畜牧人

標題: 發(fā)酵豆粕固體發(fā)酵工藝概述 [打印本頁]

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 18:09
標題: 發(fā)酵豆粕固體發(fā)酵工藝概述
這是有關工藝的綜述。與網(wǎng)友們討論。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 18:09
本帖最后由葉赫娜蘭.孤城于 2010-6-18 18:15 編輯

1. 發(fā)酵豆粕的歷史淵源

發(fā)酵豆粕的工藝，在技術上講，各有來源，目前流行工藝來源于食品，某大工藝來源于上世紀80年代固體發(fā)酵纖維素酶技術。

1.1目前流行的發(fā)酵豆粕的歷史淵源

目前流行的發(fā)酵豆粕，技術來源有兩個面，一個是食品，一個是農業(yè)科研院所。

參考食品發(fā)酵的白酒工藝，用酵母菌或霉菌進行堆積，有時換用乳酸菌和芽孢桿菌。實質上就是進行簡單的堆積，沒有控制過程。

參考醬油工藝的前半部分，用盤子（0.7米x1.0米）或發(fā)酵床（1.2米寬，長度不限，越十幾到幾十米，深20公分，底部強制通風）。這個工藝比較科學一點，但是也沒有過程控制。

流行工藝的特點就是沒有過程和終點控制。食品發(fā)酵經(jīng)過了幾百年的經(jīng)驗積累，已經(jīng)有一套自己的控制模式，但是，如果完全用食品的工藝和菌種（僅限曲霉和酵母）則成本太高，發(fā)酵時間也太長，所以目前工藝并不是完全按照食品發(fā)酵來的中間有簡化。

流行技術的另一個來源是農業(yè)院所，在培養(yǎng)研究生時，選擇了發(fā)酵豆粕為方向，他們提出的工藝特點是，僅僅在理論上圍繞產(chǎn)品最終效果，推理出所選菌種，根本不考慮工藝的可實施性。往往選用多菌株發(fā)酵。

按照發(fā)酵工業(yè)的技術特點，實際上來說，需要嚴格的過程控制。

1.1某大學發(fā)酵豆粕（即固體發(fā)酵）技術的淵源

某大在上世紀80年代到90年代，曾經(jīng)做過幾十年的纖維素酶發(fā)酵工藝探索，其中一條路就是固體發(fā)酵。

曾經(jīng)有老師把這個固體工藝推廣到飼料發(fā)酵。后來，河北做這一塊，但是，并沒有走學校的路線。

在做纖維素酶時，某大的技術很簡練，也很穩(wěn)定，包括做發(fā)酵豆粕，也沒問題。不過，依然沒有引入過程參數(shù)。

這時，某大試著把液體深層發(fā)酵的思想和過程控制方式引入到固體發(fā)酵。2009，2010年，在實驗室?guī)а芯可鷮嶒灂r，固體發(fā)酵是其中一個方向，于是正是把過程參數(shù)引進，主要有：失重比，氨基氮，還原糖，溶磷。

這樣，以氨基氮為主要指標，結合其他數(shù)據(jù)，控制發(fā)酵過程，判定發(fā)酵終點，就可以的到穩(wěn)定的產(chǎn)品。

2.發(fā)酵豆粕工藝流程

下面把大致工藝流程分別介紹一下。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 18:10
2.發(fā)酵豆粕工藝流程

下面把大致工藝流程分別介紹一下。

2.1某大工藝

首先準備搖瓶種子，然后轉種子罐（大致像我實驗室里的50升罐的樣子，但是要大一些），發(fā)酵10小時左右。

1，物料（豆粕）配料（加入無機鹽，緩沖液，麩皮，葡萄糖或淀粉----玉米粉，這些是平衡營養(yǎng)的用量很少，總量12%左右）。
2，滅菌（121度1-2小時或100度4-8小時）。
3，攤涼，接種（接入發(fā)酵罐準備的種子），把物料疏松化。
4，進入自動固體發(fā)酵機（自行設計，有強制通風和攪拌功能）或發(fā)酵床，一般發(fā)酵14-20小時，不會超過24小時。
5，烘干。

在整個過程中（包括種子罐），每兩小時取樣檢測，繪制曲線，控制過程的無菌化和數(shù)據(jù)可重復性。并反饋噴淋糖液或降溫，等。

順暢的工藝是每天24小時不停的（成本考慮，這是發(fā)酵工業(yè)的特點，一旦停下來，設備清潔，保養(yǎng)，重新啟動，費用很高）。

以上是某大工藝，是現(xiàn)在用的工藝。

2.2目前流行的工藝

目前工藝，流行的大概有4種：

1，淺盤或發(fā)酵床，滅菌物料拌上菌種（曲霉）直接發(fā)酵----這是最老實的一種，也是相比來講比較具有穩(wěn)定性的一種。

2，物料不滅菌，直接拌上菌種，上發(fā)酵床或淺盤。

3，物料不滅菌，堆積在槽中，或裝入大塑料袋密封，用酵母菌，芽孢桿菌，乳酸菌發(fā)酵。

4，以上三種（主要是前兩種），發(fā)酵完，里面的胞外酶還是比較多的，于是，再加水，保溫利用胞外酶來進一步酶解發(fā)酵豆粕。

以上常見工藝，沒有“發(fā)酵過程工程”的監(jiān)測和反饋。

2.3目前工藝技術短板和與某大技術的比較

某大本來做纖維素酶就很嚴格，在引入液體發(fā)酵的控制思想和過程參數(shù)后，穩(wěn)定性問題就已經(jīng)解決了。但是，相比目前流行工藝，投資要大，維持規(guī)模要大。這一點不容易克服。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 18:10
3一般的固體發(fā)酵工藝和液體發(fā)酵工藝介紹

3.1固體發(fā)酵工藝

固體發(fā)酵工藝，是指物料含水量40-60%，物料呈固體狀，不流動的發(fā)酵工藝。

缺點是含水量低，則代謝強度低，比較慢。優(yōu)點是含水量低，則容易處理大宗物料。因此是適合豆粕發(fā)酵的。

目前某大的固體發(fā)酵工藝，用的是“液體種子，固體發(fā)酵”。原因在于液體種子活力旺盛，且不存在種子萌發(fā)不整齊造成穩(wěn)定性降低的情況。是目前比較嚴格的工藝，可重復性很強。

“液體種子”部分，其實就是一個完整的液體發(fā)酵工藝過程。

3.2液體發(fā)酵工藝

液體發(fā)酵工藝是圍繞發(fā)酵罐展開的。

由水電氣冷風作為動力傳輸。比較完整的是一般的抗生素工廠，比較袖珍的是實驗室的5幾十升實驗罐。

原理一樣。

維持液體發(fā)酵和維持固體發(fā)酵是一樣的，都需要種子室，化驗室，無菌室，看管人員，消毒人員，一線操作人員，都是獨立的工段。對協(xié)調性要求較高。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 18:10
4.設備與投資規(guī)模

4.1設備與廠房

固體發(fā)酵設備：

1，自動消毒裝置，保溫維持裝置，打料裝置，發(fā)酵裝置。估計x萬元。
2，烘干裝置。估計x萬元。

種子（液體發(fā)酵）設備：

1，建成種子室（初期與無菌室合并）。估計x萬元。
2，發(fā)酵罐。估計約x萬元。

控制部分：
主要是化驗室（初期與看管人員合并）。估計x萬元。

以上沒有計算水電氣冷風等動力建設，初期應該考慮和合作方共用或租場地時尋找。如果不能配套，再想辦法。

4.2技術生產(chǎn)人員配備

技術人員配備，菌種室4人，化驗室3人（上12小時，歇24小時,或，4人，上8小時，歇24小時）。

生產(chǎn)人員配備，車間工人3-5人。

4.3投資規(guī)模

按純利x元算（以技術含量評價，合理純利應該在x元左右），保平規(guī)模為日產(chǎn)x噸。

可以考慮以這個產(chǎn)量維持，同時擴展新產(chǎn)品，增加新的贏利點。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 18:10
5.可能的擴展方向

一旦公司（或單位）成立，產(chǎn)品開發(fā)必須參照公司運作的市場要求和公司內在要求進行，不能完全依照實驗室現(xiàn)在的方向。

5.1固體工藝的擴展產(chǎn)品展望

考慮x元以上或更高純利的產(chǎn)品，則：

1，代加工一切可能的固體發(fā)酵工藝產(chǎn)品，如，像芽孢，乳酸，糞鏈球菌，都可以.
2，考慮開發(fā)包括x菌，x菌在內的新產(chǎn)品。

5.2液體工藝的擴展產(chǎn)品展望

這一部分相當自由，可以考慮多上一個發(fā)酵罐留作中式。目前：

畜牧行業(yè)，下一步會進行溶菌酶等分子技術的蛋白藥物。

化工行業(yè)，考慮合適的機會推出生物科降解塑料和琥珀酸工藝。

作者: 牧場俠客 時間: 2010-6-18 19:47
注意機密很多好東西都被外國人偷走了

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-18 19:59
回復 7# 牧場俠客

我害怕的是別人不來拿，而不是別人拿去了啊。

呵呵。

作者: 龍城飛將 時間: 2010-6-19 07:39
真專業(yè)，謝謝孤城兄的無私奉獻，繼續(xù)啊

作者: qw4137 時間: 2010-6-19 09:34
真正有核心競爭力的東西說給老外聽，他也未必會。不能閉門造車做學問，有交流才有進步。

作者: 獅山跳蚤 時間: 2010-6-19 09:51
看得暈暈乎乎的 “某”“X”運用比較多

作者: xr08 時間: 2010-6-19 18:36
非常專業(yè)的，建廠聘你做顧問!

作者: mushen 時間: 2010-6-22 11:34
老鄉(xiāng)好，很透徹，犀利如歌

作者: qw4137 時間: 2010-6-22 17:19
建議開個專欄，提高行業(yè)專業(yè)認識....

作者: 三金 時間: 2010-6-23 16:35
孤城老師寫的實在太好了。不知文章中提到的“自動固體發(fā)酵機”是個什么機器？

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-26 16:51
“生料的發(fā)酵效果如何？”

生料是另一種思路，孤城沒有做過很深的研究，不太懂。

但是：

1，我以前做的生料發(fā)酵的嘗試，認為在我的思路下，不應該走生料路線（當然，并不是說別人就走不通，只是孤城走不通。）

2，按照我們實驗室的工藝路線和價值取舍，首先就排出了生料發(fā)酵的可能。

所以，我們沒有繼續(xù)做，沒有積累相關經(jīng)驗，不敢回答，見諒。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-26 17:07
“如果加水的話，加水的比例是多大，
除了將水燒開消毒外，有沒有其它的好的辦法可用，請孤城老師不吝賜教。”

1，加水量。

固體發(fā)酵，因為物料性質和工藝原因，含水量并不相同，一般原則如下：
1），菌株生長，需要盡可能高的水活度。
2），水加多了，會影響溶氧，而且，影響程度不可預知。
所以，一般原則是，在不影響溶氧的前提下，盡可能多加。具體多少，受a,菌株。b,工藝。c,物料粉碎程度，物料屬性，種類等影響，不能一概而論。大概從40-60%不等（很嚴格，準確到1%，比如，44%工藝調成46%就不行了，就會失敗）。

2，消毒。
把水燒開根本就不是消毒。
這個地方，孤城以往曾經(jīng)論述，工業(yè)消毒，是比實驗室水平滅菌更嚴格的過程，把水燒開，那是泡茶，不是發(fā)酵。
固體發(fā)酵的消毒，是所有物料（含水分），和發(fā)酵設備，在121攝氏度處理2-4小時，或100攝氏度處理6-10小時。是把一切微生物營養(yǎng)體和休眠體都殺死的過程。

“把水燒開”，這個，對于物料根本就沒有處理，即便單單對水而言，休眠體也殺不死，和發(fā)酵工藝完全是“風馬，牛不相及”的事情。真正的，老老實實的消毒，就是“更好的辦法”了。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-26 17:10
“您在做這種機械嗎”

我不做，我做發(fā)酵過程工程。

但是，機械廠可以按照圖紙生產(chǎn)。

不過，這和汽車不一樣----汽車買來就可以開。但發(fā)酵設備，并不是有了就可以用----化工廠買了發(fā)酵罐是沒用的，得首先進了這個行業(yè)才行。

作者: 葉赫娜蘭.孤城 時間: 2010-6-26 17:18
另外，同一天發(fā)的三個帖子中，這是最沒有技術含量的一篇----沒有獨創(chuàng)，沒有關鍵技術的揭露。

但是，這也是最受關注的一篇。

謝謝諸位錯愛，也歡迎諸位關注一下固體發(fā)酵工藝的過程控制----那才是核心，也正是行業(yè)的短板。

作者: jstcxzh 時間: 2010-9-10 11:19
細致，但做起來還有諸多控制點

作者: 廖綠杰 時間: 2010-9-10 15:25
關鍵地方的控制點和控制技術才是發(fā)酵工藝的價值所在，這是各家保證發(fā)酵成功的技術秘密，但是現(xiàn)在市面的發(fā)酵豆粕大多只有發(fā)酵其表，沒有發(fā)酵其里，只是有發(fā)酵味道而已。對發(fā)酵豆粕的前景感到迷茫。

作者: 小腳女人 時間: 2011-8-25 15:45
因為孤城的這個帖子比較通俗，所以，看起來，不累腦瓜子，還有業(yè)內人大多是用產(chǎn)品的，很少想做產(chǎn)品的

作者: 兔鱔 時間: 2013-1-18 23:32
:handshake

作者: pal3322 時間: 2013-8-26 12:06
發(fā)酵確實很專業(yè)，您大概主要是食品發(fā)酵嗎？
飼料發(fā)酵比如蛋白發(fā)酵，除了氨基氮外，建議將酸溶蛋白、水解度、肽鏈長度等作為發(fā)酵監(jiān)測指標，不知您有何看法？

作者: 東方龍 時間: 2014-5-4 14:46
謝謝高人的指點:hua::hua:

作者: yidx 時間: 2014-5-15 09:05
這個工藝做發(fā)酵豆粕沒法做，:lol
做發(fā)酵豆粕不是簡單的工藝就行，很多細節(jié)決定了產(chǎn)品的成敗。
不同時間，不同氣候，不同溫度，都要經(jīng)驗微調。

作者: wangzi4ever 時間: 2014-5-24 21:59
剛剛入行，看了帖子收獲很多，謝謝孤城老師

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