System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用技术_技高网

一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用技术

技术编号:40356358 阅读:10 留言:0更新日期:2024-02-09 14:42
本发明专利技术公开了一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用,属于固体废弃物处理处置技术领域。该复合生物酶制剂通过泡盛曲霉发酵法制备而成,发酵后无须进行纯化即可直接投入使用,制备方法简单、成本低廉,将其应用于餐厨垃圾厌氧发酵处理技术中,能够提高有机质降解转化率,强化餐厨垃圾厌氧发酵产气或产酸等技术,从而进一步提高餐厨垃圾厌氧发酵整体转化率。在产酸过程中还可以增加丁酸比例,提高附加值。此外,该复合生物酶制剂的应用不会对环境产生二次污染,操作简单,成本低,在促进餐厨垃圾等有机质含量高的固体废弃物的发酵预处理工艺中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体废弃物处理,更具体地说,涉及一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用


技术介绍

1、餐厨垃圾主要来源于餐饮单位和居民生活中所产生的食品垃圾,包含食物加工下脚料和食用残余等,是城市有机固体废弃物的主要组成部分之一(占比约40%-60%),具有高有机质、高含水量、易腐败和易滋生病原微生物等特点。

2、传统的餐厨垃圾处置方式,如填埋、焚烧或直接排放等,对环境具有潜在的污染风险,如填埋后的餐厨垃圾会在降解过程中产生温室气体或二噁英等有毒有害物质,因此传统的餐厨垃圾处置方式已经不能完全满足当下的环境保护标准。厌氧发酵处理技术是近年来餐厨垃圾处理的研究热点,如厌氧发酵产甲烷技术、厌氧发酵产酸技术等,通过厌氧发酵,将餐厨垃圾中的有机质转化生产高附加值生物化学品,如甲烷、乳酸或挥发性脂肪酸(vfas),其中生物气可用于燃烧发电,而小分子有机酸则可合成生物塑料、生物柴油或者直接用于污水除磷脱氮过程中的有机碳源等。厌氧发酵处理技术使得餐厨垃圾中的有机质能够得到一定程度的降解转化,部分致病菌等可以被杀灭,有利于环境保护,同时可以实现餐厨垃圾的资源化利用。然而,降解转化率低仍然是厌氧发酵处理技术存在主要问题之一。

3、目前普遍认为厌氧发酵主要分为水解、酸化、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段,其中水解是指将餐厨垃圾中含有大量的如淀粉、纤维素和蛋白质等大分子物质降解成低聚体或较小分子物质,以便于被产氢产乙酸菌和产甲烷菌利用。对于固体含量高的有机废弃物,底物水解(有机质降解)是制约厌氧发酵转化效率的关键步骤。因此,提高餐厨垃圾的有机质水解效率是提高厌氧发酵处理技术整体转化率的关键措施。与传统物理化学预处理技术相比较,采用生物处理,如外加酶制剂具有反应效率高、能耗低且不会产生有毒害的副产物等优势,但商业酶的价格高昂而使生物技术难以推广应用。


技术实现思路

1、1.要解决的问题

2、本专利技术针对现有餐厨垃圾厌氧发酵处理技术中存在的有机质降解转化率低、商品酶制剂成本过高等问题之一,提供了一种复合生物酶制剂及其制备方法与应用,该复合生物酶制剂通过泡盛曲霉发酵法制备而成,发酵后无须进行纯化即可直接投入使用,制备方法简单、成本低廉,将其应用于餐厨垃圾厌氧发酵处理技术中,能够提高有机质降解转化率,强化餐厨垃圾厌氧发酵产生物气或产酸等技术,从而进一步提高餐厨垃圾厌氧发酵整体转化率。

3、2.技术方案

4、为了解决上述问题,本专利技术所采用的技术方案如下:

5、本专利技术提供了一种复合生物酶制剂的制备方法,该方法包括以下步骤:

6、s1:以豆粕和麦麸混合物为培养基,用0.1m磷酸盐缓冲液调节培养基含水量为70%,接入泡盛曲霉孢子悬液,固态发酵一段时间后即可产生高效复合生物酶,其中泡盛曲霉购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心(china center of industrial culturecollection,cicc),菌种编号为cicc 41363;

7、s2:收集s1反应体系中固体发酵物,冷冻干燥或中低温烘干,磨碎,得到的固体粉末即为复合生物酶制剂。

8、优选地,上述s1中,固体培养基中豆粕和麦麸的质量混合比例为(7:3)~(3:7)。

9、优选地,上述s1中,固体培养基中豆粕和麦麸的质量混合比例为6:4。

10、优选地,上述s1中,磷酸盐缓冲液的ph范围在6.5~7.9。更进一步地,磷酸盐缓冲液的ph为6.5。

11、优选地,上述s1中,以培养基总固体含量为基准,泡盛曲霉孢子悬液接种量为105~107cells/g。更进一步地,以培养基总固体含量为基准,泡盛曲霉孢子悬液接种量为105cells/g。

12、优选地,上述s1中,固态发酵体系温度为30±5℃,发酵时间为72~168h。更进一步地,发酵时间为72h。

13、优选地,上述s2中,中低温为30~50℃。

14、本专利技术还提供了一种复合生物酶制剂,通过上述一种复合生物酶制剂的制备方法制备而成。

15、本专利技术还提供了上述一种复合生物酶制剂在餐厨垃圾厌氧发酵处理中的应用。

16、优选地,上述餐厨垃圾厌氧发酵处理包括餐厨垃圾厌氧发酵产酸或餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷。

17、优选地,上述应用包括如下步骤:

18、s21:餐厨垃圾做除杂、除油及破碎预处理,调节挥发性固体含量(vss)含量,形成餐厨垃圾发酵体系;

19、s22:将上述复合生物酶制剂加入到餐厨垃圾发酵体系中,混合均匀,并接种厌氧污泥,在厌氧条件下进行搅拌发酵。

20、优选地,上述s21中,发酵体系中总挥发性固体含量(vss)为3%~12%。更进一步地,发酵体系中总挥发性固体含量为5%。

21、优选地,上述s22中,以餐厨垃圾vss为基准,复合生物酶制剂的添加量0~20u/g·vss或0~0.4g/g·vss。

22、优选地,上述s22中,以餐厨垃圾vss为基准,复合生物酶制剂的添加量2.5~10u/g·vss更进一步地,以餐厨垃圾vss为基准,复合生物酶制剂的添加量10u/g·vss。

23、优选地,上述s22中,以餐厨垃圾vss为基准,厌氧污泥的接种量为5%~15%vss。更进一步地,厌氧污泥的接种量为10%vss。

24、优选地,上述s22中,厌氧发酵采用序批式发酵方式或连续发酵方式。

25、优选地,上述s22中,厌氧发酵的发酵温度35±10℃,ph值为3.5~9,搅拌转速为150~200rpm。更进一步地,ph值为8,转速为180rpm。

26、优选地,上述s22中,发酵时间(或水力停留时间,hrt)为3~6d,也可以根据有机负荷(总挥发性固体含量)的不同进行优化调整。更进一步地,hrt为5d。

27、3.有益效果

28、本专利技术与现有技术相比,其有益效果在于:

29、(1)本专利技术提供的一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用,以豆粕和麦麸等价格低廉的农业副产品为培养基,接种泡盛曲霉在一定条件下发酵产生大量的活性淀粉酶,具有较高的淀粉酶活性(27.8±2.1~48.4±6.2u/g),而且获得的产物无需分离纯化,可以直接用于餐厨垃圾的催化预处理,大大降低了生物酶制剂的生产成本。

30、(2)本专利技术提供的一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用,具有较高的催化活性,缩短了发酵产酸周期,减少了反应器启动时间。且在反应过程中不需要额外的能量辅助,也不会产生其它有毒有害的副产物或造成二次污染,具有经济高效的双重优势。

31、(3)本专利技术提供的一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用,具有广泛的ph使用范围,其ph适用范围在3.5~9之间均具有较好的催化活性。

32、(4)本专利技术提供的一种复合生物酶制剂及其制备方法和应用,将其应用于餐厨垃圾厌氧发酵产酸工艺中时,可以显著提高vf本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,所述S1中,固态发酵体系温度为30±5℃,发酵时间为72~168h。

5.一种复合生物酶制剂,其特征在于,通过权利要求1-4任一所述的一种复合生物酶制剂的制备方法制备而成。

6.权利要求5所述的一种复合生物酶制剂在餐厨垃圾厌氧发酵处理中的应用。

7.根据权利要求6所述的一种复合生物酶制剂在餐厨垃圾厌氧发酵处理中的应用,其特征在于,所述餐厨垃圾厌氧发酵处理包括餐厨垃圾厌氧发酵产酸或餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷。

8.根据权利要求7所述的一种复合生物酶制剂在餐厨垃圾厌氧发酵处理中的应用,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的一种复合生物酶制剂在餐厨垃圾厌氧发酵处理中的应用,其特征在于,

10.根据权利要求9所述的一种复合生物酶制剂在餐厨垃圾厌氧发酵处理中的应用,其特征在于,

...

【技术特征摘要】

1.一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的一种复合生物酶制剂的制备方法,其特征在于,所述s1中,固态发酵体系温度为30±5℃,发酵时间为72~168h。

5.一种复合生物酶制剂,其特征在于,通过权利要求1-4任一所述的一种复合生物酶制剂的制备方法制备而成。

6.权利要求5所述的一种复合生物...

【专利技术属性】
技术研发人员:周立祥张明江梁剑茹
申请(专利权)人:南京农业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1