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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711387264.7 (22)申请日 2017.12.20 (71)申请人 吴豪 地址 325604 浙江省温州市乐清市柳市镇 新市街71号 (72)发明人 吴豪 (74)专利代理机构 重庆创新专利商标代理有限 公司 50125 代理人 付继德 (51)Int.Cl. A23K 10/26(2016.01) A23K 10/37(2016.01) A23K 10/14(2016.01) A23K 20/28(2016.01) A23K 10/12(2016.01) A23。
2、L 5/20(2016.01) C12P 3/00(2006.01) C12R 1/145(2006.01) C12R 1/01(2006.01) (54)发明名称 一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物 饲料的方法 (57)摘要 本发明公开一种利用餐厨垃圾生产高纯度 氢气和动物饲料的方法， 包括以下步骤： 步骤一： 对丁酸梭状芽孢杆菌种、 拟杆菌种和解纤维醋弧 菌种进行驯化； 步骤二： 采用复合酶水解餐厨垃 圾； 步骤三： 在35-40的氮气环境下， 混合微生 物、 NaHCO3和预处理后的餐厨垃圾， 收集氢气； 步 骤四： 向残渣中加入0.5-1水合铝硅酸钠钙， 30-35下有氧发酵2-5天。
3、， 以辐射剂量为3- 5kGy/h的射线照射0.5-1h， 制得动物饲料。 本 发明生产出的氢气纯度高达95以上， 并利用产 氢气体系的剩余残渣生产动物饲料， 生产出的饲 料中黄曲霉毒素总量低于3.5g/kg， 远低于国 家安全标准， 进而实现餐厨垃圾高效化、 无公害 利用。 权利要求书1页 说明书3页 CN 107981039 A 2018.05.04 CN 107981039 A 1.一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 将11-15份丁酸梭状芽孢杆菌种、 13-17份拟杆菌种和5-9份解纤维醋弧菌种分 别接种在液体培养基中， 在无O2环。
4、境下驯化10-15天， 均匀混合后， 制得高效产氢复合微生 物； 步骤二： 分离出餐厨垃圾中的难降解物质， 向其中混入1-3复合酶， 45-55下水解3- 5h后,加入HCl调节PH至5.5-6.5； 步骤三： 在35-40的氮气环境下， 向步骤二中预处理后的餐厨垃圾加入10-20的步 骤一中高效产氢复合微生物和2-4的NaHCO3， 制得产氢气体系， 并充分搅拌， 待体系中产 生稳定气泡时， 收集氢气； 步骤四： 产气结束后， 向剩余残渣中加入0.5-1水合铝硅酸钠钙并持续通入空气， 30- 35下有氧发酵2-5天， 以辐射剂量为3-5kGy/h的射线照射0.5-1h， 干燥后， 制得动物饲。
5、 料。 2.根据权利要求1中所述一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法， 其特 征在于， 步骤二中难降解物质包括骨头和贝壳的一种或多种。 3.根据权利要求1中所述一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法， 其特 征在于， 步骤二中复合酶由 -淀粉酶、 外切 -葡聚糖酶、 内切 -葡聚糖酶、 -葡萄糖苷酶、 三 酰基甘油酰基水解酶按照(2-4)： (1-1.5)： (1-1.5)： (2-3)： (0.5-1)的重量比混合制得。 4.根据权利要求1中所述一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法， 其特 征在于， 步骤三中搅拌速率为150-250r/min。 5.根据权利要求1。
6、中所述一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法， 其特 征在于， 步骤四中空气流量为25-35m3/h。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107981039 A 2 一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法 技术领域 0001 本发明属于及餐厨垃圾资源化处理领域， 具体涉及一种利用餐厨垃圾生产高纯度 氢气和动物饲料的方法。 背景技术 0002 目前， 餐厨垃圾资源化处理主要方式是厌氧发酵、 堆肥化、 饲料化和生产生物柴 油。 厌氧消化处理生产出的H2中通常混有大量CH4， 当H2的杂质气体含量高于24.4时， 极易 发生爆炸， 且H2分离的成本高， 因此， 如何低成本生产。
7、出高纯度H2仍然是当下亟待解决的难 题。 餐厨垃圾饲料化技术生产出的饲料黄曲霉毒素含量过高， 饲养不当时， 易引发动物食物 中毒， 因此， 如何去除黄曲霉毒素也是当下需要解决的问题。 0003 申请号为CN201710622727.7的专利， 通过在厌氧干发酵产氢体系中加入氯仿， 抑 制产甲烷菌和其它微生物的作用， 进而提高餐厨垃圾产氢效率， 较之传统发酵方法， 该法生 产出的H2纯度较高， 仍然不能生产出无CH4的高纯度H2， 此外， 未对剩余残渣进行处理， 致使 餐厨垃圾的实际利用率较低。 申请号为CN200610010049.0的专利， 通过对发酵后的固体残 渣进行高温灭菌后制得饲料， 。
8、虽然高温能破坏黄曲霉的芽孢， 但是却无法使黄曲霉代谢产 生的黄曲霉菌毒素失活， 因此， 该法生产出的饲料存在安全性隐患。 本发明结合厌氧发酵技 术和饲料化技术， 利用产氢复合菌生产出无CH4的高纯度氢气， 并利用水合铝硅酸钠钙和 射线辐射技术消除发酵过程中产生的黄曲霉毒素和其它毒性物质， 生产出无毒动物饲料， 从而实现餐厨垃圾高效化、 无公害利用。 发明内容 0004 针对现有技术的不足之处， 本发明的目的在于提供一种利用餐厨垃圾生产高纯度 氢气和动物饲料的方法。 0005 本发明的技术方案概述如下： 0006 一种利用餐厨垃圾生产高纯度氢气和动物饲料的方法， 包括以下步骤： 0007 步骤一。
9、： 将11-15份丁酸梭状芽孢杆菌种、 13-17份拟杆菌种和5-9份解纤维醋弧菌 种分别接种在液体培养基中， 在无O2环境下驯化10-15天， 均匀混合后， 制得高效产氢复合 微生物； 0008 步骤二： 分离出餐厨垃圾中的难降解物质， 向其中混入1-3复合酶， 45-55下水 解3-5h后,加入HCl调节PH至5.5-6.5； 0009 步骤三： 在35-40的氮气环境下， 向步骤二中预处理后的餐厨垃圾加入10-20 的步骤一中高效产氢复合微生物和2-4的NaHCO3， 制得产氢气体系， 并充分搅拌， 待体系 中产生稳定气泡时， 收集氢气； 0010 步骤四： 产气结束后， 向剩余残渣中加。
10、入0.5-1水合铝硅酸钠钙并持续通入空 气， 30-35下有氧发酵2-5天， 以辐射剂量为3-5kGy/h的射线照射0.5-1h， 干燥后， 制得 动物饲料。 说 明 书 1/3 页 3 CN 107981039 A 3 0011 优选的， 步骤二中难降解物质包括骨头和贝壳的一种或多种。 0012 优选的， 步骤二中复合酶由 -淀粉酶、 外切 -葡聚糖酶、 内切 -葡聚糖酶、 -葡萄 糖苷酶、 三酰基甘油酰基水解酶按照(2-4)： (1-1.5)： (1-1.5)： (2-3)： (0.5-1)的重量比混 合制得。 0013 优选的， 步骤三中搅拌速率为150-250r/min。 0014 优。
11、选的， 步骤四中空气流量为25-35m3/h。 0015 本发明的有益效果 0016 (1)本发明中丁酸梭状芽孢杆菌、 拟杆菌种和解纤维醋弧菌能够分解餐厨垃圾中 的有机质， 进行丁酸型发酵， 放出氢气， 生成有机酸和醇类物质， 将驯化后的产氢复合微生 物置于氮气环境下厌氧消化， 防止空气中的微生物进入产氢体系， 提高氢气的纯度； 0017 (2)本发明中的复合酶将餐厨垃圾中的纤维素、 淀粉和油脂降解为小分子葡萄糖 和甘油， 有益于微生物的作用， 提高氢气产量； 0018 (3)本发明中水合铝硅酸钠钙能选择性吸附发酵过程中产生的黄曲霉毒素， 黄曲 霉毒素中的 -羰基体系与水合铝硅酸钠钙的不协调界。
12、面点Al3+形成稳定螯合物， 降低黄曲 霉毒素含量； 0019 (4)本发明采用射线辐射发酵产物， 射线能破坏细菌和病毒的DNA和RNA， 使细 胞膜和细胞质分子发生电离， 从而杀灭细菌和病毒， 此外， 射线能破坏黄曲霉毒素中二呋 喃环和氧杂萘邻酮的结构， 从而降低黄曲霉毒素的毒性， 提高饲料的安全性与稳定性。 具体实施方式 0020 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明， 以令本领域技术人员参照说明书 文字能够据以实施。 0021 实施例1 0022 步骤一： 将11份丁酸梭状芽孢杆菌种、 13份拟杆菌种和5份解纤维醋弧菌种分别接 种在液体培养基中， 在无O2环境下驯化10天， 均匀混合。
13、后， 制得高效产氢复合微生物； 0023 步骤二： 按照2： 1： 1： 2： 0.5的重量比混合 -淀粉酶、 外切 -葡聚糖酶、 内切 -葡聚 糖酶、 -葡萄糖苷酶和三酰基甘油酰基水解酶， 制得复合酶， 分离出餐厨垃圾中的骨头和贝 壳， 向其中混入1复合酶， 45下水解3h后,加入HCl调节PH至5.5； 0024 步骤三： 在35的氮气环境下， 向步骤二中预处理后的餐厨垃圾加入10的步骤 一中高效产氢复合微生物和2的NaHCO3， 制得产氢气体系， 并以150r/min速率充分搅拌， 待体系中产生稳定气泡时， 收集氢气； 0025 步骤四： 产气结束后， 向剩余残渣中加入0.5水合铝硅酸钠。
14、钙并以25m3/h的流量 持续通入空气， 30下有氧发酵2天， 以辐射剂量为3kGy/h的射线照射0.5-1h， 干燥后， 制 得动物饲料。 0026 实施例2 0027 操作同实施例1， 其中， 步骤一中各菌种重量份数依次是13份、 15份、 7份， 驯化12 天； 步骤二中复合酶各成分的重量比为3： 1.25： 1.25： 2.5： 0.75， 投量为2,水解温度和时 间分别为50、 4h， PH为6； 步骤三中温度为37， 高效产氢复合微生物投量为15,NaHCO3 投量为3,搅拌速率为200r/min； 步骤四中水合铝硅酸钠钙投量为0.75， 空气流量为 说 明 书 2/3 页 4 C。
15、N 107981039 A 4 30m3/h， 射线辐射剂量和时间分别是4kGy/h、 0.75h。 0028 实施例3 0029 操作同实施例1， 其中， 步骤一中各菌种重量份数依次是15份、 17份、 9份， 驯化15 天； 步骤二中复合酶各成分的重量比为4： 1.5： 1.5： 3： 1， 投量为,水解温度和时间分别为 55、 5h， PH为6.5； 步骤三中温度为40， 高效产氢复合微生物投量为20,NaHCO3投量为 4,搅拌速率为250r/min； 步骤四中水合铝硅酸钠钙投量为1， 空气流量为35m3/h， 射 线辐射剂量和时间分别是5kGy/h、 1h。 0030 对比例1 00。
16、31 操作同实施例1， 以活性污泥替代步骤1中的丁酸梭状芽孢杆菌、 拟杆菌和解纤维 醋弧菌。 0032 对比例2 0033 操作同实施例2， 步骤4中未施加水合铝硅酸钠钙。 0034 对比例3 0035 操作同实施例3， 步骤4中未采用射线辐射。 0036 0037 0038 从上表可以得出， 本发明能明显提高氢气的纯度和产率， 生产出动物饲料中黄曲 霉毒素和毒性物质含量极低， 具有较高的安全性和营养价值， 使餐厨垃圾得到最大化的再 生利用。 0039 尽管本发明的实施方案已公开如上， 但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用， 它完全可以被适用于各种适合本发明的领域， 对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地 实现另外的修改， 因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下， 本发明并不限 于特定的细节。 说 明 书 3/3 页 5 CN 107981039 A 5 。