CN110981555A - 促进蛋白质水解的发酵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于由废弃物制备肥料的加工工艺技术领域，公开了一种促进蛋白质水解的发酵方法，包括以下步骤：蛋白质水解：去除原料内的油脂，再将原料破碎，并破碎后原料和水解酶投放在水解装置内进行水解，水解过程中进行搅拌；第一发酵阶段：将水解后的原料投放至发酵装置内，并加入微生物复合菌剂混合均匀，形成混合物料，再将混合物料静置3‑5天，完成第一发酵阶段；第二发酵阶段：对物料进行搅拌，并向发酵装置内通入气体，发酵2‑4天，完成第二发酵阶段；第三发酵阶段：将物料静置5‑7天，完成第三发酵阶段。本发明解决了现有技术中蛋白质不能充分水解，导致蛋白质的使用率低，造成动物原料浪费的问题。
Description
技术领域
本发明属于由废弃物制备肥料的加工工艺技术领域，具体涉及一种促进蛋白质水解的发酵方法。
背景技术
有机肥，是主要来源于植物或动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。在以动物为原料制备有机肥时，需要将蛋白质水解为氨基酸，为制备有机肥提供营养成分。但是动物原料内的蛋白质含量较高，因此水解较慢，而且水解不充分，因而导致发酵的速度慢，并且蛋白质的使用率低，导致动物原料的浪费。
发明内容
本发明意在提供一种促进蛋白质水解的发酵方法，以解决现有技术中蛋白质不能充分水解，导致蛋白质的使用率低，造成动物原料浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，促进蛋白质水解的发酵方法，包括以下步骤：
(1)蛋白质水解：去除原料内的油脂，再将原料破碎，并破碎后原料和水解酶投放在水解装置内进行水解，水解过程中进行搅拌；
(2)第一发酵阶段：将水解后的原料投放至发酵装置内，并加入微生物复合菌剂混合均匀，形成混合物料，再将混合物料静置3-5天，完成第一发酵阶段；
(3)第二发酵阶段：对物料进行搅拌，并向发酵装置内通入气体，发酵2-4天，完成第二发酵阶段；
(4)第三发酵阶段：将物料静置5-7天，完成第三发酵阶段。
本技术方案的有益效果：
1、在发酵前对先对动物原料内的蛋白质进行水解，能避免在发酵阶段水解酶受到其他环境因素的影响，从而提高对蛋白质的水解效果；
2、先去除油脂后再进行蛋白质水解，能够使得蛋白质的水解效果更佳；
3、对原料进行破碎，能够提高原料与水解酶之间的接触面积，进而提高水解的效果和效率；
4、在水解过程中进行搅拌，能够实现均匀的水解；
5、物料经过第一发酵阶段，使得物料完全腐化，因此物料的粘度较大，通过边搅拌边通入气体，能够提高物料的溶氧量，进而加快发酵的效率，并提高发酵的效果。
进一步，所述步骤(1)中，使用的水解酶为胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶中的一种或多种的混合物。
有益效果：利用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶能实现蛋白质的快速水解，并且能水解出对植物生长有益的氨基酸。
进一步，所述步骤(1)中的水解酶分三次加入。
有益效果：避免一次性将水解酶全部加入，部分水解酶还未使用便失效的情况出现。
进一步，所述步骤(1)中搅拌的速度为30-50r/min。
有益效果：该搅拌速度下，能使得混合均匀度较好，并且能促进水解。
进一步，所述水解装置的水解桶的侧壁上缠绕有加热丝，加热丝上电连接有滑动变阻器，滑动变阻器上电连接有电源，滑动变阻器和电源均固定在水解桶底部。
有益效果：设置加热丝能够对水解桶进行加热和保温，使得水解桶内的温度适宜蛋白质的水解。并且设置滑动变阻器，能够对通过加热丝内的电流大小进行调节，从而调节加热丝加热的温度，进而控制水解桶内的温度。
进一步，所述水解装置的搅拌轴内设有导热空腔，导热空腔竖向滑动连接有滑板，导热腔内位于滑板上方充有惰性气体，滑板底部固定有驱动滑动变阻器滑动的推杆。
有益效果：当水解桶内的温度升高时，导热腔内的惰性气体受热会发生膨胀，进而会推动滑板滑动，进而使得滑板推动滑动变阻器滑动，使得流入加热丝内的电流变小，进而使得加热丝对水解装置的加热温度变低，实现水解桶内的温度缓慢的变低，能避免水解桶内的温度过高造成的水解反应受到阻碍。
进一步，所述水解桶内竖向滑动连接有滑动板，滑动板上设有单向泄压阀，水解桶内位于滑动板上方处还固定限位环，水解桶位于限位环上方处设有排气口。
有益效果：在水解的过程中，由于水解产生的废气以及加热使得水解桶内的压强逐渐增大，进而会推动滑动板逐渐上移，并通过限位环进行阻挡，当滑动板被限位环阻挡时，限位环不再向上滑动，而此时水解桶内的压强还是逐渐增大，因此会通过单向泄压阀将废气排出，废气再通过水解桶上的排气口排出。通过滑动板和限位环的配合，能够保证水解桶内保持较高的压强，因此能够促进蛋白质的水解。
进一步，所述水解桶的顶部设有贯穿水解桶侧壁的冷凝板，冷凝板倾斜设置，且冷凝板的低端位于水解桶外，水解桶的侧壁上固定有收液桶，收液桶位于冷凝板下方。
有益效果：设置冷凝板，利用冷凝板对废气进行冷凝，使得废气内的蒸汽冷凝为水滴，再沿着倾斜的冷凝板滑动，并落至收液桶内进行收集；在水解时，水解桶内是需要保持酸性的，因此废气内会夹杂有酸性物质，通过对酸性物质的蒸汽进行冷凝，能减少酸性物质排出对外部环境的影响。
进一步，所述收液桶内注有石蕊溶液。
有益效果：通过石蕊溶液与冷凝的蒸汽接触能够检测出水解桶内的酸碱性，进而对水解环境进行调节。
进一步，所述水解桶侧壁上还固定有中和液箱，中和液箱与水解桶之间连通有进液管，进液管上设有阀门。
有益效果：能够通过中和液箱向水解桶内加入中和液，实现对水解桶内的水解环境进行调节。
附图说明
图1为本发明实施例1中使用的水解装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2中使用的水解装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：水解桶1、限位环11、排气口12、存放腔13、出料管14、进料口15、搅拌轴2、搅拌叶片21、尖刺211、导热腔22、气囊221、滑板222、推杆223、滑动板3、泄压口31、冷凝板4、冷凝腔41、进水管42、出水管43、收集箱5、加热丝6、滑动电阻7、中和液箱8、隔板81、进液管82。
实施例1：
本实施例中，使用的水解装置，基本如附图1所示，包括支架和固定在支架上的水解桶1，支架上还固定有电机，电机的输出轴上同轴固定有搅拌轴2，搅拌轴2的下部延伸至水解桶1内，搅拌轴2的底部设有搅拌叶片21，搅拌叶片21上设有若干尖刺211。
搅拌轴2的下部设有导热空腔，导热空腔内竖向滑动连接有滑板222，导热空腔位于滑板222上部处设有气囊221，气囊221内注有惰性气体。滑板222的底部与导热空腔底部之间焊接有弹簧，滑板222底部还固定有推杆223。
水解桶1内竖向滑动连接有滑动板3，滑动板3中部设有通孔，搅拌轴2贯穿通孔延伸至滑动板3下方，通孔内圈设有密封圈，因此能实现搅拌轴2与滑动板3发生相对转动以及竖向的滑动。滑动板3的右部设有泄压口31，泄压口31内设有单向泄压阀，当水解桶1下部的压强增大时，将单向泄压阀打开，将水解桶1下部的气体通过泄压口31排出。水解桶1内圈设有位于滑动板3上部固定有限位环11。
水解桶1的左侧壁的上部设有排气口12，水解桶1的顶部固定有冷凝板4，冷凝板4上设有冷凝腔41，冷凝腔41上连通有进水管42和出水管43。冷凝板4从右至左向下倾斜设置，冷凝板4的左端贯穿排气口12延伸至水解桶1外。水解桶1的左侧壁上固定有收集箱5，收集箱5位于冷凝板4左端的下方。
水解桶1的侧壁内螺旋缠绕有加热丝6。水解桶1的底部设有存放腔13，存放腔13内固定有电源和与电源电连接的滑动电阻7，电源上还电连接有开关，开关固定在水解桶1的外侧；加热丝6与滑动电阻7电连接。滑动电阻7竖向设置，且推杆223贯穿水解桶1底部延伸至存放腔13内，推杆223底部固定在滑动电阻7的滑片上。当推杆223下移时，带动滑片下移，实现滑动电阻7的阻值增加，因此流入加热丝6的电流减小，进而实现加热丝6的发热减少。
水解桶1底部还设置有出料口，出料口上连通有出料管14，出料管14上设有阀门。水解桶1位于右侧壁位于滑动板3下方还设有进料口15，进料口15内设有密封塞。
本发明促进蛋白质水解的发酵方法，包括以下步骤：
(1)蛋白质水解：将动物下脚料内的油脂去除，具体方式为，将动物下脚料置于水中，再对动物下脚料进行搅拌，使得动物下脚料上的油脂分离，再去掉上层油脂。将去掉油脂后的动物下脚料搅碎，并将搅碎后的动物下脚料通过进料口15投放至水解桶1内。再配置水解酶，水解酶和动物下脚料的质量比为1:5，再将水解酶等分为3份，将其中一份水解酶投放至水解桶1内，并利用密封塞将进料口15封闭。
启动电机，电机带动搅拌轴2转动，进而带动搅拌叶片21转动，实现将水解酶和动物下脚料均匀的混合。同时，打开电源，实现加热丝6对加热桶进行加热，为物料的水解提供适宜的环境。水解的过程中动物下脚料内的蛋白质在水解酶的催化下发生水解，产生氨基酸。
在水解的过程中通过加热丝6的加热，会使得水解桶1内的温度上升，并且通过搅拌轴2的搅拌，能实现对物料的均匀加热，通过热量的传递使得搅拌轴2的温度也逐渐上升，根据热胀冷缩的原理，使得气囊221膨胀，从而推动滑板222向下移动，滑板222带动推杆223下移，推动滑动电阻7的划片，使得滑动电阻7与电源连通的阻值变大，进而流入加热丝6的电流变小，加热丝6的温度变低，使得水解桶1内的温度逐渐降低，避免水解桶1内的温度太高造成水解酶失效的情况出现。
在水解的过程中，会产生废气，同时，利用加热丝6进行加热，会使得水解桶1内的压强增大，从而会向上挤压滑动板3，滑动板3向上滑动，当滑动板3滑动至与限位环11相抵后，滑动板3不再上移。但是水解会持续产生废气，使得水解桶1内的压强逐渐增大，因此使得废气从泄压口31排出。
废气排出后冲击在冷凝板4上，通过冷却空腔内的冷水对废气进行冷凝，使得废气内的蒸汽冷凝为水滴，并沿着倾斜的冷凝板4流动，落至收集桶内进行收集。避免废气内的酸性蒸汽或碱性蒸汽排出对环境造成影响。
在水解的中期，将第二份水解酶投放至水解桶1内，实现对动物蛋白的水解；在水解的后期再将最后一份水解酶投放至水解桶1内。
(2)第一发酵阶段：水解完成后，打开出料管14上的阀门，将水解后的产物导出，并投放至发酵桶内，再加入微生物复合菌剂，使得微生物复合菌剂和物料混合均匀，形成混合物料，再将混合物料静置4天，完成第一发酵阶段。
(3)第二发酵阶段：启动发酵桶上的电机，电机带动发酵桶的搅拌轴2转动，实现对物料边搅拌边发酵，同时向发酵桶内加入气体，为物料的发酵提供气体来源。发酵3天后，完成第二发酵阶段。
(4)第三发酵阶段：关闭电机，停止搅拌轴2的搅动，将发酵桶内的物料静置6天，完成第三发酵阶段；同时完成对物料的发酵。
实施例2：
实施例2与实施例1的区别之处仅在于，如图2所示，收料桶上设有进液喷头，进液喷头上连通有进液管82，水解桶1外壁上还固定有储液桶，储液桶内注有石蕊溶液。水解桶1的右侧壁上还固定有中和液箱8，中和液箱8内设有隔板81，隔板81将中和液箱8分隔为酸性液箱和碱性液箱，酸性液箱内注有盐酸溶液，碱性液箱内注有氢氧化钠溶液。中和液箱8与水解桶1之间连通有进液管82，进液管82为Y型管，其中主管与水解桶1连通，两根支管分别与酸性液箱和碱性液箱连通，且两根支管上均设有阀门。
在水解时，废气排出并通过冷凝板4冷凝后，落至收集桶内，并于石蕊溶液进行接触，由于酸碱性的不同，会与石蕊溶液发生不同的反应，当石蕊溶液呈红色时，向水解桶1内加入碱性溶液，当石蕊溶液呈蓝色时，向水解桶1内加入酸性溶液。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)蛋白质水解：去除原料内的油脂，再将原料破碎，并破碎后原料和水解酶投放在水解装置内进行水解，水解过程中进行搅拌；
(2)第一发酵阶段：将水解后的原料投放至发酵装置内，并加入微生物复合菌剂混合均匀，形成混合物料，再将混合物料静置3-5天，完成第一发酵阶段；
(3)第二发酵阶段：对物料进行搅拌，并向发酵装置内通入气体，发酵2-4天，完成第二发酵阶段；
(4)第三发酵阶段：将物料静置5-7天，完成第三发酵阶段。
2.根据权利要求1所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述步骤(1)中，使用的水解酶为胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求2所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述步骤(1)中的水解酶分三次加入。
4.根据权利要求3所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌的速度为30-50r/min。
5.根据权利要求4所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述水解装置的水解桶的侧壁上缠绕有加热丝，加热丝上电连接有滑动变阻器，滑动变阻器上电连接有电源，滑动变阻器和电源均固定在水解桶底部。
6.根据权利要求5所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述水解装置的搅拌轴内设有导热空腔，导热空腔竖向滑动连接有滑板，导热腔内位于滑板上方充有惰性气体，滑板底部固定有驱动滑动变阻器滑动的推杆。
7.根据权利要求6所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述水解桶内竖向滑动连接有滑动板，滑动板上设有单向泄压阀，水解桶内位于滑动板上方处还固定限位环，水解桶位于限位环上方处设有排气口。
8.根据权利要求7所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述水解桶的顶部设有贯穿水解桶侧壁的冷凝板，冷凝板倾斜设置，且冷凝板的低端位于水解桶外，水解桶的侧壁上固定有收液桶，收液桶位于冷凝板下方。
9.根据权利要求8所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述收液桶内注有石蕊溶液。
10.根据权利要求9所述的促进蛋白质水解的发酵方法，其特征在于：所述水解桶侧壁上还固定有中和液箱，中和液箱与水解桶之间连通有进液管，进液管上设有阀门。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911379584.7A CN110981555A (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 促进蛋白质水解的发酵方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN110981555A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112919948A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-08 | 吴茂盛 | 一种连续式生物肥料加工发酵装置 |
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2019
- 2019-12-27 CN CN201911379584.7A patent/CN110981555A/zh active Pending
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