[发明专利]一种从餐厨垃圾中回收纤维素的方法

说明书

本发明公开了一种从餐厨垃圾中回收纤维素的方法，包括以下步骤：S1、餐厨垃圾前处理；S2、餐厨垃圾中果胶和脂肪的去除；S3、餐厨垃圾中半纤维素的去除；S4、餐厨垃圾中木质素的去除；S5、漂白与干燥；S6、纳米纤维素的合成。可解决目前餐厨垃圾处理的难题、减轻环境污染，并可实现餐厨垃圾的资源化利用；本方法涉及的去除杂质的索氏抽提、碱洗、硫酸水解等技术可靠、操作简单易行、不会带入其他杂质；餐厨垃圾中回收的纤维素可根据用户需要，进行步骤调整，实现微晶纤维素和纳米纤维素的回收；回收完成后，得到的纤维素可作为原材料，具有可观的经济效益，从而为餐厨垃圾的二次利用及经济效益，提供了有效的实行方案。

技术领域

本发明涉及固体废弃物污染治理及资源回收利用技术领域，具体涉及一种从餐厨垃圾中回收纤维素的方法。

背景技术

餐厨垃圾主要是指在家庭、企业和一些公共机构的餐饮部门在饮食生活消费过程中产生的食物残渣和加工废料等具有高含水率、高植物性组分和容易腐烂发臭的有机固体废物。餐厨垃圾作为一种混合物质，有机质和水分含量明显高于其他垃圾种类，长时间的堆积会腐烂并滋生细菌，对人类的嗅觉和视觉造成影响，严重损害环境。

目前，餐厨垃圾常用填埋或者焚烧处理，但近年研究表明，垃圾填埋具有严重污染地下水等风险，用地紧张国家或地区不适合用填埋法处理餐厨垃圾，而如果盲目焚烧处理会导致餐厨垃圾中化学价值的损失，尤其是会产生二噁英等有毒污染物，严重污染大气。目前正规途径回收餐厨垃圾的渠道有三个：动物饲料、堆肥肥料和厌氧消化回收生物能源。在我国，餐厨垃圾回收主要用于畜牧业饲料，但是餐厨垃圾中含有大量的病原微生物和细菌，在缩短食物链的过程中产生的生物毒素容易在牲畜的体内富集，继而危害人体健康。堆肥处理虽是一种有效的垃圾生物转化方法，但是其中国大量有机成分变成CO₂和甲烷，难以实现回收利用，同时产生的大量温室气体N₂O和CH₄，其气候变化潜力是CO₂的310倍和20倍。厌氧消化这一技术应用的主要目的是利用餐厨垃圾作为厌氧发酵生产沼气的底物，但是餐厨垃圾的水解效率低，只有不到50％的挥发性固体可以用于沼气生产，余下的残渣由于重金属含量过高被禁止用于农业，所以厌氧消化在一定程度上与循环经济的发展理念相悖。综上所述，餐厨垃圾对环境危害较大，且餐厨垃圾的利用率较低。

近年来，随着资源的日益紧张，作为自然界可再生资源的纤维素，因易被生物降解、可化学改性、生物相容等，进入公众视野。纤维素被大量应用于食品添加剂、包装材料、3D打印、吸附材料等领域。而对微晶纤维素进行进一步加工获得的纳米纤维素，具有比表面积大、结晶度更高、透明度好、抗拉强度高等优点，而大量被用于重金属的吸附、缓释药物、纤维素塑料等领域。而随着人们对饮食健康的逐渐关注，我国国民“菜篮子”中的蔬菜类食物比例逐步增大，从而引发了餐厨垃圾中植物性组分逐渐增加，尤其是近年来我国各地均在执行垃圾分类政策，使得从餐厨垃圾中实现纤维素回收的具备一定的可行性，而现有技术中缺乏一种从餐厨垃圾回收纤维素的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从餐厨垃圾中回收纤维素的方法，以解决现有技术中餐厨垃圾污染严重、利用率较低、资源回用浪费等技术问题。为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种从餐厨垃圾中回收纤维素的方法，包括以下步骤：

S1、餐厨垃圾前处理：先对餐厨垃圾进行分拣以剔除其中塑料袋、塑料瓶、骨头、无机物杂质；然后将餐厨垃圾进行烘干、粉碎以得到餐厨垃圾粉末，对所述餐厨垃圾粉末再次烘干以进一步去除水分；

S2、餐厨垃圾中果胶和脂肪的去除：所述餐厨垃圾粉末以甲苯和乙醇混合溶液为萃取剂，以1:20～1:40的体积比混合所述餐厨垃圾粉末与烘干后的所述餐厨垃圾粉末并加热，然后在沸腾状态下、对混合物进行索氏抽提6～18h，以去除脂肪和果胶，回收经抽提后的固体残渣G1；