专利名称：利用牛羊动物胃内容物与下脚脂肪组织制备生物质颗粒燃料的方法
技术领域：
本发明涉及一种牛羊屠宰厂废弃物的处理方法，特别的涉及一种将动物胃内容物与下脚脂肪组织转化为生物质颗粒燃料的方法
背景技术：
在内蒙古地区，家畜屠宰厂在屠宰反刍动物时会所产生大量的胃内容物，每年产量达50万吨湿重(折合干重10万吨)。胃内容物存放时，占地面积大，水分多，膻臭味浓烈，滋生蚊蝇、传播寄生虫及细菌，污染环境。当前的处理方法是在屠宰厂(厂区一般位于市郊或市内工业园区)内临时堆积存放，然后运往再农村作为肥料使用。屠宰厂的另一个废弃物是分割剔除脏器时产生的废弃脂肪组织，每年产量达2万吨(可炼制出甘油三酯I. 5万吨左右)，当前的处理方法是一部分作为工业用油的原料，一部分作为了动物食品，后者存在着潜在的传染病危害，需寻求更好的无害化处理方式。上述的胃内容物与下脚脂肪组织都是良好的生物质能原料，其中，胃内容物干物质成分主要是刚采食未被消化的植物纤维物质，热值平均为17. 2J/g ;下脚脂肪组织主要成分是甘油三酯，甘油三酯热值为38. 9J/go上述废弃物质，如果能在厂内就地转化为可利用的生物质能固型燃料，替代屠宰厂内锅炉使用的燃煤，既解决了环境污染问题，又节约了生产能耗。同时厂内的能源得以循环利用，降低了企业运输成本。针对上述问题，本技术发明了一种能将胃内容物与下脚油脂制成固体颗粒燃料的技术。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种无害处理牛羊屠宰厂废弃物——胃内容物与下脚脂肪组织，并在处理后加入辅助材料，进一步转化为生物质能颗粒燃料的方法。该方法包括互相衔接的两个技术过程，即废物处理工艺过程和燃料产品生产工艺过程，前一过程的产出物是后一过程的原料。本发明所述利用牛羊动物胃内容物与下脚脂肪组织制备生物质颗粒燃料的方法，其包括步骤胃内容物的处理，下脚脂肪组织的处理，原料及辅料的混合，混合散料的制粒与高温无害化处理，颗粒的冷却降水。所述步骤具体为(I)胃内容物的处理将胃内容物倒入投料坑内，由输送泵送入螺旋挤压器内，将物料中水分挤出，物料干渣排出，得干渣料；其中胃内容物压榨前水分含量为60 90%，压榨后水分含量降到25 35%，干渣料氮含量彡2. 0% ;(2)下脚脂肪组织的处理将下脚脂肪组织经由绞肉机绞碎，投入到油脂炼制锅内，在115°C炼制30 60分钟，直至使油脂熔化，水分挥发完毕，将炼制物经过不锈钢滤网过滤，优选为100目过滤，滤得液体油脂，该油脂原料的质量要求为总脂肪>85%，残留含氮量< 1%，燃值彡35J/g ;本炼制条件的温度(115°C )和持续时间(30-60分钟)，满足医学灭菌的条件，使得脂肪组织中的菌类全部杀灭，实现了下脚物的无害化处理。(4)原料及辅料的混合将所用原料即前段处理过程产出的胃内容物干渣、滤得的油脂与煤粉以40 60 %，油脂5 10 %，煤粉55 35 %的比例(重量比)混合成混合散料，其中煤粉粉末粒径彡5mm，燃值彡20. 3J/g，灰分Ag ( 20%，硫(S02) ( 1%，三种物质组合的水分在10 22%范围内；当胃内容物干渣含量高时，产品颗粒长粉末少，但生产速度慢，产品氮指标易超标；当油脂含量高时，生产速度变快，产品热值提高，但颗粒结实度变差。当煤粉含量高时，产品生产速度变快，但颗粒变短、粉末增加；(5)混合散料的制粒与高温无害化处理将混合散料加入制粒机中制粒，调节进料量，使制粒机内的温度达到110°C以上、压力达到O. 3MP以上，实现无害化处理。此时的条件，可以杀死胃内容物中的寄生虫卵、细菌孢子等，同时膻臭物质分子大部分分解，产品本身无明显异味，产品燃烧时也无明显异味，使胃内容物实现了无害化处理。(6)颗粒冷却降水颗粒出机时物料温度为70 90°C，水分降为10 20%，热颗 粒靠自重落入冷却机内，经冷却后，水分降至10 15%以下，颗粒表面温度降至20 40°C以下，即得成品。特别地，在原配料混合和制粒步骤之间还有将在混合机上设置制粒前料仓，将混合散料预置在前料仓，然后经绞龙投入到制粒机的步骤，制粒前料仓容积为I 10立方米。本发明的另一个目的是提供了用所述方法制备的生物燃料。该燃料为黑色圆柱状颗粒，颗粒直径为Φ6·ι、8πιπι或10mm，长度为其直径的2-4倍，破碎率< 2. 0%，干基含水量< 15%，灰分含量< 15%，硫含量< O. 1%，氯含量<0. I%，氮含量小于O. 5%。热值彡20.3J/g。所述生物燃料在添加到锅炉燃煤中使用时在燃煤中添加量< 50%。当在燃煤中添加量应> 50%时,易造成排放物NO超标。对于上述步骤中使用的机械本发明没有特别地限定，胃内容物压榨优选使用当前市场上的螺旋挤压固液分离机，可根据处理量的大小确定设备的具体型号。原料和辅料的混合所用混合机优选为卧室双螺旋式全开门混合机，大小规格为2、4或6吨/批，主机动力15 35kw。制粒机优选地使用生物质颗粒专用的大型平模或环模制粒机，平模模盘直径或者环模的环直径为Φ 400mm、Φ 500mm或Φ 600mm ;主机动力应在25 55kw范围，模孔直径为Φ6mm>8mm或IOmm,产量在2 5吨/小时范围。本发明的优点在于(I)首次将屠宰厂废弃物牛羊胃内容物、动物油脂的无害化处理过程与生产生物质能颗粒燃料产品的过程偶联成一个连续的过程，并确立了处理与生产全过程的工艺路线。(2)首次以牛羊胃内容物，或者是牛羊胃内容物+动物油脂为原料生产生物质能颗粒燃料。(3)首次确立了牛羊胃容物、动物油脂以及辅料煤粉三者在配制时的最佳比率范围。(4)首次确立了该固体颗粒燃料的产品质量标准和使用方法。(5)从经济性上讲，以年屠宰100万头羊的屠宰厂为例，厂内可产出胃内容物干物质1000吨/年，废油脂100吨/年，可供生产2000吨生物质能颗粒燃料的原料。项目需总投资60万元(其中固定投资40万，流动资金20万元)。单位产品总成本为550元/吨(其中，原辅料及动力费450元/吨,折旧与管理费合计100元/吨)。单位产品售价600元/吨，产品利润50元/吨，年总利润10万元。作为处理废弃物胃内容物和下脚脂肪的环保工程投资，除能完成废弃物的无害化处理的目标外，还能获得投资收益，年投资利润率
16.7%，项目具有经济价值。(6)就适用性讲，仅内蒙古地区拥有年屠宰100万头羊规模的屠宰厂20家以上，厂内的废弃胃内容物和脂肪组织的环保处理问题均未解决。如能应用本发明的技术，除能完成废弃物的无害化处理的目标外，还能获得投资收益200万元/年。更为重要的是为社会节约10万吨燃煤/年，相当于节约资金6000万元/年，减少排放20万吨/年二氧化碳，经济效益和生态效益均显著。
附图一显示了屠宰废弃品胃内容物及下脚脂肪组织制取颗粒固型燃料的生产工艺流程。
具体实施例方式(一 )原料的准备(I)胃内容物的处理工艺过程由屠宰厂宰杀车间拉运出来的胃内容物直接倾倒在废弃处理车间的投料坑内，经由粪便输送泵送入螺旋挤压器内。物料中水分被挤压并从下面流出，进入到厂内的污水处理系统。物料干渣被排出，进入到胃内容物干渣料仓内暂存待用。胃内容物压榨前水分含量为60 90%，压榨后水分含量降到25 35%，达到了作为后续生产的原料要求标准。胃内容物压榨使用当前市场上的螺旋挤压固液分离机。(2)下脚脂肪组织处理工艺过程由脏器分割剔除得到的下脚脂肪组织，经由绞肉机绞碎，投入到油脂炼制锅内，在115°C炼制30 60分钟，直至使油脂熔化，水分挥发完毕后。炼制物经过不锈钢滤网过滤(100目网)，液体油脂部分转入罐内，成为后续生产的原料，滤网上的油渣主要成分为蛋白质，可用作饲用肉粉的原料。油脂原料的质量要求总脂肪彡85%，残留含氮量< 1%，燃值彡35J/g。( 二)燃料产品生产工艺过程燃料产品生产工艺过程为原料的质量检验与入仓一原料按比例投入混合机内混合一混合完排料进入制粒前储仓内一经绞龙输送机送料至制粒机内一压制成颗粒与高温无害化处理一冷却与降水一打包机一成品，具体如下(I)原料的质量检验与入仓所用原料即前段处理过程产出的胃内容物干渣、油月旨。要求检验合格才能作为原料使用a.胃内容物干渣水分要求为25 35%，氮含量<2.0%。b.油脂原料的质量要求总脂肪彡85%，残留含氮量< 1%，燃值彡35J/g。
c.生产还需添加第三种辅助原料，即来自煤场的煤粉，是使该工艺成为可行的必需添加材料。要求煤粉粉末粒径彡5mm,燃值彡20. 3J/g(相当于4800kcal/kg),灰分Ag彡20%,硫(S02) <1%。以上3种原料分别投入各自的暂储仓内，待配料时使用。(2)原料按比例投入混合机内混合a.混合机设备选型混合机选用卧室双螺旋式全开门混合机，大小规格为2、4或6吨/批，主机动力15 35kw ；b.原料配合比例三种原料分别经料称(或油脂计量器)计量，再分别投入混合机内混合。三种物质的配比(重量比)要求胃内容物干渣40 60%，煤粉55 35%，油脂5 10% ;c.水分要求三种物质组合的水分要求在10 22%范围内。(3)混合散料由混合机排入制粒前料仓及仓内暂储为使制粒机连续生产的原料供应不断，混合机上设置制粒前料仓，打开仓底时，物料经绞龙均匀投入到制粒机内。制粒前料仓容积为I 10立方米。(4)压制成粒与高温无害化处理a.制粒机设备选型制粒机选用生物质颗粒专用的大型平模或者环模制粒机。平模模盘直径或者环模的环直径为Φ 400mm、Φ 500mm或Φ 600mm ;主机动力应在25 55kw范围，模孔直径为Φ 6mm、8mm或10mm，产量在2 5吨/小时范围。机型确定后，具体产量与原料配比有关系，需增加产量时可增加煤粉或者油脂的用量。b.无害化处理调节进料量，使制粒机内的温度达到110°C以上、压力达到O. 3MP以上，此时的条件，可以杀死胃内容物中的寄生虫卵、细菌孢子等，同时膻臭物质分子大部分分解，产品本身无明显异味，产品燃烧时也无明显异味，使胃内容物实现了无害化处理。 (5)颗粒冷却降水与打包颗粒出机时物料温度为70 90°C，水分降为10 20 %，热颗粒靠自重落入冷却机内，经冷却后，水分进一步降至10 15 %以下，颗粒表面温度降至20 40°C以下，即可以打包。(6)固型颗粒燃料质量标准与使用方法。a.质量标准产品为黑色圆柱状颗粒，颗粒直径可为Φ6mm、8mm或10mm，长度为其直径的2-4倍，破碎率彡2.0%，干基含水量(15%，灰分含量彡15%，硫含量彡O. 1%，氯含量彡O. I %，氮含量小于O. 5 %。热值^ 20. 3J/g(4800kcal/kg)。b.使用方法本产品添加到锅炉燃煤中使用，在燃煤中添加量应彡50%。
权利要求
1.一种利用牛羊动物胃内容物与下脚脂肪组织制备生物质颗粒燃料的方法，其包括步骤胃内容物的处理，下脚脂肪组织的处理，原料及辅料的混合，混合散料的制粒与高温无害化处理,颗粒的冷却降水。
2.根据权利要求I的方法，所述步骤具体为 (1)胃内容物的处理将胃内容物倒入投料坑内，由输送泵送入螺旋挤压器内，将物料中水分挤出，物料干渣排出，得干渣料；其中胃内容物压榨前水分含量为60 90%，压榨后水分含量降到25 35%，干渣料氮含量彡2.0% ； (2)下脚脂肪组织的处理将下脚脂肪组织经由绞肉机绞碎，投入到油脂炼制锅内，在115°C炼制30 60分钟，直至使油脂熔化，水分挥发完毕，将炼制物经过不锈钢滤网过滤，滤得液体油脂，该油脂原料的质量要求为总脂肪> 85%，残留含氮量< 1%，燃值> 35J/g° ; (3)原料及辅料的混合将所用原料即前段处理过程产出的胃内容物干渣、滤得的油 脂与煤粉以40 60 %，油脂5 10 %，煤粉55 35 %的比例(重量比)混合成混合散料，其中煤粉粉末粒径彡5mm，燃值彡20. 3J/g，灰分Ag ( 20%，硫彡1%，三种物质组合的水分在10 22%范围内； (3)混合散料的制粒与高温无害化处理将混合散料加入制粒机中制粒，调节进料量，使制粒机内的温度达到110°C以上、压力达到O. 3MP以上，实现无害化处理。
(4)颗粒冷却降水颗粒出机时物料温度为70 90°C，水分降为10 20%，热颗粒靠自重落入冷却机内，经冷却后，水分降至10 15%以下，颗粒表面温度降至20 40°C以下，即得成品。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于在原配料混合和制粒步骤之间还有将在混合机上设置制粒前料仓，将混合散料预置在前料仓，然后经绞龙投入到制粒机的步骤，制粒前料仓容积为I 10立方米。
4.根据权利要求1-3任一的方法制备的生物燃料。
5.根据权利要求4所述的生物燃料，其特征在于该燃料为黑色圆柱状颗粒，颗粒直径为Φ 6mm, 8mm或10mm，长度为其直径的2-4倍，破碎率彡2.0%,干基含水量彡15%，灰分含量彡15%，硫含量彡O. 1%，氯含量彡O. 1%，氮含量小于O. 5%0热值彡20. 3J/g。
6.根据权利要求4或5所述的生物燃料，其添加到锅炉燃煤中使用时在燃煤中添加量(50%。
全文摘要
本发明的涉及一种无害处理牛羊屠宰厂废弃物——胃内容物与下脚脂肪组织，并在处理后加入辅助材料，进一步转化为生物质能颗粒燃料的方法。该方法包括互相衔接的两个技术过程，即废物处理工艺过程和燃料产品生产工艺过程，前一过程的产出物是后一过程的原料。本发明的方法具有极高的经济性和适用性。
文档编号C10L5/42GK102719293SQ201210199858
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者张雄杰, 盛晋华 申请人:张雄杰, 盛晋华