一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统的制作方法与工艺

文档序号:13014659阅读:597来源:国知局
技术领域本发明属于海洋水产品的废弃物资源化利用与环保装置技术领域,尤其涉及一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统。

背景技术:
海洋蕴藏着丰富的渔业资源,它是人类持续发展的宝库,其水产品生产更是全球超过2亿渔民赖以生存的途径。中国是世界上最大的水产品消费国和生产国,水产品年总产量占世界总产量的三分之一左右,水产品产量从1989年起,到2014年连续25年位居世界首位。2014年产量6450万吨,比上年增长4.5%。近年来随着我国水产养殖业的发展,水产品加工业取得长足的发展,整体实力明显提高,水产品加工能力、加工技术和装备建设发展成效明显,加工技术水平不断提升,有的产品生产技术已达到世界先进水平,成为推动我国渔业生产持续发展的重要动力和渔业经济的重要组成部分。但与发达国家相比,仍存在有很多不足,主要体现在基础研究薄弱、加工与综合利用率比较低、装备落后等诸多方面,导致水产品中初级产品多,深加工、精加工产品少,加工品仅占水产品总量的30%左右,远远落后于发达国家70%的水平,产生大量“下脚料”。现有研究表明,作为水产品加工中的海鱼“下脚料”,其营养价值和大中鱼类差别不大,除了含有丰富的蛋白质和脂肪外,还富含不饱和脂肪酸(EPA、DHA)、壳多糖、脑磷脂、矿物质如磷、鱼骨钙和其他生物活性成分。而同时资料表明,水产品加工中的海鱼“下脚料”大多用于生产鱼粉,鱼饲料等,将其利用于农业生产研究非常少。若将其用来生产氨基酸肥料,不仅能解决氨基酸来源问题、开辟新的肥料来源,又可延伸鱼类加工产业链,增加附加值,还可缓解环境压力,获得良好的经济效益和社会效益。但受限于现有装备的不足,氨基酸的生产方式主要有化学水解法和生化水解法。化学水解法主要是在或酸或碱且高温高压的条件下进行,水解迅速且比较彻底,几乎能使蛋白质全部水解成氨基酸,但水解产物的功能性差,对水解蛋白的营养价值有不利影响,尤其是对设备的耐腐蚀要求较高。利用酶类水解的生化水解法,酶解过程条件温和,水解液的必需氨基酸的含量高,同时对设备的耐腐要求较低。但其反应速度受酶的浓度和活性、底物浓度、pH值和温度等因素的影响较大。

技术实现要素:
针对现有技术中存在的技术问题,本发明的目的是:提供一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统,该生物发酵系统能高效地利用海鱼下脚料,实现对海鱼下脚料的资源化。为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统,包括厌氧发酵系统、好氧发酵系统、用于控制厌氧发酵系统的发酵料与好氧发酵系统的发酵料双向流动的液流控制系统;所述的厌氧发酵系统和好氧发酵系统均与液流控制系统相接。厌氧发酵系统和好氧发酵系统能独立地进行发酵,液流控制系统能将厌氧发酵系统的发酵料与好氧发酵系统的发酵料进行双向的交换。进一步的是:厌氧发酵系统包括厌氧罐体,所述的好氧发酵系统包括与厌氧罐体相通的好氧罐体,所述的液流控制系统包括流通隔板组件;所述的流通隔板组件设置在厌氧罐体和好氧罐体的相通处。流通隔板组件能隔断厌氧罐体和好氧罐体内发酵料之间的流动,也能实现厌氧罐体和好氧罐体内发酵料之间的流动。进一步的是:流通隔板组件包括阻隔板和多个流通网格板,所述的阻隔板和多个流通网格板滑动式地安装在厌氧罐体和好氧罐体的相通处。进一步的是:液流控制系统包括交换泵组件,所述的交换泵组件包括交换泵和管道,一根管道的一端与厌氧发酵系统相接,另一端与交换泵相接;另一根管道的一端与好氧发酵系统相接,另一端与交换泵相接。交换泵组件能对好氧罐体内的发酵料和厌氧罐体内的发酵料强制地进行双向流动。进一步的是:好氧发酵系统还包括第一密封盖、第一搅拌组件,所述的第一密封盖设置在好氧罐体的上端,所述的第一搅拌组件安装在好氧罐体的底部,第一搅拌组件的搅拌器伸入好氧罐体内部。进一步的是:厌氧发酵系统还包括第二密封盖、第二搅拌组件,所述的第二密封盖设置在厌氧罐体的上端,所述的第二搅拌组件安装在厌氧罐体的底部,第二搅拌组件的搅拌器伸入厌氧罐体内部。进一步的是:一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统还包括机壳和均安装在机壳上的pH数显仪、温度数显仪、溶解氧数显仪、转速调控仪;所述的厌氧罐体和好氧罐体上均设有pH检测探头、温度检测探头、溶解氧检测探头,所述的pH检测探头、温度检测探头、溶解氧检测探头分别与pH数显仪、温度数显仪、溶解氧数显仪电连接;所述的第一搅拌组件和第二搅拌组件均与转速调控仪电连接。进一步的是:一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统还包括清液出料组件、渣液出料组件和无菌空气过滤器;清液出料组件的清液管与好氧罐体相通,渣液出料组件的渣液管与好氧罐体相通,无菌空气过滤器与好氧罐体相接。进一步的是:一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统还包括尾气处理系统,所述的尾气处理系统包括臭氧发生器、气体交换反应室和多根气体连接管;厌氧发酵系统和好氧发酵系统均通过第一气体连接管与能调节发酵尾气进气量的气体交换反应室相接;用于制取臭氧气体的臭氧发生器通过第二气体连接管与能调节臭氧进气量的气体交换反应室相接。尾气处理系统能对好氧罐体和厌氧罐体内的发酵尾气进行处理。进一步的是:第一气体连接管上设有电磁控制阀。总的说来,本发明具有如下优点:1.本发明能高效地利用海鱼下脚料,实现对海鱼下脚料的资源化。2.本发明有效克服了单一好氧发酵系统和厌氧发酵系统的缺陷,充分发挥了好氧发酵系统物料分解快和厌氧发酵系统氨基酸产率高的特点,实现了优势互补。3.本发明将好氧发酵系统和厌氧发酵系统创新地组合在一起,节省了共用设备的重复购置,减小了场地占用空间。4.本发明可根据实际需求调节搅拌器的转速,具有生产操作简单、经济高效、环保无污染、实用性强的特点。5.本发明的液流控制系统能将厌氧发酵系统的发酵料与好氧发酵系统的发酵料进行双向的交换。6.本发明的尾气处理系统能对好氧罐体和厌氧罐体内的发酵尾气进行处理。附图说明图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的后视图。图3是本发明的俯视图。其中,1为pH数显仪,2为温度数显仪,3为压力安全阀,4为松紧螺栓,5为第二密封盖,6为200目的流通网格板,7为100目的流通网格板,8为阻隔板,9为溶解氧数显仪,10为转速调控仪,11为第一密封盖,12为第二搅拌组件,13为第一搅拌组件,14为电磁控制阀,15为第一气体连接管,16为控制电源,17为臭氧发生器,18为气体交换反应室,19为pH检测探头,20为温度检测探头,21为溶解氧检测探头,22为清液出料组件,23为渣液出料组件,24为无菌空气过滤器,25为交换泵组件,26为机壳,27为第一气体连接管。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。结合图1、图2和图3所示,一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统,包括厌氧发酵系统、好氧发酵系统、机壳、用于控制厌氧发酵系统的发酵料与好氧发酵系统的发酵料双向流动的液流控制系统;所述的厌氧发酵系统和好氧发酵系统均与液流控制系统相接。所述的厌氧发酵系统和好氧发酵系统放置在机壳内。所述的好氧发酵系统包括好氧罐体、第一密封盖、第一搅拌组件。所述的第一密封盖设置在好氧罐体的上端,第一密封盖上设有压力安全阀和松紧螺栓,压力安全阀可降低好氧罐体内部的压力并稳定到一个设定值;松紧螺栓用于调节第一密封盖压紧好氧罐体的松紧程度。所述的第一搅拌组件安装在好氧罐体的底部,第一搅拌组件包括电机和搅拌器,第一搅拌组件的搅拌器伸入好氧罐体内部。所述的好氧罐体上设有清液出料组件、渣液出料组件和无菌空气过滤器。清液出料组件包括开关件和清液管,清液管与好氧罐体相通,开关件用于控制清液管内的清液流出清液管外,此处的开关件为水咀。渣液出料组件包括开关件和渣液管,渣液管与好氧罐体相通,开关件用于控制渣液管内的渣液流出渣液管外。无菌空气过滤器与好氧罐体相接,无菌空气过滤器能在干或湿的空气环境下100%拦截微生物。所述的厌氧发酵系统包括厌氧罐体、第二密封盖、第二搅拌组件。所述的第二密封盖设置在厌氧罐体的上端,第二密封盖上设有压力安全阀和松紧螺栓,压力安全阀可降低厌氧罐体内部的压力并稳定到一个设定值;松紧螺栓用于调节第二密封盖压紧厌氧罐体的松紧程度。所述的第二搅拌组件安装在厌氧罐体的底部,第二搅拌组件包括电机和搅拌器,第二搅拌组件的搅拌器伸入厌氧罐体内部。所述的厌氧罐体与好氧罐体是相通的,如图1所示,厌氧罐体和好氧罐体相互紧靠,好氧罐体位于厌氧罐体的右侧,好氧罐体与厌氧罐体在相接处相通,好氧罐体和厌氧罐体的位置可根据实际需要进行相应的调整。所述的液流控制系统包括流通隔板组件和交换泵组件。所述的流通隔板组件设置在厌氧罐体和好氧罐体的相通处,相通处即好氧罐体和厌氧罐体相接的交界处。所述的流通隔板组件包括阻隔板和多个流通网格板,所述的阻隔板和多个流通网格板滑动式地安装在厌氧罐体和好氧罐体的相通处。本发明中,流通网格板有两个,分别为200目的流通网格板和100目的流通网格板,100目的流通网格板上的网孔孔径大于200目的流通网格板上的网孔孔径。从厌氧罐体到好氧罐体的方向,200目的流通网格板、100目的流通网格板、阻隔板依次设置在厌氧罐体和好氧罐体的相通处。厌氧罐体、好氧罐体、流通隔板组件之间的外轮廓应具有良好的密封性;本发明的所有接口应采用全封闭连接和圆弧过渡以避免污物堵塞,并具有优良的密封性能,以确保废渣、废水不会从机壳中漏出。所述的交换泵组件包括交换泵和管道,一根管道的一端与厌氧发酵系统相接,另一端与交换泵相接;另一根管道的一端与好氧发酵系统相接,另一端与交换泵相接。所述的pH数显仪、温度数显仪、溶解氧数显仪、转速调控仪均安装在机壳上。所述的厌氧罐体和好氧罐体上均设有pH检测探头、温度检测探头、溶解氧检测探头,所述的pH检测探头、温度检测探头、溶解氧检测探头分别与pH数显仪、温度数显仪、溶解氧数显仪电连接;所述的第一搅拌组件和第二搅拌组件均与转速调控仪电连接。本发明还包括尾气处理系统,所述的尾气处理系统包括臭氧发生器、气体交换反应室和多根气体连接管;厌氧发酵系统和好氧发酵系统均通过第一气体连接管与能调节发酵尾气进气量的气体交换反应室相接;用于制取臭氧气体的臭氧发生器通过第二气体连接管与能调节臭氧进气量的气体交换反应室相接。所述的厌氧罐体和好氧罐体均与第一气体连接管相接,第一气体连接管与好氧罐体的相接处称为好氧排气口,第二气体连接管与厌氧罐体的相接处称为厌氧排气口。在好氧排气口和厌氧排气口之间,第一气体连接管上设有电磁控制阀,在厌氧排气口和气体交换反应室之间,第一气体连接管上设有另一电磁控制阀。在机壳还设有控制电源,控制电源与电磁控制阀电连接,控制电源可以控制电磁控制阀的打开与关闭。一种应用海鱼下脚料生产氨基酸液肥的生物发酵系统的使用情况如下所述:关闭阻隔板,好氧罐体和厌氧罐体不相通。打开第一密封盖,向好氧罐体内加入相应的发酵料,第一搅拌组件可将好氧罐体内的发酵料搅拌均匀,无菌空气过滤器可将过滤后的空气输入好氧罐体内。打开阻隔板,好氧罐体和厌氧罐体相通,厌氧罐体和好氧罐体内由液面高的一边流向液面低的一边。100目的流通网格板可让颗粒较大的发酵料通过。厌氧罐体和好氧罐体可独立的进行厌氧发酵和好氧发酵。pH检测探头、温度检测探头、溶解氧检测探头可实时检测好氧罐体和厌氧罐体内的pH、温度和溶解氧;pH数显仪、温度数显仪、溶解氧数显仪可显示相应的读数。转速调控仪能调节第一搅拌组件和第二搅拌组件的转速。好氧罐体内的清液可通过清液出料组件排出好氧罐体,好氧罐体内的渣液可通过渣液出料组件排出好氧罐体。好氧罐体和厌氧罐体的发酵尾气通过第一气体连接管进入气体交换反应室,气体交换反应室可调节发酵尾气的进气量;臭氧发生器用于制取臭氧气体,臭氧气体通过第二气体连接管进入气体交换反应室,气体交换反应室可调节臭氧气体的进气量;发酵尾气和臭氧气体在气体交换反应室充分反应,反应后的气体排出生物发酵系统外。控制电源可控制电磁控制阀,从而阻断好氧罐体或厌氧罐体内的发酵尾气进入气体交换反应室。交换泵组件能对好氧罐体内的发酵料和厌氧罐体内的发酵料强制地进行双向流动。第一搅拌组件和第二搅拌组件的电机电源为380V、3PH、50Hz,电机功率大于最大实耗功率10%,电机转速≤1450r/min。松紧螺栓、阻隔板、清液出料组件、渣液出料组件、机壳等均由不锈钢304或304L制成。流通网格板由304、304L、316、316L、310或310s制成。第一气体连接管和第二气体连接管均由不锈钢304、304L、316、316L、310或310s制成。本发明通过创新应用新技术、新工艺生产新设备,并利用丰富的微生物菌种资源直接发酵降解、转化水产品加工中的海鱼下脚料,将其用来生产氨基酸肥料,从而实现水产品加工中海鱼下脚料的资源化,变废为宝,有效缓解我国肥料资源短缺的局面,又可促进我国渔业产业的健康发展。上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
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