CN107712272A - 一种物料发酵工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物料发酵工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。与现有技术相比，本发明在物料发酵箱内依次进行好氧发酵、厌氧发酵过程，可实现发酵过程的自动化控制，简化了操作，提高了生产效率，并对发酵后的气体集中收集进行喷淋沉降和活性炭吸附处理，有利于环保；第一皮带输送机构、第二皮带输送机构及绞龙输送机构既能够将物料均匀摊平，以增加物料与气体的接触面积，同时又能作为输送机械，保证物料的有效输送。

Description

一种物料发酵工艺

技术领域

本发明属于饲料加工技术领域，涉及一种物料发酵工艺。

背景技术

粗饲料中富含纤维素、半纤维素、果胶物质、木质素等粗纤维和蛋白质，有利于为动物的生长发育提供必要的营养物质，但粗饲料往往难以被动物直接消化吸收，动物吃了粗饲料之后，肠道负担会加重，还会引发肠道疾病。发酵物料是指在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢活动，将植物性、动物性和矿物性物质中的抗营养因子分解或转化，最终得到易于被动物采食、消化、吸收的养分更高且无毒害作用的饲料。发酵物料不但可以弥补常规粗饲料中缺乏的氨基酸，而且还能使其它粗饲料原料的营养成分迅速转化，达到增强消化、促进吸收利用的效果。

然而，目前的发酵物料在加工中，往往存在发酵过程繁琐、发酵周期过长等弊端，导致生产效率低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种物料发酵工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种物料发酵工艺，该工艺包括以下步骤：

1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；

2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。

进一步地，步骤1)中，所述的待发酵物料包括豆粕、大豆、玉米、小麦或麸皮中的一种或更多种。

作为优选的技术方案，所述的待发酵物料的含水率为12％左右，与菌种采用批次混合方式，混合后保持含水率为40％左右。

进一步地，步骤1)中，所述的菌种包括好氧菌及厌氧菌。

作为优选的技术方案，所述的好氧菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、热带假丝酵母、黑曲霉或酵母菌(优选为酿酒酵母菌)中的一种或更多种，所述的厌氧菌包括植物乳酸杆菌、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜酸乳杆菌或粪肠球菌中的一种或更多种。

进一步地，步骤1)中，所述的待发酵原料与水的质量比为1:1-2，并且每1g待发酵原料中，加入的菌种的有效活菌数量≥1×10⁶CFU。

作为优选的技术方案，每1g待发酵原料中，加入的每一种菌种的有效活菌数量≥1×10⁶CFU。

作为进一步优选的技术方案，每1g待发酵原料中，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量≥1×10⁷CFU，酵母菌的有效活菌数量≥1×10⁶CFU，乳酸杆菌的有效活菌数量≥1×10⁶CFU。

进一步地，步骤1)中，所述的好氧发酵的温度为30-32℃，时间为24-48h；所述的厌氧发酵的温度为34-38℃，时间为24-48h。

作为优选的技术方案，发酵过程中，湿度控制在60％左右。

作为优选的技术方案，所述的好氧发酵的时间为36h，所述的厌氧发酵的时间为36h。

进一步地，步骤1)中，所述的好氧发酵通过通入无菌过滤空气或氧气进行发酵，所述的厌氧发酵通过通入氮气隔绝空气进行发酵。所述的空气为无菌过滤后的空气。

进一步地，发酵后的气体集中收集后，先进行喷淋沉降处理，再通过活性炭吸附。对发酵过程中产生的气体以及通入的空气或氧气、氮气等集中收集后处理，实现环保处理。

进一步地，步骤2)中，所述的烘干过程依次包括一次烘干及二次烘干，所述的一次烘干的进风温度≤130℃，所述的二次烘干的进风温度≤120℃。烘干过程中，保证物料温度≤70℃。采用两次烘干方式，能够降低烘干温度。热风乏汽回收循环利用，节能高效。

进一步地，步骤1)中，所述的好氧发酵及厌氧发酵过程在物料发酵箱内进行，所述的物料发酵箱包括箱体以及沿水平方向设置在箱体内的隔板，该隔板将箱体的内部分隔为一上一下的好氧发酵室、厌氧发酵室，所述的好氧发酵室内设有第一皮带输送机构及第二皮带输送机构，所述的厌氧发酵室内设有绞龙输送机构，所述的箱体的顶部设有进料口，底部设有出料口，所述的隔板上设有落料口，所述的物料发酵箱还包括与好氧发酵室相连通的空气通气机构以及与厌氧发酵室相连通的氮气通气机构。物料经进料口进入好氧发酵室内，并逐渐落在第一皮带输送机构、第二皮带输送机构上，第一皮带输送机构及第二皮带输送机构同时启动，将物料由进料口处向落料口处输送，使物料均匀摊平在第一皮带输送机构、第二皮带输送机构上，增加物料与空气的接触面积，之后空气通气机构将无菌过滤后的空气输送至好氧发酵室内，使物料进行好氧发酵，好氧发酵完成后，在第一皮带输送机构、第二皮带输送机构的带动下，物料逐渐经落料口落至厌氧发酵室内；厌氧发酵室内的物料在绞龙输送机构的带动下，逐渐由落料口处向出料口处运动，以均匀分布在厌氧发酵室内，之后氮气通气机构将灭菌后的氮气输送至厌氧发酵室内，使厌氧发酵室内保持无氧环境，便于物料进行厌氧发酵，厌氧发酵完成后，在绞龙输送机构的带动下，物料逐渐经出料口排出。

进一步地，所述的第一皮带输送机构包括设置在好氧发酵室内并位于进料口下方的第一从动轮、设置在落料口上方的第一主动轮、绕设在第一从动轮与第一主动轮之间的第一皮带以及与第一主动轮传动连接的第一主动轮驱动电机；所述的第二皮带输送机构包括设置在好氧发酵室内并位于进料口下方的第二从动轮、设置在落料口上方的第二主动轮、绕设在第二从动轮与第二主动轮之间的第二皮带以及与第二主动轮传动连接的第二主动轮驱动电机。第一主动轮驱动电机带动第一主动轮转动，使第一皮带将进料口处的物料逐渐向落料口处输送，以将物料均匀摊平在第一皮带上；第二主动轮驱动电机带动第二主动轮转动，使第二皮带将进料口处的物料逐渐向落料口处输送，以将物料均匀摊平在第二皮带上。将物料分别摊平在第一皮带、第二皮带上，增加物料与空气的接触面积，以保证好氧发酵的效果。

进一步地，所述的第二皮带输送机构位于第一皮带输送机构的下方，所述的进料口处设有进料分流机构，该进料分流机构包括分流板、设置在分流板上的分流板转轴以及与分流板转轴传动连接的分流板转轴驱动电机。分流板转轴驱动电机通过分流板转轴带动分流板转动，调节进料口处的物料进入第一皮带输送机构、第二皮带输送机构的比例，以保证物料均匀落在第一皮带输送机构、第二皮带输送机构中。

进一步地，所述的空气通气机构包括设置在好氧发酵室一侧并与好氧发酵室内部相连通的第一空气进气管以及设置在好氧发酵室顶部的空气出气管，所述的第一空气进气管上设有第一空气进气管加热器。第一空气进气管内的无菌空气经第一空气进气管加热器加热后，进入好氧发酵室内，供物料进行好氧发酵，之后由空气出气管排出。

进一步地，所述的第一空气进气管上还设有换热器，所述的空气出气管的一端与换热器相连通。由于物料在好氧发酵过程中，会不断放出热量，使空气的温度不断增加，因此空气出气管内的空气温度往往较高，为了合理利用热能，将空气出气管内的空气与第一空气进气管内的空气进行换热，以减少第一空气进气管加热器的能耗。

进一步地，所述的好氧发酵室的侧面还设有与好氧发酵室的内部相连通的第二空气进气管，所述的好氧发酵室内设有好氧发酵室温度传感器。当好氧发酵室温度传感器检测到好氧发酵室内的温度过高时，通过第二空气进气管向好氧发酵室内通入常温无菌过滤后的空气，以对好氧发酵室内空气进行降温。

作为优选的技术方案，所述的第二空气进气管与第一空气进气管分别位于好氧发酵室相对的两个侧面上。

进一步地，所述的绞龙输送机构包括沿水平方向设置在厌氧发酵室内的空心转轴、绕设在空心转轴上的绞龙叶片以及设置在空心转轴一端并与空心转轴传动连接的空心转轴驱动电机。空心转轴驱动电机带动空心转轴转动，使绞龙叶片将物料由落料口处向出料口处输送，以将物料均匀分布在厌氧发酵室内。

进一步地，所述的空心转轴上均匀开设有多个通气孔，所述的氮气通气机构包括设置在厌氧发酵室一侧并与空心转轴的内部相连通的氮气进气管以及设置在厌氧发酵室另一侧的氮气出气管。氮气进气管内的无菌氮气进入空心转轴内部后，经各个通气孔进入厌氧发酵室内，以保证物料与氮气的均匀接触，之后由氮气出气管排出。

进一步地，所述的厌氧发酵室内设有加热灯及厌氧发酵室温度传感器。厌氧发酵室温度传感器实时检测厌氧发酵室内温度，温度过低时，通过加热灯进行加热；温度过高时，加大氮气流速即可。

进一步地，所述的出料口处设有与出料口相适配的出料口挡板、设置在出料口挡板一端的出料口挡板转轴以及与出料口挡板转轴传动连接的出料口挡板转轴驱动电机；所述的落料口处设有与落料口相适配的落料口挡板、设置在落料口挡板一端的落料口挡板转轴以及与落料口挡板转轴传动连接的落料口挡板转轴驱动电机。出料口挡板转轴驱动电机通过出料口挡板转轴带动出料口挡板转动，使出料口打开或关闭；落料口挡板转轴驱动电机通过落料口挡板转轴带动落料口挡板转动，使落料口打开或关闭。

物料发酵箱内用紫外线、消毒液喷洒双重灭杀菌，防止残留引起菌种污染。

物料发酵箱内冲洗后的洗涤液集中导出并过滤，滤渣及滤液收集后利用。

物料发酵箱内清洗后进行通风干燥，防止残留物料霉变、污染。

该物料发酵箱还包括控制器。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)将需要进行发酵的待发酵物料依次采用好氧发酵、厌氧发酵的方式进行发酵，先进行好氧发酵，利用发酵环境中的氧气，使温度上升，提升发酵效率，之后进行厌氧发酵，提高微生物蛋白酶分解效率；

2)在物料发酵箱内依次进行好氧发酵、厌氧发酵过程，可实现发酵过程的自动化控制，简化了操作，提高了生产效率，并对发酵后的气体集中收集进行喷淋沉降和活性炭吸附处理，有利于环保；第一皮带输送机构、第二皮带输送机构及绞龙输送机构既能够将物料均匀摊平，以增加物料与气体的接触面积，同时又能作为输送机械，保证物料的有效输送；

3)温度控制简单、节能，保证了发酵过程的稳定高效进行。

附图说明

图1为实施例1中物料发酵箱的整体结构示意图；

图中标记说明：

1—箱体、2—隔板、3—好氧发酵室、4—厌氧发酵室、5—进料口、6—出料口、7—落料口、8—第一从动轮、9—第一主动轮、10—第一皮带、11—第二从动轮、12—第二主动轮、13—第二皮带、14—分流板、15—第一空气进气管、16—空气出气管、17—第一空气进气管加热器、18—换热器、19—第二空气进气管、20—好氧发酵室温度传感器、21—空心转轴、22—绞龙叶片、23—空心转轴驱动电机、24—通气孔、25—氮气进气管、26—氮气出气管、27—加热灯、28—厌氧发酵室温度传感器、29—出料口挡板、30—出料口挡板转轴、31—落料口挡板、32—落料口挡板转轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

一种物料发酵工艺，该工艺包括以下步骤：

1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；

2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。

其中，好氧发酵及厌氧发酵过程在物料发酵箱内进行，如图1所示，物料发酵箱包括箱体1以及沿水平方向设置在箱体1内的隔板2，该隔板2将箱体1的内部分隔为一上一下的好氧发酵室3、厌氧发酵室4，好氧发酵室3内设有第一皮带输送机构及第二皮带输送机构，厌氧发酵室4内设有绞龙输送机构，箱体1的顶部设有进料口5，底部设有出料口6，隔板2上设有落料口7，物料发酵箱还包括与好氧发酵室3相连通的空气通气机构以及与厌氧发酵室4相连通的氮气通气机构。

第一皮带输送机构包括设置在好氧发酵室3内并位于进料口5下方的第一从动轮8、设置在落料口7上方的第一主动轮9、绕设在第一从动轮8与第一主动轮9之间的第一皮带10以及与第一主动轮9传动连接的第一主动轮驱动电机；第二皮带输送机构包括设置在好氧发酵室3内并位于进料口5下方的第二从动轮11、设置在落料口7上方的第二主动轮12、绕设在第二从动轮11与第二主动轮12之间的第二皮带13以及与第二主动轮12传动连接的第二主动轮驱动电机。第二皮带输送机构位于第一皮带输送机构的下方，进料口5处设有进料分流机构，该进料分流机构包括分流板14、设置在分流板14上的分流板转轴以及与分流板转轴传动连接的分流板转轴驱动电机。

空气通气机构包括设置在好氧发酵室3一侧并与好氧发酵室3内部相连通的第一空气进气管15以及设置在好氧发酵室3顶部的空气出气管16，第一空气进气管15上设有第一空气进气管加热器17。第一空气进气管15上还设有换热器18，空气出气管16的一端与换热器18相连通。好氧发酵室3的侧面还设有与好氧发酵室3的内部相连通的第二空气进气管19，好氧发酵室3内设有好氧发酵室温度传感器20。

绞龙输送机构包括沿水平方向设置在厌氧发酵室4内的空心转轴21、绕设在空心转轴21上的绞龙叶片22以及设置在空心转轴21一端并与空心转轴21传动连接的空心转轴驱动电机23。空心转轴21上均匀开设有多个通气孔24，氮气通气机构包括设置在厌氧发酵室4一侧并与空心转轴21的内部相连通的氮气进气管25以及设置在厌氧发酵室4另一侧的氮气出气管26。厌氧发酵室4内设有加热灯27及厌氧发酵室温度传感器28。

出料口6处设有与出料口6相适配的出料口挡板29、设置在出料口挡板29一端的出料口挡板转轴30以及与出料口挡板转轴30传动连接的出料口挡板转轴驱动电机；落料口7处设有与落料口7相适配的落料口挡板31、设置在落料口挡板31一端的落料口挡板转轴32以及与落料口挡板转轴32传动连接的落料口挡板转轴驱动电机。

实施例2：

一种物料发酵工艺，该工艺包括以下步骤：

1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；

2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。

其中，待发酵物料为豆粕；菌种包括好氧菌及厌氧菌。

步骤1)中，每1g待发酵物料中，加入的菌种的有效活菌数量≥1×10⁶CFU；好氧发酵的温度为30℃，时间为48h；厌氧发酵的温度为34℃，时间为48h；好氧发酵通过通入无菌过滤空气进行发酵，厌氧发酵通过通入氮气隔绝空气进行发酵。发酵后的气体集中收集后，先进行喷淋沉降处理，再通过活性炭吸附。

步骤2)中，烘干过程依次包括一次烘干及二次烘干，一次烘干的进风温度为130℃，所述的二次烘干的进风温度为120℃。

实施例3：

一种物料发酵工艺，该工艺包括以下步骤：

1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；

2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。

其中，待发酵物料包括大豆、玉米和小麦；菌种包括好氧菌及厌氧菌。

步骤1)中，每1g待发酵物料中，加入的菌种的有效活菌数量≥1×10⁶CFU；好氧发酵的温度为32℃，时间为24h；厌氧发酵的温度为38℃，时间为24h；好氧发酵通过通入氧气进行发酵，厌氧发酵通过通入氮气隔绝空气进行发酵。发酵后的气体集中收集后，先进行喷淋沉降处理，再通过活性炭吸附。

步骤2)中，烘干过程依次包括一次烘干及二次烘干，一次烘干的进风温度为110℃，所述的二次烘干的进风温度为90℃。

实施例4：

一种物料发酵工艺，该工艺包括以下步骤：

1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；

2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。

其中，待发酵物料包括小麦及麸皮；菌种包括好氧菌及厌氧菌。

步骤1)中，每1g待发酵物料中，加入的菌种的有效活菌数量≥1×10⁶CFU；好氧发酵的温度为31℃，时间为36h；厌氧发酵的温度为36℃，时间为36h；好氧发酵通过通入无菌过滤空气进行发酵，厌氧发酵通过通入氮气隔绝空气进行发酵。发酵后的气体集中收集后，先进行喷淋沉降处理，再通过活性炭吸附。

步骤2)中，烘干过程依次包括一次烘干及二次烘干，一次烘干的进风温度≤130℃，所述的二次烘干的进风温度≤120℃。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物料发酵工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

1)将待发酵物料与菌种混合后，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵，得到发酵后物料；

2)将发酵后物料烘干后冷却，即得到发酵物料。

2.根据权利要求1所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤1)中，所述的待发酵物料包括豆粕、大豆、玉米、小麦或麸皮中的一种或更多种。

3.根据权利要求1所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤1)中，所述的菌种包括好氧菌及厌氧菌。

4.根据权利要求3所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤1)中，每1g待发酵物料中，加入的菌种的有效活菌数量≥1×10⁶CFU。

5.根据权利要求1所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤1)中，所述的好氧发酵的温度为30-32℃，时间为24-48h；所述的厌氧发酵的温度为34-38℃，时间为24-48h。

6.根据权利要求1所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤1)中，所述的好氧发酵通过通入无菌过滤空气或氧气进行发酵，所述的厌氧发酵通过通入氮气隔绝空气进行发酵。

7.根据权利要求6所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，发酵后的气体集中收集后，先进行喷淋沉降处理，再通过活性炭吸附。

8.根据权利要求1所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤2)中，所述的烘干过程依次包括一次烘干及二次烘干，所述的一次烘干的进风温度≤130℃，所述的二次烘干的进风温度≤120℃。

9.根据权利要求1所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，步骤1)中，所述的好氧发酵及厌氧发酵过程在物料发酵箱内进行，所述的物料发酵箱包括箱体(1)以及沿水平方向设置在箱体(1)内的隔板(2)，该隔板(2)将箱体(1)的内部分隔为一上一下的好氧发酵室(3)、厌氧发酵室(4)，所述的好氧发酵室(3)内设有第一皮带输送机构及第二皮带输送机构，所述的厌氧发酵室(4)内设有绞龙输送机构，所述的箱体(1)的顶部设有进料口(5)，底部设有出料口(6)，所述的隔板(2)上设有落料口(7)，所述的物料发酵箱还包括与好氧发酵室(3)相连通的空气通气机构以及与厌氧发酵室(4)相连通的氮气通气机构。

10.根据权利要求9所述的一种物料发酵工艺，其特征在于，

所述的第一皮带输送机构包括设置在好氧发酵室(3)内并位于进料口(5)下方的第一从动轮(8)、设置在落料口(7)上方的第一主动轮(9)、绕设在第一从动轮(8)与第一主动轮(9)之间的第一皮带(10)以及与第一主动轮(9)传动连接的第一主动轮驱动电机；

所述的第二皮带输送机构包括设置在好氧发酵室(3)内并位于进料口(5)下方的第二从动轮(11)、设置在落料口(7)上方的第二主动轮(12)、绕设在第二从动轮(11)与第二主动轮(12)之间的第二皮带(13)以及与第二主动轮(12)传动连接的第二主动轮驱动电机。