發(fā)酵豆粕固體發(fā)酵工藝概述

葉赫娜蘭.孤城

這是有關(guān)工藝的綜述。與網(wǎng)友們討論。

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1.        發(fā)酵豆粕的歷史淵源

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

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(shù)來(lái)源有兩個(gè)面，一個(gè)是食品，一個(gè)是農(nóng)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(jìn)行堆積，有時(shí)換用乳酸菌和芽孢桿菌。實(shí)質(zhì)上就是進(jìn)行簡(jiǎn)單的堆積，沒(méi)有控制過(guò)程。

參考醬油工藝的前半部分，用盤(pán)子（0.7米x1.0米）或發(fā)酵床（1.2米寬，長(zhǎng)度不限，越十幾到幾十米，深20公分，底部強(qiáng)制通風(fēng)）。這個(gè)工藝比較科學(xué)一點(diǎn)，但是也沒(méi)有過(guò)程控制。

流行工藝的特點(diǎn)就是沒(méi)有過(guò)程和終點(diǎn)控制。食品發(fā)酵經(jīng)過(guò)了幾百年的經(jīng)驗(yàn)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(shí)間也太長(zhǎng)，所以目前工藝并不是完全按照食品發(fā)酵來(lái)的中間有簡(jiǎn)化。

流行技術(shù)的另一個(gè)來(lái)源是農(nóng)業(yè)院所，在培養(yǎng)研究生時(shí)，選擇了發(fā)酵豆粕為方向，他們提出的工藝特點(diǎn)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(shí)施性。往往選用多菌株發(fā)酵。

按照發(fā)酵工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)際上來(lái)說(shuō)，需要嚴(yán)格的過(guò)程控制。

1.1某大學(xué)發(fā)酵豆粕（即固體發(fā)酵）技術(shù)的淵源

某大在上世紀(jì)80年代到90年代，曾經(jīng)做過(guò)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(gè)固體工藝推廣到飼料發(fā)酵。后來(lái)，河北做這一塊，但是，并沒(méi)有走學(xué)校的路線。

在做纖維素酶時(shí)，某大的技術(shù)很簡(jiǎn)練，也很穩(wěn)定，包括做發(fā)酵豆粕，也沒(méi)問(wèn)題。不過(guò)，依然沒(méi)有引入過(guò)程參數(shù)。

這時(shí)，某大試著把液體深層發(fā)酵的思想和過(guò)程控制方式引入到固體發(fā)酵。2009，2010年，在實(shí)驗(yàn)室?guī)а芯可鷮?shí)驗(yàn)時(shí)，固體發(fā)酵是其中一個(gè)方向，于是正是把過(guò)程參數(shù)引進(jìn)，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(biāo)，結(jié)合其他數(shù)據(jù)，控制發(fā)酵過(guò)程，判定發(fā)酵終點(diǎn)，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。

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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(zhǔn)備搖瓶種子，然后轉(zhuǎn)種子罐（大致像我實(shí)驗(yàn)室里的50升罐的樣子，但是要大一些），發(fā)酵10小時(shí)左右。

1，物料（豆粕）配料（加入無(wú)機(jī)鹽，緩沖液，麩皮，葡萄糖或淀粉----玉米粉，這些是平衡營(yíng)養(yǎng)的用量很少，總量12%左右）。
2，滅菌（121度1-2小時(shí)或100度4-8小時(shí)）。
3，攤涼，接種（接入發(fā)酵罐準(zhǔn)備的種子），把物料疏松化。
4，進(jìn)入自動(dòng)固體發(fā)酵機(jī)（自行設(shè)計(jì)，有強(qiáng)制通風(fēng)和攪拌功能）或發(fā)酵床，一般發(fā)酵14-20小時(shí)，不會(huì)超過(guò)24小時(shí)。
5，烘干。

在整個(gè)過(guò)程中（包括種子罐），每?jī)尚r(shí)取樣檢測(cè)，繪制曲線，控制過(guò)程的無(wú)菌化和數(shù)據(jù)可重復(fù)性。并反饋噴淋糖液或降溫，等。

順暢的工藝是每天24小時(shí)不停的（成本考慮，這是發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)，一旦停下來(lái)，設(shè)備清潔，保養(yǎng)，重新啟動(dòng)，費(fèi)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(pán)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(shí)的一種，也是相比來(lái)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(pán)。

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(lái)進(jìn)一步酶解發(fā)酵豆粕。

以上常見(jiàn)工藝，沒(méi)有“發(fā)酵過(guò)程工程”的監(jiān)測(cè)和反饋。

2.3目前工藝技術(shù)短板和與某大技術(shù)的比較

某大本來(lái)做纖維素酶就很?chē)?yán)格，在引入液體發(fā)酵的控制思想和過(guò)程參數(shù)后，穩(wěn)定性問(wèn)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(diǎn)不容易克服。

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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(dòng)的發(fā)酵工藝。

缺點(diǎn)是含水量低，則代謝強(qiáng)度低，比較慢。優(yōu)點(diǎn)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(yán)格的工藝，可重復(fù)性很強(qiáng)。

“液體種子”部分，其實(shí)就是一個(gè)完整的液體發(fā)酵工藝過(guò)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(kāi)的。

由水電氣冷風(fēng)作為動(dòng)力傳輸。比較完整的是一般的抗生素工廠，比較袖珍的是實(shí)驗(yàn)室的5幾十升實(shí)驗(yàn)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(yàn)室，無(wú)菌室，看管人員，消毒人員，一線操作人員，都是獨(dú)立的工段。對(duì)協(xié)調(diào)性要求較高。

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4.設(shè)備與投資規(guī)模

4.1設(shè)備與廠房

固體發(fā)酵設(shè)備：

1，自動(dòng)消毒裝置，保溫維持裝置，打料裝置，發(fā)酵裝置。估計(jì)x萬(wàn)元。
2，烘干裝置。估計(jì)x萬(wàn)元。

   種子（液體發(fā)酵）設(shè)備：

1，        建成種子室（初期與無(wú)菌室合并）。估計(jì)x萬(wàn)元。
2，        發(fā)酵罐。估計(jì)約x萬(wàn)元。

控制部分：
主要是化驗(yàn)室（初期與看管人員合并）。估計(jì)x萬(wàn)元。

    以上沒(méi)有計(jì)算水電氣冷風(fēng)等動(dòng)力建設(shè)，初期應(yīng)該考慮和合作方共用或租場(chǎng)地時(shí)尋找。如果不能配套，再想辦法。

4.2技術(shù)生產(chǎn)人員配備

技術(shù)人員配備，菌種室4人，化驗(yàn)室3人（上12小時(shí)，歇24小時(shí),或，4人，上8小時(shí)，歇24小時(shí)）。

生產(chǎn)人員配備，車(chē)間工人3-5人。

4.3投資規(guī)模

按純利x元算（以技術(shù)含量評(píng)價(jià)，合理純利應(yīng)該在x元左右），保平規(guī)模為日產(chǎn)x噸。

可以考慮以這個(gè)產(chǎn)量維持，同時(shí)擴(kuò)展新產(chǎn)品，增加新的贏利點(diǎn)。

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5.可能的擴(kuò)展方向

    一旦公司（或單位）成立，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)必須參照公司運(yùn)作的市場(chǎng)要求和公司內(nèi)在要求進(jìn)行，不能完全依照實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在的方向。

5.1固體工藝的擴(kuò)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(kāi)發(fā)包括x菌，x菌在內(nèi)的新產(chǎn)品。

5.2液體工藝的擴(kuò)展產(chǎn)品展望

這一部分相當(dāng)自由，可以考慮多上一個(gè)發(fā)酵罐留作中式。目前：

畜牧行業(yè)，下一步會(huì)進(jìn)行溶菌酶等分子技術(shù)的蛋白藥物。

化工行業(yè)，考慮合適的機(jī)會(huì)推出生物科降解塑料和琥珀酸工藝。

牧場(chǎng)俠客

注意機(jī)密 很多好東西都被外國(guó)人偷走了

葉赫娜蘭.孤城

回復(fù) 7# 牧場(chǎng)俠客


    我害怕的是別人不來(lái)拿，而不是別人拿去了啊。

呵呵。

龍城飛將

真專業(yè)，謝謝孤城兄的無(wú)私奉獻(xiàn)，繼續(xù)啊

qw4137

真正有核心競(jìng)爭(zhēng)力的東西說(shuō)給老外聽(tīng)，他也未必會(huì)。不能閉門(mén)造車(chē)做學(xué)問(wèn)，有交流才有進(jìn)步。