秸稈酶解發(fā)酵生產(chǎn)無抗飼料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及秸桿的廢物利用，尤其是涉及一種秸桿酶解發(fā)酵生產(chǎn)無抗飼料的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展，我國的很多飼料原料尤其是蛋白資源已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán) 重的短缺。因此，解決飼料原料短缺的問題已經(jīng)成為了限制我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵 或"瓶頸"。另一方面，我國豐富的非常規(guī)飼料原料資源卻未得到有效的利用，比如農(nóng)作物秸 桿。我國每年各類秸桿的總量約為5. 7億噸，除了一部分用于產(chǎn)生沼氣能源外，大部分被就 地焚燒，而用于飼料原料的比例非常小，造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)。從環(huán)境污染的角度上看，秸桿 的焚燒已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，因此農(nóng)業(yè)廢棄物資源的開發(fā)和利用對(duì)于緩解我國目 前飼料原料短缺的情況有著重要的意義，同時(shí)也間接的對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了保護(hù)。
[0003] 由于農(nóng)作物秸桿粗纖維含量高，不能被單胃動(dòng)物的消化液和酶所分解，且可利用 養(yǎng)分少，適口性差，只能部分被用于反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)，這大大制約了秸桿原料的利用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī)?；?產(chǎn)的秸桿酶解發(fā)酵生產(chǎn)無抗飼料的方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案： 本發(fā)明所述的秸桿酶解發(fā)酵生產(chǎn)無抗飼料的方法包括下述步驟： 第一步，液體發(fā)酵 a、 將培養(yǎng)好的谷氨酸棒桿菌用無菌生理鹽水制成懸浮液，接種到種子罐中培養(yǎng)16~20h 后，再轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐中培養(yǎng)36~48h，得到谷氨酸棒桿菌發(fā)酵液； b、 將培養(yǎng)活化的熱帶假絲酵母菌種用無菌生理鹽水制成懸浮液，接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中 培養(yǎng)20~24h，得到熱帶假絲酵母發(fā)酵液； c、 將培養(yǎng)活化的納豆芽孢桿菌種用無菌生理鹽水制成懸浮液，接種到液體發(fā)酵培養(yǎng)基 中培養(yǎng)發(fā)酵18~24h，得到納豆芽孢桿菌發(fā)酵液； d、 將培養(yǎng)活化的植物乳桿菌用無菌生理鹽水制成懸浮液，接種到液體發(fā)酵培養(yǎng)基中培 養(yǎng)發(fā)酵18~22h，得到植物乳桿菌發(fā)酵液； e、 將培養(yǎng)活化的米曲霉菌種用無菌生理鹽水制成懸浮液，接種到液體發(fā)酵培養(yǎng)基中培 養(yǎng)發(fā)酵24~36h，得到米曲霉菌發(fā)酵液； 將上述五種發(fā)酵液按一定的比例制成混合菌液備用； 第二步，固體酶解與發(fā)酵 a、將玉米秸桿或小麥秸桿與玉米、麩皮、棉柏、菜籽柏、瓜爾豆柏、豆柏、花生柏、等原 料按配方比例搭配，并按原料總量的0. 5~2%加入氧化鈣，混合后裝入爆缸，裝料系數(shù)為 60~80%，爆缸罐體密封后通入180~250°C的飽和蒸汽，當(dāng)爆缸壓力達(dá)到0. 5~2. 0 Mpa后維持 1~5 min，在0. 00875 s打開氣動(dòng)閥門進(jìn)行蒸汽爆破； b、 將氣爆后的物料與第一步制備的混合菌液按1:0. 3~0. 5的重量比例混合，并加入中 性蛋白酶25~80 U/g原料，纖維素酶30~50 FPU/g原料，木聚糖酶按25~50 U/g原料，甘 露聚糖酶20~55 IU/g原料，果膠酶35~80 U/g原料，中溫淀粉酶12~20 U/g原料，糖化酶 100~150 U/g原料混合均勻；調(diào)節(jié)水分35~45%，得到混合物料； c、 將混合物料送入專用的模塊化固態(tài)生物原料連續(xù)發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行酶解與發(fā)酵，設(shè)定 酶解與發(fā)酵溫度28~40°C，相對(duì)濕度60~90%，發(fā)酵時(shí)間24~36h : 混合物料由提升機(jī)送入擺式布料器，再進(jìn)入刮板布料器，由刮板布料器均勻?qū)⑵浞植?到自下而上設(shè)有N層發(fā)酵室的塔架最頂層發(fā)酵室的各箱體單元的上開口箱體內(nèi)，當(dāng)物料達(dá) 到設(shè)定的布料高度后，頂層各箱體單元底部的下翻式翻板門自動(dòng)打開，將物料翻轉(zhuǎn)卸入下 方第N-I層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵；卸料完畢后的頂層下翻式翻板門關(guān)閉，開始 下一輪布料；當(dāng)?shù)贜-I層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)的物料發(fā)酵到設(shè)定值時(shí)，再通過其底部的 下翻式翻板門將物料翻轉(zhuǎn)卸到第N-2層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵，卸料完畢的第 N-I層下翻式翻板門關(guān)閉，迎接頂層上開口箱體內(nèi)翻轉(zhuǎn)卸下的物料，頂層上開口箱體內(nèi)再進(jìn) 行新一輪布料，依次類推，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)發(fā)酵；當(dāng)物料翻轉(zhuǎn)卸到底部第一層上開口箱體內(nèi) 發(fā)酵后，第一層的下翻式翻板門打開，發(fā)酵完成的物料從緩沖出料斗卸到出料刮板輸送機(jī) 上； 物料在第一層至第N-I層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵時(shí)，每層發(fā)酵物料的溫 濕度依靠連接在風(fēng)道調(diào)節(jié)管路上的進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置來控制； 第三步，干燥 出料刮板輸送機(jī)將物料轉(zhuǎn)送出去備用，或經(jīng)80°C以下低溫干燥至含水量低于12. 5%后 備用； 第四步，成品無抗飼料 第三步干燥后(或不干燥）的物料中按配方比例加入石粉(或石粒)、食鹽、磷酸氫鈣、氨 基酸、膽堿、次粉、復(fù)合維生素、復(fù)合微量元素、蒙脫石、植物油（或動(dòng)物油)，混合均勻后即得 到成品無抗飼料。
[0006] 所述第二步中發(fā)酵物料的溫濕度調(diào)整方法為： 當(dāng)任一層發(fā)酵室箱體單元的上開口箱體內(nèi)物料發(fā)酵溫度、濕度偏離設(shè)定值時(shí)，開啟鼓 風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)，同時(shí)打開該層發(fā)酵室內(nèi)箱體單元上開口箱體的排風(fēng)電動(dòng)閥，并打開與該層 相鄰的下層發(fā)酵室各箱體單元上開口箱體的進(jìn)風(fēng)電動(dòng)閥，鼓風(fēng)機(jī)輸送的風(fēng)通過進(jìn)風(fēng)溫濕度 調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)后，經(jīng)進(jìn)風(fēng)通道進(jìn)入與該層相鄰的下層發(fā)酵室各箱體單元上開口箱體內(nèi)，并 經(jīng)所述的該層發(fā)酵室箱體單元的下翻式翻邊門的門縫、導(dǎo)風(fēng)管的管壁縫隙，穿透所述的該 層發(fā)酵室各箱體單元上開口箱體內(nèi)的物料層后，自排風(fēng)通道排出；當(dāng)發(fā)酵室內(nèi)的物料處于 耗氧發(fā)酵期，按照上述步驟適度開啟進(jìn)風(fēng)電動(dòng)閥和排風(fēng)電動(dòng)閥進(jìn)行通風(fēng)供氧；在發(fā)酵穩(wěn)定 期，關(guān)閉或關(guān)小進(jìn)風(fēng)電動(dòng)閥和排風(fēng)電動(dòng)閥。
[0007] 所述第二步中所送風(fēng)力的溫濕度調(diào)節(jié)方法為： 當(dāng)需要熱風(fēng)時(shí)，外部熱工質(zhì)進(jìn)入列管式換熱器的殼程，對(duì)通過管程的自然風(fēng)進(jìn)行加熱， 反之，外部冷工質(zhì)進(jìn)入列管式換熱器的殼程，對(duì)通過管程的自然風(fēng)進(jìn)行降溫； 當(dāng)需要加濕時(shí)，外部水源通過管道進(jìn)入加濕段，通過水簾對(duì)經(jīng)過的自然風(fēng)進(jìn)行加濕和 除塵。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用氣爆與酶解及生物發(fā)酵相結(jié)合的方式進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。利用 蒸汽爆破技術(shù)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，其原理是通過爆破裝置，利用飽和水蒸氣將原料加熱至 一定的壓力，使蒸汽在壓力作用下滲入物料組織結(jié)構(gòu)內(nèi)部，形成強(qiáng)大的壓縮氣體能并在短 時(shí)間內(nèi)爆破釋放，從而從分子水平打破物料大分子晶格結(jié)構(gòu)，對(duì)物料的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組 成具有很強(qiáng)的重構(gòu)作用，分解抗?fàn)I養(yǎng)因子，并使物料熟化，便于固態(tài)發(fā)酵階段酶解與微生物 發(fā)酵的轉(zhuǎn)化利用，縮短發(fā)酵周期；同時(shí)氣爆能達(dá)到對(duì)原料滅菌的目的，使固體發(fā)酵過程中減 少雜菌的污染，保證產(chǎn)品的品質(zhì)。并結(jié)合飼料加工工藝將其制造成無污染、無公害的生物無 抗飼料，降低了飼料成本，變廢為寶。
[0009] 本方法采用模塊化自動(dòng)發(fā)酵裝置進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。經(jīng)爆破后的物料與發(fā)酵菌液及 酶制劑混合后裝入模塊化固態(tài)生物原料自動(dòng)發(fā)酵裝置中進(jìn)行酶解與生物發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控 溫、控濕、控通風(fēng)量的要求，生物轉(zhuǎn)化率高，發(fā)酵周期短，損耗少，成本低，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī) ?；纳a(chǎn)需求。采用氣爆與酶解及生物發(fā)酵相結(jié)合的方式進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，在生物轉(zhuǎn)化過 程中能分泌與合成大量的有益菌、氨基酸、生化酶、促生長因子等營養(yǎng)類物質(zhì)，調(diào)整和提高 動(dòng)物機(jī)體免疫力，達(dá)到預(yù)防疾病、提高成活率、促進(jìn)生長、降低成本，增產(chǎn)增收等效果，減少 或不需要額外添加益生菌、酶制劑等添加劑，且產(chǎn)品能完全滿足動(dòng)物生長所需的營養(yǎng)需求。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明中專用的模塊化固態(tài)生物原料連續(xù)發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是圖1中進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明所述的秸桿酶解發(fā)酵生產(chǎn)無抗飼料的方法包括下述步