微生物、無機(jī)鹽等物質(zhì)，均降至國家安全指標(biāo)以下或完全被消除，使抗生素藥渣成為對(duì)人體及生態(tài)環(huán)境無毒無害的物質(zhì)；所謂“原料化”處理，是指將無害化處理后混合物，進(jìn)一步分解出和/或產(chǎn)生出了能夠滿足益生菌、酶制劑和其它多種生物技術(shù)產(chǎn)品以及生化工程產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)材料和中間體，能夠?yàn)楹罄m(xù)生物質(zhì)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)提供核心原料物質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，并充分滿足不會(huì)產(chǎn)生“二次污染”的前提條件，本方案完全使用物理方法進(jìn)行抗生素藥渣無害化的技術(shù)處理路線，具體包括攪拌處理、汽爆處理、干燥處理三大步驟，并將其鏈接成為緊密連續(xù)的工藝流程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:
[0006]1、提供一種發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，解決發(fā)酵類抗生素生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染問題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
[0007]2、處理中無新污染物添加和產(chǎn)生，無需再次處理。
[0008]3、工藝步驟簡(jiǎn)單易操作、設(shè)備成本較低，且可對(duì)處理后物料進(jìn)行原料性回收，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本和能耗，利于普及應(yīng)用。
[0009]技術(shù)方案:發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，包括攪拌處理、汽爆處理、干燥處理三大步驟，[0010]所述攪拌處理步驟為:將抗生素工程所產(chǎn)出的有機(jī)/無機(jī)藥渣和植物纖維渣按照1:1的重量比例混合得到初級(jí)混合物料；在混合機(jī)內(nèi)攪拌混勻達(dá)到充分均質(zhì)化，直至濕度達(dá)到初級(jí)混合物料的50%以下，得到混合攪拌預(yù)處理料；
[0011]其中，所述植物纖維渣可選用碳源和氮源較豐富的工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，例如各類酒渣、果蔬渣、中藥渣、各類秸桿粉、草粉、木末等任意一種或幾種，且所述植物纖維渣要破碎達(dá)到20?80目，相對(duì)濕度要達(dá)到10%以下；所述混合物料利用粒度和疏松度適宜的植物纖維渣，吸附和均化抗生素藥渣中的水分，使物料達(dá)到后續(xù)汽爆所需的相對(duì)濕度設(shè)定值，一般為30% ?50% ；
[0012]所述攪拌處理步驟的總能耗將不超過250kW:按目前上市的最大混合機(jī)能耗計(jì)算，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大裝機(jī)功率為200kW ;其它能耗包括植物纖維物料粉碎機(jī)械的能耗，約需20kW ;螺旋輸送機(jī)或皮帶輸送機(jī)所需能耗，約需20kW ;本處理步驟總能耗不超過250kW ；
[0013]所述汽爆處理步驟為:將混合攪拌預(yù)處理料送入預(yù)熱到150°C以上的汽爆器中，在密閉容器中，通入高壓蒸汽，并維壓一定時(shí)間后，突然打開放氣閥進(jìn)行卸壓爆碎(蒸汽閃爆)，借由壓力進(jìn)入收集器，得到汽爆后混合物料；
[0014]所述工藝的設(shè)定:高壓蒸汽的壓力0.8?3.4Mpa，溫度180°C?240°C，維壓時(shí)間為5?8分鐘；
[0015]所述汽爆后混合物料中有用成分得到高效分離:蛋白質(zhì)、纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素，其中蛋白質(zhì)為小分子形式，如際、胨、寡肽和游離氨基酸等高級(jí)營養(yǎng)成分；纖維素分解率達(dá)到80%以上，大規(guī)模結(jié)構(gòu)重排，形成更加堅(jiān)固有序的結(jié)構(gòu)，成為新型可塑材料的基質(zhì)；半纖維素和果膠幾乎全部分解為可溶性糖，能夠被微生物全利用；木質(zhì)素出現(xiàn)多酚特性，可成為天然粘合劑加以應(yīng)用；甲殼質(zhì)及腐植酸轉(zhuǎn)變成更為有用的殼聚糖和黃腐酸。所述混合物料中的抗生素及微生物在極端條件下將無法繼續(xù)存活，例如60°C高溫即可使藥渣中殘留的青霉素失去活性；
[0016]當(dāng)所述汽爆后混合物料的相對(duì)濕度大于75%時(shí)，可考慮增加脫水工藝；脫水產(chǎn)生的廢液與其它廢物混合可用于沼氣制備，可為無害化工藝提供部份能源；
[0017]所述干燥處理步驟為:將汽爆后混合物料送入熱風(fēng)干燥機(jī)中，連續(xù)翻騰干燥，使物料與熱風(fēng)充分接觸，直至其相對(duì)濕度小于10% ;再進(jìn)行破碎，使其顆粒大小為20?80目；
[0018]所述干燥處理，通過機(jī)器的不斷旋轉(zhuǎn)和壁桶上清理機(jī)構(gòu)的自清理作用，可使物料充分與熱風(fēng)接觸，快速實(shí)現(xiàn)傳熱傳質(zhì)，達(dá)到明顯的減量化(體積為汽爆物料的五分之一左右)，并可有效地避免細(xì)菌再污染、腐敗、霉變等不良情況；
[0019]所述干燥處理步驟的總能耗將不高于90Kw:其中自清理轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)功率40kw ;雙網(wǎng)擠漿機(jī)能耗30kw，物料粉碎機(jī)能耗15kw。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0021]I)無害化處理，大大降低抗生素藥渣對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的污染；
[0022]2)完全使用物理方法進(jìn)行抗生素藥渣無害化的技術(shù)處理，無新污染物添加和產(chǎn)生，無需再次處理；
[0023]3)工藝步驟簡(jiǎn)單易操作、設(shè)備成本較低，易于推廣使用；
[0024]4)積極的環(huán)保工藝，提升品牌形象，增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；
[0025]5)將抗生素藥渣變廢為寶，為后續(xù)空間巨大的生物質(zhì)產(chǎn)品發(fā)展，提供充足原料；[0026]6)可對(duì)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品做回收利用，減少資源浪費(fèi)。如玉米秸桿通常以焚燒的方式進(jìn)行銷毀處理。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。這些實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0028]發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，包括攪拌處理、汽爆處理、干燥處理三大步驟，
[0029]所述攪拌處理步驟為:將抗生素工程所產(chǎn)出的有機(jī)/無機(jī)藥渣和植物纖維渣按照1:1的重量比例混合得到初級(jí)物料；在混合機(jī)內(nèi)攪拌混勻達(dá)到充分均質(zhì)化，直至濕度達(dá)到初級(jí)混合物料的50%以下，得到混合攪拌預(yù)處理料；
[0030]其中，所述植物纖維渣可選用碳源和氮源較豐富的工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，例如各類酒渣、果蔬渣、中藥渣、各類秸桿粉、草粉、木末等任意一種或幾種，且所述植物纖維渣要破碎達(dá)到20?80目，相對(duì)濕度要達(dá)到10%以下；所述混合物料利用粒度和疏松度適宜的植物纖維渣，吸附和均化抗生素藥渣中的水分，使物料達(dá)到后續(xù)汽爆所需的相對(duì)濕度設(shè)定值，一般為30% ?50% ；
[0031]所述攪拌處理步驟的總能耗將不超過250kW:按目前上市的最大混合機(jī)能耗計(jì)算，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大裝機(jī)功率為200kW ;其它能耗包括植物纖維物料粉碎機(jī)械的能耗，約需20kW ;螺旋輸送機(jī)或皮帶輸送機(jī)所需能耗，約需20kW ;本處理步驟總能耗不超過250kW ；
[0032]所述汽爆處理步驟為:將混合攪拌預(yù)處理料送入預(yù)熱到150°C以上的汽爆器中，在密閉容器中，通入高壓蒸汽，并維壓一定時(shí)間后，突然打開放氣閥進(jìn)行卸壓爆碎(蒸汽閃爆)，借由壓力進(jìn)入收集器，得到汽爆后混合物料；
[0033]所述工藝的設(shè)定:高壓蒸汽的壓力0.8?3.4Mpa，溫度180°C?240°C，維壓時(shí)間為5?8分鐘；
[0034]所述汽爆后混合物料中有用成分得到高效分離:蛋白質(zhì)、纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素，其中蛋白質(zhì)為小分子形式，如際、胨、寡肽和游離氨基酸等高級(jí)營養(yǎng)成分；纖維素分解率達(dá)到80%以上，大規(guī)模結(jié)構(gòu)重排，形成更加堅(jiān)固有序的結(jié)構(gòu)，成為新型可塑材料的基質(zhì)；半纖維素和果膠幾乎全部分解為可溶性糖，能夠被微生物全利用；木質(zhì)素出現(xiàn)多酚特性，可成為天然粘合劑加以應(yīng)用；甲殼質(zhì)及腐植酸轉(zhuǎn)變成更為有用的殼聚糖和黃腐酸。所述混合物料中的抗生素及微生物在極端條件下將無法繼續(xù)存活，例如60°C高溫即可使藥渣中殘留的青霉素失去活性；
[0035]當(dāng)所述汽爆后混合物料的相對(duì)濕度大于75%時(shí)，可考慮增加脫水工藝；脫水產(chǎn)生的廢液與其它廢物混合可用于沼氣制備，可為無害化工藝提供部份能源；
[0036]所述干燥處理步驟為:將汽爆后混合物料送入熱風(fēng)干燥機(jī)中，連續(xù)翻騰干燥，使物料與熱風(fēng)充分接觸，直至其相對(duì)濕度小于10% ;再進(jìn)行破碎，使其顆粒大小為20?80目；
[0037]所述干燥處理，通過機(jī)器的不斷旋轉(zhuǎn)和壁桶上清理機(jī)構(gòu)的自清理作用，可使物料充分與熱風(fēng)接觸，快速實(shí)現(xiàn)傳熱傳質(zhì)，達(dá)到明顯的減量化(體積為汽爆物料的五分之一左右)，并可有效地避免細(xì)菌再污染、腐敗、霉變等不良情況；
[0038]所述干燥處理步驟的總能耗將不高于90Kw:其中自清理轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)功率40kw ;雙網(wǎng)擠漿機(jī)能耗30kw，物料粉碎機(jī)能耗15kw。
[0039]上述三大步驟中使用的混合機(jī)、粉碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)等工藝所需設(shè)備均根據(jù)處理量進(jìn)行選擇。
[0040]實(shí)施例:
[0041]青霉素干藥渣10公斤，粉碎約為60目左右的玉米秸桿渣10公斤，充分?jǐn)嚢杌靹??；旌蠙C(jī)相對(duì)濕度設(shè)定值為40%，經(jīng)充分混合攪拌完成后，即可進(jìn)行汽爆處理；
[0042]將混合物料用皮帶輸送機(jī)送入已加熱到預(yù)定溫度(150°C)的汽爆反應(yīng)器中，關(guān)閉容器后，打開蒸汽輸入閥，通入高壓蒸汽至設(shè)定值(1.5Mpa、180°C )后，關(guān)閉進(jìn)汽閥，按設(shè)定時(shí)間(5min)維壓后，打開放氣閥，迅速進(jìn)行卸壓爆碎(閃爆)，此時(shí)物料經(jīng)檢測(cè)已完成抗生素和微生物的滅活，相對(duì)濕度在65% ；
[0043]將汽爆后物料用傳送機(jī)送入自清理轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)中，物料相對(duì)濕度設(shè)定值為8%。經(jīng)干燥后的物料用粉碎機(jī)進(jìn)行打碎處理，使其顆粒大小達(dá)到50目。經(jīng)整理后包裝入庫即可作為原料。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，包括攪拌處理、汽爆處理、干燥處理三大步驟，其特征是， 所述攪拌處理步驟為:將抗生素工程所產(chǎn)出的有機(jī)/無機(jī)藥渣和植物纖維渣按照1:1的重量比例混合得到初級(jí)物料；在混合機(jī)內(nèi)攪拌混勻達(dá)到充分均質(zhì)化，直至濕度達(dá)到初級(jí)混合物料的50%以下，得到混合攪拌預(yù)處理料； 所述汽爆處理步驟為:將混合攪拌預(yù)處理料送入預(yù)熱到150°C以上的汽爆器中，在密閉容器中，通入高壓蒸汽，并維壓一定時(shí)間后，突然打開放氣閥進(jìn)行卸壓爆碎，借由壓力進(jìn)入收集器，得到汽爆后混合物料； 所述干燥處理步驟為:將汽爆后混合物料送入熱風(fēng)干燥機(jī)中，連續(xù)翻騰干燥，使物料與熱風(fēng)充分接觸，直至其相對(duì)濕度小于10% ;再進(jìn)行破碎，使其顆粒大小為20?80目。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，其特征是，所述植物纖維渣可選用碳源和氮源較豐富的工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，例如各類酒渣、果蔬渣、中藥渣、各類秸桿粉、草粉、木末等任意一種或幾種，且所述植物纖維渣要破碎達(dá)到20?80目，相對(duì)濕度要達(dá)到10%以下。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，其特征是，所述汽爆處理步驟的工藝參數(shù)為，汽爆器需提前預(yù)熱到150°C以上，高壓蒸汽的壓力0.8?3.4Mpa，溫度180°C?240°C，維壓時(shí)間為5?8分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)酵類抗生素藥渣無害化處理方法，其特征是，所述汽爆后混合物料的相對(duì)濕度大于75%時(shí)，增加脫水工藝。
【文檔編號(hào)】B09B5/00GK103831283SQ201410064564
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】吳力克, 段德振 申請(qǐng)人:北京觀瀾科技有限公司