一种餐厨垃圾厌氧发酵制取黄腐酸的方法与流程
本发明涉及生物质固废资源化利用技术领域,具体涉及到一种使用厌氧发酵技术制取黄腐酸的方法。
背景技术:
餐厨垃圾包括家庭、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食物残余(又称泔脚)。由于其含水率和有机物含量较高,餐厨垃圾在存放、收集、转运过程中极易在短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等,不但给人们带来感官上的刺激,还极大地污染了周围环境。我国城市餐厨垃圾年产生量超过6000万吨,数量极大,亟需经济合理的方法对其进行处理。同时,从环保的角度出发,厨余垃圾含有高浓度的生物可降解有机化合物,是一种具有很大潜力的可再生资源。当前,通过餐厨垃圾处理机的好氧发酵,可以使餐厨垃圾在一天内减量60%,但发酵后缺少高附加值的产物。
黄腐酸是腐植酸的一种,由天然大分子和各种天然结构单元随机聚合而成的多缩物质,含有羟基、氨基等基团,可溶于水、酸和碱溶液,亦可溶于丙酮和乙醇。广泛应用于农林牧、医药卫生、环保、石油、化工、建材等各个领域,具有较高的经济价值。发酵黄腐酸是由微生物代谢过程中产生的酚类、醌类物质连同氧化酶排出体外后,按自由基机制发生聚合反应而形成的。
厌氧发酵是有机固体废弃物最有效的产酸技术之一,经过干燥处理的餐厨垃圾中含有大量的碳水化合物和木质素,适于进行厌氧发酵生产黄腐酸。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种厌氧发酵方法,对餐厨垃圾进行处理,以获得黄腐酸。
本发明的技术方案按如下的步骤操作:
1. 称量胰蛋白胨1g,氯化钠1g,餐厨垃圾菌酵母0.5g,加入250ml锥形瓶中,加入100ml去离子水,使用1 mol/L NaOH将溶液pH值调节为7.0;
2. 使用棉花塞和牛皮纸将锥形瓶封口,在高压灭菌锅中121℃灭菌20分钟,待冷却后放入4℃保温箱培养24小时;
3. 制备发酵基底液,其成分为:磷酸二氢钾 9850 mg/L;磷酸氢二钾 170 mg/L;氯化铵 800 mg/L;氯化钠 440 mg/L;二水氯化钙 50 mg/L;六水氯化镁 330 mg/L;
4. 将干燥餐厨垃圾和发酵基底液以每克餐厨垃圾加入6ml发酵基底液的比例加入反应器中,然后加入菌液,使发酵液中菌液含量为1%。使用2 mol/L的NaOH或盐酸调节发酵液pH为5,充氮气5min后将反应器密闭,100rpm和35℃条件下进行厌氧发酵7天。
本发明优点
本发明中的发酵底物为干燥的餐厨垃圾,含有大量的碳水化合物和木质素,适于进行发酵产黄腐酸,所使用的餐厨垃圾发酵菌群中没有产甲烷菌,使得厌氧消化停止在产酸这一步,有利于更多黄腐酸的产生。
具体实施方式
实施例:
1. 称量胰蛋白胨1g,氯化钠1g,餐厨垃圾菌酵母0.5g,加入250ml锥形瓶中,加入100ml去离子水,使用1 mol/L NaOH将溶液pH值调节至7.0;
2. 使用棉花塞和牛皮纸将锥形瓶封口,放入高压灭菌锅中,高压121℃灭菌20分钟,待锥形瓶中的液体培养基冷却后,放入4℃的保温箱中培养24小时;
3. 制备发酵所需的基底液,其化学成分为:磷酸二氢钾 9850 mg/L;磷酸氢二钾 170 mg/L;氯化铵 800 mg/L;氯化钠 440 mg/L;二水氯化钙 50 mg/L;六水氯化镁 330 mg/L;
4. 称量50g干燥餐厨垃圾,量取300ml发酵基底液,加入500ml锥形瓶中。使用移液枪准确移取3ml步骤4中菌液至锥形瓶中,使发酵液的菌液含量为1%,使用2 mol/L NaOH将发酵液pH值调节至5。使用8号橡胶塞封口,充氮气5分钟,完全去除锥形瓶中的空气后,塞紧橡胶塞并用蜡对瓶口进行蜡封,确保厌氧条件。将锥形瓶放置在空气摇床中,100rpm和35℃条件下厌氧发酵7天后,测定黄腐酸产量,黄腐酸的含量为9.25g,占发酵物重量的18.5%。