高温好氧灭菌工艺处理技术概述
- 格式:doc
- 大小:30.27 KB
- 文档页数:11
第十五章超高温(UHT)灭菌杀菌是食品加工中极为重要的一道工序,在原始社会里,人类就不知不觉地对食品进行了杀菌处理。
在科学技术飞速发展的今天,人们对食品杀菌意义的认识和应用也得到了不断地完善和提高。
第一节超高温灭菌的基本原理关于超高温(UHT)灭菌,尚没有十分明确的定义。
习惯上,把加热温度为135~150℃,加热时间为2~8s,加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT灭菌。
UHT灭菌的理论基础涉及两个方面。
一是微生物热致死的基本原理;二是如何最大限度保持食品的原有风味及品质。
一、UHT灭菌的微生物致死理论依据按照微生物的一般热致死原理,当微生物在高于其耐受温度的热环境中时,必然受到致命的伤害。
加热促使微生物死亡的原因是由于高温导致蛋白质的不可逆变化,随后一些球蛋白变得不溶解,酶失去活力,从而造成新陈代谢能力的丧失,因此,细胞内蛋白质凝固变性的难易程度直接关系到微生物的耐热性,而且这与杀菌条件的选择密切相关。
大量实验证明,微生物的热致死率是加热温度和受热时间的函数。
(—)微生物的耐热性腐败菌是食品杀菌的对象,其耐热性与食品的杀菌条件有直接关系。
影响微生物耐热性的因素有如下几方面:(1)菌种和菌株(2)热处理前菌龄、培育条件、贮存环境(3)热处理时介质或食品成分,如酸度或PH值(4)原始活菌数(5)热处理温度和时间,作为热杀菌,这是主导的操作因素。
(二)微生物的致死速率与D值在一定的环境条件和一定温度下,微生物随时间而死亡时的活菌残存数是按指数递减或按对数周期下降的。
这一规律为通常大量的试验结果所证实。
若以纵坐标表示单位物料内随时间而残存的活细胞或芽孢数的对数值,横坐标表示热处理时间,则可获得如图15-1所示的微生物致死速率曲线。
图15-1 微生物致死速率曲线如图所示,设A为加热开始时活菌数所代表的点,B为加热后菌数下降1个对数周期时的点,其相应的加热时间为3.5min,C为加热后菌数下降2个对数周期时的点,其相应的加热时间为7.0min。
高温灭菌的原理高温灭菌是一种常见的杀灭微生物的方法,它利用高温对微生物的细胞结构和代谢活动产生破坏,以达到灭菌的目的。
本文将详细介绍高温灭菌的基本原理及其相关的机制。
1. 微生物的耐热性在探讨高温灭菌的原理之前,我们需要了解微生物的耐热性。
不同类型的微生物对高温的耐受能力是不同的。
有些细菌和真菌能够在相对高温下存活,而其他一些微生物,特别是病毒和孢子,对高温更具敏感性。
因此,高温灭菌的效果受到杀灭目标微生物的特点和高温条件的影响。
2. 温度对微生物的影响高温对微生物的影响是通过多个机制来实现的。
其中,最主要的机制包括蛋白质、核酸和膜结构的破坏。
2.1 蛋白质的破坏高温会引起蛋白质变性,即蛋白质的结构和功能发生不可逆的改变。
蛋白质的变性受到温度和时间的影响。
温度越高,蛋白质变性的速度越快。
当蛋白质变性后,其二级和三级结构发生破坏,导致蛋白质失去原有的功能。
此外,高温还可能导致蛋白质的氧化和热失活。
2.2 核酸的破坏高温也能引起微生物细胞内的核酸变性。
核酸分子包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
核酸的变性是指其双螺旋结构发生破坏,导致DNA链断裂,RNA的次级结构和功能丧失。
这些变性会阻碍细菌和其他微生物的遗传信息传递和代谢过程,最终导致细菌死亡。
2.3 膜结构的破坏高温还会影响微生物细胞膜的结构和功能。
细胞膜是微生物细胞的保护屏障,它控制物质的进出,并维持细胞内外环境的稳定。
当高温作用于细胞膜时,膜脂质和膜蛋白的结构发生改变,破坏了膜的完整性。
这导致细胞内外环境的失衡,细胞无法维持正常的代谢和生存,最终导致微生物死亡。
3. 高温灭菌的过程高温灭菌通常使用湿热灭菌法,也称为蒸汽灭菌法。
下面将介绍湿热灭菌法的过程:3.1 预热在进行高温灭菌之前,需要对灭菌设备进行预热。
预热的目的是提高设备的温度和湿度,以确保高温灭菌的效果。
预热温度通常高于灭菌温度,持续一段时间(如30分钟),以达到预定的灭菌温度。
超高温灭菌系统一.超高温灭菌(Ultra High Temperature,简称UHT)UHT产品是指物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135~150℃,在这一温度下保持一定的时间以达到商业无菌水平,然后在无菌状态下灌装于无菌包装容器中的产品。
UHT产品能在非冷藏条件下分销,可保持相当时间而产品不变质。
现在,UHT产品已从最初的牛奶拓展到了其它不同品种的饮料,如各类果汁、茶饮料等,灭菌温度为100~135℃。
(一).目的:杀死所有能导致产品变质的微生物,使产品能在室温下贮存一段时间。
(二).超高温灭菌加工的类型:超高温灭菌系统所用的加热介质大都为蒸汽或热水,按物料与热介质接触与否,进一步可分为两大类,即直接加热系统和间接加热系统。
根据实际的生产情况,这里主要介绍超高温间接加热系统,按热交换器传热面的不同又可分为板式热交换系统及管式热交换系统,某些特殊产品的加工使用刮板式加热系统。
1.板式热交换系统板式热交换系统具有诸多的优点:a. 热交换器结构比较紧凑,加热段、冷却段和热回收段可有机地结合在一起。
b. 热交换板片的优化组合和形状设计,大大提高了传热系数和单位面积的传热量。
c. 易于拆卸,进行人工清洗加热板面,定期检查板面结垢情况及CIP清洗的效果。
2.管式热交换系统管式热交换系统的优点是:a. 生产过程中能承受较高的温度及压力。
b.有较大的生产能力。
c. 对产品的适应能力强,能对高粘度的产品进行热处理,如布丁等。
3.板式与管式热交换系统的比较对两种系统,从温度的变化情况来看比较接近,从机械设计的角度来看:a. 板式热交换器很小的体积就能提供较大的传热面积,为达到同样的传热量,板式加热系统是最经济的一种系统。
b. 管式加热系统因其结构的特性,更加耐高温和高压,而板式加热系统,则受到了板材及垫圈的限制。
c.板式热交换器,对加热表面的结垢比较敏感,因其流路较窄,垢层很快会阻碍产品的流动。
为了保证流速不变,驱动压力就会增大,但压力的增大会受到结构特别是垫圈的限制;管式热交换器,由于产品与加热介质之间的温差较大,较板式热交换器可能更易结垢,但结垢对产品的流速没有太大的影响,因为系统可以承受较大的内压力,持续生产的制约因素主要是灭菌温度,结垢层影响了传热效率,从而影响了灭菌温度,造成无法进行自动控制。
超高温好氧发酵技术
超高温好氧发酵技术是一种利用高温条件下的微生物对有机物
进行氧化代谢的技术。
该技术具有快速、高效、稳定的优点,适用于处理高浓度的有机废水和有机废料。
在超高温条件下,好氧微生物的代谢速率显著增加,使得有机物的降解速度大大加快。
同时,高温条件下微生物的生长速率较慢,使得微生物的浓度和体积较小,从而减少了处理系统的占地面积和投资成本。
超高温好氧发酵技术主要应用于食品、制药、化工等行业的废水处理和有机废料的资源化利用。
该技术可以有效地降解高浓度的难降解有机废水,同时还可以将有机废料转化为有价值的能源和化学品。
总之,超高温好氧发酵技术是一种高效、节能、环保的废水处理和有机废料利用技术,具有广阔的应用前景。
- 1 -。
消毒供应中心高温高压蒸汽灭菌灭菌方法介绍湿热灭菌法是指用饱和蒸汽、过热水或流通蒸汽进行灭菌的方法。
由于蒸汽潜热大,穿透力强,容易使蛋白质变性或凝固,所以该法的灭菌效率比干热灭菌法高,是药物制剂生产过程中最常用的灭菌方法。
湿热灭菌法可分为:煮沸灭菌法、巴氏消毒法、高压蒸汽灭菌法、流通蒸汽灭菌法、间歇蒸汽灭菌法。
湿热灭菌法比干热灭菌法优越得多,因而使用更为广泛,效果更为可靠。
湿热杀菌作用强,主要是因为水分有利于蛋白质凝固,水分越多,凝固蛋白质所需温度越低。
蛋白质含水率在25%时,凝固蛋白质所需温度仅为8(ΓC,而不含水的蛋白质需在170。
C才能凝固。
另外,湿热的穿透性比干热强,因为水或蒸汽传导热能的效率比空气高;其次,蒸汽中含有大量潜伏热,冷凝时即可将其放出使物体迅速加热。
所以,用湿热灭菌不仅能缩短时间,而且降低了温度随着压力蒸汽灭菌的发展,目前最普及、最有效的压力蒸汽灭菌为脉动预真空饱和蒸汽灭菌。
压力蒸汽灭菌法的应用已有100多年历史,因其是将蒸汽输入到专用灭菌器内并处于很高的压力之下,所以可使蒸汽穿透力增强、温度提高,极大地提高了杀菌效果。
到目前为止,尚无任何一种灭菌方法能完全代替压力蒸汽灭菌方法。
压力蒸汽杀菌的基本要素是作用时间、作用温度及蒸汽质量等。
饱和蒸汽必须满足干燥(含湿气V10%)和纯净(含不可冷凝气体V3∙5%)、不可过热。
压力蒸汽之所以有强大的杀菌作用,主要是蒸汽处于一定压力之下和冷凝成水时体积缩小至原体积的1/1673,使其能迅速穿透到物品内部;另外,蒸汽冷凝成水时能释放潜伏热。
常压下把Ig水从0℃加热到100。
C需消耗418.68J热能,而再把Ig的100。
C水继续加热成蒸汽则需要消耗225Oj热能,这种用温度计测不出的热能称作潜伏热。
这种潜伏热在蒸汽接触冷的物体时冷凝成水时就释放热量传递给物体,使物体温度迅速升高。
其主要优点是无毒、无害、无污染,投资少,效果可靠;缺点是不适合不耐高温物品的灭菌。
医疗废物高温蒸汽灭菌处理工艺技术介绍医疗废物高温蒸汽处理技术是国外公司于二十世纪八十年代研制开发的最新一代医疗废物高温蒸汽处理技术,该技术以其高效、节能、环保的特点和建设投资少、处理成本低的运行条件在国际医疗废物处理领域处于主导和领先地位。
该技术已在国际上广为应用。
也获得中国疫病预防控制中心医疗废物消毒灭菌效果检测认证、中国特种设备制造许可证、进口特种设备备案许可证等市场准入证明。
目前,该技术已被广泛应用于美国、加拿大、英国、墨西哥、希腊、印度、埃及、黎巴嫩、伊朗、菲律宾、阿根廷等国家的医疗废物处理领域,该技术于2002年底进入中国,在位于北京的中国人民解放军三O二医院的医疗废物处理中心正式投入使用,并良好运行至今。
在2003年抗击“非典”的战役中,该技术经受了实战的考验,出色地完成了处理“非典”医疗废物的任务。
在2009年全球防控甲型H1N1流感传播的工作中,北京主要的甲型H1N1流感患者的收治医院—北京地坛医院和中国人民解放军302医院应用了该套设备专业处理甲型H1N1流感医疗及其它高危污染的医疗废物。
医疗废物高温蒸汽处理技术被列为国家“十五”863计划重大项目课题中医院医疗废物处理推荐技术;该技术符合国家环保部颁布实施的《医疗废物高温蒸汽集中处理工程技术规范(试行)HJ/T 276--2006》中的技术要求。
目前该医疗废物处理技术在国内的四川省、吉林省、黑龙江省、河南省、陕西省和青海省等省市的医疗废物集中处置项目中应用,正常使用近10年的运行业绩。
2008年9月采用该技术的国内首台车载移动式医疗废物高温蒸汽灭菌处理系统,在四川省地震重灾区都江堰市投入使用,用于执行灾区应急和灾后重建的医疗废物处理,处理能力为5吨/日。
该医疗废物处理技术是目前世界最先进、最有效、最节能的医疗废物处理技术,具有二噁英类物质零排放、建设投资少,处理成本低、维护成本低、设备配备完整、布局合理,便于维护保养及操作灵活人性化等优势。
高温能使蛋白质凝固变性,以杀灭致病微生物。
灭菌效果和快慢,应取决于温度的高低和含水量的多少。
常用的高温灭菌法有煮沸法、高压蒸气法、流动蒸气法(蒸笼)和干热法(烧、烤)等。
1.煮沸灭菌法适用于金属器械、玻璃和橡胶等。
在水中煮沸至100℃后持续l5~20分钟,一般细菌能被杀死。
但杀死细菌的芽胞至少要60分钟。
若在水中加入碳酸氢钠配成2%溶液,沸点能达到105℃,这将提高杀死细菌的效果,并可防锈去污。
2.高压蒸气灭菌法常用于耐高温的物品,如金属器械、玻璃、布类、搪瓷、敷料和橡胶等物品的灭菌。
灭菌前,将需要灭菌的器械物品用布包好,装在高压锅内,进行高压灭菌。
蒸气压力增高,温度也随之增高。
当蒸汽压力达104.0~137.3kPa时,温度可达121~126℃,持续30分钟,能杀死所有的细菌和芽胞,达到灭菌效果,这是目前应用最普遍、效果最可靠的灭菌方法。
注意事项:(1)各类物品分锅灭菌,器械、敷料、瓶装溶液需l37,3kPa,30分钟;玻璃、橡胶手套类需104kPa,20分钟。
(2)灭菌包大小不可超过55cm×33cm ×22cm,包与包之间不可摆放过密。
(3)在包裹中心放入指示剂或留点温度计。
(4)易燃易爆物品严禁高压蒸气灭菌。
(5)刀、剪锐利器械不宜高压蒸气灭菌,以免变钝。
(6)瓶装液体不可过满,不用瓶塞,将瓶口用纱布包好,如用橡胶瓶塞要插入针头。
有盖容器将盖打开。
(7)灭菌包在未污染和干燥的情况下,5月1日~9月30日有效期为1周,10月1日~次年4月30日有效期为2周,过期要重新灭菌。
高温好氧发酵技术
高温好氧发酵技术是一种将有机废弃物转化为有用的有机肥料的处理方法。
该技术主要应用于生活垃圾、畜禽粪便、食品加工废弃物等有机废弃物的处理。
高温好氧发酵技术的主要原理是通过控制发酵条件,使有机废弃物中的微生物在高温和充足的氧气条件下进行代谢和繁殖,从而使有机物质得到分解和转化,生成稳定、高效的有机肥料。
高温好氧发酵技术的步骤包括:
原料处理:将有机废弃物进行分类、压碎和筛选,去除异物和杂质,得到均匀的原料。
施菌处理:在原料中添加适当的有机菌剂,以增加微生物代谢和分解有机物的速度。
堆积发酵:将处理好的原料放入发酵堆中堆积,控制温度、通风、水分和氧气等条件,让微生物进行代谢和繁殖。
翻堆:根据不同的发酵过程控制好发酵时间,在适当的时间内进行翻堆操作,以促进微生物代谢和分解有机物的速度,加快发酵进程。
干燥、筛分:将发酵好的有机肥料进行干燥和筛分,去除杂质和异味,得到稳定、高效的有机肥料。
小型立式罐头食品专用反压冷却杀菌锅自动型(时序控制)一、灭菌的目的食品杀菌是把真空包装后或者封口后的食品,通过对高温高压杀菌然后快速冷却的方式将食品内的细菌杀死,达到食品品质的稳定化,有效延长食品的保质期,并因此降低食品中有害细菌在存活数量,避免活菌的摄入引起人体(通常是肠道)感染或预先在食品中产生的细菌毒素导致人类中毒。
一些低酸性食品和中酸性食品例如牛羊肉、禽类肉制品等都含有噬热菌及其芽孢,低于一百度的温度可以杀死细菌但是嗜热菌芽孢是杀不死的,所以必须采用高温高压杀菌才足以将其杀死,杀菌温度一般选121℃,杀菌完需要快速冷却达到降温目的和加速残余细菌死亡,降温时会造成灭菌物品包装内压力高于包装外压力所以需要自动补充压缩空气以维持内外压平衡,达到不涨袋的要求,杀菌后食品的货架期可以达到三个月以上,便于食品的流通和销售。
二、产品简介及工作流程概述1.设备简介:该设备配备了杀菌锅体,自动控制系统,自动补压自动冷却系统用户在使用时只需接上电源和水管即可实用,自动化程度高操作简单,本设备有效容积为18L一次能灭十公斤左右的灭菌物品,如需其它容积设备可以定制。
2.工作流程概述:产品使用时先在灭菌锅内加入适量清水以没过电热管以上3cm左右为适宜→在料筒内放入待灭菌物品→盖上设备上盖对角拧紧设备上的锁紧螺栓→启动设备电源设备开始升温,并通过F1排气电磁阀进行排气(排气目的是为了排出设备内的冷空气,冷空导热性能差会在设备内形成冷气团,会造成温度不均匀) →升温排气到第一个温控仪设定温度98℃关闭F1排气阀温度升到灭菌温度121℃→温度升到灭菌温度后时间继电器开始计时进入灭菌阶段(灭菌时间可设定)→灭菌结束后F2冷却电磁阀打开,冷却水泵启动往设备内注入冷水→压力达到电接点压力表P设定下限时F3补气电磁阀打开往设备内补充压缩空气(此时虽然设备内温度下降但是灭菌物品包装内温度下降较慢存在温度差从而存在压力差,不补充压缩空气会涨包),冷却过程直降温度压力保持恒定→冷却到设定温度(一般为40℃)后蜂鸣器报警一个灭菌程序结束,手动打开F4排压排水手动球阀,让设备内压力把多余水排出→排压到常压后打开设备上盖取出灭菌物品。
高温好氧灭菌工艺技术简介一、工艺技术处于国际领先水平“碧韵源”牌有机肥是精选纯植原料:菜枯提取物30%(菜枯提取完氨基酸剩余物)、烟粉末25%、甜菜提取物40%(提取完糖剩余物)和微生物菌种5%。
通过引进台湾先进的高温好氧灭菌技术,同时与公司研发的“高温好氧二次发酵”等多项发明专利系统结合起来,形成“基于高温好氧复合微生物快速生产高品质有机肥”先进工艺,通过高温发酵系统对有机肥原料进行完全的发酵、分解、杀菌、净化和浓缩,一次发酵只需24小时,可使有机肥原料体积减少40%左右,生产出颜色、气味、养份均佳的优质有机类肥料。
有生产过程不需传统的堆场,不产生恶臭,无蝇虫传播,不受天气和场地的影响。
1、工艺流程将有机肥原料碳氮比调节至30:1,水分调节到40%—50%之间。
A、接种高温菌种:将待处理原料置于发酵机中搅拌均匀,将备用的高温发酵菌剂按照待处理原料:高温发酵菌剂=40:1的质量比例添加到待处理原料中,搅拌均匀,成为高温菌种接种料,备用;B、杀菌:向备用的高温菌种接种料中通入100℃蒸汽,在2小时内将高温菌种接种料加热至80-90℃,并保持2小时,杀死高温菌种接种料内的草籽、肥虫卵和大肠杆菌等多种有害菌,成为灭菌料,备用;C、一次发酵:向灭菌接种料中通入蒸汽,进行加热,控制温度在60-70℃,保持14小时,并每隔60分钟输入空气15分钟;经过一次发酵后的灭菌接种料成为一次发酵料,备用;D、二次发酵:将一次发酵料从发酵机中卸出,堆放成宽2m、高1m的长条形垛状,进行二次发酵,发酵过程中每隔两天翻一次堆;经过4-5天(夏秋两季为4天,春冬两季为5天)的二次发酵后的一次发酵料,即成为高品质有机肥料。
2、工作原理:从B步骤升温开始到D步骤的发酵完成,两次发酵过程总共要经过三个阶段:①、第一阶段为升温发酵阶段:发酵温度由室温经过1小时升至40-50℃期间,发酵时间为2小时;在此过程中,当发酵温度达到25℃以上时,中低温微生物菌群进入旺盛的繁殖期,开始活跃地对有机物进行分解和代谢,以芽孢菌和霉菌等嗜温好氧性微生物为主的菌群将单糖、淀粉、蛋白质等易分解的有机物迅速分解,产生大量的热,从而在低温发酵阶段的后期出现一个“起爆期”,即温度由缓慢上升到突然急速上升的过程。
由于灭菌料的PH值为5-6,为微酸环境,高碳源是此阶段微生物容易利用的物质,使得微生物迅速增殖,积累热量到中温阶段。
②、第二阶段为高温发酵阶段:当经过2小时升温后,发酵温度逐渐由50℃升至90℃,并在80-90度阶段保持2小时进行杀菌,随后将温度保持在60-70度14小时,全高温发酵时间为18小时;在此过程中,当发酵温度上升到50℃以上时,即进入高温发酵阶段。
此时,除少部分残留下来的和新形成的水溶性的有机物继续分解外,复杂的有机物,如半纤维素、纤维素等开始强烈的分解,同时腐殖质开始形成,出现能溶于碱的黑色物质。
此时嗜热真菌、好热放线茵、好热芽孢杆菌等微生物的活动占了优势。
当发酵温度升至80-90℃,发酵时间为2小时;在此过程中,大量的中温菌类死亡或进人休眠状态,高温菌种迅速繁殖,在各种酶的作用下,有机质实现快速分解。
随着微生物的死亡和休眠,酶的作用消退,热量会逐渐降低,此时,休眠的中温微生物又重新活跃起来并产生新的热量,经过反复几次,腐殖质基本形成,一次发酵料中的有机肥原料处理物质初步稳定。
与此同时,在上述一次发酵全过程中,每隔30分钟将原料搅拌30分钟,并在搅拌过程中输入空气(即:补氧)15分钟(保证出气口含氧量不低于12%;输入空气的作用,一是给微生物提供新陈代谢所需的氧气,二是带走部分水分,三是控制温度)。
③、第三阶段为降温阶段:在一次发酵完成后,发酵从发酵机中卸出,进后发酵的后期,只剩下较难分解的有机物和新形成的腐殖质,发热量减少,温度幵始下降。
当温度下降到40℃以下,中低温微生物重新开始繁殖,剩下的难分解的木质素及纤维素在真菌作用下,少量被降解,此时,即进入物料的腐熟阶段;在该阶段中,料失重及产热量很小,木质素降解产物与死亡微生物中的蛋白质结合形成对植物生长及其重要的腐殖酸;同时将有机肥原料中的有机质和N、P、K发酵快速分解出来,至此发酵基本完成。
二次降温发酵时间为4-5天(夏秋季为4天,春冬两季为5天),经过上述两次发酵三个阶段后的一次发酵料,即成为高品质有机肥料。
二、高温好氧二次发酵与其它技术比较:如何利用同样的原材料,生产出比一般技术更高品质的有机肥产品?有机肥原料中病原菌的杀除和原料中有机质、养分的分解是三项最重要的指标。
有机物的高温好氧实际上就是添加外源微生物的作用下进行好氧发酵的过程。
在发酵过程中,粪便中的溶解性有机物透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物吸收利用,非溶解性的大分子物质由微生物所分泌的胞外酶分解为小分子溶解性物质,再由细胞吸收利用。
微生物通过自身的生命活动氧化、还原、合成等过程,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并释放出微生物生长活动所需要的能量,把另一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质,合成新的细胞物质,于是微生物逐渐生长繁殖,产生更多的生物体和胞外酶,继续进行一系列的生化作用。
通过高温的作用将有害病菌、草籽和虫卵等杀死,而高温复合菌随着温度的升高而繁殖速度越快,糖类、胶类、蛋白质等有机物首先得到降解,接着是纤维素和还原性物质,有机质基本形成。
随着温度的降低,酶的作用逐渐消退,在降温的二次发酵阶段,最后被分解是部分木质素,其降解物与死亡的微生中的蛋白质结合形成腐殖酸等物质,至此发酵基本完成。
这种方法比依靠国内普通中低温菌种自身的繁殖产生热效率要提高几十倍,但中低温菌种自身不耐高温的缺陷又使得它没有获得外源高温的可能性。
在此发酵过程中因快速将糖类、蛋白质类、淀粉类等物质分解,没有长时间发酵的营养损耗,所以代谢的产物品质要比其它技术高出一倍,成本不足原来的1/4。
1、鸡粪所包括病原菌及寄生虫致死温度2、高温好氧二次发酵技术与其他工艺对比表3、高温好氧二次发酵艺的优势:①解决了产物有害杂质、病菌含量高的问题采用的菌种是否耐高温是关键,是关系到原材料内的病原菌是否能被完全杀死。
如果是中低温菌种,在杀死病原的同时菌种同时也会被杀死了。
这样就会导致原材料内的有机质和养分不能被分解出来,发酵不完全,降低了肥料的品质,同时生产出的有机类肥料内不含有有益微生物,对培肥地力,促进土壤有益微生物菌群的形成十分不利。
比较其它处理方法生产出的机类肥料含有大量的病菌,在施用的时候导致病原菌很多引起农作物病虫害过多的连锁反应。
高温菌种则以其耐高温的特性解决了中低温菌种的缺点。
②解决了产物品质低的问题生产出的有机类肥料品质差异很大,中低菌种生产出的有机类肥料有机质都在40%左右,总养分在5以内;T-T高温复合菌种以其很强的快速繁殖分解能力,保证了所生产出的有机类肥料有机质在60%以上,总养分在7%以上,是其它处理方法产出的肥料高出一倍,在市场有着很强的竞争力。
③解决了处理成本高的问题中低温菌种因其没有配套的发酵系统,大部分工艺由人工完成。
又因其发酵时间长,原料和半成品堆积的场地要求很大,所以投资成本尤其是土地成本过高,这些都是高温好氧快速发酵系统的优势所在。
④解决了处理机动性不高的问题这一套系统基于相同的工作原理,有可处理容积0.5立方米到150立方米不同的几十种型号,同时高温加热的方式有小型的电加热,和大中型的蒸气加热,灵活性高,占地少,且产出物缩容后无臭可随时运走,城市和乡村所有场所都非常实用。
二、高温好氧发酵的关键因素合适的物料配比及严格的过程参数控制是获得高品质产物的必要条件。
影响好氧发酵的因素很多,经研究主要是下六个方面。
1、含水率水分为微生生长所必需,含水率是畜禽粪污等有机废弃物处理生态系统的一个重要物理因素。
水分的主要作用是:溶解有机物、为微生物提供养分、参与微生物的新陈代谢、蒸发时带走部分热量、调节堆体温度。
在畜禽粪污等有机废弃物处理过程中,按质量计40%—50%的水率最有利于微生物分解。
水分超过70%时温度难以上升,分解速度明显降低,因为水分过多,取代空气而占据了堆料孔隙,限制了好氧微生物与氧气的接触,将出现厌氧状况,使好氧微生物活性降低,影响好氧畜禽粪污等有机废弃物处理效果。
水分低于40%时不能满足微生物生长需要,有机物也难以分解。
2、碳氮比物料必须达到适宜碳氮比,才能进行理想的畜禽粪污等有机废弃物处理发酵。
微生物生长需要碳源,蛋白质合成需要氮源,微生物合成一份蛋白质大约需要30份碳, 因此对于好氧发酵来讲碳氮比为30是最理想的比例。
碳氮比过低,微生物对有机物的生物氧化过程造成了严重的氮素损失,特别是当PH值和温度高时,畜禽粪污等有机废弃物中的氮以NH3的形式挥发损失,散发出臭味。
碳氮比高于35时,微生物必须经过多次生命循环,氧化掉过量的碳,直至达到一个合适的碳氮比供其进行新陈代谢,因而碳氮比高会降低降解速率。
物料的碳氮比可以通过添加含碳高或含氮高的材料来加以调整,秸秆、杂草、枯枝和树叶等物质含纤维、木质素、果胶等较多,碳氮比值较高,可以作为高碳添加材料,而畜禽粪便中含氮量高,可作为髙氮添加物质。
常见有机畜禽粪污等有机废弃物的氮含量和碳氮例比如表所示。
各种畜禽粪污等有机废弃物的氮含量和碳氮比(以质量计)3、通气状况好氧发酵是利用好氧微生物在有氧状态下对有机质、糖类、蛋白质等进行的快速降解,因此,通气是保证好氧发酵顺利进行的重要因素之一。
通风供氧起到三个作用,一是给微生物提供新陈代谢所需的氧气,二是带走部分水分,三是控制温度。
如果通气量不足将抑制好氧微生物的活动,使发酵周期变长,影响产物的质量。
如果通气太旺,微生物活动旺盛,有机质分解加剧,腐殖质积累减少,同时通气过于旺盛还会带走大量的热量,影响发酵温度。
本工艺主要采用强制通风来散发热量,改变物料的含水率,实现温控。
4、温度堆体温度变化是发酵进程的宏观反映,也是影响微生物活动和发酵工艺过程的重要因素。
畜禽粪污等有机废弃物处理发酵的目的是为了温度快速上升、并在适宜的温度维持一段时间,使有机物降解并杀死其中的病原菌,温度上升* *是微生物代谢产热积累的结果,反映了微生物代谢强度和畜禽粪污等有机废弃物处理物质转化速度。
不同种类微生物对温度有不同的要求,一般而言,嗜温菌最适合的温度为嗜热菌发酵最适合温度是45度-60度。
过低的温度大大延长腐熟时间,而过高的温度大于70度时,将对中低温微生物产生有害的影响,理想温度为50度到70度。
在此温度范围中,既能保持较高数量的高温分解菌,加快有机物的分解,又有利于去除病原菌微生物实现无害化。
5、有机物含量有机物是微生物赖以生存和繁殖的重要因素。
大量的研究表明,在高温好氧畜禽粪污等有机废弃物处理中,适合处理的有机物含量范围为30%到80%。