专利名称：水产饲料加工中应用的高效酶解工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及饲料加工技术，尤其是一种水产饲料加工中的高效酶解工艺。
背景技术：
饲料用酶制剂自上世纪80年代先后在国外、国内研发成功后，在禽畜饲料中已越来越广泛地被使用，尤其是植酸酶最为普遍，主要是它不仅能提高动物对饲料中植酸态磷的消化吸收率，从而减少向饲料中添加磷的用量，还能减少养殖动物的磷排放，有利于保护环境。近十多年来，非淀粉性多糖酶在饲料工业上的应用也受到重视，主要是这一类酶能将植物性饲料原料中的非淀粉性多糖如纤维素、木聚糖、果胶、α-半乳糖和β-葡聚糖等降解，有效减少这一类物质的抗营养作用，提高饲料中蛋白质等养分的利用率，不仅提高了饲料中养分的利用率，也减少环境污染。我国是一个动物生产大国，饲料的年消费总量仅次于美国，水产饲料的产量位居世界第一位，因此，在我国推广在饲料中使用酶制剂对于提高饲料资源的利用效率、保护环境有着巨大的社会和经济效益。饲用酶制剂的问世为动物饲养、高效利用饲料资源和减轻环境污染提供了前景。 但目前国内饲料生产中普遍采用的直接添加酶制剂的方式并没有能发挥所期待的效果。造成这种现象的主要原因如下(1)饲料加工过程中有一个不可避免的高温调质流程，使得酶制剂活性降低，甚至全部失活。这种情况在水产饲料的加工过程中更为严重；(2)动物消化道中内源性的蛋白酶对酶制剂(外源酶)的降解作用不可避免，因此，外源酶活性又一次受损；(3)酶制剂作用的发挥程度取决于一定的环境条件是否得以满足，如适当的温度、PH和水分等，但动物消化道的客观条件很难与所使用的酶制剂的要求完全相吻合。目前，为了克服上述(1)所提及的问题，有人采用在饲料制粒后采用喷涂液体酶制剂的方法加以解决，也有选用所谓的耐高温酶予以克服。但对于上述分析中提到的第(2) 和⑶的问题尚无解决方案的报导。因此，直至今日国内饲料加工中如何为饲养动物提供高效的酶解工艺依然没有理想的解决方案。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种针对上述酶制剂在生产性应用中存在的三大障碍、 可应用于饲料加工过程中的酶解反应工艺，通过选用相关的通用饲料加工设备组合成一个能使所使用的酶制剂在可控条件下高效应用的实施方案。实现在饲料制粒流程前就能对饲料原料进行高效酶解处理，使酶制剂能在饲料中得以高效发挥作用。这种水产饲料加工中的高效酶解工艺，其特征在于在将已粉碎入仓后的单一原料经计量后输入双轴双螺旋混合机内，同时加入酶制剂和调节反应体系PH的食品添加剂相混合后，用喷淋装置向双轴双螺旋混合机内喷入温度在55-65 °C的水分后，再次混合使物料作体外酶解反应；最后由刮板机将物料输出至下道的饲料加工工序。下调PH值时用食品级的柠檬酸作为食品添加剂，上调时用食品级的小苏打作为食品添加剂，PH值调节范围在5. 0-7.0;酶解反应时间按加水后混合10-15分钟操作即可完成。物料经粉碎后通过60目标准筛；加水前的物料的混合均勻度VC小于5%;加水后的物料的混合均勻度VC小于10% ；加水后物料的水分设定为25士2%较佳。根据以上技术方案提出的这种水产饲料加工中的高效酶解工艺，通过相关装置的配合，人工创造一个适合于酶制剂发挥最佳活性的条件，使酶制剂由原来在进入动物体内后单一体内酶解过程，变成先进行体外作第一次高效酶解，后进入体内还可进行第二次酶解。这样的工艺流程能实现高效地对含有抗营养因子(如非淀粉性多糖和植酸)的常用饲料原料(如豆粕、菜粕、棉粕和小麦等)酶解处理，该工艺的核心系通过对酶解参数(原料的粉碎粒度、温度、PH、水分和反应时间)的控制，充分发挥常用的饲用复合酶制剂(纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、α -半乳糖苷酶和植酸等)对饲料中抗营养因子的降解作用，从而显著提高相关饲料原料中养分的消化吸收率，减少氮和磷的排放。
图1为本发明的工艺流程框图；图2为本发明的工艺设备装配示意图；图3为本发明在饲料生产线中的应用示意图。图中1-人工投料；2-斗式提升机；3-初清筛；4-永磁筒；5-三通；6_待粉碎仓； 7-气动闸门；8-叶轮喂料器；9-粉碎机；10-绞龙；11-斗式提升机；12-分配盘；13-配料仓；14-配料绞龙；15-配料秤；16-人工投料口 ；17-双轴混料机；18-刮板输送机；19-自动控温水添加喷淋装置；20-斗式提升机；21-分配盘；22-配料仓；23-配料绞龙；24-配料秤；A-现行的投料工段；B-现行的粉碎工段；C-本发明的酶解工段；D-现行的配料工段。
具体实施例方式以下结合图1、2进一步阐述本发明的实施方式。这种水产饲料加工中的高效酶解工艺为在将已粉碎入仓后的单一原料经计量后输入双轴双螺旋混合机内，同时加入酶制剂和调节反应体系PH的食品添加剂相混合后，用喷淋装置向双轴双螺旋混合机内喷入温度在的水分后，再次混合使物料作体外酶解反应；最后由刮板机将物料输出至下道的饲料加工工序。下调pH值时用食品级的柠檬酸作为食品添加剂，上调时用食品级的小苏打作为食品添加剂，PH值调节范围在5. 0-7.0;酶解反应时间按加水后混合10-15分钟操作即可完成。酶解效果可以及时测量，避免使用酶制剂的盲目性。物料经粉碎后通过60目标准筛；加水前的物料的混合均勻度VC小于5%;加水后的物料的混合均勻度VC小于10% ；加水后物料的水分设定为25士2%较佳。上述所加入的酶制剂一般为复合酶制剂较合适，其配方不属于不发明的范畴，由生产商依据设计要求自己确定。原则上应与待水解的原料相适应，用户可行配制。在实际饲料生产流水线中可以将本发明的工艺应用于现有的饲料加工生产中，
4组成如图3所示的饲料生产工艺流程。图3所示的饲料生产新工艺流程由A、B、C、D四部分组成，其中A、B、D为现行常用的工艺流程。其中A为投料工段，B为粉碎工段，C为本发明提出的体外酶解工段，D分为配料工段，四者之间通过三个斗式提升机衔接。C部分的酶解工艺(图2)的装备运转过程如下经原设备9粉碎后的饲料原料 (粒度通过60目以上的标准筛)经绞龙10运送到斗式提升机11垂直提升至分配器12后进入料仓13存贮待配料，料仓的数量一般4只已能满足需要，分别用于临时存放需要酶解的原料(如豆粕、菜粕、棉粕和小麦)。经粉碎后的原料经配料绞龙14进入配料电子称15 计量后进双轴双螺旋混合机17，经人工投料口 16投入相关的酶制剂(酶制剂的配方由用户自行确定，通常根据饲料原料的属性和商品酶的特性，配制成酸性复合酶)，同时加入PH值调节物质(因所用酶制剂对PH的要求而异，上调时加入适量的柠檬酸，下调时加入适量的小苏打)后经3分钟的混合后由自动控温的水添加喷淋装置19加入一定量的水，最终使物料的水分达25士2% ；水的温度控制也依所使用的酶制剂而定，最终使物料的温度达到酶制剂的最适温度范围内；加水后再混合10分钟，整个酶解流程操作完成。总之，通过对物料粒度、水分、PH、温度和加水后混合与酶解反应时间的精准控制，使得所使用的酶制剂能在最适的条件下发生催化反应，从而在饲料的加工过程中实现去除饲料原料中抗营养因子的目的。上述这种酶解工艺所产生的酶解反应结果是可以检测的，而且这种工艺既可应用于新建的饲料加工流水线中，也可增配于已有的饲料生产线中。在水产饲料的加工中应用此工艺更具使用价值，因为水产饲料投入水中后，即使采用外喷涂酶制剂的技术方案也是不可行的，原因是酶制剂易溶于水而流失。采用本工艺的试验结果如下对于豆粕中植酸的降解率可达60%以上，纤维素的降解率可达65%以上，果胶的降解率达到45%以上，木聚糖的降解率达到80%以上，α -半乳糖的降解率达到62%以上；对于菜粕中的植酸的降解率可达55%以上，纤维素的降解率可达45%以上，果胶的降解率达到50%以上，木聚糖的降解率达到68%以上，α -半乳糖的降解率达到42%以上；对于棉粕中植酸的降解率可达65%以上，纤维素的降解率可达35% 以上，果胶的降解率达到40%以上，木聚糖的降解率达到60%以上，α -半乳糖的降解率达到55%以上；对于小麦中的植酸的降解率可达65%以上，纤维素的降解率可达55%以上， 木聚糖的降解率达到66%以上。
权利要求
1.一种水产饲料加工中的高效酶解工艺，其特征在于在将已粉碎入仓后的单一原料经计量后输入双轴双螺旋混合机内，同时加入酶制剂和调节反应体系PH的食品添加剂相混合后，用喷淋装置向双轴双螺旋混合机内喷入温度在55-65 °C的水分后，再次混合使物料作体外酶解反应；最后由刮板机将物料输出至下道的饲料加工工序。
2.如权利要求1所述的一种水产饲料加工中的高效酶解工艺，其特征在于下调PH值时用食品级的柠檬酸作为食品添加剂，上调时用食品级的小苏打作为食品添加剂，PH值调节范围在5. 0-7. 0 ；酶解反应时间按加水后混合10-15分钟操作即可完成。
3.如权利要求1所述的一种水产饲料加工中的高效酶解工艺，其特征在于物料经粉碎后通过60目标准筛；加水前的物料的混合均勻度VC小于5%;加水后的物料的混合均勻度VC小于10% ；加水后物料的水分设定为25士2%较佳。
全文摘要
一种水产饲料加工中的高效酶解工艺，其流程特征在于在将已粉碎入仓后的单一原料经计量后输入双轴双螺旋混合机内，同时加入酶制剂和调节反应体系pH的食品添加剂相混合后，用喷淋装置向双轴双螺旋混合机内喷入温度在55-65℃的水分后，再次混合使物料作体外酶解反应；最后由刮板机将物料输出至下道的饲料加工工序。通过上述工艺实现在人工控制下创造一个适合于酶制剂发挥最佳活性的反应条件，使酶制剂由原来在进入动物体内后的体内单一酶解过程，变成先进行体外酶解，后进入体内酶解的两个过程。此工艺能高效地对含有抗营养因子(如非淀粉性多糖和植酸)的常用饲料原料(如豆粕、菜粕、棉粕和小麦等)酶解，从而显著提高相关饲料原料中养分的消化吸收率，减少氮和磷的排放。
文档编号A23K1/14GK102422998SQ20111035141
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者陈乃松 申请人:上海海洋大学