CN114045311A - 一种柑肉制备沼气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柑肉制备沼气的方法，将柑肉经过水解发酵制备沼气，处理时间短，既能满足短时间处理大量柑肉的目的又能获得分布式能源，高效厌氧反应器在不处理柑肉闲置时还可处理高浓度有机污水，具有重要的现实和实践意义，解决了短时间内大量产生的柑肉需要投入大规模的发酵设备，在经济效益上无法驱动陈皮产业链进行果肉利用的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及环保和可再生分布式能源的技术领域，具体涉及一种柑肉制备沼气的方法。
背景技术：
本发明涉及的柑肉来自于江门地区种植的生产陈皮用的茶枝柑去除果皮之后的剩余物。 陈皮是江门新会、四会地区的地理标志产品，具有较高的药用价值，但提取果皮后剩余大量 的柑肉，约4-6万吨/年。柑肉由于其口感酸涩，极少食用，长期以来都作为废弃物丢弃，造 成严重的环境污染。目前也有一些研究者为之探索了高值化利用途径。如专利CN108260699 A、CN 108185336 A公开了一种废弃柑果肉后处理方法，将柑果肉分离出柑肉渣和柑果汁， 浸泡蜂蜜后制备柑果酱和柑肉脯，柑果络烘干制备药材。专利CN 104286735 A将柑肉制备成 果酱。专利CN 106387736 A，采用先进的冷却真空脱水技术，保留新鲜蔬果原有的营养价值， 利用入水便会复原的特性融合保健茶，从而制作成茶饼。CN 110272784B公布了一种含有茶 枝柑青柑汁的浴室清洁剂及其制备方法；专利CN 110655430A公开了一种利用柑肉渣制备的 有机肥料的方法，发酵剂0.2-1％、发酵启动剂0.2-1％、陈皮柑肉渣10-89％、余量为水， 发酵生产出一种可用于植物具有叶面肥作用的生物有机肥。专利CN112314772 A本发明公开 了一种育肥猪用的液体饲料，由新会柑肉、豆渣经复合菌-酶制剂液发酵后得到液体饲料。专 利CN 103131587 B公开了一种无苦味柑肉果酒的无渣排放生产方法。该方法通过选择柑果、 去皮、洗涤、破碎、液化、去籽、脱苦获得柑肉果汁，经发酵等工序制成无苦味柑肉果酒； 果皮用于制作陈皮、青红丝；种子晒干用作榨油；酒脚制作粗酵母，实现无渣排放生产。专 利CN 106138353 A公布了一种新会柑解酒酵素的生产方法：取新鲜新会柑肉，榨汁，装入发 酵罐中，分别接入新会柑酵素菌群、加入葛根、酸梅、苦菜发酵两次，制成的具有清热解毒， 排毒利尿的解酒饮品。CN 112852575 A涉及一种新会柑肉白兰地的制备方法，包括以下步骤：
(1)发酵前处理；(2)前发酵；(3)渣汁分离后发酵；(4)液态法蒸出白兰地，在白酒中加入经过 炮制的新会柑叶子，淳化30天；(5)后处理包括过滤、杀菌、装瓶，利用硅藻土过滤、薄板 过滤、微孔薄膜过滤任意一种进行过滤后装瓶。专利CN 111137873 A以新会柑肉为原料，在 碳酸氢铵的辅助作用下，经分步碳化法制得新型碳材料。专利CN 106262685 A公开了一种用 柑肉制作酱油的方法。专利CN 108947648 B公布了一种以食用菌渣和陈皮柑肉渣为原料的发 酵肥料。以上对柑肉进行了一些有益的利用，但制备酵素、蜜饯、果酒等食品需要在取柑皮 过程中对卫生要求比较严格，对柑肉的新鲜度要求很高，酵素、果酒等产品的市场容纳规模 有限，制备肥料发酵时间长，而短时间内大量产生的柑肉，需要投入大规模的发酵设备，在 经济效益上无法驱动陈皮产业链进行果肉利用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种柑肉制备沼气的方法，将柑肉经过水解发酵制备沼气，处理时 间短，既能满足短时间处理大量柑肉的目的又能获得分布式能源，高效厌氧反应器在不处理 柑肉闲置时还可处理高浓度有机污水，具有重要的现实和实践意义，解决了短时间内大量产 生的柑肉需要投入大规模的发酵设备，在经济效益上无法驱动陈皮产业链进行果肉利用的问 题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种柑肉制备沼气的方法，该方法包括以下步骤：柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中， 搅拌的条件下加热到198-202℃并反应一段时间，然后通过压滤机或卧式螺旋离心机进行固液 分离，液体加碱中和至pH6.5-8.5后泵入高效厌氧反应器生产沼气，出水经过好氧生物处理和 物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
柑肉由于自身含有酸，可以198-202℃较高温度下水解，优选地，反应釜中还加入不大于 3.0％wt的酸或酶；所述的酸为硫酸、盐酸、乙酸、甲酸、草酸中的一种以上；所述的酶为果 胶酶、半纤维素酶、木聚糖酶及纤维素酶的混合物，总酶活力≥10000U/g；在加酸催化的 条件下80-200℃反应0.5-3h；在加酶的条件下25-37℃反应24-72h。
柑肉来自于江门地区种植的生产陈皮用的茶枝柑去除果皮之后的剩余物。
优选地，所述的搅拌转速为50-150rpm。
优选地，所述的固液分离后的固体部分含水量为25％-45％。
所述的中和用碱为CaO、Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种以上。
所述的厌氧反应器选自上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧膨胀颗粒污泥床反应器 (EGSB)和内循环厌氧反应器(IC)、双循环高效厌氧反应器中的一种，有机负荷为 2～25kg/Nm3/d，停留时间为6-12h。
本发明的有益效果如下：能有效利用柑肉，将其转化为能源，且处理费时短，处理量大， 产生的沼气是极佳的分布式能源，且产沼气的厌氧反应器在非柑肉产出季节还可用于处理高 浓度有机废水，厌氧反应器在柑肉淡季还可用于污水处理，设备投入产出较高，具有重要的 现实意义。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加热到200℃，50rpm搅拌反应3h，闪蒸降温后 通过压滤机进行固液分离，液体加NaOH中和至pH6.5后泵入UASB生产沼气，运行负荷为2kg/Nm3/d，停留时间为6h，沼气得率为90Nm3/吨柑肉。出水经过好氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例2
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加3％wt乙酸，加热到130℃，100rpm搅拌反应 0.5h，换热器降温后通过压滤机进行固液分离，液体加Na2CO3中和至pH8.5后泵入EGSB生产沼气，运行负荷为15kg/Nm3/d，停留时间为12h，沼气得率为94Nm3/吨柑肉。出水经过好 氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例3
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加1.5％wt硫酸，加热到80℃，150rpm搅拌反应 3h，闪蒸降温后通过压滤机进行固液分离，液体加CaO中和至pH6.5后泵入IC反应器生产 沼气，运行负荷为25kg/Nm3/d，停留时间为8h，沼气得率为65Nm3/吨柑肉。出水经过好氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例4
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加盐酸0.5％wt，加热到170℃，50rpm搅拌反应 1h，闪蒸降温后通过压滤机进行固液分离，液体加NaOH中和至pH7.0后泵入UASB生产沼 气，运行负荷为5kg/Nm3/d，停留时间为12h，沼气得率为80Nm3/吨柑肉。出水经过好氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例5
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加草酸2％wt，加热到145℃，80rpm搅拌反应2h， 闪蒸降温后通过压滤机进行固液分离，液体加Ca(OH)2中和至pH7.5后泵入双循环厌氧反应 器生产沼气，运行负荷为18kg/Nm3/d，停留时间为10h，沼气得率为90Nm3/吨柑肉。出水经 过好氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例6
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加甲酸1.2％wt，加热到170℃，70rpm搅拌反应 2.5h，闪蒸降温后通过压滤机进行固液分离，液体加NaOH中和至pH7.5后泵入IC反应器生 产沼气，运行负荷为20kg/Nm3/d，停留时间为8h，沼气得率为97Nm3/吨柑肉。出水经过好 氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例7
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加甲酸0.8％wt，硫酸0.5％，加热到125℃，120rpm 搅拌反应0.8h，闪蒸降温后通过压滤机进行固液分离，液体加Ca(OH)2中和至pH4.5，然后 加NaHCO3至pH8.0，后泵入UASB生产沼气，运行负荷为13kg/Nm3/d，停留时间为10h， 沼气得率为80Nm3/吨柑肉。出水经过好氧生物处理+物化处理达标排放，少量的残渣含水量 为45％，作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例8
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加热到37℃，加果胶酶、半纤维素酶、木聚糖酶 及纤维素酶(比例为质量比1:1:1:1)的混合物，总酶活为10000U/g，150rpm搅拌反应72h， 固液分离后将液体调节pH为7.5，泵入IC反应器生产沼气，运行负荷为25kg/Nm3/d，停留 时间为6h，沼气得率为81Nm3/吨柑肉。出水经过好氧生物处理+物化处理达标排放，含水量 为25％的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
实施例9
将柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，加热到25℃，加果胶酶、半纤维素酶、木聚糖酶 及纤维素酶(比例为质量比0.5:0.5:1:1)的混合物，总酶活为50000U/g，50rpm搅拌反应24h， 固液分离后将液体调节pH为6.5，泵入UASB反应器生产沼气，运行负荷为10kg/Nm3/d，停 留时间为10h，沼气得率为67Nm3/吨柑肉。出水经过好氧生物处理+物化处理达标排放，含 水量为35％的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明 的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种柑肉制备沼气的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：柑肉用螺旋送料机输送到反应釜中，搅拌的条件下加热到198-202℃并反应一段时间，然后通过压滤机或卧式螺旋离心机进行固液分离，液体加碱中和至pH6.5-8.5后泵入高效厌氧反应器生产沼气，出水经过好氧生物处理和物化处理达标排放，少量的残渣作为有机肥原料出售或直接填埋处理。
2.根据权利要求1所述柑肉制备沼气的方法，其特征在于，反应釜中还加入不大于3.0％wt的酸或酶；所述的酸为硫酸、盐酸、乙酸、甲酸、草酸中的一种以上；所述的酶为果胶酶、半纤维素酶、木聚糖酶及纤维素酶的混合物，总酶活力≥10000U/g；在加酸催化的条件下80-200℃反应0.5-3h；在加酶的条件下25-37℃反应24-72h。
3.根据权利要求1或2所述柑肉制备沼气的方法，其特征在于，柑肉来自于江门地区种植的生产陈皮用的茶枝柑去除果皮之后的剩余物。
4.根据权利要求1或2所述柑肉制备沼气的方法，其特征在于，所述的搅拌转速为50-150rpm。
5.根据权利要求1或2所述柑肉制备沼气的方法，其特征在于，所述的固液分离后的固体部分含水量为25％-45％。
6.根据权利要求1或2所述柑肉制备沼气的方法，其特征在于，所述的中和用碱为CaO、Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种以上。
7.根据权利要求1或2所述柑肉制备沼气的方法，其特征在于，所述的厌氧反应器选自上流式厌氧污泥床反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床反应器和内循环厌氧反应器、双循环高效厌氧反应器中的一种，有机负荷为2～25kg/Nm3/d，停留时间为6-12h。
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