将农业废弃物转化为动物饲料和其他有价值原料的系统和方法技术方案

提供了用于使用研磨和分离过程从被丢弃的植物废弃物(根、皮、种子、秆、叶子和茎)提取营养物(诸如蛋白质、油、碳水化合物、抗氧化剂、有机抗生素、矿物质和维生素)的方法和设备。本发明专利技术的系统能够在稳定生产状态下运行并且从植物废弃物提取有价值的材料以用于制作动物饲料，包括用于以下各项的纤维素材料：堆肥、有机肥料、用于造纸工业的原材料、以及酒精生产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年2月10日提交的、题为“A SYSTEM FOR AND METHOD FOR CONVERTING AGRICULTURAL WASTE TO ANIMAL FEED AND OTHER VALUNABLE RAW MATERIALS”的美国临时专利申请第61/937,995号在35 U.S.C.§119(e)下的优先权，其全部内容据此出于所有目的通过引用被合并。
本专利技术涉及动物饲料领域。更具体地，本专利技术涉及用于提取和处理植物废弃物成为动物饲料的系统和方法。
技术介绍
全世界人口继续快速增长，由于地球上有限的陆地而导致可怕的食物短缺。这可以归因于与植物蛋白质相比消耗更多动物蛋白质的趋势。生产1吨动物蛋白质需要几吨植物蛋白质。例如，喂养牛以产生1吨牛蛋白质平均需要8吨植物蛋白质，喂养猪以产生1吨猪蛋白质平均需要4吨植物蛋白质，喂养鸡以产生1吨鸡蛋白质平均需要3吨植物蛋白质，喂养鱼以产生1吨鱼蛋白质平均需要1.5吨植物蛋白质。植物废弃物来自各种源。例如，所有农业作物在收获期间产生很多农业废弃物。这些农业作物包括：a)谷类作物(诸如大米、小麦和玉米，它们具有(1)秆和茎以及(2)壳和穗轴(cob))；b)藤和叶子作物(诸如豌豆和黄豆，它们具有(1)藤和叶子以及(2)豆荚)；以及c)根作物(诸如木薯和土豆，它们具有(1)藤和叶子以及(2)块茎)。地里的作物废弃物与实际作物生产相比包含几倍的重量，并且具有低蛋白质含量(3％到12％的蛋白质)并且营养价值较低。因此，其作为动物饲料具有非常有限的用途(主要用于牛和马)。其通常被转交到土地中作为土壤改良剂和肥料。循环利用农业废弃物是可持续的方式，其避免了产生不健康空气污染物的当前燃烧方法。另外，很多食物加工厂在食物加工步骤期间也生产废弃物，诸如大米/小麦麸皮、不能用于人类消耗的蔬菜、木薯/土豆皮以及来自橘子汁工厂的橘子皮。这些废弃物包含由人类使用的大约5％到10％的作物并且包含可以用作动物饲料的部分的较高蛋白质和有价值的营养物。另外，农民将他们的时间、能量和资源投入到种植在公开市场上售卖以用于超市配送或进一步处理的作物中。当收获农产品时，根、壳、分支、叶子或茎被切除。这些剩余部分的纹理和口味属性被视为对于人类消耗而言是不理想的并且最终被丢弃。认识到植物废弃物包含诸如氮、钾和钙之类的矿物质，这些矿物质对于土壤生长出新的作物而言是至关重要的，农民使用他们的植物废弃物作为肥料。其中一些植物废弃物包含较高水平的维生素、矿物质和蛋白质的植物废弃物(其用作动物饲料的部分)在缺乏动物饲料资源的地区已经存在并且被保持了几百年。这些农业废弃物可能对于人类和动物消耗而言是有价值的。这一农业废弃物中的蛋白质、碳水化合物、油、抗生素、矿物质和抗氧化剂总含量重量大于人类和动物所消耗的作物中的含量。然而，这些有价值的资源大部分没有被人类和动物充分使用，因为其低百分比水平的蛋白质含量和非常高的纤维素含量，其不适于人类和动物消耗。实际上，被丢弃的植物废弃物的外层或壳通常拥有比作为产物出售的内部本体更多的营养物。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，本专利技术能够用于使用研磨和分离过程从被丢弃的植物废弃物(根、皮、种子、秆、叶子和茎)提取营养物(诸如蛋白质、油、碳水化合物、抗氧化剂、有机抗生素、矿物质和维生素)。本专利技术的系统能够在稳定生产状态下运行并且从植物废弃物提取有价值的材料以用于制作动物饲料，包括用于以下各项的纤维素材料：堆肥、有机肥料、用于造纸工业的原材料、以及酒精生产。本说明书中描述的所有植物/植物废弃物能够用作原材料的源。在一些实施例中，本专利技术的提取方法使用各种材料，包括可食用的农业产物、副产物以及农业产物的废弃物和植物不可食用废弃物。该方法破坏材料的细胞壁并且释放有价值的成分，诸如蛋白质、油、碳水化合物、有机抗生素、维生素、矿物质和抗氧化剂。接着，执行分离步骤以将固体形式的纤维素材料从液体浆体形式的有价值的动物亚硝酸盐化合物分离。将具有有价值的化合物的液体浆体进一步分离为蛋白质、油、淀粉、抗氧化剂、无机成分(其能够用作动物饲料)和矿物质(其能够用作肥料)。能够可选地分离维生素和其他有价值的化学品。在一方面，一种制作动物饲料的方法包括：收集农业物质；破坏农业物质的细胞壁；去除纤维素物质；以及形成具有适于动物消耗的成分的食物。在一些实施例中，该方法还包括回收油。在其他实施例中，该方法还包括凝固蛋白质。在一些其他实施例中，凝固蛋白质包括加热到高于160°F的温度。在一些实施例中，凝固蛋白质包括将pH值调节成在3至6之间的范围内。在一些其他实施例中，农业物质包括植物废弃物。在一些实施例中，植物废弃物包括根、皮、种子、秆、叶子、或它们的组合。在其他实施例中，该方法还包括通过向农业物质添加水来制作浆体。在一些其他实施例中，浆体具有70％至90％的水分含量。在一些实施例中，该方法还包括通过破坏细胞壁来释放蛋白质、油、淀粉、抗氧化剂、营养物、或它们的组合。在其他实施例中，通过使用磨碎设备来进行破坏细胞壁。在一些其他实施例中，磨碎(milling)设备包括锤式磨碎机、盘式磨碎机、针式磨碎机、粉碎机(disintegrator)、简单的搅拌机(blender)型磨碎机、或它们的组合。在一些实施例中，去除纤维素物质包括使用纤维素洗涤或去除设备，其中纤维素洗涤或去除设备包括桨叶式筛网、振动筛网、筛网离心机、螺旋压力机、或它们的组合。在其他实施例中，该方法还包括通过使用固体/液体分离设备来增加蛋白质回收的产量，其中固体/液体分离设备包括板框式过滤器、转筒式过滤器、固体/液体离心分离器、压带机、或螺旋压力机。在一些其他实施例中，该方法还包括在破坏细胞壁时添加酶或化学品。在其他实施例中，食物包括蛋白质、碳水化合物、抗氧化剂、有机抗生素、矿物质和维生素。在一些其他实施例中，该方法还包括形成包含矿物质并且基本上没有蛋白质的动物饮用水。在一些实施例中，纤维素物质被处理以产生用于以下各项的原材料：造纸工业、酒精、动物垫料、堆肥、有机肥料、或有机包装材料。在另一方面，一种用于农业废弃物转化的系统包括：细胞壁破坏设备；纤维素分离设备；被配置成回收在细胞壁破坏设备处释放的油的油回收设备；蛋白质凝固设备；以及被配置成回收在蛋白质凝固设备处的凝固的蛋白质的蛋白质回收设备。在一些实施例中，细胞壁破坏设备包括锤式磨碎机、盘式磨碎机、针式磨碎机、粉碎机、简单的搅拌机型磨碎机、或它们的组合。在其他实施例中，该系统还包括分离设备。在一些其他实施例中，分离设备包括压力筛网、桨叶式筛网、振动筛网、筛网离心机、压力机、或它们的组合。在另一方面，一种转化农业废弃物的方法包括：收集相当数量的农业废弃物；使用磨碎设备破坏在浆体中的农业废弃物的细胞壁，使得蛋白质、碳水化合物、抗氧化剂、有机抗生素、矿物质和维生素被释放；使用筛网分离设备从浆体去除纤维素；凝固蛋白质；以及形成动物饲料。在一些实施例中，该方法还包括将相当数量的水与农业废弃物混合以形成浆体。附图说明现在将作为示例参考意图示例而非限制的附图来描述实施例。对于本文中提及的所有附图，相似的附图标记始终指代相似的元件。图1图示根据本专利技术的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作动物饲料的方法，包括：a.收集农业物质；b.破坏所述农业物质的细胞壁；c.去除纤维素物质；以及d.形成具有适于动物消耗的成分的食物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.10 US 61/937,995;2014.04.29 US 14/265,3011.一种制作动物饲料的方法，包括：a.收集农业物质；b.破坏所述农业物质的细胞壁；c.去除纤维素物质；以及d.形成具有适于动物消耗的成分的食物。2.根据权利要求1所述的方法，还包括回收油。3.根据权利要求1所述的方法，还包括凝固蛋白质。4.根据权利要求3所述的方法，其中凝固蛋白质包括加热到高于160°F的温度。5.根据权利要求3所述的方法，其中凝固蛋白质包括将pH值调节成在3至6之间的范围内。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述农业物质包括植物废弃物。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述植物废弃物包括根、皮、种子、秆、叶子、或它们的组合。8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过向所述农业物质添加水来制作浆体。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述浆体具有70％至90％的水分含量。10.根据权利要求1所述的方法，还包括通过破坏细胞壁来释放蛋白质、油、淀粉、抗氧化剂、营养物、或它们的组合。11.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用磨碎设备来进行破坏细胞壁。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述磨碎设备包括锤式磨碎机、盘式磨碎机、针式磨碎机、粉碎机、简单的搅拌机型磨碎机、或它们的组合。13.根据权利要求1所述的方法，其中去除纤维素物质包括使用纤维素洗涤或去除设备，其中所述纤维素洗涤或去除设备包括桨叶式筛网、振动筛网、筛网离心机、螺旋压力机、或它们的组合。14.根据权利要求1所述的方法，还包括通过使用固体/液体分离设备来增...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·Y·李，
申请(专利权)人：李氏技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US