馬艷芳,曹 兵,張 鑫
(1.山東省泰安市岱岳區(qū)畜牧獸醫(yī)事業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,山東 泰安 271000;2.山東省滕州市畜牧漁業(yè)事業(yè)發(fā)展中心,山東 滕州 277500;3.山東泰山生力源集團(tuán)股份有限公司,山東 泰安 271000)
我國(guó)是世界畜牧生產(chǎn)第一大國(guó),肉類(lèi)和禽蛋類(lèi)產(chǎn)量連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一,隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大,每年死亡的畜禽數(shù)量巨大,因此病死畜禽無(wú)害化處理是保障畜牧業(yè)持續(xù)健康發(fā)展、防止環(huán)境污染、維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定的重要保障[1]。國(guó)家先后出臺(tái)了病死畜禽無(wú)害化處理補(bǔ)貼政策,有效調(diào)動(dòng)了養(yǎng)殖場(chǎng)戶(hù)規(guī)范處理病死畜禽的積極性。傳統(tǒng)的焚燒、掩埋、發(fā)酵等處理方式存在效率低、污染環(huán)境、資源浪費(fèi)等弊端[2],可行的處理技術(shù)成為制約病死畜禽無(wú)害化處理的關(guān)鍵。近年來(lái),國(guó)家出臺(tái)政策,鼓勵(lì)推行集中處理和高溫高壓化制,該技術(shù)利用高溫與高壓,將病原體完全殺滅,并能產(chǎn)生肉骨粉和油脂等工業(yè)原料[3]。本文對(duì)高溫高壓化制處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,測(cè)定了病菌滅殺效果、處理溫度、處理時(shí)間等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),對(duì)技術(shù)操作流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,驗(yàn)證了高溫高壓化制技術(shù)能夠?qū)Σ∷佬笄葸M(jìn)行高效處理,符合環(huán)境保護(hù)控制要求,能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用,是適用于北方地區(qū)病死畜禽集中無(wú)害化處理的技術(shù)手段。
1.1 技術(shù)原理 將原料(畜禽尸體及屠宰廢棄物)經(jīng)過(guò)預(yù)碎之后傳送進(jìn)化制罐內(nèi),利用高壓飽和蒸汽,直接與畜尸組織接觸,當(dāng)蒸汽遇到畜尸凝結(jié)為水時(shí),放出大量熱能,使尸身油脂熔化和蛋白質(zhì)凝固,同時(shí)借助于高溫與高壓,將病原體完全殺滅。
高溫高壓化制無(wú)害化處理技術(shù)的處理溫度、時(shí)間、滅菌體系和排放指標(biāo)體系如圖1所示。
圖1 實(shí)施體系
1.2 滅菌效果實(shí)驗(yàn)
1.2.1 試驗(yàn)材料(1)嗜熱脂肪芽孢桿菌紙片。嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus stearothermophilus)ATCC7053 是本法常用的生物指示菌,含芽孢量5~105CFU∕片。
(2)121 ℃壓力蒸汽滅菌化學(xué)指示卡。
(3)溴甲酚紫胨水培養(yǎng)基。
(4)0~150 ℃留點(diǎn)溫度計(jì)。
1.2.2 檢測(cè)方法(1)將嗜熱脂肪芽孢桿菌紙片(以下簡(jiǎn)稱(chēng)菌片)用無(wú)菌鑷子放入標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試包中,準(zhǔn)備5份。
(2)按國(guó)家規(guī)范,分別將5個(gè)測(cè)試包放于無(wú)害化處理罐的不同位置。
(3)滅菌完畢,取出生物指示劑。
(4)滅菌后的菌片應(yīng)在嚴(yán)格無(wú)菌操作條件下放入滅菌后的溴甲酚紫胨水培養(yǎng)基內(nèi),于56~60 ℃培養(yǎng)24~48 h。
(5)48h后,觀察顏色變化。培養(yǎng)基顏色不變化仍為紫色,說(shuō)明芽孢已滅活。同時(shí)用未經(jīng)滅菌的紙片放入培養(yǎng)基內(nèi)作為陽(yáng)性對(duì)照,不加紙片的空白培養(yǎng)基作為陰性對(duì)照。
1.3 罐內(nèi)溫度檢測(cè) 根據(jù)高溫高壓化制無(wú)害化處理設(shè)備要求,最高工作溫度可達(dá)300 ℃。為更好地控制溫度,保證無(wú)害化處理副產(chǎn)品的生物安全性,以減少能耗和節(jié)省成本的最優(yōu)平衡點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。
1.4 處理時(shí)間測(cè)定 根據(jù)《病死及病害動(dòng)物無(wú)害化處理技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定[4],要求化制時(shí)間≥4 h?;茣r(shí)間越長(zhǎng),全部病菌及芽孢被全部殺死得越徹底,但資源浪費(fèi)會(huì)很?chē)?yán)重,生產(chǎn)成本增加,需測(cè)定既能實(shí)現(xiàn)滅菌,又能減少能耗和節(jié)省成本的最優(yōu)平衡點(diǎn)。
1.5 環(huán)保排放檢測(cè) 我國(guó)尚未對(duì)病死畜禽無(wú)害化處理場(chǎng)環(huán)境污染物排放指定專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)[4],本技術(shù)是參考《第二類(lèi)污染物最高允許排放最高濃度》要求。
1.6 操作技術(shù)優(yōu)化 對(duì)高溫高壓化制無(wú)害化處理技術(shù)的操作技術(shù)、生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化。
2.1 滅菌效果檢測(cè)結(jié)果 將5 個(gè)測(cè)試包中的嗜熱脂肪芽孢桿菌紙片放入溴甲酚紫胨水培養(yǎng)基培養(yǎng),培養(yǎng)基均未改變顏色,說(shuō)明處理后滅菌效果合格,達(dá)到滅菌要求。
2.2 溫度測(cè)定結(jié)果 根據(jù)滅菌效果驗(yàn)證試驗(yàn),蒸汽溫度達(dá)到121 ℃就可以起到將耐熱芽孢全部殺死的效果。為更好地控制溫度,保證無(wú)害化處理副產(chǎn)品的生物安全性,減少能耗和節(jié)省成本,化制機(jī)內(nèi)部溫度最宜控制在200 ℃。
2.3 處理時(shí)間測(cè)定結(jié)果 本技術(shù)化制機(jī)內(nèi)部溫度為200 ℃,壓力≥0.5 MPa(絕對(duì)壓力),每批化制時(shí)間為5 h,能夠?qū)⑷坎【把挎呷繗⑺?,保證無(wú)害化處理副產(chǎn)品的生物安全性。
2.4 排放檢測(cè)結(jié)果 本技術(shù)將無(wú)害化處理產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理,去除污水中的各種有機(jī)物質(zhì),使污水中的有機(jī)物含量大幅度減低,同時(shí)降解污水中的氨氮,接著通過(guò)沉淀池進(jìn)行固液分離,最后通過(guò)消毒池消毒,經(jīng)測(cè)定符合環(huán)保排放要求。
2.5 操作技術(shù)優(yōu)化結(jié)果
2.5.1 原料解凍 冷凍后的動(dòng)物尸體需要徹底解凍后才開(kāi)始啟動(dòng)高溫高壓無(wú)害化處理,這樣會(huì)有利于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,同時(shí)更節(jié)省能耗。
2.5.2 攪拌處理 化制過(guò)程中動(dòng)物尸體內(nèi)水分受熱蒸發(fā),化制過(guò)程中動(dòng)物油脂受熱熔化,蛋白質(zhì)變性凝固。高溫化制過(guò)程中化制機(jī)不斷攪拌不僅有利于物料均勻受熱,同時(shí)可以對(duì)物料進(jìn)行進(jìn)一步的剪切和破碎。
2.5.3 破碎處理 榨油冷卻后的肉骨渣進(jìn)入緩存?zhèn)}內(nèi),為進(jìn)一步降低殘?jiān)w粒大小,采用破碎機(jī)對(duì)殘?jiān)M(jìn)行破碎??刹捎玫镀狡扑闄C(jī)對(duì)肉骨渣進(jìn)行破碎,可根據(jù)對(duì)副產(chǎn)品肉骨渣的粒徑進(jìn)行控制,破碎后物料最小粒徑在5 mm 左右,粉碎后的肉骨粉可以直接裝袋。
3.1 高溫高壓化制無(wú)害化處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)病原微生物的徹底滅殺,適宜處理溫度為200℃,化制時(shí)間設(shè)定為5 h,可以達(dá)到生物安全性和較少能耗的最優(yōu)平衡點(diǎn)。
3.2 生產(chǎn)操作過(guò)程中先對(duì)冷凍原料進(jìn)行徹底解凍,化制過(guò)程中實(shí)施攪拌,對(duì)肉骨渣進(jìn)行破碎處理,可有效提高生產(chǎn)效率。
3.3 經(jīng)使用篩選,高溫高壓化制輔料的性能由高到低依次為:鋸末、秸稈、米糠、干糞,但成本由高到低依次為:米糠、鋸末、秸稈、干糞。輔料添加比例:小動(dòng)物(體重小于25 kg的)添加比例為處理重量的15%,大動(dòng)物添加比例為25%?!?/p>