一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，包括发酵底物，包括餐厨垃圾和污泥，所述发酵底物中包含溶解性化学需氧量、挥发性脂肪酸；作业环境，发酵底物的酸化温度为28℃至32

【技术实现步骤摘要】
一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法


[0001]本专利技术涉及聚羟基脂肪酸酯的化学处理领域，具体涉及一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法。

技术介绍

[0002]目前限塑、禁塑是全球的一个趋势，为可降解塑料提供了刚性的市场需求。PHA一般指聚羟基脂肪酸酯。PHA它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性，并且分解后的产物大多都是水和碳基，不会污染环境，所以PHA进行替代作为替代品具备广阔的前景。
[0003]传统PHA的合成工艺的原料一般为玉米、淀粉等，这会占据宝贵的粮食资源，淀粉作为原料，其成本也相对较高。
[0004]聚羟基脂肪酸酯是由细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能。
[0005]聚羟基脂肪酸酯在可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及医疗材料方面有广阔的应用前景，但只有降低PHA的生产成本后才可能大规模应用。
[0006]厌氧水解酸化技术可大大提高餐厨垃圾的资源化利用，目前应用最多的是利用厌氧水解酸化产VFAs，再利用VFAs生产生物塑料——聚羟基脂肪酸酯(PHA)，可极大提高PHA产量，因此该工艺拥有庞大的市场和广阔的发展前景。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的问题在于提供一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，利用餐厨垃圾和污泥来提取与加工聚羟基脂肪酸酯，聚羟基脂肪酸酯和可降解塑料能起到类似的产品功能，但是大大降低了原料成本，并且前期具备垃圾处理的附加效应。本技术方案得出了不同温度、不同时间、不同pH值等条件下生产PHA的最佳酸化条件，适用于产业化。
[0008]为解决上述问题，本专利技术提供一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，为达到上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，包括：发酵底物，包括餐厨垃圾和污泥，所述发酵底物中包含溶解性化学需氧量、挥发性脂肪酸；作业环境，发酵底物的酸化温度为28℃至32℃之间，作业环境的酸度值pH为3.0至5.0之间，作业环境每次连续酸化时间为46至50小时之间。
[0010]采用上述技术方案的有益效果是：目前我国的餐厨垃圾处理工艺中，厌氧发酵仍是主流工艺，该工艺虽然一定程度的实现了垃圾量的减量，但在处置过程中产生的厌氧发酵液在后续的处理单元中成本高昂、难度较大，一直以来都深深的困扰着餐厨等环保设施运营公司。
[0011]利用厌氧发酵液中丰富的有机废弃碳源，通过特定微生物作用合成PHA。本技术方案利用大量试验得出了不同温度、不同时间、不同pH值等条件下生产PHA的最佳酸化条件。本技术方案脱胎于试验，但温度、时间、pH值的数值选择适合在产业化中应用。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，酸化温度为30℃。
[0013]采用上述技术方案的有益效果是：30℃是温度区间内一个更合理的温度值。
[0014]作为本专利技术的更进一步改进，pH值为4.5。
[0015]采用上述技术方案的有益效果是：4.5是酸度区间内一个更合理的酸度值。
[0016]作为本专利技术的又进一步改进，每次连续酸化时间为48小时。
[0017]采用上述技术方案的有益效果是：48小时即两天，适宜产业化的排班，搭配间隔式的进料，让酸化过程呈阶梯性前进。
[0018]作为本专利技术的又进一步改进，每次发酵底物共100L餐厨垃圾和污泥。
[0019]采用上述技术方案的有益效果是：截至2021年，我国餐厨垃圾年产量达1.21亿吨，市政污泥的年产量约0.49亿吨，按照含水率70％估算，有机废弃碳源的总产约1.19亿吨。本技术方案使用于这两种大宗垃圾。
[0020]作为本专利技术的又进一步改进，100L的餐厨垃圾和污泥总质量为120kg。
[0021]采用上述技术方案的有益效果是：限定了餐厨垃圾和污泥混合物后的密度，因为污泥相对更重，所以也相当于限定了餐厨垃圾和污泥的比例。选用合适的密度便于后续工艺的反应。
[0022]作为本专利技术的又进一步改进，发酵底物还经历旋转离心，旋转离心速度为每分钟150转。
[0023]采用上述技术方案的有益效果是：指定的离心转速便于加速固体不可溶物的沉淀。
[0024]作为本专利技术的又进一步改进，作业环境中包含戊酸、异戊酸、丁酸、异丁酸、丙酸、乙酸。
[0025]采用上述技术方案的有益效果是：混合酸便于提示整个工艺的反应进程。挥发性脂肪酸酯的种类约丰富，越利于后续合成PHA。PHA就是各类有机酸在细胞体内聚合而成的聚羟基脂肪酸酯，种类越多，越利于合成。
[0026]作为本专利技术的又进一步改进，在发酵底物进行酸化前，乙酸和丙酸两者的占比的和大于60％。
[0027]采用上述技术方案的有益效果是：因为随着发酵进行，丁酸和丙酸是相对持续减少的，所以初期两者占比要相对较高。
[0028]作为本专利技术的又进一步改进，发酵底物经历酸化工艺后成为酸化液，在每次连续酸化时间结束后为一次加料进料节点，所述加料进料节点先倒出占比体积三分之二的酸化液，然后再倒入新的发酵底物，倒出的酸化液体积等于倒入新的发酵底物的体积。
[0029]采用上述技术方案的有益效果是：三分之二半循环模式比例的选择是关键，三分之二的选择比较均衡，能保持酸化环境的稳定，倒得太少就加工效率低，倒得太多容易破坏初期的微环境，留下的三分之一是相当于引子的作用。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术一种实施方式的溶解性化学需氧量在不同温度下随时间而浓度变化的统计图；
[0032]图2是本专利技术一种实施方式的挥发性脂肪酸在不同温度下随时间而浓度变化的统计图；
[0033]图3是本专利技术一种实施方式的总挥发性脂肪酸在不同酸度下随时间而浓度变化的统计图；
[0034]图4是本专利技术一种实施方式的混合酸中挥发性脂肪酸随时间而浓度变化的统计图；
[0035]图5是本专利技术一种实施方式的三种酸度值下溶解性化学需氧量的变化曲线图；
[0036]图6是本专利技术一种实施方式的挥发性脂肪酸在模拟工业化生产中的变化曲线图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例，对本专利技术的内容做进一步的详细说明：
[0038]为了清楚表述，先表明本领域的一些常见缩写，如SCOD即溶解性化学需氧量，VFAs即挥发性脂肪酸，COD即化学需氧量。
[0039]在不同温度下，SCOD及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，其特征在于，包括：发酵底物，包括餐厨垃圾和污泥，所述发酵底物中包含溶解性化学需氧量、挥发性脂肪酸；作业环境，所述发酵底物的酸化温度为28℃至32℃之间，所述作业环境的酸度值pH为3.0至5.0之间，所述作业环境每次连续酸化时间为46至50小时之间。2.根据权利要求1所述的餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，其特征在于：所述酸化温度为30℃。3.根据权利要求1所述的餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，其特征在于：所述pH值为4.5。4.根据权利要求1所述的餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，其特征在于：每次连续酸化时间为48小时。5.根据权利要求4所述的餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸抑制方法，其特征在于：每次发酵底物共100L餐厨垃圾和污泥。6.根据权利要求5所述的餐厨浆液中的聚羟基脂肪酸酯的产酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树娟，赵川，方怡人，张瑜，
申请(专利权)人：江苏银睿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：