CN115251240A - 一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法 - Google Patents
一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115251240A CN115251240A CN202210713638.4A CN202210713638A CN115251240A CN 115251240 A CN115251240 A CN 115251240A CN 202210713638 A CN202210713638 A CN 202210713638A CN 115251240 A CN115251240 A CN 115251240A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- straws
- straw
- ammoniated
- ammoniation
- lignin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010902 straw Substances 0.000 title claims abstract description 214
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 76
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 76
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 38
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 29
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 9
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 53
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 33
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 33
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 33
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 33
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 240000001462 Pleurotus ostreatus Species 0.000 claims description 18
- 235000001603 Pleurotus ostreatus Nutrition 0.000 claims description 18
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 16
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 16
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 13
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 13
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 11
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 11
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 11
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000008397 Ganoderma lucidum Species 0.000 claims description 2
- 235000001637 Ganoderma lucidum Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000000588 Hericium erinaceus Species 0.000 claims description 2
- 235000007328 Hericium erinaceus Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000002769 Morchella esculenta Species 0.000 claims description 2
- 235000002779 Morchella esculenta Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000209046 Pennisetum Species 0.000 claims description 2
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000252132 Pleurotus eryngii Species 0.000 claims description 2
- 235000001681 Pleurotus eryngii Nutrition 0.000 claims description 2
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims 2
- 235000009024 Ceanothus sanguineus Nutrition 0.000 claims 1
- 240000003553 Leptospermum scoparium Species 0.000 claims 1
- 235000015459 Lycium barbarum Nutrition 0.000 claims 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 abstract description 40
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 25
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 5
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 abstract description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 abstract description 4
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 4
- -1 Ammonium organic acid Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 27
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 7
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 7
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 6
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 6
- 230000008676 import Effects 0.000 description 4
- 235000019629 palatability Nutrition 0.000 description 4
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 239000004459 forage Substances 0.000 description 3
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 244000045069 Agrocybe aegerita Species 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 240000006499 Flammulina velutipes Species 0.000 description 1
- 235000016640 Flammulina velutipes Nutrition 0.000 description 1
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 235000021050 feed intake Nutrition 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 150000005837 radical ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000010907 stover Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
- A23K10/37—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
- A23K10/12—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes by fermentation of natural products, e.g. of vegetable material, animal waste material or biomass
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
- A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
- A23K20/26—Compounds containing phosphorus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
- A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
- A23K20/30—Oligoelements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K40/00—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
- Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production
Abstract
本发明公开了一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法,通过双螺杆对秸秆撕裂过程中泵入复合氨化溶液对秸秆进行原位氨化改性,其中复合氨化溶液包含NH3,有机酸铵以及双氧水。本发明通过采用有机酸铵复配氨,以及添加双氧水对秸秆预处理,不仅有效提高对秸秆细胞壁中多糖与木质素的氨化改性,而且将木质素氧化碎片化并与铵根离子结合生成氨化木质素,氨化木质素水溶性高,能有效降低木质素对发酵的抑制。本发明首次采用在双螺杆机械力的辅助作用下对秸秆进行氨化处理,在对细胞壁破碎过程,以及处理过程自生热,有效提高了氨化试剂与秸秆的结合,将反应时间极大幅度的至少缩短至原氨化秸秆的二十分之一。本发明通过食用菌自身对氨化秸秆利用生物转化为发酵蛋白,秸秆饲料中真蛋白的含量可达到20%~35%。
Description
技术领域
本发明涉及生物化工和饲料制备领域,具体涉及一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法及其在饲料中的应用。
背景技术
我国具有丰富的生物质资源,玉米、水稻、小麦、棉花等农作物秸秆等资源量每年约8.2亿吨(约合4亿吨标煤),可收集的资源量每年约6.9亿吨。然而迄今为止,秸秆利用仍然是世界性难题。在我国,秸秆焚烧现象目前仍十分严重,每年约有3亿多吨的农作物秸秆被燃烧或废弃。秸秆资源化、商品化利用程度低,要实现我国2020年秸秆综合利用率超过80%的目标,任务仍相当艰巨。目前秸秆利用主要规划为四大类,饲料、肥料、能源、化学品原料。而其中由于秸秆自身的含有动物能消化吸收纤维多糖以及半纤维素多糖这两大碳源,同时鉴于饲料行业的体量大,分布广等特性,因此秸秆作为饲料化被认为目前能大幅度提高秸秆利用的一个方向。
我国工业用粮比例仅占我国粮食应用的约20%,远低于美国的工业用粮比例,饲料用粮比例却高于美国。饲料用粮比例的高居不下,严重制约我国发酵行业等工业发展。以大豆为例,我国大豆85%以上依赖进口,年进口量超8000万吨,进口金额高达3000亿/年,但其中直接食用比例仅占比20%,其余均作为榨油及饲料蛋白使用,大豆进口“卡脖子”的局面严重制约我国粮食安全。因此开发了基于秸秆发酵产蛋白的新一代“以草代粮”的生物炼制路线,可有效缓解我国工业与饲料用粮短缺及大豆进口“卡脖子”的局面。
目前纯天然的秸秆作为饲料存在适口性差,蛋白含量低,不足以替代高能量饲料原料,不利于动物消化吸收等诸多问题。因此需要通过一些预处理手段对秸秆进行改性,传统的方法有物理法、化学法以及生物法。其中物料法主要为切断、粉碎、膨化、气爆、制粒等,物理法主要是通过对秸秆进行多种机械处理,提高秸秆的适口性,但提升幅度有限,并且未能从本质上提高动物对秸秆的消化利用,达到增重的目的。例如专利CN113575766A,通过对玉米秸秆汽爆处理提高适口性,同时复配部分厌氧菌,提高家禽的对秸秆的消化吸收,但存在问题为家禽最需的蛋白含量有限,同时发酵周期较长。化学法主要为氨法,通过将氨水与尿素对秸秆堆放处理,通过挥发氨对秸秆进行润涨,并且可消除潜在酸性,提高粗蛋白含量。例如专利CN202111579316.7采用氨法对秸秆以及复配的豆秸秆氨化,同时接入细菌类单细胞菌株对氨化秸秆发酵处理,能提高粗蛋白浓度,但真实蛋白的含量提升困难,因此需要复配其它高蛋白的豆秸秆,同时整个氨化以及发酵周期长达4~6周。生物法主要为青贮、微贮、发酵以及酶解等,直接通过一些生物酶解发酵手段,可以有效提高秸秆中的芳香物质,因此提高家禽的采食量,例如专利CN201811071130.9对添加了发酵促进剂的秸秆进行氨化发酵,周期约为50~60天,经由青贮的秸秆,可有效的提高秸秆的适口性与秸秆的保存周期,但仍未能解决青贮池大的问题,处理周期长。
综上开发一种高效、节能、稳定的秸秆纤维饲料化应用新途径具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法,以增强秸秆与氨的快速深度结合,实现秸秆高效转化饲料蛋白。
为解决上述问题,本发明采取的技术方案如下:
一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将秸秆切断成8~10cm小段、干法除尘、水洗;
(2)将步骤(1)处理后的秸秆送入双螺杆撕裂机,向双螺杆撕裂机中加入复合氨化溶液,进行预处理;
(3)将步骤(2)预处理后的物料反应得到氨化秸秆。
其中,所述的秸秆为玉米秸秆、麦秸秆、稻秸秆、芦苇秸秆、巨菌草、豆秸秆中的任意一种或几种的组合。优选的玉米秸秆和麦秸秆。
步骤(2)中,所述的复合氨化溶液由NH3、有机酸铵、双氧水和水组成,其中NH3占比1wt%~10wt%,有机酸铵占比1wt%~6wt%,双氧水占比为1wt%~3wt%,其余为水。优选的NH3重量占比为3.5%~6.5%,有机酸铵重量占比为1%~3%,双氧水占比为1.5%。所述的有机酸铵为乙酸铵、甲酸铵、草酸铵、柠檬酸铵中的任意一种或几种的组合。优选的乙酸铵。
步骤(2)中,所述的料液质量比为1:4~3:1,优选的1:3~1:1。
步骤(3)中,所述的反应时间范围为0.5h~12h,优选的1~3h。
步骤(3)中,所述的反应无需额外加温,通过物料自身摩擦产生热量。为了减少氨的挥发,反应在密闭空间内进行。
上述的制备方法制备得到氨化改性秸秆也在本发明保护范围之内。
所述的氨化改性秸秆在饲料中的应用也在本发明的保护范围之内。所述的氨化改性秸秆可直接作为饲料添加剂,也可以通过发酵有效提高粗蛋白含量,具体发酵方法包括如下步骤:
(a)利用氨化改性秸秆配制发酵基质,灭菌;
(b)将步骤(a)灭菌后的发酵基质接入食用真菌种子液,发酵反应。
步骤(a)中,所述的发酵基质,氨化改性秸秆占2wt%~15wt%,硫酸镁占0.01wt%~0.06wt%,磷酸二氢钾占0.01wt%~0.06wt%,其余为水。优选的氨化改性秸秆占6wt%~10wt%,硫酸镁0.01wt%,磷酸二氢钾占0.01wt%。
步骤(b)中,所述的食用真菌种子液接种体积占发酵基质总体积的2%~15%,食用真菌种子液生物量浓度为20g/L;所述的食用真菌为平菇、红平菇、茶树菇、金针菇、杏鲍菇、猴头菇、羊肚菌、灵芝中的任意一种或几种的组合,本发明对食用菌的菌株没有具体限定,市售的所有上述食用菌都可以采用本发明方法。优选的平菇。
步骤(b)中,所述的发酵反应属于好氧发酵,发酵温度为25~35℃,反应时间为4~7天。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下优势:
(1)通过采用有机酸铵复配氨,以及添加双氧水,不仅有效提高了秸秆细胞壁中多糖与木质素的氨化改性,而且将木质素氧化碎片化,并与铵根离子结合生成氨化木质素。氨化木质素水溶性高,能有效降低木质素对发酵的抑制。
(2)本发明中在对秸秆进行氨化处理时首次采用双螺杆机械力的辅助。在对细胞壁破碎过程,以及处理过程自生热,有效提高了氨化试剂与秸秆的结合,将反应时间极大幅度的至少缩短至原氨化秸秆的二十分之一。
(3)通过食用菌自身对氨化秸秆利用生物转化为发酵蛋白,秸秆饲料中真蛋白的含量达到20%~35%。
(4)本发明预处理过程后不进行固液分离,实现预处理水解液与预处理物料的全组分利用,符合绿色清洁预处理的路线,极大降低了废水的处理难度,同时也降低了预处理的成本。
(5)集成秸秆氨化与半纤维催化分离预处理,借助于有机酸铵在预处理过程中电离出的酸根离子,不仅能有效提高秸秆表面孔隙率,而且能溶出少量的半纤维素,增加了预处理的强度。
附图说明
图1是原生木质素与氨化木质素核磁对比图。a:原生木质素;b、氨化木质素。
图2是原生木质素与氨化木质素红外对比图。a:原生木质素;b、氨化木质素。
图3是秸秆预处理前后表面SEM图。a:原生秸秆;b:氨化秸秆。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
下述实施例中所述固形物中粗蛋白含量的测定通过凯式定氮仪检测,具体的检测步骤和方法参考国标GB/T 6432-1994(饲料中粗蛋白测定方法)。
实施例1:
秸秆预处理过程:
麦秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入与干基秸秆相同重量的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为2.5%,乙酸铵占比为1.5%,双氧水占比为1.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应1h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化麦秸秆(如图1~3)。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性麦秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性麦秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为21%。
实施例2:
秸秆预处理过程:
麦秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量2倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为5.5%,乙酸铵占比为1.5%,双氧水占比为1.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应1h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化麦秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性麦秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性麦秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为23%。
实施例3:
秸秆预处理过程:
麦秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量3倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为4.5%,乙酸铵占比为1.5%,双氧水占比为1.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应1h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化麦秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性麦秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性麦秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为26%。
实施例4:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量2倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为5.5%,乙酸铵占比为1%,双氧水占比为1%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应2.5h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性玉米秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为25%。
实施例5:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量2倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为5.5%,乙酸铵占比为1.5%,双氧水占比为1.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应2.5h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性玉米秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为28%。
实施例6:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量2倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为6.5%,乙酸铵占比为1.5%,双氧水占比为1.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应2.5h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性玉米秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为30%。
实施例7:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量2倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为6.5%,乙酸铵占比为2.5%,双氧水占比为2.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应3h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性玉米秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为35%。
实施例8:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂过程中,泵入干基秸秆重量2倍的复合氨化溶液,其中复合氨化溶液中氨重量占比为6.5%,乙酸铵占比为2.5%,双氧水占比为2.5%,其余为水。将与复合氨化溶液高效混合的撕裂秸秆输送至密闭的反应螺旋内反应3h。秸秆内部木质素以水溶性氨化木质素形式溶出,附着于秸秆表面,并最终得到氨化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化改性玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性玉米秸秆物料占发酵基质重量的10%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为31%。
对比例1:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进入双螺杆撕裂机,秸秆在机筒内部撕裂。最终得到尺寸细化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中改性玉米秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到产物,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为15%。
对比例2:
秸秆预处理过程:
玉米秸秆通过铡草机,切成8~10cm段,随后通过传送带将物料送至八辊仰角除尘器除尘,将除尘后物料经传送带输送至鼓式洗草机,水洗后物料进入脱水螺旋,脱水后的秸秆经输送螺旋进氨化箱内,通入氨气维持0.08MPa,反应氨化10天。最终得到氨化玉米秸秆。
食用菌秸秆饲料制备:
a)、将上述氨化玉米秸秆与菌株营养物质及水复配成发酵基质,其中氨化玉米秸秆物料占发酵基质重量的6%,硫酸镁占0.01%,磷酸二氢钾占0.01%,其余部分为水;
b)、将上述复配的混合物进行灭菌处理,灭菌条件为同蒸汽加热至121℃,维持20min;
c)、将上述灭菌后的混合物按体积的5%接入平菇菌种子液,置于发酵罐中发酵反应5天;
将上述发酵罐内反应后的物料经板框分离,得到最终食用菌秸秆饲料产品,通过凯式定氮仪检测出固形物中粗蛋白含量为18%。
本发明提供了一种机械辅助原位氨化改性的秸秆制备方法及其在饲料中的应用,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将秸秆切断成8~10cm小段、干法除尘、水洗;
(2)将步骤(1)处理后的秸秆送入双螺杆撕裂机,向双螺杆撕裂机中加入复合氨化溶液,进行预处理;
(3)将步骤(2)预处理后的物料反应得到氨化秸秆。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的秸秆为玉米秸秆、麦秸秆、稻秸秆、芦苇秸秆、巨菌草、豆秸秆中的任意一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的复合氨化溶液由NH3、有机酸铵、双氧水和水组成,其中NH3占比1wt%~10wt%,有机酸铵占比1wt%~6wt%,双氧水占比为1wt%~3wt%,其余为水。所述的有机酸铵为乙酸铵、甲酸铵、草酸铵、柠檬酸铵中的任意一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,复合氨化溶液的加入量,以料液质量比1:4~3:1计算。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的反应在密闭空间内,反应时间为0.5h~12h。
6.权利要求1-5中任意一项所述的制备方法制备得到的氨化改性秸秆。
7.权利要求6所述的氨化改性秸秆在饲料中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,包括如下步骤:
(a)利用氨化改性秸秆配制发酵基质,灭菌;
(b)将步骤(a)灭菌后的发酵基质接入食用真菌种子液,发酵反应。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,步骤(a)中,所述的发酵基质中,氨化改性秸秆占2wt%~15wt%,硫酸镁占0.01wt%~0.06wt%,磷酸二氢钾占0.01wt%~0.06wt%,其余为水。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,步骤(b)中,所述的食用真菌种子液接种体积占发酵基质总体积的2%~15%,食用真菌种子液生物量浓度为20g/L;所述的食用真菌为平菇、红平菇、茶树菇、金针菇、杏鲍菇、猴头菇、羊肚菌、灵芝中的任意一种或几种的组合。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210713638.4A CN115251240B (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210713638.4A CN115251240B (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115251240A true CN115251240A (zh) | 2022-11-01 |
CN115251240B CN115251240B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=83760907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210713638.4A Active CN115251240B (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115251240B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1272459A (zh) * | 1999-04-29 | 2000-11-08 | 中国科学院化工冶金研究所 | 用过氧化氢作氧化剂制备氨化木质素的方法 |
CN102389023A (zh) * | 2011-09-04 | 2012-03-28 | 蒲增军 | 秸秆饲料蛋白菌及其制作方法 |
CN102732343A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-10-17 | 东北林业大学 | 一种铵化木质素柴油的生产工艺 |
CN102733230A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-10-17 | 东北林业大学 | 一种以造纸黑液为原料生产高纯度铵化木质素的工艺 |
CN105838608A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-08-10 | 华中农业大学 | 一种利用氨水和双氧水对秸秆进行分段预处理的方法 |
CN109627090A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-16 | 深圳市芭田生态工程股份有限公司 | 含氨化木质素的缓释氮肥及其制备方法 |
CN109717302A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-07 | 四川爱客信生物科技股份有限公司 | 青贮饲料及tmr防霉保鲜的有机酸添加剂及其使用方法 |
-
2022
- 2022-06-22 CN CN202210713638.4A patent/CN115251240B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1272459A (zh) * | 1999-04-29 | 2000-11-08 | 中国科学院化工冶金研究所 | 用过氧化氢作氧化剂制备氨化木质素的方法 |
CN102389023A (zh) * | 2011-09-04 | 2012-03-28 | 蒲增军 | 秸秆饲料蛋白菌及其制作方法 |
CN102732343A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-10-17 | 东北林业大学 | 一种铵化木质素柴油的生产工艺 |
CN102733230A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-10-17 | 东北林业大学 | 一种以造纸黑液为原料生产高纯度铵化木质素的工艺 |
CN105838608A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-08-10 | 华中农业大学 | 一种利用氨水和双氧水对秸秆进行分段预处理的方法 |
CN109627090A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-16 | 深圳市芭田生态工程股份有限公司 | 含氨化木质素的缓释氮肥及其制备方法 |
CN109717302A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-07 | 四川爱客信生物科技股份有限公司 | 青贮饲料及tmr防霉保鲜的有机酸添加剂及其使用方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
崔启佳;朱洪光;王旦一;熊飞龙;: "双螺杆物化组合预处理对秸秆产沼气的影响" * |
汝医等: ""氨化秸秆工艺及处理机的研究"" * |
王凯;谢小来;: "农作物秸秆复合处理技术的研究进展" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115251240B (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3247201B1 (en) | Methods for upgrading spent biomass material | |
CN102701851B (zh) | 一种杏鲍菇培养基质 | |
CN112159824B (zh) | 一种禽畜粪污的全资源再生利用方法 | |
CN101392268A (zh) | 一种获取可转化底物的木质纤维素原料预处理方法 | |
CN105146060A (zh) | 一种瘤胃微生物发酵制备动物饲料的方法 | |
CN104232494A (zh) | 一种利用造纸黑液生产酵母菌和有机肥母液的方法 | |
CN105076672A (zh) | 一种生物饲料蛋白及其生产工艺 | |
CN109536537A (zh) | 一种加快秸秆水解酸化的工业化生产工艺 | |
CN102894182A (zh) | 一种利用麦冬渣发酵生产生物饲料的方法 | |
CN111454817A (zh) | 一种利用酒糟生产发酵饲料原料的方法和装置 | |
CN115251240B (zh) | 一种机械辅助原位氨化改性秸秆的制备方法 | |
CN111066949A (zh) | 一种反刍动物全价混合发酵饲料及其制备方法 | |
CN111330956B (zh) | 一种秸秆的生态回收利用处置方法 | |
CN108934926B (zh) | 利用纯秸秆发酵固体副产物制备的作物育苗基质及其制备方法 | |
CN104087620A (zh) | 一种混合废弃物发酵料配方及无沼液沼气生产工艺 | |
CN108060190A (zh) | 一种利用食用菌菌糠生产单糖的方法 | |
CN114591862A (zh) | 一种提高玉米秸秆黄贮品质的犏牛瘤胃自然共培养物及其应用 | |
CN107338273A (zh) | 一种采用活性炭促进金针菇菇脚厌氧发酵产沼气的方法 | |
CN103387943A (zh) | 一种利用烟草废料生产菌体蛋白的方法 | |
JPH09168367A (ja) | オイルパームのセルロース繊維質廃棄物から飼料を製造する方法 | |
CN106912685A (zh) | 一种菌丝化秸秆高质量全混饲料的制备方法 | |
CN102178081A (zh) | 反刍动物高能秸秆饲料的加工方法及产品 | |
CN109874601A (zh) | 利用蚯蚓将食用菌菌渣转化成食用菌培养基的方法 | |
CN109311776A (zh) | 一种基于石墨的有机肥料的制备方法 | |
CN113981012B (zh) | 一种利用纸浆生产废弃物联产沼气和生物有机肥的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |