一種微生物快速發酵飼料及其製備方法與流程

2023-12-05 07:08:41

本發明涉及飼料加工應用
技術領域：
，特別涉及一種微生物快速發酵飼料及其製備方法。
背景技術：
：飼料發酵是將一定的飼料原料、水和菌種混合攪拌，在一定條件下發酵製成一種高活性生物飼料。目前發酵飼料生產廠家普遍採用臥式螺帶混合機或者臥式雙軸槳葉混合機來進行飼料原料與菌種預混合，然後直接通過人工或機械轉入以地窖式、槽式或塔式實現發酵，這些發酵方式存兩個主要的弊端：其一，發酵時間長達72小時，最快也要36小時，效率很低；其二，發酵過程存在許多不可控制因素，如發黴、過度發酵等導致產品質量不穩定。因此，無法形成工業化的飼料發酵生產，嚴重限制了飼料的發酵生產。技術實現要素：有鑑於此，本發明提供了一種微生物快速發酵飼料的方法，及由該方法製備出的發酵飼料，以縮短飼料的發酵周期，使飼料在3小時內完成發酵，提高生產效率。為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：本發明提供了一種微生物快速發酵飼料的方法，包括以下步驟：(1)將飼料原料投入飼料發酵混合機攪拌混合，保持所述飼料原料的水分含量在50～60wt％；(2)將微生物預混料加入步驟(1)所述飼料發酵混合機中，所述微生物預混料與所述飼料原料的重量比為7.5～10kg/t，控制所述飼料發酵混合機的轉子速度為25～30轉/分鐘；(3)待飼料發酵混合機中物料的溫度上升至40～50℃時，再次加入微生物預混料繼續攪拌，此時加入所述微生物預混料與所述飼料原料的重量比為7.5～10kg/t；(4)待飼料發酵混合機中物料的溫度上升至50～60℃時，向所述飼料發酵混合機中再次加入飼料原料繼續攪拌，此時加入所述飼料原料與步驟(1)中加入飼料原料的重量比為1:1，當物料溫度再次達到50℃～60℃時，冷卻得到飼料。優選的，所述飼料原料為豆粕、菜粕和棉粕中的一種或幾種的混合物。優選的，所述微生物預混料中包括枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌中的任意一種或兩種以上的組合物。進一步優選的，步驟(2)中，當所述微生物預混料包括枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌時，所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌的質量比為1:1～2:1。進一步優選的，步驟(3)中，當所述微生物預混料包括枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌時，所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌的質量比為1:2～3:1。優選的，所述微生物預混料還包括以下質量份數的輔料：10～20份豆皮粉、80～90份硅藻土。優選的，所述微生物預混料中所述枯草芽孢桿菌、所述凝結芽孢桿菌和所述酵母菌在所述輔料中的的總含量為1×106～1×108cfu/g，所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌的重量比為1:1～3:1。優選的，所述步驟(1)～(3)中，飼料發酵混合機的變頻器頻率獨立地為48～50hz；所述步驟(4)中，飼料發酵混合機的變頻器頻率為40～42hz。優選的，步驟(2)～(4)中，所述飼料發酵混合機連續攪拌的時間獨立地為1.0～1.5小時。本發明還包括由上述方法製備得到的發酵飼料。本發明的微生物快速發酵飼料製備方法，採用動態式發酵，分步添加微生物預混料，通過飼料發酵混合機自動發酵生產。在連續攪拌物料的同時，進行兼氧發酵，利用發酵過程代謝熱和攪拌過程中的摩擦熱使飼料原料發熱升溫，消毒殺死雜菌，從而在混合設備內實現快速發酵，每批次發酵周期僅需3小時，有效節約時間，滿足工業化生產需求。發酵完成後，通過輸送系統將發酵飼料輸出，輸送的同時冷卻飼料，從而加快生產效率。工藝簡單，可控性強，生產效率極高，可有效實現規模化生產，滿足不同的使用需求。附圖說明圖1為本發明實施例微生物快速發酵飼料製備方法的路線圖。具體實施方式本發明提供了一種微生物快速發酵飼料的方法，利用微生物預混料將飼料原料在飼料發酵混合機中進行發酵，3個小時左右即可完成飼料原料的發酵，製作出發酵飼料。本發明使用了微生物預混料對飼料原料進行發酵。本發明的微生物預混料中含有枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、酵母菌。本發明對上述微生物的來源沒有具體限定，可以採用市場上的購買菌種。當使用兩種菌種或多種時，本發明對上述兩種或多種菌種的混合比例沒有特殊的限制，採用任意比例混合的枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌都在本發明的保護範圍之內。為了保證微生物預混料中微生物的活性，在本發明的微生物預混料中，除了包括枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、酵母菌外，還添加了其他輔料。本發明中加入了一定比例的豆皮粉，為微生物提供一定的營養供給。本發明中豆皮粉添加量為10～20重量份，優選為11～18重量份，進一步優選為12～16重量份。本發明中，所述輔料還包括硅藻土80～90重量份，優選為82～88重量份，進一步為83～87重量份，作為微生物預混料的添加載體。上述微生物預混料可以採用本領域常規的製備方法進行製備。本發明的具體實施例中使用的微生物預混料採用將含有枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、酵母菌的菌液噴入按照比例混合的豆皮粉和硅藻土的輔料中，進行低溫乾燥得到微生物預混料。低溫乾燥的溫度為30～40℃，優選為32～37℃，進一步優選為33～35℃；低溫乾燥的時間為40～60min，優選為42～55min，進一步優選為45～50min。製備得到的微生物預混料中，枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌在輔料中的的總含量為1*108～1*1010cfu/g，優選為1*109～1*1010cfu/g。其中，所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌的重量比為1:1～3:1，進一步為1:2:1。具體的製作過程如下：首先將飼料原料投入飼料發酵混合機中進行攪拌，使飼料原料混合均勻。本發明對飼料原料沒有特殊的限定。在本發明具體實施例中，飼料原料為豆粕、菜粕和棉粕中的一種或幾種的混合物，但本發明並不限於此，還可以包括其他種類的飼料發酵原料。根據所述飼料原料中含有水分不同，適度調整其水分含量。本發明中所述飼料原料調整至其水分含量在50％～60％，優選為53％～58％，進一步優選為54％～56％，滿足微生物發酵所需的含水量。本發明對調整所述飼料原料含水量的方式沒有特殊限定，可以在飼料原料投入飼料發酵混合機之前調整其水分含量，也可以在混合攪拌的初期向飼料發酵混合機中添加水分。優選在發酵之前調整好飼料原料的水分含量。待所述飼料原料在飼料發酵混合機中攪拌2～3min後，將微生物預混料加入所述飼料發酵混合機中進行連續混合攪拌。為了提高微生物利用發酵材料的發酵效率，縮短發酵周期，本發明對飼料發酵中所需的微生物進行篩選，將枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌進行科學配比，在發酵的不同階段，添加不同比例微生物的預混料。在初加入的微生物預混料中，所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌的重量比優選為1:1～2:1，進一步優選為1:1～1.5:1，更進一步為1:1:1。在本發明中，加入的上述微生物預混料與所述飼料原料的重量比為7.5～10kg/t，優選為8～9.5kg/t，進一步優選為8.0～8.5kg/t。本發明中，加入所述微生物預混料後，所述飼料發酵混合機的轉子速度控制在25～30轉/分鐘，以使飼料發酵混合機中的發酵溫度控制在一定的上升速率中，使微生物在發酵時間內能夠保持發酵所需的氧分。本發明優選飼料發酵混合機的轉子速度為26～29轉/分鐘，進一步為27～28轉/分鐘。此時，發酵混合機的變頻器頻率為45～55hz，優選為48～52hz，進一步為50hz。隨著發酵過程的繼續，摩擦熱連同微生物發酵所放出的代謝熱量使飼料發酵混合機中物料的溫度上升，直至飼料發酵混合機中的物料溫度為40～50℃。在此階段中，飼料發酵混合機連續攪拌發酵的時間為1.0～1.5小時，優選為1.1～1.3小時。待物料溫度上升至一定溫度時，在所述飼料發酵混合機中再次加入微生物預混料繼續攪拌發酵。在本發明中，再次加入微生物預混料時所述物料的溫度為40℃～50℃，優選為43℃～48℃，進一步優選為44℃～46℃。再次加入的微生物預混料的量，按飼料原料來計算，每噸飼料原料加入微生物預混料7.5～10kg，優選為7.8～9.5kg，進一步優選為8.0～8.5kg。此次加入的微生物預混料為枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌中的兩種或多種，並不需要嚴格限制與首次加入的量或比例相同。若加入兩種或多種微生物預混料進行發酵，優選的，所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌的混合比例為1：2～3:1，進一步優選為1：2.2～2.8:1，更優選為1：2.5:1。飼料發酵混合機在再次加入微生物預混料後繼續攪拌，攪拌速度依然保持在25～30轉/分鐘，優選為26～29轉/分鐘，進一步為27～28轉/分鐘。此時，發酵混合機的變頻器頻率為45～55hz，優選為48～52hz，進一步為50hz。保持上述攪拌速度一段時間後，物料溫度持續上升，待物料溫度上升至50～60℃，優選為52～57℃時時再次加入飼料原料。此階段，再次加入微生物預混料至溫度上升至50～60℃，飼料發酵混合機連續攪拌的時間優選為1.0～1.5小時，進一步優選為1.1～1.3小時。本發明中，再次加入的飼料原料與前次加入的飼料原料的質量比為1:3～3:1，進一步優選為1:2～2:1，更優選為1:1。再次加入飼料原料後，飼料發酵混合機中的物料溫度降低。當物料溫度降至40℃-50℃時，調整飼料發酵混合機的變頻器頻率為40-42hz，優選為41hz，繼續保持轉子速度在25-30轉/分鐘，進一步優選為26～28轉/分鐘連續攪拌發酵，依靠微生物在發酵過程中產生的代謝熱和物理摩擦熱將物料溫度升溫，保持微生物發酵所需的溫度。當物料溫度再次上升至50～60℃，優選為53～57℃時結束髮酵。此時，再次加入飼料原料發酵的時間優選為1.0～1.5小時，進一步優選為1.1～1.3小時。發酵後的物料經輸送系統輸出物料，輸出的同時將物料降為常溫，批次發酵過程終止，得到發酵飼料。本發明基於快速飼料發酵工藝，採用動態式發酵，利用微生物預混料對飼料原料進行發酵，促進飼料原料的兼氧快速發酵，加速飼料原料中有機物的生物降解，縮短發酵周期，提高飼料的利用率，同時能夠減少原料有害物質。每批次發酵周期最快可達到3小時，有效節約時間，提高了生產效率，滿足工業化生產需求。本發明還包括由上述製備方法製備得到的發酵飼料。下面結合實施例對本發明進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發明保護範圍的限定。實施例1將枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌在液體培養基中按照1:1比例進行擴繁，培養基的配方如下：酪蛋白腖5～10％、食鹽0.5～0.8％、蔗糖2.8～3.5％、鹽酸0.1～0.5％、水80～90％。在37℃下培養12小時後，將一次發酵的菌液進行二次發酵24小時，得到含有枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌的培養液。將上述培養液噴向含有10％豆皮粉和90％硅藻土的輔料中，在35℃下低溫乾燥50min，得到微生物預混料。製備得到的微生物預混料中枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌在輔料中的總濃度為1*108cfu/g。利用微生物預混料在飼料發酵混合機中將飼料原料進行發酵，製備發酵飼料。具體過程如下：將1000kg豆粕投入已啟動的飼料發酵混合機，加入過濾水700kg攪拌3分鐘，使飼料發酵混合機中飼料原料水分含量為50％；將7.5kg微生物預混料加入上述飼料發酵混合機中，變頻器頻率為50hz，轉子速度控制在25轉/分鐘，連續攪拌1.5小時，待物料溫度上升至45℃後，再次加入7.5kg微生物預混料至飼料發酵混合機，保持相同的變頻器頻率和轉子速度，連續攪拌1小時後，物料溫度上升至55℃。向飼料發酵混合機中加入1000kg棉粕，調節變頻器頻率為40hz，控制轉子速度為26轉/分鐘，連續再攪拌60分鐘後，物料溫度上升至60℃。打開飼料發酵混合機出料口，物料進入輸送系統，輸送同時將物料降為常溫，批次發酵過程終止。稱量、包裝系統將物料分裝封口，規格為25公斤/包。實施例2將枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌按1:1:1比例擴繁培養，將菌液噴入15％豆皮粉和85％硅藻土混合的輔料中，在37℃下低溫乾燥45min，製備成第一微生物預混料。製備成的第一微生物預混料中含有枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌在輔料中的總濃度為1*109cfu/g。將枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌按1:3:1比例擴繁培養，將菌液噴入15％豆皮粉和85％硅藻土混合的輔料中，在37℃下低溫乾燥45min，製備成第二微生物預混料。製備成的第一微生物預混料中含有枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌在輔料中的總濃度為1*109cfu/g。利用微生物預混料在飼料發酵混合機中將飼料原料進行發酵，製備發酵飼料。具體過程如下：將500kg豆粕和500kg棉粕投入已啟動的飼料發酵混合機，加入過濾水750kg攪拌2分鐘，使飼料發酵混合機中飼料原料水分含量為55％；將10kg第一微生物預混料加入上述飼料發酵混合機中，控制變頻器頻率為47hz，轉子速度控制在30轉/分鐘，連續攪拌1小時，待物料溫度上升至40℃後，再次加入10kg第二微生物預混料至飼料發酵混合機，控制變頻器頻率為51hz，轉子速度控制在29轉/分鐘，連續攪拌1小時後，物料溫度上升至50℃。向飼料發酵混合機中加入1000kg菜粕，調節變頻器頻率為41hz，控制轉子速度為27轉/分鐘，連續再攪拌60分鐘後，物料溫度上升至60℃。打開飼料發酵混合機出料口，物料進入輸送系統，輸送同時將物料降為常溫，批次發酵過程終止。稱量、包裝系統將物料分裝封口，規格為25公斤/包。實施例3將枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌按1:3:1比例擴繁培養，將菌液噴入10％豆皮粉和90％硅藻土混合的輔料中，在33℃下低溫乾燥55min，製備成第一微生物預混料。製備成的第一微生物預混料中含有枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌在輔料中的總濃度為1*1010cfu/g。將枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌按1:1:1比例擴繁培養，將菌液噴入10％豆皮粉和90％硅藻土混合的輔料中，在33℃下低溫乾燥55min，製備成第二微生物預混料。製備成的第二微生物預混料中枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和酵母菌在輔料中的總濃度為1*1010cfu/g。利用微生物預混料在飼料發酵混合機中將飼料原料進行發酵，製備發酵飼料。具體過程如下：將500kg菜粕和500kg棉粕投入已啟動的飼料發酵混合機，加入過濾水750kg攪拌2分鐘，使飼料發酵混合機中飼料原料水分含量為52％；將8kg第一微生物預混料加入上述飼料發酵混合機中，控制變頻器頻率為52hz，轉子速度控制在27轉/分鐘，連續攪拌1小時，待物料溫度上升至42℃後，再次加入8kg第二微生物預混料至飼料發酵混合機，控制變頻器頻率為50hz，轉子速度控制在28轉/分鐘，連續攪拌1小時後，物料溫度上升至60℃。向飼料發酵混合機中加入1000kg菜粕，調節變頻器頻率為42hz，控制轉子速度為30轉/分鐘，連續再攪拌60分鐘後，物料溫度再次上升至60℃。打開飼料發酵混合機出料口，物料進入輸送系統，輸送同時將物料降為常溫，批次發酵過程終止。稱量、包裝系統將物料分裝封口，規格為25公斤/包。本發明的微生物快速發酵飼料製備方法，採用動態式發酵，分步添加微生物預混料，通過飼料發酵混合機自動發酵生產。通過表2可以看出，本發明的方法每批次發酵周期僅需3小時，有效節約時間，增加產能10倍以上，滿足工業化生產需求。本發明方法製備出的發酵飼料品質穩定，活菌數量可達到1×106cfu/g，腸道菌相好，飼料利用率可提高7～13％。表1快速發酵飼料與常規發酵飼料的區別表2不同發酵方式的比較常規發酵本發明快速發酵時間成本36～72小時3～4小時場所及廠房成本11/10產能1倍10倍以上品質好最優微生物製劑厭氧菌為主兼氧菌為主機器設備塔式或軌道式設備飼料發酵混合機人力多最少以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。當前第1頁12