專(zhuān)利名稱(chēng)：一種羽毛降解裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬生物固體廢棄物處理領(lǐng)域，特別是涉及一種羽毛降解裝置及方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)的羽毛資源極其豐富。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大規(guī)模的家禽養(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的角蛋白廢物，其中羽毛廢棄物產(chǎn)量最多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)近幾年家禽年出欄量均在70億只以上，且呈逐年增加趨勢(shì)。按每只家禽可產(chǎn)羽毛0. IOkg計(jì)，則年產(chǎn)量達(dá)70多萬(wàn)噸。據(jù)測(cè)定，羽毛的粗蛋白含量在80%以上，氨基酸含量在70%以上，還含有常量元素、微量元素、維生素以及一些未知生長(zhǎng)因子。我國(guó)從二十世紀(jì)八十年代起開(kāi)始重視羽毛廢物的資源化利用，但大都只是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理制成羽毛粉后直接出口，換匯率很低。其中約 10% 20%主要用于制備動(dòng)物飼料來(lái)加以利用，利用率和利用價(jià)值都不高；而其余大部分沒(méi)有被充分利用，有的甚至造成局部的環(huán)境污染，其分泌物所含有的致病微生物也會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成危害。同時(shí)，由于氨基酸的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，可用作食品添加劑、飼料添加劑、醫(yī)藥、化妝品及表面活性劑等等，其需求量的日益擴(kuò)大也使得國(guó)內(nèi)對(duì)氨基酸原料(蛋白質(zhì))的短缺尤為嚴(yán)重。為適應(yīng)我國(guó)社會(huì)發(fā)展的需要，緩解氨基酸原料的供求矛盾，大力研究開(kāi)發(fā)動(dòng)物蛋白質(zhì)、氨基酸及其連鎖產(chǎn)品具有十分深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。羽毛廢棄物經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砭哂惺謴V泛的用途，而羽毛蛋白資源的開(kāi)發(fā)與利用是一項(xiàng)方興未艾、社會(huì)效益顯著的新興工業(yè)。21世紀(jì)是生命科學(xué)和生物技術(shù)的世紀(jì)，而現(xiàn)代生物技術(shù)作為生命科學(xué)的核心倍受重視，因?yàn)樗梢越鉀Q人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中所面臨的幾大問(wèn)題，在糧食、資源、能源、 環(huán)境、健康等方面發(fā)揮關(guān)鍵性甚至是不可替代的作用。發(fā)酵是利用微生物所具有的生物加工與生物轉(zhuǎn)化能力，將廉價(jià)的發(fā)酵原料轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)，其主要特點(diǎn)如下1)發(fā)酵過(guò)程一般都是在常溫常壓下進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)條件比較溫和。幻可采用較廉價(jià)的原料生產(chǎn)較高價(jià)值的產(chǎn)品。有時(shí)甚至可利用一些廢物作為發(fā)酵原料，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)環(huán)保和發(fā)酵生產(chǎn)的雙層效益。3)發(fā)酵過(guò)程是通過(guò)生物體的自適應(yīng)調(diào)節(jié)來(lái)完成的，反應(yīng)的專(zhuān)一性強(qiáng)，因而可以得到較為單一的代謝產(chǎn)物。4)由于生物體本身所具有的反應(yīng)機(jī)制，能專(zhuān)一性地和高度選擇性地對(duì)某些較為復(fù)雜的化合物進(jìn)行特定部位的生物轉(zhuǎn)化修飾，也可產(chǎn)生比較復(fù)雜的高分子化合物。5)發(fā)酵生產(chǎn)不受地理、氣候、季節(jié)等自然條件的限制，可以根據(jù)訂單安排通用發(fā)酵設(shè)備來(lái)生產(chǎn)多種多樣的發(fā)酵產(chǎn)品。魯?shù)ぃ軓堒?，周美華等于2009年《環(huán)境工程學(xué)報(bào)》第8期報(bào)道了利用嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌降解羽毛5L發(fā)酵罐工業(yè)小試過(guò)程研究，但該工作利用工業(yè)發(fā)酵罐，成本高，只能批次發(fā)酵，發(fā)酵用期長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種羽毛降解裝置及方法，實(shí)現(xiàn)羽毛的高效率降解，且設(shè)備制造成本低，方法簡(jiǎn)單易行，實(shí)用性強(qiáng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種羽毛降解裝置，包括反應(yīng)器、攪拌裝置、加熱控溫裝置，所述的反應(yīng)器為一橢球形或桶狀容器；所述的反應(yīng)器頂部設(shè)置有羽毛粉進(jìn)料口和液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 ；所述的反應(yīng)器上層兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)出料口 ； 所述的反應(yīng)器上層和下層分別裝有一個(gè)攪拌裝置，所述的兩個(gè)攪拌裝置之間兩側(cè)各裝有一個(gè)加熱控溫裝置和一個(gè)拆卸閥，所述的兩個(gè)加熱控溫裝置和兩個(gè)拆卸閥分別位于同一水平面上，且加熱控溫裝置在拆卸閥上方。所述的反應(yīng)器由不銹鋼或陶交瓷或水泥水泥制成。所述的反應(yīng)器內(nèi)徑比為1.5 2 1。所述的液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口在反應(yīng)器內(nèi)的一端連接有一個(gè)帶有噴頭的空心管。所述的兩個(gè)出料口水平高度位于反應(yīng)器上部1/5 1/4處。所述的兩個(gè)攪拌裝置均水平設(shè)置，可同向或反向攪拌。所述的加熱控溫裝置溫度控制范圍上限為100°C。所述的兩個(gè)拆卸閥位于同一水平高度，將反應(yīng)器分為上下兩部分，上部與下部體積比為0. 6 0. 7 0. 3 0. 4。一種羽毛降解方法，使用所述的一種羽毛降解裝置，包括以下步驟(1)通過(guò)羽毛粉進(jìn)料口將羽毛原料加入到反應(yīng)器中；通過(guò)液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口將無(wú)機(jī)鹽底物和水加入到反應(yīng)器中；(2)開(kāi)啟攪拌裝置，直至將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水?dāng)嚢杈鶆颍?3)開(kāi)啟加熱控溫裝置，將反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物加熱到適當(dāng)溫度并保持一定時(shí)間；(4)將反應(yīng)器內(nèi)溫度降低至微生物最適生長(zhǎng)溫度；(5)通過(guò)液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口將種子液加入到反應(yīng)器中；(6)開(kāi)啟攪拌裝置，連續(xù)攪拌培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間；(7)待反應(yīng)器中微生物至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，從出料口抽出降解液；(8)通過(guò)羽毛粉進(jìn)料口和液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口不斷將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水、種子液加入到反應(yīng)器中；通過(guò)出料口不斷排出降解液；(9)將降解液取出滅菌，得到產(chǎn)物。 所述的步驟3中，加熱控溫裝置將反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物加熱到90°C，并保持20分鐘。所述的步驟6中，連續(xù)攪拌培養(yǎng)時(shí)間為48 72小時(shí)。有益效果本發(fā)明采用水平式雙攪拌系統(tǒng)，使受熱更均勻；同時(shí)采用流加式原料添加，使降解效率更高。本發(fā)明設(shè)備制造成本低，方法簡(jiǎn)單易行，實(shí)用性強(qiáng)。


圖1為本發(fā)明羽毛降解裝置剖面圖；1.反應(yīng)器2.攪拌裝置3.加熱控溫裝置4.羽毛粉進(jìn)料口 5.出料口6.拆卸閥7.液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。如圖1所示，本發(fā)明一種羽毛降解裝置，包括反應(yīng)器1、攪拌裝置2、加熱控溫裝置 3，所述的反應(yīng)器1為一橢球形或桶狀容器；所述的反應(yīng)器1頂部設(shè)置有羽毛粉進(jìn)料口 4和液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 7 ；所述的反應(yīng)器1上層兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)出料口 5 ；所述的反應(yīng)器1 上層和下層分別裝有一個(gè)攪拌裝置2，所述的兩個(gè)攪拌裝置2之間兩側(cè)各裝有一個(gè)加熱控溫裝置3和一個(gè)拆卸閥6，所述的兩個(gè)加熱控溫裝置3和兩個(gè)拆卸閥6分別位于同一水平面上，且加熱控溫裝置3在拆卸閥6上方。所述的反應(yīng)器1由不銹鋼或陶交瓷或水泥水泥制成。所述的反應(yīng)器1內(nèi)徑比為1. 5 2 1。所述的液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 7在反應(yīng)器1內(nèi)的一端連接有一個(gè)帶有噴頭的空心管。所述的兩個(gè)出料口 5水平高度位于反應(yīng)器1上部1/5 1/4處。所述的兩個(gè)攪拌裝置2均水平設(shè)置，可同向或反向攪拌。所述的加熱控溫裝置3溫度控制范圍上限為100°C。所述的兩個(gè)拆卸閥6位于同一水平高度，將反應(yīng)器1分為上下兩部分，上部與下部體積比為0.6 0.7 0.3 0.4。一種羽毛降解方法，使用所述的一種羽毛降解裝置，包括以下步驟(1)通過(guò)羽毛粉進(jìn)料口 4將羽毛原料加入到反應(yīng)器1中；通過(guò)液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 7 將無(wú)機(jī)鹽底物和水加入到反應(yīng)器1中；(2)開(kāi)啟攪拌裝置2，直至將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水?dāng)嚢杈鶆颍?3)開(kāi)啟加熱控溫裝置3，將反應(yīng)器1內(nèi)的反應(yīng)物加熱到適當(dāng)溫度并保持一定時(shí)間；(4)將反應(yīng)器1內(nèi)溫度降低至微生物最適生長(zhǎng)溫度；(5)通過(guò)液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 7將種子液加入到反應(yīng)器1中；(6)開(kāi)啟攪拌裝置2，連續(xù)攪拌培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間；(7)待反應(yīng)器1中微生物至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，從出料口 5抽出降解液；(8)通過(guò)羽毛粉進(jìn)料口 4和液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 7不斷將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水、 種子液加入到反應(yīng)器1中；通過(guò)出料口 5不斷排出降解液；(9)將降解液取出滅菌，得到產(chǎn)物。所述的步驟3中，加熱控溫裝置3將反應(yīng)器1內(nèi)的反應(yīng)物加熱到90°C，并保持20 分鐘。所述的步驟6中，連續(xù)攪拌培養(yǎng)時(shí)間為48 72小時(shí)。依據(jù)上述步驟，即可實(shí)現(xiàn)羽毛的高效率降解。
權(quán)利要求
1.一種羽毛降解裝置，包括反應(yīng)器(1)、攪拌裝置O)、加熱控溫裝置(3)，其特征在于 所述的反應(yīng)器(1)為一橢球形或桶狀容器；所述的反應(yīng)器(1)頂部設(shè)置有羽毛粉進(jìn)料口 ⑷和液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口(7)；所述的反應(yīng)器⑴上層兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)出料口(5)；所述的反應(yīng)器(1)上層和下層分別裝有一個(gè)攪拌裝置O)，所述的兩個(gè)攪拌裝置( 之間兩側(cè)各裝有一個(gè)加熱控溫裝置( 和一個(gè)拆卸閥(6)，所述的兩個(gè)加熱控溫裝置( 和兩個(gè)拆卸閥(6)分別位于同一水平面上，且加熱控溫裝置(3)在拆卸閥(6)上方。
2.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(1)由不銹鋼或陶交瓷或水泥水泥制成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器(1)內(nèi)徑比為 1. 5 2 1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口(7) 在反應(yīng)器(1)內(nèi)的一端連接有一個(gè)帶有噴頭的空心管。
5.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的兩個(gè)出料口(5)水平高度位于反應(yīng)器(1)上部1/5 1/4處。
6.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的兩個(gè)攪拌裝置⑵均水平設(shè)置，可同向或反向攪拌。
7.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的加熱控溫裝置⑶溫度控制范圍上限為100°c。
8.如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于所述的兩個(gè)拆卸閥(6)位于同一水平高度，將反應(yīng)器(1)分為上下兩部分，上部與下部體積比為0.6 0.7 0.3 0. 4。
9.一種羽毛降解方法，使用如權(quán)利要求1所述的一種羽毛降解裝置，其特征在于，包括以下步驟(1)通過(guò)羽毛粉進(jìn)料口(4)將羽毛原料加入到反應(yīng)器(1)中；通過(guò)液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口 (7)將無(wú)機(jī)鹽底物和水加入到反應(yīng)器(1)中；(2)開(kāi)啟攪拌裝置O)，直至將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水?dāng)嚢杈鶆颍?3)開(kāi)啟加熱控溫裝置(3)，將反應(yīng)器(1)內(nèi)的反應(yīng)物加熱到適當(dāng)溫度并保持一定時(shí)間；(4)將反應(yīng)器(1)內(nèi)溫度降低至微生物最適生長(zhǎng)溫度；(5)通過(guò)液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口(7)將種子液加入到反應(yīng)器(1)中；(6)開(kāi)啟攪拌裝置O)，連續(xù)攪拌培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間；(7)待反應(yīng)器(1)中微生物至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，從出料口( 抽出降解液；(8)通過(guò)羽毛粉進(jìn)料口(4)和液態(tài)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)料口(7)不斷將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水、 種子液加入到反應(yīng)器(1)中；通過(guò)出料口(5)不斷排出降解液；(9)將降解液取出滅菌，得到產(chǎn)物。
10.如權(quán)利要求9所述的一種羽毛降解方法，其特征在于所述的步驟3中，加熱控溫裝置(3)將反應(yīng)器(1)內(nèi)的反應(yīng)物加熱到90°C，并保持20分鐘。
11.如權(quán)利要求9所述的一種羽毛降解方法，其特征在于所述的步驟6中，連續(xù)攪拌培養(yǎng)時(shí)間為48 72小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種羽毛降解裝置，包括反應(yīng)器、攪拌裝置、加熱控溫裝置，所述的反應(yīng)器上層和下層分別裝有一個(gè)攪拌裝置，所述的兩個(gè)攪拌裝置之間兩側(cè)各裝有一個(gè)加熱控溫裝置和一個(gè)拆卸閥。一種羽毛降解方法將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水加入到反應(yīng)器中；開(kāi)啟攪拌裝置；開(kāi)啟加熱控溫裝置；將種子液加入到反應(yīng)器中；開(kāi)啟攪拌裝置；待反應(yīng)器中微生物至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，從出料口抽出降解液；不斷將羽毛原料、無(wú)機(jī)鹽底物、水、種子液加入到反應(yīng)器中，不斷排出降解液；將降解液取出滅菌，得到產(chǎn)物。本發(fā)明采用水平式雙攪拌系統(tǒng)，使受熱更均勻；同時(shí)采用流加式原料添加，使降解效率更高。本發(fā)明設(shè)備制造成本低，方法簡(jiǎn)單易行，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102500597SQ201110324580
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者周美華, 張興群, 曹張軍, 楊光, 楊雪霞, 洪楓, 龔潤(rùn) 申請(qǐng)人:東華大學(xué)