1、微生物固态发酵饲料温度的控制陆文清引言科学研究的真正进步应该是方法学上的突破。如果没有方法的突破和创新，所有的研究工作都可以看成是重复劳动。我们追求的方法创新并不一定要求新方法比原有的方法优越，但是只要新方法有新意，在某一点上比原有的方法有优越性，那么这种方法就有可取之处。科学研究的进步就是来源于这样一点一滴的进步，不管这种进步有多渺小，只要是比原有的方法优越，我们的研究就会有发展。如果没有创新，就不会有真正的发展，不管重复的数量有多大，也不论原有的方法有多么的完善。问题的提出在生物饲料固态发酵的工业化生产中什么因素最难控制？或者说是影响工业化生产规模和产品质量最主要的因素什么？微生物发酵为什
2、么会发热？厚层固态发酵的物料温度为什么会产生差异？这种差异与什么因素有关？有什么解决办法？微生物的糖类代谢 完全氧化 糖完全氧化成水和二氧化碳，释放大量的热。C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +686 kcal/mol不完全氧化 糖转化成有机酸、醇、二氧化碳，也释放热量，但是明显比完全氧化少。同型乳酸发酵典型的生产菌种主要有德氏乳杆菌（Lactobacillus delbruekii）嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilum）唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）嗜热乳杆菌（Lactobacillus thermophilus）粪肠球
3、菌（Enterococcus faecalis）乳酸乳球菌（Lactococcus lactics）2C3H6O3C6H12O6专性异型乳酸发酵典型的生产菌种主要有：发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）高加索酸奶乳杆菌（Lactobacillus kefir）短乳杆菌（Lactobacillus brevis）巴氏乳杆菌（Lactobacillus pastorianus）OHC6H12O6CH3CHCOOH+CH3COOH+CO2兼性异型乳酸发酵2C3H6O3C6H12O6OHC6H12O6CH3CHCOOH+CH3COOH+CO2典型的生产菌种主要有：植物乳杆菌（L
4、actobacillus plantarum）干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）清酒乳杆菌（Lactobacillus sake）酿酒酵母的厌氧代谢 C6H12O6 2CO2+2C2H6O（乙醇）这个代谢反应产生的热量要比乳酸发酵高得多，因为它产生了二氧化碳，氧化程度相对比较高。我们的选择 从获得干物质的效率分析，我们希望进行进行厌氧发酵，不仅产生的热量少，而且干物质的损失也小。有氧发酵生产生物饲料的事例也有，比较有名的是20多年前郭维烈先生倡导的4320菌体蛋白饲料，还有就是用来生产饲料酶固体曲的霉菌固态发酵，有
5、浅盘式和帘子式，有氧发酵时料层要薄，容易散热。这种生产工艺的机械化程度比较低，需要比较的人工，现在已经越来越困难了。目前生物饲料的发酵生产，尤其是以获得活性乳酸菌为重要目的固态发酵，一般都采用厌氧固态发酵。厌氧固态发酵虽然产生热量比有氧发酵少，但是在厚层发酵条件下，物料的温度梯度差异依然很明显。体系的降温速度慢主要是由于物料之间温度差异的传递速度慢，而发酵产生热量的速度快。即使外层可以很快降温，也很难消除这种差异。物料的处理量越大，这种梯度差异也越明显，产品质量的差异也越大。往往是中心温度很高，靠近冷却夹套的外围物料温度比较低。固态发酵饲料温度梯度的产生如何消除温度差异？减少发酵体积加强冷却速
6、度降低产热速度 泡菜发酵的启示如何模仿泡菜发酵？发酵装置更简单，搬运更方便。气压控制不受环境和方位限制。保存时间更长原料更广泛温度梯度变化小呼吸膜可移动式厌氧固态发酵饲料生产技术的具体工艺流程图 发酵原料菌 种 液搅拌机记量和包装机成品过 渡 仓 电 子 秤 粉碎机主体生产设备（时产3吨）接种后的物料封口操作发酵成品库原料接种以后，直接进入包装袋中，热合封口。包装袋上附加一个可以调节气压的硅胶膜。在发酵过程中产生二氧化碳，气压达到设定压力，呼吸阀开放。低于设定压力，呼吸阀自动关闭。呼吸阀平衡气压原理抑菌试验结果（30C 培养）培养时间（天）012345大肠杆菌K88(cfu/g)5.32107
7、 12500 328 12.3 2.6 0沙门氏菌(cfu/g)2.34107267045.30.6700相关证书欧盟安全认证大罐发酵怎么办？要求产量大，成品是干燥的，机械化程度高。夹套通冷却水的效果毕竟是有限的。采用内盘管通冷却水，理论上可以，但是实际操作有困难。进料、出料不方便，清洗麻烦。盘管如果发生渗漏那就更麻烦了。有什么办法吗？发酵速度的主要决定因素整个发酵体系的产热量主要取决于原料中的可发酵性糖的含量。只要原料中还含有可发酵性糖，水分和温度适宜，微生物就自然会以最大的速度进行代谢。在含水量达到35%，温度比较适宜的条件下，接种酵母菌和乳酸菌，如果可发酵性糖的浓度为5.0%，这些可发酵
8、性在厌氧条件下产生的热量可以使物料的整体平均温度上升40左右，而其主发酵时间最多不超过6小时（80%左右的可发酵性糖都是在不超过6小时的间隔内完成消耗的）。流加可发酵性糖是否可以？液态发酵过程中，通过流加补料的方式控制微生物的代谢速度。固态发酵是否也可以？理论上可以，实际还是有困难。固态物料的混合搅拌远比液态物料困难，而且对于厌氧发酵就更困难了。看几个事例让我一天走100公里，很困难，几乎不可能。但是时间放宽到10天呢？很容易了。要求一个工人一天手工装货100吨，太累，20天呢，很轻松。核能发电。什么意思？我们能否设置一种方法，使微生物的代谢速度按照我们需要的速度进行？让微生物听话。可发酵糖缓
9、慢释放技术以发酵豆粕为例。接种的微生物是酿酒酵母和嗜热链球菌。这二种菌都能快速利用六碳糖和蔗糖，但是都不能利用淀粉，即使是蒸煮糊化淀粉的利用都很困难。如果我们用糊化淀粉替代可发酵性糖，这二种菌的产热代谢就基本停止了。但是如果再加入适量的淀粉酶和糖化酶，那么发酵就可以进行了。因为淀粉酶和糖化酶可以源源不断地产生可发酵性糖。产生的速度取决于淀粉酶和糖化酶的活力、物料的水分活度和环境体系温度。淀粉酶和糖化酶的添加量是可以调节的，那么可发酵性糖产生的速度也是可以调节的，其结果就是微生物的代谢产热速度是可以调节的。淀粉酶解速度微生物代谢速度发酵体系产热速度缓释的优点可以使6个小时的主发酵时间延长至12小
10、时，甚至想延长多久就能延长多久。在这种代谢速度下，常规的冷却操作就很容易达到理想效果。除了能缓解降温困难和提高产品均匀性以外，还可以使微生物对物料的转化作用更彻底。因为在缓释可代谢糖的条件下，微生物始终保持着比较好的活性，它们一直处于比较舒服的状态，可以长时间对物料发挥作用，从而更彻底地降解原料中的抗营养因子。液态发酵饲料饲料呈液态，现发酵现喂。采用管道输送，成熟饲料中含有大量活性乳酸菌。不仅可以减少劳动强度，同时也避免了颗粒饲料的高温挤压所造成的活菌损失。猪舍清洁卫生，粉尘明显减少，猪的呼吸道疾病也显著降低，很适合于大型养猪场使用。设备投资大，所有管道都是高质量的不锈钢。技术要求高。1.配料仓 2.菌种罐3.发酵罐4.搅拌罐5.清水罐6.回收罐7.搅拌电机8.活动阀（上下移动）9.安全阀10.检查口11.输送泵12.电磁开关 13.配电箱14.开关15.选向门16.单向阀 料槽 阻挡板气压式发酵液态料自动饲喂系统欢迎同学们提问、讨论
