甜高粱秸稈的綜合加工方法

2023-06-05 03:55:56 4

專利名稱：甜高粱秸稈的綜合加工方法
技術領域：
本發明涉及用甜高粱秸稈生產發酵工業原料、食品添加劑、造紙原料、食用菌及飼料的綜合技術，公開了技術要點和方法。屬於生物技術領域。
2、技術背景伴隨著人類社會活動的不斷增強，地球資源的消耗也在上升，如何利用有限的土地資源收穫更多人們生活所需物資，是長期以來人們孜孜以求的目標。甜高粱是高光效C4植物，是生物學產量最高的農作物之一，據統計，每公頃甜高粱的產量為高粱米2250-6000Kg/hm2、鮮莖、葉6-10.5×104Kg/hm2；其抗逆性強、適應性廣，在我國有悠久的栽培歷史，在我國南北方均可大面積種植，目前我國農業正處於大調整時期，農業產業化，農產品深加工日益被人們重視；選擇高產作物，拉長農產品深加工產業鏈，容易形成相關產業。對於人多地少、人均資源匱乏的我國來說，更具現實意義。
3、發明內容3.1、成熟甜高粱秸稈除穗、葉，清洗後用秸稈切碎機切成5-50mm的碎段，用榨汁機榨汁；榨汁經過濾除渣，濾液經濃縮，製成大於60％的濃縮液；或濃縮成大於35％的濃縮液後噴霧乾燥，製成乾粉。便於長期保存和運輸。甜高粱秸稈榨汁的糖錘度一般為18％-22％，主要成分是糖類，以葡萄糖、蔗糖為主，含有少量的蛋白質和脂肪，是發酵工業的良好碳源，作為碳源可廣泛應用於抗生素、有機酸、味精、酒精、酵母及核苷酸的發酵生產中，亦可作為添加劑直接用於食品工業中。
3.2、甜高粱秸稈經榨汁後所產生的榨渣，用秸稈去髓機進行去髓處理，可獲得秸稈外皮和髓部兩大部分。甜高粱秸稈外皮部分主要成分是纖維素和木質素，纖維細胞長、強度高、韌性好，脫除髓部的秸稈外皮經風乾後是造紙和生產纖維板的好原料。由於脫出了秸稈髓部，比直接採用秸稈為原料造紙和生產纖維板，可以降低鹼耗、能耗，能較大幅度提高纖維漿的得率和產品質量。我國造紙工業中非木材纖維原料佔有較大比例，合理利用好豐富的農作物秸稈資源用於造紙，是非常重要並且十分有意義的環保和實現可循環經濟的有效措施。
3.3、甜高粱秸稈的髓部，主要成分是纖維素與半纖維素，細胞鬆散，其蛋白質、脂肪和糖類的含量遠高於外皮，且易於被牛羊所吸收，在農牧區可直接作為牛羊的補充飼料使用。在農業區可用於食用菌的栽培，作為食用菌的栽培原料，除去外皮的甜高粱秸稈髓部可與棉籽皮相媲美，且不含對人、畜有害的物質，適用於進行各類食用菌的栽培。用其栽培食用菌後，由於栽培料中的大量纖維素被食用菌降解吸收並轉化為菌絲體，使纖維素大幅降低，蛋白質、糖類、脂肪大幅提高，並富含有生物活性物質，作為飼料，其營養價值亦大幅提高，所得菌糠仍然是很好飼料，可直接使用。該菌糠也可以進一步加工處理把菌糠打碎後用蒸汽加熱至55℃，同時使物料含水量達65％，將其裝入可密封的無毒塑料桶中保溫過夜，通過該處理，可使菌絲體自溶，菌絲體中的複合酶類使物料中的大分子得以充分降解，其營養便於被單胃動物消化吸收，經乾燥粉碎處理後，便於貯運。該飼料可用於豬、魚、雞的飼料中，能明顯降低飼餵成本，提高飼養效益。
充分利用甜高粱的生物學特性，進行甜高粱秸稈的綜合加工，容易形成相關產業集群。對我國農業產業化及循環經濟的形成與發展，具有現實意義。上述技術方法亦可應用於普通高粱作物和玉米等農作物秸稈的加工過程。
具體實施方式
4.1、甜高粱秸稈去穗、葉，經清洗後，用秸稈切碎機切成20mm碎段。
4.2、碎段用榨汁機榨汁，榨汁經過濾除渣。
4.2.1、經過濾的榨汁用攪拌式降膜薄膜濃縮器進行濃縮，在蒸汽壓力0.2Mpa，真空度-0.95Mpa的條件下，控制進料量，將榨汁濃縮成固形物含量為65％的濃縮液(沒有濃縮設備條件的偏遠山村，可利用大鍋熬製)，濃縮後的榨汁用大桶包裝。該濃縮液可有效抑制微生物的發酵過程，便於長期保存和運輸。
4.2.2、經過濾的榨汁也可以用攪拌式降膜薄膜濃縮器濃縮至固形物含量40％後，採用噴霧乾燥技術製成乾粉，以塑膠袋包裝，幹糖粉可以有更長的保質期，包裝與運輸更為方便。
糖漿和糖粉產品的主要成分是糖類，以葡萄糖、蔗糖為主；還含有少量的蛋白質和脂肪，是發酵工業的良好原料，作為碳源可廣泛應用於抗生素、有機酸、味精、酒精、酵母及核苷酸的發酵生產中，亦可作為添加劑直接用於食品工業中。
4.3、榨渣採用立式秸稈去髓機，進行幹法除髓兩次，將甜高粱秸杆榨渣進一步分離成秸稈外皮和秸稈髓部兩部分。除髓後的秸稈外皮的主要成分是纖維素和木質素，其纖維細胞長，纖維強度高、韌性好，風乾後便與貯藏運輸，是造紙、生產纖維板和生產纖維素的好原料。
4.4、甜高粱秸稈的髓部主要成分是纖維素與半纖維素，細胞鬆散，其蛋白質、脂肪和糖類的含量遠高於外皮，可以用其栽培生產食用菌、生產飼料和木糖醇。
4.4.1、甜高粱秸稈髓作為栽培原料生產金針菇4.4.1.1、栽培料配製甜高粱秸稈髓100公斤(以幹基計)，高粱米3公斤用水浸泡12小時(過夜)，洗淨後，煮至少量稍有開花，用水淘洗後拌勻入甜高粱秸稈髓料中，尿素0.2公斤、過磷酸鈣0.5公斤、石膏粉1公斤溶於150公斤水中與含高梁米的甜高粱秸稈髓料拌勻。
4.4.1.2、將上述栽培料裝入雙層17×40cm聚丙烯塑膠袋中部，每袋裝料量為0.5公斤(以乾料計)，兩頭紮緊密封。採用0.15Mpa蒸汽滅菌60分鐘，或用土法滅菌(即常壓蒸汽)滅菌12小時，滅菌後冷卻至室溫。
4.4.1.3、滅菌後的栽培料，用無菌操作方法，向料袋兩端接入金針菇栽培菌種。
4.4.1.4、接種後的菌袋運至培養車間進行遮光培養，培養溫度25℃。在偏遠的農村可將菌袋堆製成井字形，堆高1米左右，在遮光條件下培養，菌袋溫度控制在10℃-30℃，培養過程中要注意翻堆，通過翻堆控制培養溫度並剔除汙染的菌袋。菌袋要培養25天左右。
4.4.1.5、金針菇菌絲體長滿菌袋後應移入出菇車間進行出菇管理，在偏遠的農村可將菌袋一字形堆放，底部墊離地面10cm，制堆高度不超過1.5m，菌袋兩端打開並將塑膠袋外翻，充分暴露菌袋兩端料面，出菇間需遮光，室溫保持在10℃-20℃範圍，相對溼度應大於85％，可以有波動，溼度不足時應及時噴水霧增溼。一周後金針菇現蕾。
4.4.1.6、金針菇現蕾後不久便進入幼菇生長期，此時要依據幼菇的生長長度拉長菌袋兩端的塑料帶長度，使幼菇處在CO2濃度適量偏高的環境下，以利於金針菇菇柄的生長和抑制過早開傘。金針菇子實體生長期需要保持90％以上的相對溼度，噴水次數相應增加。金針菇子實體生長至25cm以上時應適時採摘，出售。採摘後應將菌袋料面清理乾淨，一周後還會出菇一潮。從頭潮到二潮期間均能收穫大量優等級金針菇，三潮以後金針菇質量不斷下降，潮間期延長，栽培過程擇時結束。
4.4.2、甜高粱秸稈的髓部是很好的飼料及飼料原料。
4.4.2.1、甜高粱秸稈的髓部可直接作為牛羊飼料，不僅牛羊喜食，而且營養價值和消化率高於甜高粱秸稈。
4.4.2.2、栽培食用菌後的栽培料又稱菌糠，由於在栽培食用菌的過程中甜高粱秸稈髓部中的大量纖維素被食用菌降解吸收並轉化為菌絲體，使纖維素大幅降低，蛋白質、糖類、脂肪大幅提高，並富含有生物活性物質，作為飼料，其營養價值亦大幅提高，所得菌糠仍然是很好的飼料，可直接使用。
4.4.2.3、上述金針菇菌糠也可以進一步加工處理，將採菇兩潮、無黴菌和汙物汙染的新鮮金針菇菌糠用打料機打碎，用蒸汽加熱至55℃，同時使物料含水量達65％，將其裝入可密封的無毒塑料桶中，裝滿後表面均勻撒一薄層細鹽粉，55℃保溫處理24小時。經該生化過程處理後的物料，其大分子物質被充分酶解，飼餵動物的營養價值和消化率大為提高。
4.4.2.3.1、經上述酶解處理的物料用流化床乾燥器烘乾，粉碎並過80目篩，用塑膠袋包裝，便於貯運。作為飼料添加劑可用於豬、魚、雞的飼料中，替代少量穀物，能明顯降低飼餵成本，提高飼養效益。
4.4.2.3.2、經上述酶解處理的物料用螺旋壓榨機壓榨，榨出的懸液經過濾除渣，噴霧乾燥，製成乾粉產品，以塑膠袋包裝，便於貯運。該產品的粗蛋白含量大於35％，含有大量畜、禽易消化吸收的無氮浸出物、水解胺基酸、維生素及食用菌多糖等營養物質。可作為畜、禽飼料的營養強化劑添加於豬、雞、魚的飼料之中，可替代飼料中的部分胺基酸、維生素、蛋白質，可增強畜、禽的免疫功能，對畜、禽有一定的保健作用。
該產品還可作為金針菇多糖的提取原料使用。
4.4.2.3.3、經螺旋壓榨機處理後的榨渣，經風乾後可作為燃料，補充農業區燃料的不足；也可以作為輔料添加於民用煤球和相關產品中。
上述甜高粱秸稈的深度綜合加工方法，在充分利用原料各部分優勢的基礎上，加工出不同的產品，各產品均具有較高的性價比，在市場上必將具有一定競爭力。該生產方案簡單易行，生產過程環環相扣，生產工藝科學合理，無對環境的不良影響，符合當今社會經濟發展要求的可持續發展的產業理念。
權利要求
1.成熟甜高粱秸稈除穗、葉，清洗後用秸稈切碎機切成5-50mm的碎段，用榨汁機榨汁；榨汁過濾除渣，經過濾的榨汁用攪拌式降膜薄膜濃縮器進行濃縮，在蒸汽壓力0.1-1Mpa，真空度-0.1--2Mpa的條件下，控制進料量，將榨汁濃縮成固形物含量為50％以上的濃縮液。經過濾的榨汁也可以用攪拌式降膜薄膜濃縮器濃縮至固形物含量30％以上，採用常規噴霧乾燥工藝製成乾粉。
2.甜高粱秸稈經榨汁後所產生的榨渣，用秸稈去髓機進行去髓處理，分離獲得秸稈外皮和髓部兩部分。
3.甜高粱秸稈髓100公斤(以幹基計)，高粱米1-40公斤用水浸泡2-48小時，洗淨後，煮至少量稍有開花，用水淘洗後拌勻入甜高粱秸稈髓料中(或添加1-40公斤麩皮)，尿素0.1-2公斤、過磷酸鈣0.1-10公斤、石膏粉0.1-10公斤溶於20-200公斤水中與含高梁米的甜高粱秸稈髓料拌勻。上述配方可用於平菇、香菇、金針菇、鳳尾菇、木耳等多種食用菌的栽培生產。
4.用上述配方栽培食用菌後的菌糠可以進一步加工處理，將剛採菇後的無黴菌、無汙物汙染的菌糠用打料機打碎，用蒸汽加熱至40℃-90℃，同時使物料含水量達45％-85％，將其裝入可密封的無毒塑料桶中(或厚塑膠袋中)，裝滿後表面均勻撒一薄層細鹽粉，40℃-90℃保溫處理1-96小時；處理後的物料用流化床乾燥器烘乾，粉碎並過80目篩，用塑膠袋包裝，便於貯運。
5.用上述配方栽培食用菌後的還可以進行以下加工處理，將剛採菇後的無黴菌、無汙物汙染的菌糠用打料機打碎，用蒸汽加熱至40℃-90℃，同時使物料含水量達45％-85％，將其裝入可密封的無毒塑料桶中(或厚塑膠袋中)，裝滿後表面均勻撒一薄層細鹽粉，密封；40℃-90℃保溫處理1-96小時；處理後的物料用螺旋壓榨機壓榨，榨出的懸液過濾除渣，噴霧乾燥，製成乾粉產品，以塑膠袋包裝，便於貯運。
全文摘要
本發明涉及用甜高粱秸稈生產發酵工業原料、食品添加劑、造紙原料、食用菌及飼料的綜合技術，公開了技術要點和方法。屬於生物技術領域。甜高粱是高光效C
文檔編號B09B5/00GK1830585SQ20051011952
公開日2006年9月13日 申請日期2005年11月8日 優先權日2005年11月8日
發明者計巧靈, 林軍, 王新繪, 劉岸傑, 翟曉明, 王衛國, 馬雪娟, 滕文靜 申請人:新疆大學