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1、从厨余垃圾发酵中分离和收集有机酸的综合过程FarahNadiaOmar,Nor’AiniAbdulRahman*,HalimatunSaadiahHafid,PhangLaiYeeandMohdAliHassan法拉纳迪尔奥马尔，诺埃尼阿卜杜勒拉赫曼，哈利梅顿沙利哈菲德，莱伊和莫哈末阿里哈桑生物过程技术系，生物技术和生物分子科学，马来西亚博特拉大学学院，43400沙登，雪兰莪州，马来西亚.2009年9月4号摘要厨余垃圾厌氧消化产生的有机酸通过一种新型综合性的方法收集，该方法由冷凝、解冻、离心分离和过滤几个
2、步骤组成。改有机酸主要由乳酸（98%）组成。经过冷凝和解冻过程，70%悬浮固体物将被移除，有机酸的浓度将从59g/L上升到70g/L。经过过滤工序后有机酸的浓度将提升到224g/L。通过这种综合的收集有机酸的方法，使得收集过程中93%固体悬浮物将被移除。同时收集过程中的物料平衡也将提及到。关键字：厌氧消化，厨余垃圾，有机酸，收集。简介马来西亚显著的经济增长带来了巨大的人口激增，也导致了大量的都市固体废弃物（MSW）的产生。通常MSW倾倒入垃圾填埋场然后被分解成简单的化合物。然而，由于土地稀缺和垃圾填埋场的
3、约束，为了减少占有的垃圾填埋场空间其他方法应该被给予考虑。焚烧处理也是一种选择(OhkouchiandInoue,2006)，因为他是一种简单的最终处理方法，但是在燃烧过程中大量的能量将被浪费(Tsai,2008).由于MSW的22-54%由食物和有机废物组成(Kathirvaleetal.,2003),所以将MSW生物转化成有用的产品是可行的同时也将降低处理成本。厨余垃圾含有80%的水分，富含营养物质和微生物很容易被生物降解(Wangetal.,2001)。由于这些特性生物处理方法是被优先考虑的，最实用
4、的生物处理方法就是厌氧消化。这种方法可确保大量的废弃物的经济性和稳定性，同时只产生少量的残渣并且也能杀死病原菌(Banarjeeetal.，1999)。厨余垃圾可通过厌氧发酵产生挥发性脂肪酸、醛类、醇类和二氧化碳(Stabnikovaetal.,2006)除了堆积在垃圾场和被降解外，厨余垃圾还可以被利用于很多领域，例如生物塑料生产(Sakaietal.,2004)、沼气(Zhuetal.,2008)、生物制氢和乙醇生产(Kimetal.,2004)、堆肥(Tsai,2008;Adhikarietal.,2
5、008)和生产有机酸(OhkouchiandInoue,2007;Zhangetal.,2008)。有机酸属于有机化合物，它被广泛的应用于食物和饮料生产、药物生产、美容品、清洁剂，最近又大量的应用于生物高聚物生产(Saueretal.,2008)。有两种途径来生产有机酸：化学合成和生物合成(Altafetal.,2007)，无论是化学或生物合成，这一过程的关键阶段都是产品回收。下游过程包括有机酸的分离、提取、和净化过程，它们占到了有机酸生产成本的60%以上(Hanetal.,2000)。从发酵液中提取有机
6、酸的几种方法有电渗析(Huangetal.,2007)、膜过滤(KangandChang,2005)溶剂萃取(HaringtonandHossain,2008)、沉淀，树脂吸附(Cao发酵后的厨余垃圾冷凝和解冻过滤和离心蒸馏高浓度酸液图1.有机酸的收集过程etal.,2002)、以及结晶。在有机酸的收集过程中像过滤和蒸发这样的物理收集方法被广泛的应用(Mumtazetal.,2008)。然而，这些方法仍存在一些问题，像化学品的使用，大批量的生产废弃物，产品的高损耗和高功耗。冷冻和解冻是一个传统的方法，但却
7、又是现在仍在适用。它可以改善污泥脱水特性(Chuetal.,1999)，转换成絮状结构更紧凑的形式(KawasakiandMatsuda，1995)，减少污泥的结合水含量(LeeandHsu，1994)，以及消除了静态固体有效性(Phangetal.,2002)。因此，本研究的目的是评估一个集成性能从发酵了食物垃圾中收集有机酸的过程。这项研究还介绍了收集过程中的物料平衡。物料和方法厨余垃圾的厌氧消化在马来西亚雪兰莪州的斯里兰卡扎登当地的咖啡馆和餐馆收集新鲜的厨余垃圾,使用50公升搅拌式生物反应器进行发酵，
8、大约15公斤的被装入重型的华林搅拌机，同时加入15公升水调至比例为1:1，发酵条件控制在37℃(SakaiandEzaki,2006)以及150rpm的转速，进行7天的发酵，并且每天抽样分析。有机酸的收集图1显示了从厨余垃圾发酵液中收集有机酸的过程，凝结和解冻的方法来自Phang等（2000）的研究，凝结过程在零下30℃的冰柜里彻夜进行，解冻过程则在烘烤炉中温度控制在60℃下进行2-3个小时。冰冻的样品在一毫米口径的布网上进行
