[发明专利]浓缩果汁固体废弃物的厌氧发酵工艺

说明书

技术领域：

本发明属于食品加工废弃物处理领域，更具体地说是属于浓缩果汁固体废弃物的厌氧发酵工艺。该工艺利用厌氧发酵系统对果汁生产中的固体废弃物进行了处理。

背景技术：

陕西省是全国最大的苹果生产基地，至06年，陕西浓缩果汁生产能力达63万吨，实际生产了55万吨，以苹果为主的浓缩果汁90％以上出口(2007年中国果汁大会)。据西安海关统计，今年1～6月份全省出口浓缩苹果汁30.35万吨。这样，按90％出口计算，今年1～6月份全省浓缩果汁实际生产约33.72万吨，消耗苹果约236.04万吨。估测今年全年浓缩果汁实际生产67.44万吨(工厂生产时间约为第一年8月份至次年三月份)，消耗苹果472.08万吨。

我国的果汁生产存在很多问题，例如发达国家苹果的贮藏能力一般都达到总产量的80％，而我国的贮藏能力只有20％左右，且先进贮藏方式所占比例很小。贮藏能力和贮藏方式的落后就使得我省果汁生产季节短，只有半年左右的时间，设备闲置率高。

我国果品加工综合利用效率低下，浓缩果汁业每年要产生数亿吨的下脚料，这些下脚料若不经过处理，会在短时间内腐烂，变酸变臭，造成环境的极大污染和资源的巨大浪费。

苹果渣是苹果加工中的一种下脚料，主要由果皮、果核和残余果肉组成，含有可溶性糖、维生素、矿物质及纤维素等丰富的营养物质，是良好的可利用资源。因此将果品加工副产品变废为宝，综合利用增加附加值能有效地降低成本和提高经济收益。目前对果渣的综合利用主要有饲料喂养和垃圾处理回收沼气两方面，国外还更多用于生产化工原料产品如果胶、果醋、酒精、柠檬酸、低聚糖等。

在浓缩果汁业固体废弃物的综合利用中，用厌氧发酵的方法生产沼气，利用沼渣，是一种有前途的处理方式。但是，浓缩果汁业固体废弃物，相比其他种类的固体废物，有其独特性。此类固废污染物以有机酸、果胶、淀粉、糖类为主，碳水化合物较多，蛋白质含量低，缺少N、P等元素，厌氧发酵时容易产生挥发酸积累，运行不稳定，需添加大量药剂保持其缓冲性，增加成本。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种操作方便、高效、低成本的浓缩果汁固体废弃物的厌氧发酵工艺；

为实现本发明的上述目的，本发明的具体工艺步骤为：

1.混合物的碳氢比工艺

发酵剂：醪糟中的酵母菌；

发酵原料：鲜纯果渣，粉碎至1mm以下；

取四个包扎封口的广口瓶，各称鲜纯果渣30g，置入广口瓶中，通过Ca(OH)₂调整pH值为6.0～8.5，各瓶分别加入不同量的NH₄NO₃，按纯氮计算，每瓶各加入N：0～0.057g(此时各瓶碳氮比相当于1∶30～63)。最后加入发酵剂，混合均匀。置于生化培养箱中。在35℃条件下，培养4天后，80℃烘干备用，测量各自发酵产物中的纯蛋白质含量。

2.混合物的酸性发酵工艺

发酵原料的特性对厌氧发酵的顺利进行有很大影响，在进行系统试验前不但需要对果渣混合物的特性进行分析，也要对发酵过程中的酸化阶段进行酸化试验，以探索果渣混合物厌氧发酵的产酸规律，得出混合物的产酸发酵时间以及VFA产量，以便确定进料固含量，以及为稳定运行提供操作参数(比如加药量)、操作经验(比如加药时机)。

取粉碎至1mm以下的新鲜果渣和干二沉污泥，混合均匀，根据碳氮比实验调整其C/N。用35℃的温水稀释至8L(发酵灌有效容积8L)，以9％的料液浓度进行发酵。期间不调pH，保持发酵温度为35℃，每三天测定发酵液VFA含量及pH。

3.系统厌氧消化工艺

取粉碎至1mm以下的新鲜果渣和干二沉污泥，混合均匀，根据碳氮比实验调整其C/N。用35℃的温水稀释至8L(发酵灌有效容积8L)，以9％的料液浓度进行发酵，采用一次投料方式，进行了厌氧发酵。接种物为上个实验的剩余污泥，以NaOH溶液调节并维持发酵液pH在6.8～7.2，测定发酵前后混合物的TS、VS、COD值，并定时记录每天的产气量。

TS去除率和VS去除率分别达到60.61％和57.98％，TS产气率和VS产气率分别为54.12ml·g^-1和61.57ml·g^-1。

具体实施方式：

本发明利用厌氧发酵系统对果汁生产中的固体废弃物进行了处理，工艺步骤为：

1、混合物的碳氢比工艺

发酵剂：醪糟中的酵母菌；