本發(fā)明屬于生物發(fā)酵
技術(shù)領域：
，涉及一種固態(tài)發(fā)酵工藝。
背景技術(shù)：
：近十年來，隨著人們對健康要求的加強，食品安全問題已被廣泛關(guān)注，其中對畜禽產(chǎn)品的質(zhì)量也提出了更高的要求，違禁藥物、抗生素殘留等對畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴重危害，國家對中獸藥散劑\飼料添加劑產(chǎn)品配方中隨意添加抗生素等違禁藥品的監(jiān)管也越來越嚴，“飼料禁抗”已經(jīng)成為國內(nèi)外畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢，各類企業(yè)一方面要保證產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面要滿足市場對于功效的要求，同時還要考慮到生產(chǎn)成本問題，各類企業(yè)的產(chǎn)品普遍面臨著轉(zhuǎn)型升級。微生物固態(tài)發(fā)酵以其獨特的優(yōu)勢(投資少、污染少、產(chǎn)能高等)在畜牧、食品、醫(yī)藥等領域大量應用，但是規(guī)模化微生物固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)線技術(shù)，由于涉及菌種、工藝、設備、投資等問題，未有較大的發(fā)展。因此，發(fā)展優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵工藝及發(fā)酵裝置就成了目前亟待解決的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種固態(tài)發(fā)酵工藝，該工藝通過將物料滅菌后，接入益生菌種，在適宜的溫度、水分條件下，微生物大量繁殖，并產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，可作為飼用微生態(tài)制劑，部分替代抗生素。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種固態(tài)發(fā)酵工藝，包括以下步驟：a.按質(zhì)量比40～70:30～50的比例分別取發(fā)酵底物同輔料混合，投入到發(fā)酵裝置中，混合料體積不超過發(fā)酵設備體積的70％，充分攪拌混勻；b.調(diào)節(jié)步驟a的物料的含水量為40～60％，并攪拌混勻；c.加熱物料至70～80℃，高溫熟化10～60分鐘，然后降溫至30～45℃；優(yōu)選為同時開啟風冷及水冷循環(huán)降溫系統(tǒng)進行降溫。d.按物料總質(zhì)量0.1％～0.2％投入飼用益生菌劑，充分攪拌混勻；調(diào)節(jié)攪拌時間15～30分鐘/3小時，攪拌時一直通氣(9立方米/分鐘)，轉(zhuǎn)速為1～2轉(zhuǎn)/min，控制加熱溫度30～37℃；e.經(jīng)6～12小時發(fā)酵后，益生菌大量繁殖，至ph值4.0～5.0，具酸香味，經(jīng)檢測達到無害化指標后，開啟羅茨風機、頂部抽風系統(tǒng)、連續(xù)攪拌系統(tǒng)，從而實現(xiàn)物料的低溫干燥，經(jīng)過篩分后得到復合微生態(tài)制劑。優(yōu)選的，所述的步驟a中發(fā)酵底物包括粉絲渣(生產(chǎn)粉皮、粉絲過程中產(chǎn)生的廢渣)、果渣(果汁等生產(chǎn)時產(chǎn)生的廢渣)、甘蔗渣和甜菜渣中的至少一種。優(yōu)選的，所述的步驟a中輔料包括麩皮、玉米粉和葡萄糖，其質(zhì)量比為15～25:4～6:1，優(yōu)選為20:5:1。優(yōu)選的，所述的步驟d中飼用益生菌為糞腸球菌、釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌混合物。其質(zhì)量比1～2:2～4:1～2，優(yōu)選為1:2:1。優(yōu)選的，飼用益生菌投入到發(fā)酵罐時，預先用等量的30～37℃溫水活化1～2h。優(yōu)選的，所述的無害化指標檢測包括大腸菌群＜30mpn/100g；霉菌總數(shù)＜10cfu/g；沙門氏菌未檢出/25g樣品。優(yōu)選的，所述的步驟a中的發(fā)酵裝置，包括設置有夾層的密封的殼體，殼體頂部設有固態(tài)物料進料口和排氣口，底部設有固態(tài)物料出料口；殼體頂部設有噴灑裝置，噴灑裝置包括內(nèi)置于所述殼體頂部夾層的盤管，盤管固定連接到所述殼體上，并在所述殼體頂部內(nèi)側(cè)面設置有若干噴液口，盤管還外接有儲液裝置；殼體內(nèi)部還設有攪拌裝置和送風裝置；攪拌裝置、送風裝置和噴灑裝置電連接到控制器。優(yōu)選的，所述的攪拌裝置包括位于殼體上部的電機和減速機，電機下部電連接減速機，減速機連接有設在殼體內(nèi)部的主臂，主臂分別連接有第一橫臂、第二橫臂、第一刮料臂和第二刮料臂；第一橫臂、第二橫臂分別固定連接有第一攪拌臂、第二攪拌臂；第一攪拌臂、第二攪拌臂均具有螺旋狀槳葉。第一橫臂連接至主臂中部、與主臂垂直，第一攪拌臂與主臂平行，第二橫臂連接至主臂中部并與主臂垂直，第二攪拌臂與主臂之間具有夾角。夾角為30～60度。優(yōu)選的，所述的送風裝置包括氣體輸送裝置和熱風輸送裝置，氣體輸送裝置包括分別設置在攪拌裝置的主臂、第一橫臂、第二橫臂、第一刮料臂和第二刮料臂內(nèi)相互連通的風道，和從主臂延伸下來的中空椎體內(nèi)的風道，風道連通到外置的風機；第一刮料臂的底端和第二刮料臂的中部分別設置有出風口，中空椎體上設置有若干排氣孔；熱風輸送裝置包括開設在所述殼體底部的熱風進口以及外置的風機和加熱控制系統(tǒng)優(yōu)選的，所述的固態(tài)物料進料口、固態(tài)物料出料口通過氣壓撐封堵；氣壓撐包括蓋板、支撐桿，蓋板一端與進料口邊緣鉸接，蓋板中部與支撐桿一端鉸接，支撐桿另一端連接減速機。此結(jié)構(gòu)可以幫助提高物料處理設備的密封效果且保持殼體空間具有一定壓力。優(yōu)選的，所述的排氣口通過管道連接到抽風機，抽風機連接到控制器，降溫時打開，便于排氣。優(yōu)選的，所述的殼體的夾層內(nèi)設置有水循環(huán)盤管，保證夾層水溫受熱均勻，并且殼體下端有端口可連接外部加熱裝置，快速升溫；殼體上還安裝有液位計、溫度傳感器。優(yōu)選的，所述的送風裝置還包括電熱風爐，電熱風爐設置在風機與殼體之間；送風裝置可以直接選擇采用風機，優(yōu)選為羅茨風機送風，給物料通入空氣，滿足處理過程中對氧氣等的需求；或者根據(jù)需要再連接上電熱風爐，給裝置內(nèi)送入熱風，對物料進行加熱處理。送風裝置、儲液裝置、電機分別與控制器連接，可實現(xiàn)處理設備按照設定需求自動控制、運行，殼體上安裝有液位計、溫度傳感器，以準確地獲得殼體內(nèi)物料的實時液位、溫度；殼體下部側(cè)壁上設置有熱風進口，與中空的椎體一起可以根據(jù)需要供給物料熱氣或者冷氣，可以使物料加熱或者通氣更均勻，保證滅菌的效果，同時夾層內(nèi)循環(huán)水也是可以調(diào)節(jié)溫度的，可以有效的調(diào)整物料的溫度；噴灑裝置可以根據(jù)需要使殼體內(nèi)形成濕潤的環(huán)境，或均勻噴灑活化后的菌劑。攪拌臂極大地提高了攪拌效果，攪拌徹底、不留死角，充分利用所有物料，節(jié)約物料資源。主臂、第一橫臂、第二橫臂、刮料臂不僅起到攪拌的作用，還可根據(jù)需要供風，改變物料溫度，實現(xiàn)殺菌、干燥等功能。送風出口設置在刮料臂的底端，加上中空椎體上若干的排氣孔，可以保證通風的均勻性。送風出口和排氣孔可以選擇輸入加熱或者不加熱的氣體(如熱蒸汽、熱空氣、空氣、氧氣、氮氣等)，如果工藝同時需要加熱和通入特定的氣體，可以選擇使用電加熱系統(tǒng)來進行加熱，送風裝置輸入特別需要的氣體。優(yōu)選的，所述的溫度傳感器探頭伸入至殼體內(nèi)壁。檢測物料的實時溫度。本發(fā)明的有益效果是：1、設備具自動控制功能，可以任意設定設備啟動關(guān)閉時間，以及各功能的工作時間，根據(jù)設置好的程序記憶，一鍵啟動，自動攪拌、自動控制溫度、自動供氧，無需專人看管，節(jié)省人力物力。2、自動溫度控制：能準確的顯示物料和設備夾層內(nèi)水溫度，并能根據(jù)預先設定的溫度，自動控制對物料進行加熱，熱分布均勻，溫差小，加熱效果好，發(fā)酵條件適宜，益生菌增殖迅速。3、自動攪拌控制：攪拌動力充足，攪拌過程中物料在設備內(nèi)均勻翻滾、移位攪拌效果好，無死角；另外，攪拌裝置與送風裝置一起保證物料內(nèi)通氣均勻。4、產(chǎn)品達到工藝要求后，自動開啟固態(tài)物料出料口，設備自動出料，操作簡單。5、發(fā)酵底物及輔料均為有機物，發(fā)酵菌種為微生物益生菌，因此發(fā)酵后的產(chǎn)品為復合微生態(tài)制劑，并且使用本工藝發(fā)酵時間短，產(chǎn)物中富含多種益生菌群及代謝產(chǎn)物，可作為微生態(tài)制劑應用到飼料中，也可用于其它相關(guān)的用途。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例的裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的電機、減速機、殼體及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1-電機；20-蓋板；21-支撐桿；22-固態(tài)物料進料口；23-固態(tài)物料出料口；3-減速機；4-殼體；5-液位計；6-控制器；7-溫度傳感器；8-熱風進口；90-第一橫臂；91-第二橫臂；92-主臂；93-第一攪拌臂；94-第二攪拌臂；95-第一刮料臂；96-第二刮料臂；97-中空錐體；98-送風出口；99-排氣孔；10-噴灑裝置。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明。實施例一：如圖1和圖2所示，一種固態(tài)發(fā)酵工藝所使用的裝置，包括設置有夾層的密封的殼體4，殼體頂部設有電機1、減速機3、送風裝置、噴灑裝置10、固態(tài)物料進料口22和排氣口，殼體4內(nèi)部設有攪拌裝置；殼體4底部開設有固態(tài)物料出料口23，固態(tài)物料進料口22、固態(tài)物料出料口23通過氣壓撐封堵，氣壓撐包括蓋板20、支撐桿21，蓋板20一端與進料口22邊緣鉸接、中部與支撐桿21一端鉸接，支撐桿21另一端連接減速機3；排氣口通過管道連接到抽風機，抽風機連接到控制器6；殼體4下部側(cè)壁上還設置有熱風進口8，熱風進口8通過風管連接到電加熱系統(tǒng)；殼體4的夾層內(nèi)設置有水循環(huán)盤管；殼體4上還安裝有液位計5、溫度傳感器7；送風裝置、電機1和噴灑裝置分別電連接到控制器6；噴灑裝置10包括內(nèi)置于殼體頂部夾層的盤管，盤管固定連接到殼體上，并在殼體頂部內(nèi)側(cè)面設置有若干噴液口，盤管還外接有儲液裝置；攪拌裝置包括第一攪拌臂93和第二攪拌臂94，減速機3連接有主臂92，主臂92分別連接第一橫臂90、第二橫臂91、第一刮料臂95、第二刮料臂96和中空錐體97；中空錐體97設置在殼體內(nèi)腔中央位置，沿主臂92向下延伸，錐體上有若干排氣孔99；第一橫臂90、第二橫臂91分別固定連接第一攪拌臂93、第二攪拌臂94；電機1驅(qū)動主臂92自轉(zhuǎn)，主臂92帶動第一攪拌臂93、第二攪拌臂94、第一刮料臂95和第二刮料臂96和中空錐體97繞主臂62軸線公轉(zhuǎn)，電機1驅(qū)動第一攪拌臂93、第二攪拌臂94自轉(zhuǎn)，主臂92、第一橫臂90、第二橫臂91、第一刮料臂95、第二刮料臂96和中空錐體97內(nèi)開有相互連通的風道，風道連通送風裝置和殼體內(nèi)腔；送風裝置包括外置的風機；風道的送風出口98設置在第一、二刮料臂的底端；第一攪拌臂93、第二攪拌臂94均具有螺旋狀槳葉。在所述殼體4上部中央位置由上而下設有電機1和減速機3，所述殼體4外壁由上而下分布有液位計5，溫度傳感器7，溫度傳感器7分為物料溫度傳感器和加熱溫度傳感器，根據(jù)輸入?yún)?shù)自動控制攪拌裝置，電加熱系統(tǒng)，以及固態(tài)物料進料口22和固態(tài)物料出料口23。進、出料口硅膠墊密封可厭氧處理，殼體4為外筒內(nèi)錐式設計，物料無粘壁、無死角，出料徹底無殘留；控制器6可查看電壓、物料溫度、加熱溫度，根據(jù)工藝需求可調(diào)節(jié)自動攪拌、自動加熱、自動補氣，一鍵式開啟關(guān)閉進出料口，超溫自動報警，無需專人看管，省時省力，降低使用成本。攪拌裝置采用行星式攪拌加椎體刮料臂，變速箱內(nèi)外軸雙輸出，帶動攪拌軸圍繞中軸線公轉(zhuǎn)的同時高速自轉(zhuǎn)，殼體4內(nèi)一部分物料沿桶壁作徑向運動，一部分物料沿螺旋槳葉上升拋散，將底部物料翻動至頂部，不斷擴散、復合，在短時間內(nèi)就可將物料混合均勻，椎體刮料臂加裝軟體設計，主要作用于底部物料配合攪拌，出料徹底、無死角，此攪拌方式適應各種固體有機物的攪拌發(fā)酵等。殼體1為圓柱狀夾層水套結(jié)構(gòu)，電加熱系統(tǒng)通過電控制系統(tǒng)控制熱風爐和羅茨風機、物料溫度傳感器、加熱溫度傳感器等設施，所以可以自動調(diào)節(jié)物料溫度。工作中要經(jīng)常查看液位計，檢查加熱系統(tǒng)是否缺水；氣管、水管有無滴漏現(xiàn)象，電控工作是否正常，保持設備內(nèi)外清潔干凈。具體操作流程如下:1、開機前檢查減速機潤滑油位等需要檢查到位的內(nèi)容。2、開啟電源總開關(guān)，觀察各功能指示燈工作是否正常點亮。3、投物料到所述發(fā)酵設備中，所述混合料體積不超過發(fā)酵設備體積的70％，充分攪拌混勻；4、調(diào)節(jié)物料的含水量，并攪拌混勻；5、加熱物料高溫熟化30分鐘，然后開啟風冷機水冷循環(huán)降溫系統(tǒng)降溫至30～45℃。6、按物料總重量投入一定比例的飼用益生菌劑，充分攪拌混勻；7、調(diào)節(jié)攪拌時間，攪拌時一直通氣，控制轉(zhuǎn)速和加熱溫度；8、經(jīng)發(fā)酵后，益生菌大量繁殖，ph值4.0～5.0，具酸香味，檢測達到無害化指標，經(jīng)過篩分后得復合微生態(tài)制劑。實施例二：固態(tài)發(fā)酵一：1、按質(zhì)量比1:0.43的比例分別取粉絲渣同麩皮、玉米粉和葡萄糖的混合物(質(zhì)量比為20:5:1)混合，投入到發(fā)酵裝置中，所述混合料體積不超過發(fā)酵設備體積的70％，充分攪拌混勻；2、調(diào)節(jié)物料的含水量為40％，并攪拌混勻；3、加熱物料至70℃，高溫熟化20分鐘，然后開啟水冷循環(huán)降溫系統(tǒng)降溫至45℃。4、按物料總質(zhì)量0.2％投入質(zhì)量比1:2:1的糞腸球菌:釀酒酵母菌:枯草芽孢桿菌混合物，充分攪拌混勻；5、調(diào)節(jié)攪拌時間15分鐘/3小時，攪拌時一直通氣(9立方米/分鐘)，轉(zhuǎn)速為1轉(zhuǎn)/分鐘，控制加熱溫度30℃；6、經(jīng)12小時發(fā)酵后，益生菌大量繁殖，至ph值4.0～5.0，具酸香味，檢測達到無害化指標，開啟羅茨風機、頂部抽風系統(tǒng)、連續(xù)攪拌系統(tǒng)，從而實現(xiàn)物料的低溫干燥，經(jīng)過篩分后得復合微生態(tài)制劑。實施例三：固態(tài)發(fā)酵二：1、按質(zhì)量比1:0.8的比例分別取甘蔗渣同麩皮、玉米粉和葡萄糖的混合物(質(zhì)量比為20:5:1)混合，投入到所述發(fā)酵裝置中，所述混合料體積不超過發(fā)酵設備體積的70％，充分攪拌混勻；2、調(diào)節(jié)物料的含水量為50％，并攪拌混勻；3、加熱物料至75℃，高溫熟化40分鐘，然后開啟風冷降溫系統(tǒng)降溫至37℃。4、按物料總質(zhì)量0.15％投入質(zhì)量比1:2:1的糞腸球菌:釀酒酵母菌:枯草芽孢桿菌混合物，充分攪拌混勻；5、調(diào)節(jié)攪拌時間22分鐘/3小時，攪拌時一直通氣(9立方米/分鐘)，轉(zhuǎn)速為1.5轉(zhuǎn)/分鐘，控制加熱溫度33℃；6、經(jīng)9小時發(fā)酵后，益生菌大量繁殖，至ph值4.0～5.0，具酸香味，檢測達到無害化指標，開啟羅茨風機、頂部抽風系統(tǒng)、連續(xù)攪拌系統(tǒng)，從而實現(xiàn)物料的低溫干燥，經(jīng)過篩分后得復合微生態(tài)制劑。實施例四：固態(tài)發(fā)酵三：1、按質(zhì)量比1:1.25的比例分別取甜菜渣同麩皮、玉米粉和葡萄糖(質(zhì)量比為20:5:1)混合，投入到所述發(fā)酵裝置中，所述混合料體積不超過發(fā)酵設備體積的70％，充分攪拌混勻；2、調(diào)節(jié)物料的含水量為60％，并攪拌混勻；3、加熱物料至80℃，高溫熟化60分鐘，然后開啟水冷循環(huán)降溫系統(tǒng)降溫至30℃。4、按物料總質(zhì)量0.2％投入質(zhì)量比1:2:1的糞腸球菌:釀酒酵母菌:枯草芽孢桿菌混合物，充分攪拌混勻；5、調(diào)節(jié)攪拌時間30分鐘/3小時，攪拌時一直通氣(9立方米/分鐘)，轉(zhuǎn)速為2轉(zhuǎn)/分鐘，控制加熱溫度30℃；6、經(jīng)6小時發(fā)酵后，益生菌大量繁殖，至ph值4.0～5.0，具酸香味，檢測達到無害化指標，開啟羅茨風機、頂部抽風系統(tǒng)、連續(xù)攪拌系統(tǒng)，從而實現(xiàn)物料的低溫干燥，經(jīng)過篩分后得復合微生態(tài)制劑。實施例五：發(fā)酵產(chǎn)品飼喂結(jié)果利用該發(fā)酵設備及技術(shù)，經(jīng)發(fā)酵12小時后制得的復合微生態(tài)制劑，以質(zhì)量比20％的添加量與自配全價料一起飼喂。對照組完全飼喂自配全價料。試驗過程中不定時觀察豬群外觀、養(yǎng)殖舍氣味、豬群發(fā)病率等指標，同時分析糞便成份，反饋消化吸收狀況。試驗天數(shù)25天，與對照組相比試驗組日增重比對照組上升12.68％，同時料肉比也降低了3.73％。每頭豬即取得了18元的顯著經(jīng)濟效益。如果全程飼喂，完全可提前出欄，經(jīng)濟效益將更客觀。本次試驗選取30kg以上的豬群，具體試驗分析詳見下表1：表1試驗具體數(shù)據(jù)組別對照組試驗組試驗初頭數(shù)(頭)1628試驗初體重(kg/頭)34.0937.8試驗天數(shù)(d)2525試驗末頭數(shù)(頭)1628試驗末體重(kg/頭)51.9457.91發(fā)病率(％)00成活率(％)100100平均每頭增重(kg)17.8420.11耗料量(kg)6851300平均耗料量(kg/頭)42.8146.43平均日增重(kg)0.710.80平均日耗料量(kg/頭)1.711.86料肉比2.412.32應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。當前第1頁12