一种生物发酵饲料及其制备方法和专用设备.pdf

本发明涉及一种生物发酵饲料及生产工艺和专用设备，其生产工艺包括原料初清、粉碎、混合、接种、打包、发酵，工艺简单，便于操作，可实现机械化连续生产。其配方是利用廉价的农副产品下脚料如苹果渣、枣粉、花生壳、DDGS、喷浆玉米皮等生物基质，添加预混料和菌液经混合发酵制成。制备的生物发酵饲料质量稳定、适口性好、营养价值全面、活菌含量高、宜储存运输，可作为畜禽日粮直接饲喂，并能替代20%～30%全价配合饲料，真正实现节约粮食，降低养殖成本。

权利要求书
1.  一种生物发酵饲料，其特征在于：所述菌液为酿酒酵母菌Saccharomyces Cerevisiae CGMCC No.2388菌液、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis  CGMCC No.6928菌液和嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus  CGMCC No.5093菌液混合菌液。

说明书一种生物发酵饲料及其制备方法和专用设备
本发明是申请号201310204789.8，申请日：2013年5月29日，发明名称：“一种生物发酵饲料及其制备方法和专用设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及畜禽用饲料，特别涉及一种生物发酵饲料及其制备方法和专用设备。
背景技术
目前，饲料及养殖行业存在着药物残留大、食品安全潜在威胁程度大，饲料利润空间低、养殖成本高，市场动荡幅度大，人畜争粮的矛盾突出，大量农副产品下脚料资源没有得到合理的开发利用等突出问题的现状下，利用植物茎秆皮壳、农产品下脚料发酵制作节粮无抗的绿色安全生物饲料符合科学发展观的宏大前提，符合国家行业政策，能够变废为宝，降低饲料成本，增加养殖效益，消除环境污染，减少疾病发生，为消费者提供安全放心食品。
目前国内一些企业和科研部门在生物发酵饲料生产技术方面做了大量研究工作，并取得了可喜的进展和一定的成果。但目前大都仅限于发酵秸秆、发酵豆粕、发酵棉粕、发酵啤酒糟等单一饲料原料，即便有发酵混合原料的生产厂家，其生产工艺还是以传统的家庭作坊式堆积固体发酵、批式、间歇式生产为主，尚未形成机械化、连续化、规模化生产。现有的发酵饲料往往采用鲜啤酒糟或鲜酱油糟等作为原料，但最终产品的水分难以控制，而且经常遇到混合不匀、冬天发酵困难、菌种存活率低、发酵度难以掌控、易染菌霉变、质量不稳定、营养价值不高、适口性较差、不宜储存等技术瓶颈和产品缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能实现机械化连续生产、质量稳定、适口性好、营养价值全面、活菌含量高、宜储存运输的一种生物发酵饲料及其制备方法和专用设备。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种生物发酵饲料，所述发酵饲料中粗蛋白含量达到30%-35%，粗纤维≤10%，粗灰分≤10%，钙含量0.5%-1.2%，总磷≥0.2%，氯化钠含量0.2%-0.9%，水分含量40%-45%，活菌数量≥50亿/克。
所述发酵饲料中蛋白酶活性为550-650U，纤维素酶活性为5900-6000U，植酸酶活性为120-150U。
所述发酵饲料包括下述组分按重量分数比混合发酵而成：DDGS 100份、苹果渣96份、枣粉40份、花生壳粉140份，喷浆玉米皮60份，虫沙100份，预混料20份，菌液30份、糖蜜6份、水408份；
所述预混料按重量份包括以下组分：石粉600份，麦饭石20份，复合多维20份，复合微矿100份，磷酸氢钙100份，食盐150份，香味剂5份，甜味剂5份；
其中所述的复合多维的重量配比如下：
维生素A   5000KIU/kg     维生素D3    1000KIU/kg
维生素E   50000mg/kg     维生素K3     2500mg/kg
维生素B1   2000mg/kg     维生素B2      7500mg/kg
维生素B6   5000mg/kg     维生素B12      250mg/kg
生物素      250mg/kg      烟酸         25000mg/kg
泛酸钙    20000mg/kg      叶酸            25mg/kg
余量为玉米淀粉；
所述的复合微矿的配比如下：
铜  5g/kg   ； 铁   40g/kg  ； 锰   30g/kg
锌  60g/kg  ； 碘  200mg/kg ； 硒  100mg/kg
余量为麦饭石。
所述菌液为酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae ）CGMCC No.2388菌液、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CGMCC No. 6928菌液和嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）CGMCC No.5093菌液混合菌液。
所述菌液中酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）菌液活菌数≥3.0×109 个/mL、枯草芽孢杆菌（Bacillus  subtilis）菌液活菌数≥5.0×109 个/ mL、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）菌液的活菌数≥2.2×1010个/mL。
酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）CGMCC No. 2388菌液，购自青岛根源生物集团有限公司；
枯草芽孢杆菌（Bacillus  subtilis）CGMCC No.6928菌液，购自青岛蔚蓝生物集团有限公司；
嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）CGMCC No.5093菌液，购自青岛根源生物集团有限公司。
所述的菌液的活化方法， 夏季：上述三种菌液的重量比按1:1:1混合而成的原菌液1份、糖蜜10份、饲料级硫酸镁0.06份，磷酸氢二钾0.06份，室温自来水40份，保持35℃-38℃，搅拌活化5-6小时；冬季：上述三种菌液的重量比按1:1:1混合而成的原菌液6份、糖蜜10份、饲料级硫酸镁0.06份，磷酸氢二钾0.06份，35℃-38℃自来水40份，保温、搅拌活化6-8小时。
其生产工艺包括:（1）原料接收、初清，除去霉变原料、块状杂物；（2）原料粉碎，粉碎粒度在30目左右；（3）原料混合，接种，将事先活化好的菌液通过喷洒系统喷洒到物料上，混合搅拌均匀；（4）打包密封，采取8-12S腹膜或双层膜袋包装；（5）恒温库发酵，20℃-40℃发酵5-7天。
一种生物发酵饲料的饲喂方法，该发酵饲料添加量：生长猪按20%-30%的比例在饲喂正常日粮前后直接饲喂本饲料。
一种生物发酵饲料的专用设备，包括原料接收与初清装置、粉碎装置、混合装置和打包装置；
所述原料接收与初清装置包括用来进行初级筛分的圆通初清筛，所述圆通初清筛的上方设有用来收集原料粉尘的布袋脉冲除尘器和离心式通风机，所述圆通初清筛的下方设有下料坑；
所述粉碎装置包括与下料坑连通的斗提升机，与斗提升机上方连通的永磁筒、待粉碎料仓，待粉碎料仓的下方设有螺旋喂料器，螺旋喂料器的下方设有与其连通的锤片粉碎机，锤片粉碎机的下方设有螺旋输送机；
所述混合装置包括螺旋输送机连通的斗士提升机，与斗士提升机顶部连通的配料仓，配料仓的下部设有混合仓，混合仓与小料投料器、菌液喷洒系统，高效混合机分别连通，混合仓的底部设有螺旋输送机；
所述打包装置包括与螺旋输送机连通的斗式提升机，与斗式提升机连通的旋转分配器，旋转分配器的下方设有螺旋卸料仓，螺旋卸料仓的下方设有电脑打包秤。
本发明所述的生物发酵饲料通过机械化连续生产，袋内固体发酵，有效的杜绝了家庭作坊和固体堆积发酵中的染菌霉变问题，并且产品质量稳定。本发明是利用廉价的农作物下脚料通过微生物固体发酵，变废为宝，形成新一代集营养、防病、省料、生态四效于一体的全营养生物发酵饲料。本发明是一种新型饲料，可作为动物日粮直接饲喂，并能替代20%～30%全价配合饲料，真正实现节约粮食，降低养殖成本。本发明产品具有特殊的苹果香气和乳酸香味，大大提高动物的适口性，增加采食量。本发明产品中含有大量的益生菌，可以促进动物对全价饲料的消化，提高饲料利用率，维持动物肠道内微生态菌群平衡，提高动物机体免疫力。
附图说明
附图1为实施例中生物发酵饲料专用设备的结构示意图。
图中：101-圆通初清筛；102-布袋脉冲除尘器；103-离心式通风机；104-下料坑；105-第一斗式提升机；201-永磁筒；202-待粉碎料仓；203-螺旋喂料器；204-锤片粉碎机；205-螺旋输送机；206-第二斗式提升机；301-配料仓；302-小料投料器；303-混合仓；304-高效混合机；305-菌液喷洒系统；306-螺旋输送机；307-第三斗式提升机；401- 旋转分配器；402 -螺旋卸料仓；403 -电脑打包秤。
具体实施方式
实施例1
一种生物发酵饲料，包括下述组分按重量分数比混合发酵而成：
DDGS 100份、苹果渣96份、枣粉40份、花生壳粉140份，喷浆玉米皮60份，虫沙100份，预混料20份，菌液30份、糖蜜6份、水408份。
其中：所述预混料按重量份包括以下组分：石粉600份，麦饭石20份，复合多维20份，复合微矿100份，磷酸氢钙100份，食盐150份，香味剂5份，甜味剂5份；
其中所述的复合多维的重量配比如下：
维生素A   5000KIU/kg     维生素D3    1000KIU/kg
维生素E   50000mg/kg     维生素K3     2500mg/kg
维生素B1   2000mg/kg     维生素B2      7500mg/kg
维生素B6   5000mg/kg     维生素B12      250mg/kg
生物素      250mg/kg      烟酸         25000mg/kg
泛酸钙    20000mg/kg      叶酸            25mg/kg
余量为玉米淀粉；
其中复合微矿的重量配比如下：
铜  5g/kg   ； 铁   40g/kg  ； 锰   30g/kg
锌  60g/kg  ； 碘  200mg/kg ； 硒  100mg/kg
余量为麦饭石。
其中菌液为酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）CGMCC No.2388菌液、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CGMCC No.4628菌液和嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）CGMCC No.5093菌液混合菌液。
其中菌液中酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）菌液活菌数≥3.0×109 个/mL、枯草芽孢杆菌（Bacillus  subtilis）菌液活菌数≥5.0×109 个/ mL、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）菌液的活菌数≥2.2×1010个/mL。
酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）CGMCC No.2388菌液，购自青岛根源生物集团有限公司；
枯草芽孢杆菌（Bacillus  subtilis）CGMCC No.6928菌液，购自青岛蔚蓝生物集团有限公司；
嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）CGMCC No.5093菌液，购自青岛根源生物集团有限公司。
菌液的活化方法：
夏季：上述购买来的三种菌液的重量比按1:1:1混合而成的原菌液1份、糖蜜10份、饲料级硫酸镁0.06份，磷酸氢二钾0.06份，室温自来水40份，保持35℃-38℃，搅拌活化5-6小时；冬季：上述购买来三种菌液的重量比按1:1:1混合而成的原菌液6份、糖蜜10份、饲料级硫酸镁0.06份，磷酸氢二钾0.06份，35℃-38℃自来水40份，保温、搅拌活化6-8小时。
上述一种生物发酵饲料的制备方法包括:
1、将原料DDGS、苹果渣、枣粉、花生壳粉，喷浆玉米皮，虫沙按配比分别进行接收、初清，除去霉变原料、块状杂物；
2、将初清的原料分别进行粉碎，粉碎粒度在30目左右；
3、分别进行初清、粉碎后的原料混合，灭菌、接种。将事先活化好的菌液通过喷洒系统喷洒到物料上，混合搅拌均匀。具体步骤：待分别进行初清和粉碎后的原料全部进入混合仓完毕，先打开菌液喷洒系统蒸汽阀开关，通30分钟蒸汽对管道、混合仓及粉碎好的原料进行消毒灭菌，防止杂菌在饲料中繁殖造成染菌从而导致装入袋后产品发霉变质。此工序是保持产品质量稳定的关键控制点。待通完蒸汽后，一边按配方比例由菌液喷洒系统添加新鲜自来水，夏天直接加入室温自来水，冬天加入30℃的温水，加入温水可以使活菌较快适应新的生长环境，加速生长繁殖，缩短发酵周期、提高产品质量。一边由小料投料器投入预混料（预混料不能通过蒸汽灭菌，防止微量元素变质）。投料和添加水完成后，待菌液喷洒系统管道温度冷却至40℃以下，再开始喷洒菌液，防止烫伤菌种。边喷洒边搅拌，喷洒10秒钟，搅拌30秒钟，再喷洒10秒钟，再搅拌30秒钟，直至菌液喷洒完毕，再混合搅拌90秒，保证混合均匀。此工艺流程较现有的发酵饲料工艺不同之处在于增加了一道实物灭菌程序，通过对菌液喷洒系统的改进，增加了一套通蒸汽的管道和控制系统，可以对菌液管道、混合仓、原料进行灭菌消毒，防止染菌。另外此工艺保证了微量元素、矿物质等营养成分不被破坏，菌种存活率不下降，繁殖速度快、发酵周期短，物料搅拌混合均匀度高，产品质量稳定。
4、打包密封，采取8-12S腹膜或双层膜袋包装。由于物料水分含量高，采用了螺旋式卸料仓，保证了物料的流动性好；打包袋采用8-12S腹膜或双层膜袋包装，内袋采用手工扎口，外袋采用缝包机，袋内压力2公斤。此包装袋的优点是可以达到包装袋既不容易被外部压力挤压破裂，又不容易因袋内活菌生长代谢产生的废气如二氧化碳等气体而使包装袋胀破，密封效果可以达到外面的空气进不去，里面的废气可以适量排出的最佳密封效果。
5、恒温库发酵，20℃-40℃发酵5-7天，制得成品。
本实施例中上述生物发酵饲料通过如下的专用设备进行制备，包括原料接收与初清装置、粉碎装置、混合装置和打包装置；
所述原料接收与初清装置包括用来进行初级筛分的圆通初清筛101，所述圆通初清筛101的上方设有用来收集原料粉尘的布袋脉冲除尘器102和离心式通风机103，所述圆通初清筛101的下方设有下料坑104；
所述粉碎装置包括与下料坑104连通的第一斗式提升机105，与第一斗式提升机105上方连通的永磁筒201、待粉碎料仓202，待粉碎料仓202的下方设有螺旋喂料器203，螺旋喂料器203的下方设有与其连通的锤片粉碎机204，锤片粉碎机204的下方设有螺旋输送机205；
所述混合装置包括螺旋输送机205连通的第二斗式提升机206，与第二斗式提升机206顶部连通的配料仓301，配料仓301的下部设有混合仓303，混合仓303里面设有高效混合机304，混合仓303与小料投料器302、菌液喷洒系统305分别连通，混合仓303的底部设有螺旋输送机306；
所述打包装置包括与螺旋输送机306连通的第三斗式提升机307，与第三斗式提升机307连通的旋转分配器401，旋转分配器401的下方设有螺旋卸料仓402，螺旋卸料仓402的下方设有电脑打包秤403。
利用上述设备生产生物发酵饲料的工艺如下：
原料经投料口进入圆通初清筛101、经初级筛分去除块状杂物进入下料坑104，投料过程中原料粉尘由布袋脉冲除尘器102收集。
下料坑104里的原料通过第一斗式提升机105，进入待粉碎料仓202，原料在进入粉碎料仓前经永磁筒201除去铁质杂质，通过螺旋喂料器203将物料由待粉碎料仓202送入锤片粉碎机204，物料在锤片粉碎机中进行粉碎，控制粉碎粒度在30目左右。
粉碎后的原料通过螺旋输送机205进入斗士提升机206提升到配料仓301，待所有大宗原料不包含预混料、菌液、糖蜜和水分别经过上述工艺后进入配料仓完毕。
打开配料仓卸料阀使原料进入混合仓303，待物料进入混合仓完毕，打开菌液喷洒系统305蒸汽阀开关，通蒸汽对管道、混合仓及粉碎好的原料进行消毒灭菌，待通蒸汽完毕，自来水通过菌液喷洒系统进入混合仓，同时由小料投料器302投入预混料，待投料和添加水完成后，菌液喷洒系统管道温度冷却至40℃以下后。
事先活化好的菌液通过菌液喷洒系统305喷洒在物料上，开动高效混合机304边喷洒边搅拌，完成物料的混合工序。混合后的物料通过螺旋输送机306、第三斗式提升机307将物料送到旋转分配器401，物料通过旋转分配器401分配到螺旋卸料仓402。
由螺旋卸料仓402下来的物料进入电脑打包秤403称量装袋，内袋进行人工扎口后，外袋由缝包机进行密封。包装密封后的物料送入恒温发酵库，进行发酵5-7天，制得成品。
对上述制备的微生物发酵饲料营养成分进行测定：
测定方法：
饲料粗蛋白质测定方法GB/T6432
饲料中粗纤维的含量测定GB/T6434
饲料中水分和其他挥发性物质含量的测定GB/T6435
饲料中钙的测定GB/T6436
饲料中总磷的测定  分光光度法GB/T6437  
饲料粗灰分的测定方法GB/T6438
饲料酵母活菌数GB/T 22547
饲料中水溶性氯化物的测定GB/T6439
蛋白酶活力测定：
称烘干样品1.000 g于三角瓶中，加pH 7.2磷酸缓冲液20 mL，40 ℃水浴保温60 min，过滤后选择适宜的稀释倍数采用福林法测定蛋白酶的活性。将1g酶粉在40 ℃下每1 min水解干酪素产生1 μg酪氨酸的酶活定义为1U。
纤维素酶活力测定：
称烘干样品0.500 g于三角瓶中，加蒸馏水20 mL，40 ℃水浴保温45 min，过滤后选择合适的稀释倍数用羧甲基纤维素纳（CMC）做底物，用DNS（3,5-二硝基水杨酸）法测定还原糖含量，计算纤维素酶活力。将在pH 5.0， 40 ℃下，每1g纤维素酶曲在1 min内水解CMC，生成1 μg葡萄糖的酶活性定义为1U。
植酸酶活力测定：
称烘干样品0.500 g于三角瓶中，加pH 5.5乙酸-乙酸钠缓冲液20 mL，40 ℃水浴30 min，过滤后选择合适的稀释倍数用偏钒酸铵法测定植酸酶的活力。植酸酶样品在植酸钠浓度为0.005 mol/L，温度40℃、pH 5.50的条件下，每1min从植酸钠中释放1 μmol 无机磷，即为一个植酸酶活性定义为1U。
取制得的1#、2#、3#样品进行测定，测定结果如下：
表1生物发酵饲料中各种成份的测定结果

由表1可看出，发酵饲料中粗蛋白含量30%-35%，而粗纤维≤10%，粗灰分≤10%，钙含量0.5%-1.2%，总磷≥0.2%，氯化钠含量0.2%-0.9%，水分含量40%-45%，活菌数量≥50亿/克。
表2 生物发酵饲料发酵后水解酶类的变化

从表2可看出，发酵饲料中蛋白酶活性为550-650U，纤维素酶活性为5900-6000U，植酸酶活性为120-150U。
接菌后的发酵饲料各种水解酶活性大大提高，能降解饲料原料中富含的纤维素、半纤维素、难以消化吸收的蛋白、植酸磷等有机磷，使其转化成利于消化吸收的小分子糖、短肽、氨基酸和无机磷。
上述生物发酵饲料对生长猪的饲喂方法：
生长猪喂养试验：
试验时间：2012年7月1日至2012年9月30日，共计92天。
试验猪的来源和分组：全部来自山东省平度市南村镇养猪场；对照组采用市场上购买的全价饲料，试验组为发酵饲料作为生长猪日粮替代20%-30%的全价配合饲料直接饲喂。
试验地点：山东省平度市南村镇养猪场。
试验结果：
采用自动饮食机供食物。试验组共计用1900kg饲料，其中使用生物发酵饲料475kg。对照组共计用1600kg全价饲料。
表3生物发酵饲料生长猪喂养应用试验

由表3可看出，以生物发酵饲料替代25%的全价配合饲料直接饲喂育生长猪，提高了生长猪的采食量，猪育肥的速度加快了；由于发酵饲料中的蛋白和能量不足以达到全价饲料含量，相当于猪在吃完主食后又吃了点零食，因此料肉比相对增加，但本生物发酵饲料价格低廉，每吨出厂价1400元，相对于平均3200元/吨的全价配合饲料，混合使用饲养总成本反而降低了10.3%。