CN1116497A - 一种发酵生产菌体蛋白饲料的新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液固结合发酵生产菌体蛋白饲料的新工艺，其特点是沿用了液态发酵法菌种制备和存储的方法和设备，固态物料的预处理如脱水、混配料、灭菌、冷却沿用了固态发酵的方法和设备，将菌种接种到处理好的固态物料中，送入固态发酵反应器中进行发酵，取得了明显的节能降耗效果，使产品的收率达到90％。该工艺对于以棉籽饼、粉丝下脚料、啤酒渣、玉米淀粉渣等农副产品下脚料为原料生产菌体蛋白饲料均适用。

Description

一种发酵生产菌体蛋白饲料的新工艺

本发明涉及发酵工艺，具体地说是关于发酵生产菌体蛋白饲料的工艺。

随着人们生活水平的不断提高，要求不断增加肉食比例。但是，蛋白饲料的短缺，严重影响畜牧业发展。每年国家用大量外汇进口鱼粉，仍不能满足需要。利用农副产品的下脚料，通过接入酵母菌发酵生产单细胞蛋白(SCP—Single Cell Protein)饲料，通称为菌体蛋白饲料，可大大缓解我国蛋白饲料短缺的矛盾。

通常，发酵生产菌体蛋白饲料有两种方法，液态发酵法和固体发酵法。液体发酵法的工艺流程是：菌种→小摇瓶培养→大摇瓶培养→一级种子罐培养→二级种子罐培养→三级发酵罐发酵→脱水→干燥→包装→出厂。实际生产过程中，液态发酵工艺的三级发酵罐体的容量比二级发酵罐扩大10倍，一般为20m³，发酵过程中需将20m³的培养液升温到100℃，然后再强制降温到34℃。就要消耗很大能量，发酵完毕之后的脱水工序耗能也很大，而且时间长，收率低。耗能大，收率低是液态发酵工艺的主要缺点。而目前通用的固态发酵工艺，一般是将接种后的物料摊放在室内的地面上或在挖掘的池子中进行发酵。固态发酵工艺设备投资少，但是，产品质量难以控制，产品的质量不如液态发酵工艺好。

“中国饲料”杂志1993年第5期，“饲料酵母生产的工艺与设备”一文介绍了一种固态发酵机，但没有实际用于生产菌体蛋白饲料的成功事例。

本发明的目的是提供一种节能降耗，提高产品质量的液固结合的发酵工艺。

本发明用于生产菌体蛋白的饲料、液固结合的发酵工艺流程为：

菌种斜面培养后，通过小摇瓶、大摇瓶，送至一级种子培养罐，经发酵一段时间后，送入二级种子罐进行培养，再扩大十倍后，送入种子储存罐备用；固态物料的流程是，先将物料进行予处理(如脱水等)再进行混配料，然后将物料灭菌(利用100℃以上的蒸汽进行灭菌)，灭菌后由风冷机将物料冷却，当料温降到40℃以下时，开始接种，接种量在25％左右。然后送入固态发酵反应器，进行20小时左右的发酵。发酵后的物料，立即干燥，干燥后包装出厂。

本发明液固结合的发酵工艺，菌种培养及菌种储存沿用了通常进行液态发酵法的操作方法及设备，其中固态物料的予处理如脱水，混配料，蒸汽灭菌、物料冷却等沿用了通常进行固态发酵的操作方法及设备。

所述的固态发酵反应器由主发酵罐(4)、电气控制柜(15)和空气调节系统三部分组成。主发酵罐的罐体(4)采用砖及水泥砌成，在罐内支撑座(13)上安装有旋转发酵床(12)，发酵床总面积为19.6平方米，床面上布满Φ2mm的透孔，在固定支架(2)的两侧，分别安装有搅拌机构(3)及摊平机构(18)；电气控制柜(15)上面设有各电机控制开关及温度检测器；空气调节系统包括温度传感器(19)和控制阀门(5)，鼓风机(9)，空气预热器(10)及空气加湿器(11)，该反应器的自动控温范围为0—40℃，装机总容量为16.2千瓦，使用380V，50H₂三相电源。

反应器工作原理如下：

固态发酵物料由进料口(1)进入发酵罐落在发酵床(12)上面。在发酵床旋转电机(8)的带动下，发酵床旋转，同时，摊平机构(18)将物料摊平，整理好。当需要搅拌物料时，启动旋转发酵床(12)，搅拌机构在搅拌电机的带动下，将物料均匀搅拌。

罐内设有温度传感器(19)，当温度上升超过设定值时，自动打开鼓风机(9)送风。当温度下降低于设定值时，自动关闭鼓风机(9)。保持罐温。

当外界环境温度很低时，空气通过空气予热器(10)由鼓风机(9)送风。当罐内湿度下降时，通过空气加湿器(11)，提高罐体内的空气湿度。

发酵结束后，启动发酵床(12)反方向旋转，同时，在摊平机构(18)的作用下，由出料口(16)将物料卸出。

本发明用于生产菌体蛋白饲料液固结合的发酵工艺，利用液态发酵菌种接入到固态物料中，在固态发酵反应器中进行发酵，不但可以大量节省能源，同时避免了周围环境的污染，使产品的收率达到90％以上的水平。本工艺对农副产品下脚料，例如棉子饼、粉丝生产下脚料、啤酒渣等均收到较好的效果。

以下结合附图详细说明本发明工艺的特点：

图1液固结合发酵工艺的流程图

图2固态发酵反应器原理图

图中1—进料口2—支架3—翻料机构

4—反应器外壳5—空气阀门6—空气出口

7—搅拌机构电机8—旋转园盘电机

9—鼓风机10—空气予热器11—空气加湿器

12—发酵床13—支撑座14—连接电缆

15—控制柜16—下料口17—摊平电机

18—挡板19—温度传感器

实施例1：以玉米蛋白粉为原料生产菌体蛋白饲料液态菌种培养基(一、二级种子罐)：玉米蛋白粉。

固态培养基料：玉米蛋白粉。使用菌种：Y—18，S—8。

工艺流程如下：

1、菌种制备工序：

①麦芽汁琼脂培养基(用于接斜面和倒平板)

麦芽汁         100ml

KH₂PO₄      0.06g

琼脂            2.0g

②自然PH值，10磅压力下灭菌30分钟，分装试管，制成斜面，接种后，于28—30℃下，将S—8，Y18菌种培养2天，放置冰箱中保存备用。

2、大、小摇瓶工序

培养基：麦芽汁        100ml

        KH₂PO₄    0.06g

        自然PH值，自来水配制。

10磅的压力下灭菌30分钟，小摇瓶(300ml三角瓶)装50ml。大摇瓶(1000ml的三角瓶)装入200—300ml，接入S—8，Y—18菌种，(接种量大于10％)，在30—35℃恒温下培养，小摇瓶培养时间16小时，大摇瓶培养时间约8—10小时。

3、一、二级种子罐培养

①配料：玉米蛋白粉      10—12％

        KH₂PO₄      0.1％

        二铵            0.5—0.7％(含N13—18％)

        尿素适量

②灭菌：

通蒸汽升压至0.8Kg/cm²，维持20分钟，降温至88—90℃，加入α—淀粉酶，继续降温至65℃，加入糖化酶，降至42℃，加入蛋白酶，降至34±1℃时，用硫酸调PH值为5.0，接入种子培养。

③培养：在PH值为4.5—5.0的条件下，通风培养5—6小时。

4、种子存储

将二级发酵罐培养好的S—8，Y—18菌种，存入种子存储罐备用。

5、固态物料予处理

将玉米蛋白粉掺入30％的水份，使水份达40％左右，再掺入少量的麦芽糠，混配均匀。

6、调质灭菌

将上述混合好的物料送入调质灭菌器，将物料加温至100℃，保持5分钟，处理后的物料送入风冷机。

7、风冷机

从风冷机的入口至出口，物料的温度从100℃降至40℃以下。

8、接种：

从风冷机出口流出的物料，与种子存储罐中的种子以1∶0.2的比例进行混合后，使发酵物料的含水量达60％左右，用螺旋输送器将接好种的物料送入固态发酵反应器。

9、固态发酵反应器

物料在固态发酵反应器中，在最大湿度的情况下，温度控制在34℃±1°下保持24小时，中途12小时翻松一次。

10、干燥

用气流烘干机将物料烘干，含水量小于9％。

实施例2：以龙口粉丝生产下脚料生产菌体蛋白饲料。液态菌种培养基(一、二级种子罐)：废浆水。

固态培养基：废粉渣。

使用菌种：B—1，S—32。

工艺流程如下：

1、菌种制备工序(同实施例1)。

2、大、小摇瓶工序(同实施例1)。

3、一、二级种子罐培养

①配料：废浆水      6％(浓度)

        KH₂PO₄  0.1％

        二铵，尿素适量

②灭菌(同实施例1)。

以下工序均与实施例1相同。只是固态物料使用废粉渣。

Claims (2)

1、一种用于生产菌体蛋白饲料液固结合的发酵工艺，其特征是菌种斜面培养后，通过小摇瓶、大摇瓶，送至一级种子培养罐，经发酵一段时间后，送入二级种子罐进行培养，再扩大十倍后，送入种子存储罐备用；固态物料的流程是，先将物料进行予处理(如脱水等)再进行混配料，然后进行灭菌(利用100℃以上的蒸汽进行灭菌)，灭菌后由风冷机将物料冷却，当料温降至40℃以下时，开始接种，接种量在25％左右，然后送入固态发酵反应器，进行20小时左右的发酵，发酵后的物料，立即干燥，干燥后包装出厂。

2、根据权利要求1，用于生产菌体蛋白饲料液固结合的发酵工艺，其特征是所述的固态发酵反应器由主发酵罐(4)，电气控制柜(15)和空气调节系统三部分组成，主发酵罐体(4)采用砖及水泥砌成，在罐内支座(13)上安装有旋转发酵床(12)，发酵床总面积为19.6平方米，床面上布满Φ2mm的透孔，在固定支架(2)的两侧，分别安装有搅拌机构(3)及摊平机构(18)；电气控制柜(15)上面设有电机控制开关及温度检测器；空气调节系统包括控制阀门(5)，鼓风机(9)，空气予热器(10)，空气加湿器(11)及温度传感器(19)。

Images