秸秆酶解发酵生产无抗饲料的方法技术

本发明专利技术公开了一种秸秆酶解发酵生产无抗饲料的方法，包括：液体培养谷氨酸棒杆菌、热带假丝酵母、纳豆芽孢杆菌、植物乳杆菌、米曲霉菌；并将其按比例制成混合菌液；将玉米或小麦秸秆等原料按配方比例搭配，并加入氧化钙，装入爆缸进行蒸汽爆破；气爆后物料与混合菌液混合，并加入酶制剂后得到混合物料；将混合物料送入专用的模块化固态生物原料连续发酵装置内进行酶解与发酵，发酵物料经干燥即可得到无抗饲料。本方法采用模块化自动发酵装置，爆破后物料与发酵菌液及酶制剂混合后装入该自动发酵装置中进行酶解与生物发酵，实现自动控温、控湿、控通风量的要求，生物转化率高，发酵周期短，损耗少，成本低，可实现机械化、规模化的生产需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及秸杆的废物利用，尤其是涉及一种秸杆酶解发酵生产无抗饲料的方 法。
技术介绍
随着我国畜牧业的快速发展，我国的很多饲料原料尤其是蛋白资源已经出现了严 重的短缺。因此，解决饲料原料短缺的问题已经成为了限制我国畜牧业可持续发展的关键 或"瓶颈"。另一方面，我国丰富的非常规饲料原料资源却未得到有效的利用，比如农作物秸 杆。我国每年各类秸杆的总量约为5. 7亿吨，除了一部分用于产生沼气能源外，大部分被就 地焚烧，而用于饲料原料的比例非常小，造成了严重的浪费。从环境污染的角度上看，秸杆 的焚烧已经对环境造成了严重的污染，因此农业废弃物资源的开发和利用对于缓解我国目 前饲料原料短缺的情况有着重要的意义，同时也间接的对生态环境进行了保护。 由于农作物秸杆粗纤维含量高，不能被单胃动物的消化液和酶所分解，且可利用 养分少，适口性差，只能部分被用于反刍动物的饲养，这大大制约了秸杆原料的利用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种可实现机械化、规模化生 产的秸杆酶解发酵生产无抗饲料的方法。 为实现上述目的，本专利技术可采取下述技术方案： 本专利技术所述的秸杆酶解发酵生产无抗饲料的方法包括下述步骤： 第一步，液体发酵 a、 将培养好的谷氨酸棒杆菌用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到种子罐中培养16~20h 后，再转入发酵罐中培养36~48h，得到谷氨酸棒杆菌发酵液； b、 将培养活化的热带假丝酵母菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到发酵培养基中 培养20~24h，得到热带假丝酵母发酵液； c、 将培养活化的纳豆芽孢杆菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基 中培养发酵18~24h，得到纳豆芽孢杆菌发酵液； d、 将培养活化的植物乳杆菌用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基中培 养发酵18~22h，得到植物乳杆菌发酵液； e、 将培养活化的米曲霉菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基中培 养发酵24~36h，得到米曲霉菌发酵液； 将上述五种发酵液按一定的比例制成混合菌液备用； 第二步，固体酶解与发酵 a、将玉米秸杆或小麦秸杆与玉米、麸皮、棉柏、菜籽柏、瓜尔豆柏、豆柏、花生柏、等原 料按配方比例搭配，并按原料总量的0. 5~2%加入氧化钙，混合后装入爆缸，装料系数为 60~80%，爆缸罐体密封后通入180~250°C的饱和蒸汽，当爆缸压力达到0. 5~2. 0 Mpa后维持 1~5 min，在0. 00875 s打开气动阀门进行蒸汽爆破； b、 将气爆后的物料与第一步制备的混合菌液按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，纤维素酶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，果胶酶35~80 U/g原料，中温淀粉酶12~20 U/g原料，糖化酶 100~150 U/g原料混合均匀；调节水分35~45%，得到混合物料； c、 将混合物料送入专用的模块化固态生物原料连续发酵装置内进行酶解与发酵，设定 酶解与发酵温度28~40°C，相对湿度60~90%，发酵时间24~36h : 混合物料由提升机送入摆式布料器，再进入刮板布料器，由刮板布料器均匀将其分布 到自下而上设有N层发酵室的塔架最顶层发酵室的各箱体单元的上开口箱体内，当物料达 到设定的布料高度后，顶层各箱体单元底部的下翻式翻板门自动打开，将物料翻转卸入下 方第N-I层发酵室的上开口箱体内进行发酵；卸料完毕后的顶层下翻式翻板门关闭，开始 下一轮布料；当第N-I层发酵室的上开口箱体内的物料发酵到设定值时，再通过其底部的 下翻式翻板门将物料翻转卸到第N-2层发酵室的上开口箱体内继续发酵，卸料完毕的第 N-I层下翻式翻板门关闭，迎接顶层上开口箱体内翻转卸下的物料，顶层上开口箱体内再进 行新一轮布料，依次类推，实现物料的连续发酵；当物料翻转卸到底部第一层上开口箱体内 发酵后，第一层的下翻式翻板门打开，发酵完成的物料从缓冲出料斗卸到出料刮板输送机 上； 物料在第一层至第N-I层发酵室的上开口箱体内进行连续发酵时，每层发酵物料的温 湿度依靠连接在风道调节管路上的进风温湿度调节装置来控制； 第三步，干燥 出料刮板输送机将物料转送出去备用，或经80°C以下低温干燥至含水量低于12. 5%后 备用； 第四步，成品无抗饲料 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)、食盐、磷酸氢钙、氨 基酸、胆碱、次粉、复合维生素、复合微量元素、蒙脱石、植物油（或动物油)，混合均匀后即得 到成品无抗饲料。 所述第二步中发酵物料的温湿度调整方法为： 当任一层发酵室箱体单元的上开口箱体内物料发酵温度、湿度偏离设定值时，开启鼓 风机和抽风机，同时打开该层发酵室内箱体单元上开口箱体的排风电动阀，并打开与该层 相邻的下层发酵室各箱体单元上开口箱体的进风电动阀，鼓风机输送的风通过进风温湿度 调节装置调节后，经进风通道进入与该层相邻的下层发酵室各箱体单元上开口箱体内，并 经所述的该层发酵室箱体单元的下翻式翻边门的门缝、导风管的管壁缝隙，穿透所述的该 层发酵室各箱体单元上开口箱体内的物料层后，自排风通道排出；当发酵室内的物料处于 耗氧发酵期，按照上述步骤适度开启进风电动阀和排风电动阀进行通风供氧；在发酵稳定 期，关闭或关小进风电动阀和排风电动阀。 所述第二步中所送风力的温湿度调节方法为： 当需要热风时，外部热工质进入列管式换热器的壳程，对通过管程的自然风进行加热， 反之，外部冷工质进入列管式换热器的壳程，对通过管程的自然风进行降温； 当需要加湿时，外部水源通过管道进入加湿段，通过水帘对经过的自然风进行加湿和 除尘。 本专利技术的优点在于采用气爆与酶解及生物发酵相结合的方式进行生物转化。利用 蒸汽爆破技术对原料进行预处理，其原理是通过爆破装置，利用饱和水蒸气将原料加热至 一定的压力，使蒸汽在压力作用下渗入物料组织结构内部，形成强大的压缩气体能并在短 时间内爆破释放，从而从分子水平打破物料大分子晶格结构，对物料的物理结构和化学组 成具有很强的重构作用，分解抗营养因子，并使物料熟化，便于固态发酵阶段酶解与微生物 发酵的转化利用，缩短发酵周期；同时气爆能达到对原料灭菌的目的，使固体发酵过程中减 少杂菌的污染，保证产品的品质。并结合饲料加工工艺将其制造成无污染、无公害的生物无 抗饲料，降低了饲料成本，变废为宝。 本方法采用模块化自动发酵装置进行固态发酵。经爆破后的物料与发酵菌液及 酶制剂混合后装入模块化固态生物原料自动发酵装置中进行酶解与生物发酵，实现自动控 温、控湿、控通风量的要求，生物转化率高，发酵周期短，损耗少，成本低，可实现机械化、规 模化的生产需求。采用气爆与酶解及生物发酵相结合的方式进行生物转化，在生物转化过 程中能分泌与合成大量的有益菌、氨基酸、生化酶、促生长因子等营养类物质，调整和提高 动物机体免疫力，达到预防疾病、提高成活率、促进生长、降低成本，增产增收等效果，减少 或不需要额外添加益生菌、酶制剂等添加剂，且产品能完全满足动物生长所需的营养需求。【附图说明】图1是本专利技术中专用的模块化固态生物原料连续发酵装置的结构示意图。 图2是图1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种秸秆酶解发酵生产无抗饲料的方法，其特征在于：包括下述步骤：第一步，液体发酵a、将培养好的谷氨酸棒杆菌用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到种子罐中培养16~20h 后，再转入发酵罐中培养36~48h，得到谷氨酸棒杆菌发酵液；b、将培养活化的热带假丝酵母菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到发酵培养基中培养20~24h，得到热带假丝酵母发酵液；c、将培养活化的纳豆芽孢杆菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基中培养发酵18~24h，得到纳豆芽孢杆菌发酵液；d、将培养活化的植物乳杆菌用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基中培养发酵18~22h，得到植物乳杆菌发酵液；e、将培养活化的米曲霉菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基中培养发酵24~36h，得到米曲霉菌发酵液；将上述五种发酵液按一定的比例制成混合菌液备用；第二步，固体酶解与发酵a、将玉米秸秆或小麦秸秆与玉米、麸皮、棉粕、菜籽粕、瓜尔豆粕、豆粕、花生粕原料按配方比例搭配，并按原料总量的0.5~2%加入氧化钙，混合后装入爆缸，装料系数为60~80%，爆缸罐体密封后通入180~250℃的饱和蒸汽，当爆缸压力达到0.5~2.0 Mpa后维持1~5 min，在0.00875 s打开气动阀门进行蒸汽爆破；b、将气爆后的物料与第一步制备的混合菌液按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，纤维素酶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，果胶酶35~80 U/g原料，中温淀粉酶12~20 U/g原料，糖化酶100～150 U/g原料混合均匀；调节水分35~45%，得到混合物料；c、将混合物料送入专用的模块化固态生物原料连续发酵装置内进行酶解与发酵，设定酶解与发酵温度28~40℃，相对湿度60~90%，发酵时间24~36h：混合物料由提升机送入摆式布料器，再进入刮板布料器，由刮板布料器均匀将其分布到自下而上设有N层发酵室的塔架最顶层发酵室的各箱体单元的上开口箱体内，当物料达到设定的布料高度后，顶层各箱体单元底部的下翻式翻板门自动打开，将物料翻转卸入下方第N‑1层发酵室的上开口箱体内进行发酵；卸料完毕后的顶层下翻式翻板门关闭，开始下一轮布料；当第N‑1层发酵室的上开口箱体内的物料发酵到设定值时，再通过其底部的下翻式翻板门将物料翻转卸到第N‑2层发酵室的上开口箱体内继续发酵，卸料完毕的第N‑1层下翻式翻板门关闭，迎接顶层上开口箱体内翻转卸下的物料，顶层上开口箱体内再进行新一轮布料，依次类推，实现物料的连续发酵；当物料翻转卸到底部第一层上开口箱体内发酵后，第一层的下翻式翻板门打开，发酵完成的物料从缓冲出料斗卸到出料刮板输送机上；物料在第一层至第N‑1层发酵室的上开口箱体内进行连续发酵时，每层发酵物料的温湿度依靠连接在风道调节管路上的进风温湿度调节装置来控制；第三步，干燥出料刮板输送机将物料转送出去备用，或经80℃以下低温干燥至含水量低于12.5%后备用；第四步，成品无抗饲料第三步所得物料中按配方比例加入石粉或石粒、食盐、磷酸氢钙、氨基酸、胆碱、次粉、复合维生素、复合微量元素、蒙脱石、植物油或动物油，混合均匀后即得到成品无抗饲料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹胜炎，李伟，耿永献，张军峰，
申请(专利权)人：河南双成生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41