[發明專利]一種酶法提取餐廚固渣中碳源的方法

有效

• 申請號: 202010465992.0
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111589841B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 黃振興;趙淑蘭;阮文權;繆恒鋒;趙明星
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;C12P19/14;C12P19/00;C02F3/28
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種酶法提取餐廚固渣中碳源的方法，屬于餐廚垃圾資源化利用技術領域。本發明所述的酶法提取餐廚固渣中碳源的方法，包括如下步驟：餐廚固渣→加水→糊化→調節pH→加入淀粉酶→水解→滅酶→離心分離→碳源提取液/水解固渣。本發明采用酶解法提取回收餐廚固渣中的淀粉等糖類物質，將固相中的淀粉等物質轉化可溶于水的糖類，淀粉酶水解餐廚固渣獲得的提取液主要由低聚糖和還原糖等小分子糖組成，能夠作為污水處理廠生物脫氮的碳源。此外，淀粉酶催化水解餐廚固渣，使餐廚固渣的體積減少，在分離回收餐廚中有機質的同時，也使得餐廚垃圾減量化。

技術領域

本發明涉及一種酶法提取餐廚固渣中碳源的方法，屬于餐廚垃圾資源化利用技術領域。

背景技術

我國餐廚垃圾產生量約占城市生活垃圾的37％～62％，增長速度和占生活垃圾的比例逐年增加，對生態系統和環境造成多方面的危害。餐廚垃圾經分揀、破碎、高溫蒸煮制漿，再由三相分離機將其分離為粗油脂、餐廚濃漿和餐廚固渣。其中餐廚固渣含有豐富的碳水化合物，且基本不含油脂和鹽分。一方面，其組成特征導致其極易發生腐爛，會對環境造成惡劣的影響。另一方面，餐廚固渣中含有豐富的有機質，有很高的資源回收和利用價值。在當今能源、資源緊缺的現狀下，餐廚垃圾的回收利用可以有效緩解這些問題，并取得良好的經濟效益。

目前，餐廚垃圾處理的主要技術有好氧生物降解、飼料化和高溫堆肥、厭氧消化和制取生物柴油。這些處理技術都存在一些缺陷，其中厭氧發酵被認為是目前最有效的處理工藝，但也存在系統穩定性差、沼渣沼液難處理和產生有毒有害物質等問題。經過三相分離的餐廚固渣，目前主要是通過厭氧消化技術將豐富的有機質生物轉化為沼氣能源，但是由于餐廚固渣蛋白質含量高，經過厭氧處理后沼液中氨氮濃度很高，沼液脫氮技術難度大并、處理成本高并且會對環境產生嚴重的危害，已經成為餐廚垃圾處理過程中的一大難題。因此，迫切需要開辟餐廚垃圾處理和資源化的新途徑。

發明內容

為了解決上述至少一個問題，本發明提供了餐廚垃圾資源化的一種新途徑，可以直接分離回收餐廚中有機質并實現餐廚垃圾減量化。

本發明利用復合淀粉酶水解餐廚固渣獲得提取液，分離回收固渣碳源。目前，生活污水中可利用碳源的不足嚴重制約了氮的有效去除，通常需要外加碳源來提高脫氮效率，但是，投加商用碳源增加了污水處理廠的運行成本。本發明獲取的碳源提取液可用于城市污水處理廠作為生物脫氮所需的碳源，節省了污水處理廠的運行成本。

本發明的第一個目的是提供一種酶法提取餐廚固渣中碳源的方法，包括如下步驟：

(1)將餐廚固渣進行預處理，得到預處理之后的餐廚固渣；

(2)調節預處理之后的餐廚固渣的pH，得到處理后的餐廚固渣；

(3)將復合淀粉酶加入到步驟(2)處理后的餐廚固渣中，進行酶解反應，反應結束之后將復合淀粉酶滅活，得到混合物；其中所述的復合淀粉酶為中溫α-淀粉酶與淀粉葡萄糖苷酶；

(4)將步驟(3)的混合物進行固液分離，得到上清液，即為復合淀粉酶酶解餐廚固渣的碳源提取液。

本發明的方法獲得的碳源提取液主要為碳水化合物。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)所述調節pH為：用6mol/L的NaOH調節pH至5.0-7.0。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)所述調節pH為：用6mol/L的NaOH調節pH至6.0。

在本發明的一種實施方式中，步驟(3)所述的中溫α-淀粉酶與淀粉葡萄糖苷酶的質量比為2-6：1。

在本發明的一種實施方式中，步驟(3)所述復合淀粉酶(中溫α-淀粉酶與淀粉葡萄糖苷酶的總和)的添加量為0.4％-1％(E:S)，這里的％指的是復合淀粉酶與步驟(2)處理后的餐廚固渣干重的質量比。