專利名稱：牧草強(qiáng)化發(fā)酵浸漿制酶技術(shù)及移動(dòng)式太陽能發(fā)酵床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是輕化工生物技術(shù)中一種利用高蛋白牧草作為培養(yǎng)基主料，進(jìn)行乳酸菌、木酶菌田間就地強(qiáng)化發(fā)酵，生產(chǎn)廉價(jià)、高效、多用途新型纖維素酶制劑的生產(chǎn)加工工藝和一種多功能高效節(jié)能微生物發(fā)酵床。
背景技術(shù)：
植物“捕獲”的太陽能大多儲(chǔ)存在秸桿等物質(zhì)纖維素中，植物的木質(zhì)部分就是由纖維素構(gòu)成的。雖然纖維素除很少一部分能被動(dòng)物消化吸收外，大部分不能被動(dòng)物吸收利用，但在一定條件下卻能被有些微生物分解轉(zhuǎn)化。如綠色木酶、康寧木酶。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸桿、酒糟、糖渣、醋渣、淀粉渣、醬油渣、味精渣、豆腐渣、藥渣、油渣等各種農(nóng)業(yè)廢棄物和食品加工產(chǎn)生的糟渣及牧草、木本飼料等含有大量纖維素資源非常豐富，經(jīng)生物處理之后作為飼料利用，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。如采用海星牌秸桿發(fā)酵活干菌、“曙光一號(hào)”活菌制劑、“活力99生酵劑”、“粗飼料降解劑”等發(fā)酵的方法進(jìn)行處理后，蛋白質(zhì)的消化率、消化能和代謝能、糖分、氨基酸、維生素顯著提高。但是，經(jīng)處理的秸桿、粉渣等飼料總的粗蛋白沒有多大變化，飼用過程中還需補(bǔ)充大量蛋白質(zhì)飼料。且單 位菌種處理原料數(shù)量小，發(fā)酵時(shí)間長，加工成本高。一包“粗飼料降解劑”只能處理500公斤糟渣或150-400公斤秸桿，投入產(chǎn)出低。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院以木薯渣為原料，利用工業(yè)糖化酶和產(chǎn)朊假絲酵母(Candidautilis)固態(tài)發(fā)酵,制取單細(xì)胞蛋白飼料,配料經(jīng)高壓滅菌預(yù)處理(糖化60_62°C,30min)、冷卻(30°C )、酵母種子液固態(tài)發(fā)酵(30°C，3d)，添加尿素3%、硫酸銨6%，在糖化酶用量為4%、含水量為70%、發(fā)酵時(shí)間72h、酵母接種量10%的條件下，粗蛋白質(zhì)含量由底物的11. 59%提高到產(chǎn)物的28. 28%，提高了 16. 69個(gè)百分點(diǎn)。該方法利用工業(yè)糖化酶，發(fā)酵過程易于控制，不需要選育淀粉分解菌，使培養(yǎng)成本降低，具有一定的工業(yè)應(yīng)用潛力，但燃料及輔料用量大，處理費(fèi)用還是比較高。牧草廣義上泛指可用于飼養(yǎng)家畜的草類植物，包括草本、藤本及木本植物的枝葉、樹皮等各類栽培或野生植物。新鮮牧草除含有大量纖維素外，含有較高的營養(yǎng)物質(zhì)。一般禾本科牧草的粗蛋白質(zhì)含量占鮮重2. 5-3%、豆科牧草在3. 2-4. 4%之間，木本植物的枝葉、樹皮等可達(dá)2. 5-5%。同時(shí)，牧草中氨基酸的組成較好，含賴氨酸較多，蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值較高，維生素含量豐富，特別是胡蘿卜素含量高，B族維生素、維生素C、E、K的含量較高，含鈣豐富，并且鈣磷比例較平衡，適口性好。有些木本飼料具有生命活性的內(nèi)含物。利用優(yōu)質(zhì)牧草提取的葉蛋白，營養(yǎng)物質(zhì)含量極為豐富。如苜蓿葉蛋白中粗蛋白含量40% 65%左右，葉蛋白的消化率達(dá)62 % 72 %，能量代謝率為69 % 90 %，粗蛋白質(zhì)的生物價(jià)為73 79%，每千克葉蛋白濃縮物中代謝能為2800 3200千卡，有效磷為0. 31 %，胡蘿卜為500 1200毫克，葉黃素為1000 1800毫克，碳水化合物為5% 10%，礦物質(zhì)為3% 7%，纖維素小于5%，同時(shí)還含有脂溶性維生素E和K等；沙棘枝葉及果渣中含有豐富多樣的生化物質(zhì)，無論是果實(shí)還是枝葉，其維生素C、E、K及胡蘿卜素幾乎多于一切果蔬，其枝葉中含有的主要畜牧營養(yǎng)要素粗蛋白也高于牧草之冠的苜蓿干草和常規(guī)飼料玉米、小麥麩等，特別是其畜禽生長營養(yǎng)素評價(jià)指標(biāo)的第一、二、三限制性氨基酸(賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸)等含量均明顯高于常規(guī)糧食飼料，而且其微量元素和主要維生素為其它常規(guī)飼料所不及，沙棘飼料特別有利于畜禽體質(zhì)發(fā)育，尤其對畜禽產(chǎn)仔、產(chǎn)蛋等生殖生命活力具有奇特的作用，本身含豐富的抗氧化、防腐物質(zhì)，從而非常有利于標(biāo)準(zhǔn)品的貯存。我國牧草類青綠飼料資源廣、種類多、數(shù)量大，具有廣闊的開發(fā)前景。牧草的粗纖維和秸桿、糟渣等飼料中的粗纖維理化性質(zhì)基本相同，如果利用高蛋白牧草作為培養(yǎng)基主料，進(jìn)行乳酸菌、黑曲酶、木霉強(qiáng)化發(fā)酵，生產(chǎn)廉價(jià)高效的工業(yè)用纖維素酶制劑及飼用纖維素酶，用于輕紡工業(yè)或著秸桿、糟渣等飼料發(fā)酵生產(chǎn)高蛋白飼料，都具有非常重要的意義。近年來，隨著生態(tài)建設(shè)與畜牧業(yè)的發(fā)展和圈舍養(yǎng)畜技術(shù)的推廣普及，開展荒山造林種草、封山禁牧、發(fā)展生態(tài)畜牧，開發(fā)綠色植物資源已成為大勢所趨，高蛋白青綠飼料越來越受到重視和大量應(yīng)用，牧草葉蛋白在配合飼料生產(chǎn)中的利用也越來越受到重視，成為解決飼料蛋白質(zhì)緊缺的重要途徑。但是，由于牧草資源的時(shí)間、空間分布很不均勻，儲(chǔ)藏過程極易腐爛變質(zhì)，能量密度低，原料的收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸成本比較高，尤其是原料運(yùn)輸成本高，加工規(guī)模的擴(kuò)大，原料產(chǎn)品運(yùn)輸成本增加幅度會(huì)大于規(guī)模擴(kuò)大后成本下降的幅度，通用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模的概念不適合草食畜飼料加工企業(yè)。同時(shí)，由于我國農(nóng)村土地包括宜林荒山、草 原等由農(nóng)戶承包經(jīng)營，農(nóng)作物種植分散。分散的草食畜飼料生產(chǎn)和集約化、自動(dòng)化、連續(xù)性的飼料工業(yè)轉(zhuǎn)化加工的協(xié)調(diào)十分困難，大部分研究處于實(shí)驗(yàn)室階段。所以，牧草的就地加工技術(shù)和小型加工設(shè)備及植物蛋白質(zhì)飼料的開發(fā)成為當(dāng)前綠色植物飼料開發(fā)的重點(diǎn)。有關(guān)研究表明，牧草飼料加工技術(shù)大面積應(yīng)用推廣不可能像豬雞精飼料那樣采用生產(chǎn)性企業(yè)提供飼料產(chǎn)品的產(chǎn)品帶動(dòng)型推廣模式，宜考慮通過政府引導(dǎo)，建立中介組織開發(fā)飼料資源，制定和完善推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)政稅收政策，探索和建立“適度規(guī)模、就近轉(zhuǎn)化、統(tǒng)籌規(guī)劃、模塊建設(shè)、分散生產(chǎn)、集中營銷”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。應(yīng)該根據(jù)養(yǎng)草食畜自身特點(diǎn)，采用技術(shù)、服務(wù)帶動(dòng)型推廣模式，在重點(diǎn)養(yǎng)殖區(qū)或飼草料資源豐富的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，由技術(shù)開發(fā)單位和技術(shù)服務(wù)型企業(yè)聯(lián)合提供技術(shù)、資金、設(shè)備，聯(lián)系培養(yǎng)農(nóng)村有知識(shí)、懂經(jīng)營的農(nóng)村經(jīng)紀(jì)人建立利益共同體，建立和發(fā)展飼料加工點(diǎn)和專業(yè)戶，為農(nóng)戶提供加工技術(shù)、飼料配方和飼料加工、配制服務(wù)，采取來料加工、品種兌換、收購、貯存等多種形式，就地取材，開展飼料就地加工、貯存、銷售。這樣，一方面以當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖需要的飼料開發(fā)和銷售為主，為草食畜提供大量廉價(jià)優(yōu)質(zhì)飼料，滿足當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶的需要，提高養(yǎng)殖效益和種草效益，調(diào)動(dòng)植樹種草發(fā)展養(yǎng)殖的積極性，一方面以外地市場需要的飼料開發(fā)和銷售為主，為單胃畜禽提供高蛋白飼料，調(diào)劑余缺，減少飼草貯藏運(yùn)輸成本，擴(kuò)大加工規(guī)模，擴(kuò)展飼草銷路，擴(kuò)大外銷，提高企業(yè)的加工水平和盈利能力。目前牧草的加工調(diào)制技術(shù)研究和應(yīng)用示范，主要集中在保證青干草品質(zhì)和質(zhì)量方面。一是收獲時(shí)間的研究。適宜的收獲時(shí)間是影響青干草品質(zhì)的重要因素，一般禾本科牧草最適宜的收獲期是抽穗期，豆科草是孕蕾期至初花期。在生產(chǎn)中，常因收獲太晚，草質(zhì)老化，營養(yǎng)物質(zhì)損失嚴(yán)重。如苜蓿初花期收割雖產(chǎn)草較少，但草質(zhì)好，大部分可被羊采食；而結(jié)莢期收割，草雖較多，但大部分變粗硬，總養(yǎng)分下降。再如夏季的各種野草，只要無毒，割曬喂羊效果很好，而秋后的枯草，只是干柴一把，營養(yǎng)貧乏，有的甚至不如秸桿。二是青干草調(diào)制技術(shù)研究。青干草的質(zhì)量還取決于調(diào)制技術(shù)，人工脫水時(shí)營養(yǎng)損失很少，而曬干時(shí)干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)的損失達(dá)20%左右。為盡量減少損失，生產(chǎn)中常將剛割獲的草鋪開、曝曬、勤翻動(dòng)，加快水分蒸發(fā)，使水分盡快降至40%以下，以減少細(xì)胞饑餓代謝造成的養(yǎng)分損失，再將草堆成松散的小堆或移至通風(fēng)良好的蔭棚下晾干，可減少由于日光曝曬而破壞胡蘿卜素。為了提高牧草質(zhì)量，減少營養(yǎng)損失，苜蓿顆粒飼料的研究和應(yīng)用發(fā)展很快，但鮮草從收割到加工時(shí)間長,營養(yǎng)損失比較大,收貯、運(yùn)輸成本高,加工季節(jié)短,設(shè)備閑置率高,力口工效益低。所有這些，限制了大面積運(yùn)用。在青綠飼料的加工利用上，目前除直接鍘切飼用鮮草外，大多調(diào)制成干草，經(jīng)鍘切或粉碎后飼用。高蛋白青綠飼料主要作為草食畜飼料，在養(yǎng)雞、養(yǎng)鴨、養(yǎng)鵝、養(yǎng)豬、養(yǎng)魚等蛋白質(zhì)需求大的單胃畜禽飼用及輕化工生物制造等方面的利用和應(yīng)用研究較少。牧草葉蛋白的提取和設(shè)備研發(fā)還處于試驗(yàn)階段，一般都是將苜蓿等牧草在現(xiàn)蕾期收割后，運(yùn)到加工廠，再通過粉碎、壓榨、凝聚、分離、干燥、包裝，制成葉蛋白成品。在微生物培養(yǎng)中，一般利用稻桿粉作為作為培養(yǎng)，但用量占培養(yǎng)的比例較小。由于缺乏先進(jìn)技術(shù)、工藝和高效菌種，用高蛋白牧草作為培養(yǎng)基進(jìn)行乳酸菌、木霉菌強(qiáng)化發(fā)酵，開發(fā)生產(chǎn)纖維素酶制劑及高蛋白飼料發(fā)酵劑、乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵劑，用于秸桿、糟渣等飼料發(fā)酵，生產(chǎn)高蛋白復(fù)合飼料方面未見相關(guān)報(bào)道。同時(shí)，制約牧草加工利用的關(guān)鍵，是采收與加工的時(shí)差和運(yùn)輸成本及產(chǎn)品售價(jià)。有關(guān)研究表明，綠葉在一天、二天、三天和四天放置后再進(jìn)行加工處理，其葉蛋白提取率比割后立即加工處理的提取率分別下降19. 3%、25. 0%、40. 0%、53. 7%。所以，綠葉收割后應(yīng)盡快加工處理，以免由于葉子本身的作用和微生物的污染而引起葉蛋白產(chǎn)量和品質(zhì)下降。但由于我國地域遼闊，山地多、川地少，苜蓿等高蛋白牧草一般在西部山區(qū)種植，這里交通不便,收割、運(yùn)輸成本高,運(yùn)輸途中營養(yǎng)損失大,產(chǎn)品科技含量低，附加值不高,加工效率差,經(jīng)濟(jì)效益低，難以大范圍推廣利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是利用高蛋白牧草作為培養(yǎng)基，選擇野生菌種及航天育種、基因工程、細(xì)胞工程種質(zhì)資源，馴化選育高產(chǎn)菌株，采用塑料發(fā)酵袋、移動(dòng)式塑料大棚發(fā)菌干燥室等新型微生物代謝工程和發(fā)酵工程技術(shù)，在田間地頭就地進(jìn)行乳酸菌、木酶強(qiáng)化發(fā)酵，生產(chǎn)廉價(jià)高效纖維素酶制劑主產(chǎn)品及乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵劑及飼料添加劑等副產(chǎn)品的方法和規(guī)模化加工技術(shù)及工藝，開發(fā)一種多功能高效節(jié)能微生物發(fā)酵床。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案是選擇野生菌種及航天育種、基因工程、細(xì)胞工程種質(zhì)資源，馴化選育適宜牧草培養(yǎng)基繁殖生長的高產(chǎn)菌株，開發(fā)生產(chǎn)乳酸菌木酶強(qiáng)化發(fā)酵劑；將現(xiàn)蕾期或孕穗期刈割豆科或禾本科牧草立即在田間地頭就地鍘切粉碎、研磨打漿，接種牧草基乳酸菌發(fā)酵劑，攪拌均勻，在缺氧的條件下進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵后，再將經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后的草渣一部分作為發(fā)酵飼料飼用或干燥后儲(chǔ)存銷售，一部分
置于移動(dòng)式塑料大棚發(fā)菌干燥室料架上的浸漿發(fā)菌槽內(nèi)，接種牧草基木霉菌種有氧發(fā)酵、發(fā)菌后，灌注乳酸菌發(fā)酵后的牧草草漿濾出液，進(jìn)行浸漿制酶，生產(chǎn)牧草基纖維素酶粗酶液或粗酶柏，再集中送往化工車間采用高效膜分離或?qū)游龇蛛x技術(shù)與裝置分離提純、精制，生產(chǎn)制造廉價(jià)高效化工用或飼用精制酶制劑產(chǎn)品。本發(fā)明采用資源豐富、價(jià)廉易得、營養(yǎng)齊全、無毒副作用的優(yōu)質(zhì)牧草作為培養(yǎng)基，選育優(yōu)秀菌種，生產(chǎn)乳酸菌、木酶菌強(qiáng)化發(fā)酵，利用牧草蛋白質(zhì)含量高的特點(diǎn)，來彌補(bǔ)秸桿、糟渣蛋白質(zhì)含量低的缺陷，生產(chǎn)牧草基纖維素酶粗酶柏，用作飼料添加劑原料，或集中送往化工車間采用高效膜分離或?qū)游龇蛛x技術(shù)與裝置分離提純、精制，生產(chǎn)制造廉價(jià)高效化工用或飼用精制酶制劑產(chǎn)品，將回收纖維素酶沉淀后的硫酸銨溶液再用于粗酶柏的浸泡洗滌，實(shí)現(xiàn)浸提液的循環(huán)利用，提高了資源利用率，具有顯著節(jié)能、降耗、減排效果，開發(fā)的牧草基纖維素酶既是高效工業(yè)用酶制劑，又是優(yōu)質(zhì)飼料添加劑來源；既解決了牧草適時(shí)收割，加工貯藏及運(yùn)輸問題，減少了牧草的營養(yǎng)損失，擴(kuò)大了綠色植物物的應(yīng)用范圍，又降低了纖維素酶生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的科技含量和附加值，提高了牧草加工效益，解決了牧草的及時(shí)收獲、干燥、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏及田間就地加工問題，把林牧工及生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益有機(jī)地結(jié)合起來，有利于形成一體化產(chǎn)業(yè)。利用移動(dòng)式太陽能微生物固體發(fā)酵反應(yīng)器(發(fā)酵床)，使乳酸菌厭氧發(fā)酵和產(chǎn)酶菌有氧發(fā)酵在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，氣液 交換通過設(shè)置在發(fā)酵物料上面的進(jìn)氣口、噴淋管和鋪設(shè)在物料下面的多孔管連通組成并裝有調(diào)節(jié)裝置的管道調(diào)節(jié)，和外界連通，反應(yīng)器溫度通過塑料棚面吸收太陽能和調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔排氣孔實(shí)現(xiàn)，減少了裝料、翻料工序和動(dòng)力、能源消耗，提高了發(fā)酵質(zhì)量及產(chǎn)量，達(dá)到了高效、節(jié)能、環(huán)保的效果。
具體實(shí)施例方式選擇野生及航天育種、基因工程、細(xì)胞工程種質(zhì)資源，馴化選育適宜牧草培養(yǎng)基繁殖生長、產(chǎn)酸能力強(qiáng)、代謝旺盛的優(yōu)秀乳酸菌菌株和產(chǎn)酶能力強(qiáng)、親和力高的木酶菌株，開發(fā)牧草基乳酸菌、木霉菌強(qiáng)化發(fā)酵劑；將現(xiàn)蕾期或孕穗期刈割、含水量為75%左右的豆科或禾本科牧草立即在田間地頭就地鍘切粉碎、研磨打漿，給草漿接種5 % -10 %牧草基乳酸菌發(fā)酵劑，攪拌均勻，擠壓濾出過多的汁液，使草渣含水量達(dá)70%左右，用塑料袋統(tǒng)一密封，在缺氧的條件下進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵；草漿擠壓過濾出的含有蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的汁液，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵、澄淀、過濾去除蛋白質(zhì)后，同草渣發(fā)酵后的擠壓濾出液合并，作為浸提發(fā)菌液(浸漿液)備用；將經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后的草渣接種牧草基木霉菌種，置于移動(dòng)式塑料大棚發(fā)菌干燥室料架上的浸漿發(fā)菌槽內(nèi)，室內(nèi)溫度保持30-35°C，濕度保持80%，早晚噴灑適量浸提發(fā)菌液，注意通風(fēng)，保持濕度，利用乳酸菌產(chǎn)生的乳酸保持酸性環(huán)境，抑制雜菌感染，促進(jìn)木霉菌萌發(fā)繁殖；當(dāng)木霉菌絲長滿料面并產(chǎn)生大量孢子時(shí)，定時(shí)定量噴淋或灌注浸提發(fā)菌液，使1/3發(fā)酵料浸泡在浸提發(fā)菌液(漿)中，3-5天后打開料槽較低一端的塑料出口，濾出料內(nèi)浸提液，作為粗酶液轉(zhuǎn)入下一步分離提純，再在料槽中加入新液，每天晚上將料槽中的發(fā)菌液更換一次，更換2-3次后停止加液，使木霉發(fā)酵草渣快速干燥，便是上好的木酶飼料添加劑或乳酸菌木霉菌種，作為纖維素酶飼料添加劑原料使用或乳酸菌木霉菌種循環(huán)使用；將收集的粗酶液，集中送往加工車間分離、提純、精制或以少量草渣發(fā)酵料為載體，采用多次噴淋或灌注的方法，在草渣發(fā)酵料中加入粗酶液(漿)，進(jìn)行浸漿干燥，使草渣發(fā)酵料中的粗酶液蒸發(fā)濃縮，酶含量提高而成為牧草基纖維素酶粗酶柏，用作飼料添加劑原料，或集中送往化工車間采用高效膜分離或?qū)游龇蛛x技術(shù)與裝置分離提純、精制，生產(chǎn)制造廉價(jià)高效化工用或飼用精制酶制劑產(chǎn)品；分離時(shí)，將粗酶柏加水浸泡稀釋、洗滌浸提，壓榨過濾、除去草渣和蛋白質(zhì)沉淀后，在4°C下加入硫酸氨到85%的飽和濃度，保持4小時(shí)，用分離因數(shù)大于6000G的管式超高速離心分離機(jī)回收硫酸銨鹽所析出的纖維素酶沉淀，經(jīng)柱析、方框過濾器過濾，可得纖維素酶精品濃縮液，在-17°C溫度、-GOOmmHg負(fù)壓下凍干干燥，得纖維素酶精品凍干粉；將回收纖維素酶沉淀后的硫酸銨溶液加水稀釋后，再用于粗酶柏的浸泡洗滌，可實(shí)現(xiàn)浸提液的循環(huán)利用。生產(chǎn)中，用完成木霉發(fā)酵的草渣或牧草基纖維素酶粗酶柏代替乳酸菌接種草漿，且在乳酸菌厭氧發(fā)酵完成后，不再接種木霉菌種，直接將發(fā)酵后的草渣置于移動(dòng)式塑料大棚發(fā)菌干燥室料架上的浸漿發(fā)菌槽內(nèi)，利用木霉發(fā)酵后草渣中休眠的木霉菌絲和孢子，在有氧及酸性條件下快速繁殖，可實(shí)現(xiàn)木霉擴(kuò)繁產(chǎn)酶。批量生產(chǎn)時(shí)，可采用移動(dòng)式太陽能微生物發(fā)酵床發(fā)酵的方法。在田間地頭選擇地勢較高、排水方便、避風(fēng)向陽、東西走向的長方形地塊，沿東西走向開溝2-6條，做橫截面為W形的發(fā)酵床，床寬2-6米、溝寬0. 8米、溝深0. 5米左右，長根據(jù)需要確定，床體V形溝底一端比另一端稍低，較低一端處設(shè)排水渠，溝底高出排水渠底5-10厘米，床上方設(shè)可移動(dòng)(調(diào)節(jié))的人字形拱棚架，用塑料薄膜從床的北面沿W形床面覆蓋到床的南面，再沿床上方人字形拱棚架從南面覆到北面，兩端及側(cè)邊與另一端對接密封，成為一個(gè)密封的大型塑料袋式發(fā)酵器，拱棚上部設(shè)置進(jìn)氣口，下部設(shè)出氣口，在W形床面的所有V形溝底鋪設(shè)多孔管，通過管道與調(diào)節(jié)裝置和外界連通，多孔管上面裝填發(fā)酵料基質(zhì)，基質(zhì)上面設(shè)噴淋節(jié)灌管。人 字形拱棚架由數(shù)組長方形棚架和斜撐支柱構(gòu)成，長方形棚架以數(shù)根平行排列的不銹鋼管或硬質(zhì)塑料管作豎管和兩根連接在豎管兩端平行排列的橫管連通、固定而成，豎管上設(shè)有噴嘴，與橫管相通，橫管兩端設(shè)有連接器，與進(jìn)、出水管或另一組棚架連通固定。移動(dòng)式太陽能微生物發(fā)酵床是一個(gè)截面為W形的發(fā)酵床和人字形塑料拱棚組成的密封的大型塑料發(fā)酵袋，特點(diǎn)是發(fā)酵物料放置在床上后，氣液交換通過設(shè)置在人字形塑料拱棚上的進(jìn)氣口、出氣口及發(fā)酵物料上面的噴淋管和鋪設(shè)在物料下面的多孔管連通組成并裝有調(diào)節(jié)裝置的管道調(diào)節(jié)，和外界連通。厭氧發(fā)酵時(shí)，取掉床面上的斜撐支柱，放低拱棚，關(guān)閉進(jìn)氣口和出氣口，可抽去袋內(nèi)空氣，加快發(fā)酵速度；好氧發(fā)酵時(shí)，用斜撐支柱支撐床上的拱棚架，撐高拱棚，調(diào)節(jié)進(jìn)氣口和出氣口，實(shí)現(xiàn)氣體流通，通過料面上或棚架上的噴淋節(jié)灌管和料下面的多孔管，進(jìn)行液體或氣體交換。
權(quán)利要求
1.牧草強(qiáng)化發(fā)酵浸漿制酶技術(shù)及移動(dòng)式太陽能發(fā)酵床是將現(xiàn)蕾期或孕穗期刈割豆科或禾本科牧草立即在田間地頭就地鍘切粉碎、研磨打漿，接種牧草基乳酸菌發(fā)酵劑，攪拌均勻，在缺氧的條件下進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵后，再將經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后的草渣接種牧草基木霉菌種進(jìn)行有氧發(fā)酵，采用高效膜分離或?qū)游龇蛛x技術(shù)與裝置分離提純，生產(chǎn)制造廉價(jià)高效化工用或飼用精制酶制劑產(chǎn)品的技術(shù)工藝及一種高效、節(jié)能、環(huán)保的移動(dòng)式太陽能發(fā)酵床。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牧草就地發(fā)酵浸漿制酶技術(shù)，其特征是選擇野生及航天育種、基因工程、細(xì)胞工程種質(zhì)資源，馴化選育適宜牧草培養(yǎng)基繁殖生長、產(chǎn)酸能力強(qiáng)、代謝旺盛的優(yōu)秀乳酸菌菌株和產(chǎn)酶能力強(qiáng)、親和力高的木酶菌株，開發(fā)牧草基乳酸菌、木霉菌強(qiáng)化發(fā)酵劑；將現(xiàn)蕾期或孕穗期刈割、含水量為75%左右的豆科或禾本科牧草立即在田間地頭就地鍘切粉碎、研磨打漿，給草漿接種5 % -10 %牧草基乳酸菌發(fā)酵劑，攪拌均勻，擠壓濾出過多的汁液，使草渣含水量達(dá)70%左右，用塑料袋統(tǒng)一密封，在缺氧的條件下進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵；草漿擠壓過濾出的含有蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的汁液，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵、澄淀、過濾去除蛋白質(zhì)后，同草渣發(fā)酵后的擠壓濾出液合并，作為浸提發(fā)菌液(浸漿液)備用；將經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后的草渣接種牧草基木霉菌種，置于移動(dòng)式塑料大棚發(fā)菌干燥室料架上的浸漿發(fā)菌槽內(nèi)，室內(nèi)溫度保持30-35°C，濕度保持80 %，早晚噴灑適量浸提發(fā)菌液，注意通風(fēng)，保持濕度，利用乳酸菌產(chǎn)生的乳酸保持酸性環(huán)境，抑制雜菌感染，促進(jìn)木霉菌萌發(fā)繁殖；當(dāng)木霉菌絲長滿料面并產(chǎn)生大量孢子時(shí)，定時(shí)定量噴淋或灌注浸提發(fā)菌液，使1/3發(fā)酵料浸泡在浸提發(fā)菌液(漿)中，3-5天后打開料槽較低一端的塑料出口，濾出料內(nèi)浸提液，作為粗酶液轉(zhuǎn)入下一步分離提純，再在料槽中加入新液，每天晚上將料槽中的發(fā)菌液更換一次，更換2-3次后停止加液，使木霉發(fā)酵草渣快速干燥，便是上好的木酶飼料添加劑或乳酸菌木霉菌種，作為纖維素酶飼料添加劑原料使用或乳酸菌木霉菌種循環(huán)使用；將收集的粗酶液，集中送往加工車間分離、提純、精制或以少量草渣發(fā)酵料為載體，采用多次噴淋或灌注的方法，在草渣發(fā)酵料中加入粗酶液(漿)，進(jìn)行浸漿干燥，使草渣發(fā)酵料中的粗酶液蒸發(fā)濃縮，酶含量提高而成為牧草基纖維素酶粗酶柏，用作飼料添加劑原料，或集中送往化工車間采用高效膜分離或?qū)游龇蛛x技術(shù)與裝置分離提純、精制，生產(chǎn)制造廉價(jià)高效化工用或飼用精制酶制劑產(chǎn)品；分離時(shí)，將粗酶柏加水浸泡稀釋、洗滌浸提，壓榨過濾、除去草渣和蛋白質(zhì)沉淀后，在4°C下加入硫酸氨到85%的飽和濃度，保持4小時(shí)，用分離因數(shù)大于6000G的管式超高速離心分離機(jī)回收硫酸銨鹽所析出的纖維素酶沉淀，經(jīng)柱析、方框過濾器過濾，可得纖維素酶精品濃縮液，在-17°C溫度、-GOOmmHg負(fù)壓下凍干干燥，得纖維素酶精品凍干粉；將回收纖維素酶沉淀后的硫酸銨溶液加水稀釋后，再用于粗酶柏的浸泡洗漆，實(shí)現(xiàn)浸提液的循環(huán)利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牧草強(qiáng)化發(fā)酵浸漿制酶技術(shù)，其特征是生產(chǎn)中，用完成木霉發(fā)酵的草渣或牧草基纖維素酶粗酶柏代替乳酸菌接種草漿，且在乳酸菌厭氧發(fā)酵完成后，不再接種木霉菌種，直接將發(fā)酵后的草渣置于移動(dòng)式塑料大棚發(fā)菌干燥室料架上的浸漿發(fā)菌槽內(nèi)，利用木霉發(fā)酵后草渣中休眠的木霉菌絲和孢子，在有氧及酸性條件下快速繁殖，實(shí)現(xiàn)木霉擴(kuò)繁產(chǎn)酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牧草強(qiáng)化發(fā)酵浸漿制酶技術(shù)，其特征是將回收纖維素酶沉淀后的硫酸銨溶液加水稀釋后，再用于粗酶柏的浸泡洗滌，實(shí)現(xiàn)浸提液的循環(huán)利用。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)式太陽能發(fā)酵床，其特征是在田間地頭選擇地勢較高、排水方便、避風(fēng)向陽、東西走向的長方形地塊，沿東西走向開溝2-6條，做橫截面為W形的發(fā)酵床，床寬2-6米、溝寬0. 8米、溝深0. 5米左右，長根據(jù)需要確定，床體V形溝底一端比另一端稍低，較低一端處設(shè)排水渠，溝底高出排水渠底5-10厘米，床上方設(shè)可移動(dòng)(調(diào)節(jié))的人字形拱棚架，用塑料薄膜從床的北面沿W形床面覆蓋到床的南面，再沿床上方人字形拱棚架從南面覆到北面，兩端及側(cè)邊與另一端對接密封，成為一個(gè)密封的大型塑料袋式發(fā)酵器，拱棚上部設(shè)置進(jìn)氣口，下部設(shè)出氣口，在W形床 面的所有V形溝底鋪設(shè)多孔管，通過管道與調(diào)節(jié)裝置和外界連通，多孔管上面裝填發(fā)酵料基質(zhì)，基質(zhì)上面設(shè)噴淋節(jié)灌管；人字形拱棚架由數(shù)組長方形棚架和斜撐支柱構(gòu)成，長方形棚架以數(shù)根平行排列的不銹鋼管或硬質(zhì)塑料管作豎管和兩根連接在豎管兩端平行排列的橫管連通、固定而成，豎管上設(shè)有噴嘴，與橫管相通，橫管兩端設(shè)有連接器，與進(jìn)、出水管或另一組棚架連通固定。
全文摘要
牧草強(qiáng)化發(fā)酵浸漿制酶技術(shù)及移動(dòng)式太陽能發(fā)酵床屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是輕化工生物技術(shù)中一種利用高蛋白牧草作為培養(yǎng)基主料，在田間就地進(jìn)行乳酸菌、木酶菌強(qiáng)化發(fā)酵，生產(chǎn)廉價(jià)、高效、多用途新型纖維素酶制劑的生產(chǎn)加工工藝和一種多功能高效節(jié)能微生物發(fā)酵床。本發(fā)明將富含蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的牧草資源化利用及多用途、高附加值生物制劑開發(fā)相結(jié)合，利用牧草蛋白質(zhì)含量高、透氣性好的特點(diǎn)，來彌補(bǔ)常規(guī)酶制劑生產(chǎn)中秸稈蛋白質(zhì)含量低，輔料添加用量大，生產(chǎn)費(fèi)用高的缺陷，采用移動(dòng)式太陽能微生物發(fā)酵床，使乳酸菌厭氧發(fā)酵和產(chǎn)酶菌有氧發(fā)酵在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，減少了裝料、翻料工序和動(dòng)力、能源消耗，提高了發(fā)酵質(zhì)量及產(chǎn)量，擴(kuò)大了牧草應(yīng)用范圍，延長了牧草加工產(chǎn)業(yè)鏈，達(dá)到了高效、節(jié)能、環(huán)保的效果。
文檔編號(hào)A23K1/165GK102696864SQ20111046024
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者馬騰 申請人:馬騰