一种浮渣资源化再利用的方法
【专利摘要】本发明公开了一种浮渣资源化再利用的方法，该方法是针对小麦制备酒精过程中，产生的酒精糟液经分离沉淀后得到的浮渣进行废料再利用，步骤包括：将浮渣与小麦麸皮混合，获得固体混合物，在固体混合物中接种地衣芽孢杆菌D-1菌株，混匀发酵后烘干，得到蛋白饲料；本发明的有益效果是：该方法以酒精制备过程中产生的浮渣为原料，将其制成蛋白饲料，不仅消除了因浮渣丢弃造成的环境污染和营养浪费，而且创造了经济效益；该方法选择高效耐水分的饲用微生物地衣芽孢杆菌D-1菌株进行浮渣发酵，不仅去除了浮渣的异味，且生产出的蛋白饲料品质高，对实现浮渣无害化处理和资源化利用具有重要意义。
【专利说明】一种浮渣资源化再利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是小麦制备酒精过程中一种废料的处理方法，尤其涉及的是一种酒精糟液经分离沉淀后产生的浮渣资源化再利用的方法。
【背景技术】
[0002]我国是一个蛋白质饲料严重短缺的国家。据统计，2012年，全国蛋白饲料可供应量为0.22亿吨，需求量为0.66亿吨，大量蛋白质饲料依赖进口。因此，积极开发新的饲料资源，特别是具有微生物活性的蛋白饲料，对于弥补市场上蛋白饲料的不足和提高饲料安全性和利用率具有重要的意义。
[0003]目前，酒精制备主要通过生物发酵制备获得，酒精制备的原料主要以淀粉质为主，通过酶的作用产生酒精，其中淀粉质原料主要有玉米、木薯、糖蜜和小麦等。在利用小麦制备酒精的过程中，小麦经过粉碎、水洗、发酵以及蒸馏等过程生产出酒精，同时产生了酒精糟液。酒精糟液经过离心分离，下层沉淀烘干做小麦干酒糟(小麦DDG)，上清液加入絮凝剂絮凝后过滤得浮渣。对于以小麦为原料制备酒精的大型企业来说，若年小麦加工处理量达45万吨，则浮渣的累计年产量能达到2万吨左右，直接将其丢弃不仅造成极大的资源浪费，也势必对环境造成极大危害，若通过治理达标排放则将给企业带来巨大的经济负担的经济负担。
[0004]浮渣烘干样中粗蛋白的含量一般在27% (重量)左右，因此将浮渣蛋白进行饲用开发，不仅可使浮渣无害化，免除高昂的治污费用，还可使浮渣通过饲料实现资源化，为畜牧业发展做贡献。
[0005]微生物饲料即指利用某些特殊的有益功能微生物与饲料(不含药物)及辅料混合发酵经干燥等特殊工艺加工而成的含活性益生菌的安全、无污染、无药物残留的优质饲料。微生物发酵生产饲料的方法主要包括液态发酵和固态发酵两种，固态发酵具有液态发酵所不具有的优点，如废水废渣少，容易处理，能耗低，培养基原料多为天然基质或废渣，环境污染小，因此，现在发酵饲料生产大多采用固态发酵方式。
[0006]现有技术中，将浮渣与小麦生产酒精的废液生产沼气后的沼渣通过一定比例混合，添加酒曲进行发酵，但酒曲的菌种不明确，不符合发酵饲料必需明确发酵菌种，且菌种必需是国家农业部指定菌种的要求。此外，酒曲成本高、去除异味效果不明显和不适宜高水分发酵也制约了该技术的产业化。由于浮渣的含水量在85%左右，而酒曲不耐高含水量，因此在发酵过程中需要添加大量麸皮来降低整体含水量,而麸皮的添加量越大,发酵产物的蛋白含量越低。因此，急需要选择合适的方法解决上述问题，以生产出安全有效，易被动物利用的浮渣发酵蛋白质饲料，在消除制酒精残留物对环境污染的同时，促进畜牧业发展。因此，大力研究发展高效节能的生产工艺已成为时代发展的必要，具有重大的理论意义、实践价值和社会效益。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种浮渣资源化再利用的方法，以筛选出一株合适的菌株进行固态发酵处理，将浮渣废料制成高品质蛋白饲料，实现浮渣的资源化再利用。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤:
[0009]一种浮渣资源化再利用的方法，所述浮渣为小麦制备酒精过程中，产生的酒精糟液经分离沉淀后得到的浮渣，包括以下步骤:
[0010](I)将浮渣与小麦麸皮混合，获得固体混合物，所述固体混合物的含水量的质量百分比控制在50%?70%之间；
[0011](2)在步骤(I)的固体混合物中接种地衣芽孢杆菌，混匀后堆成料堆进行发酵，获得湿料，所述地衣芽孢杆菌D-1菌株于2014年4月10日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC ;地址:中国武汉，武汉大学；邮编:430072)，保藏编号为CCTCC NO:M2014122,分类命名为:地衣芽孢杆菌D-1bacillus licheniformis D-1。该地衣芽孢杆菌D-1能够产碱性蛋白酶，碱性蛋白酶作为工业上主要酶添加剂之一，可以水解蛋白产生多肽，同时，地衣芽孢杆菌D-1耐高含水量，符合本发酵所需尽可能耐高含水量的要求；
[0012](3)将步骤⑵的湿料烘干至恒重，得到蛋白饲料，所述蛋白饲料能够供牲畜食用，从而实现浮渣废料的资源化再利用。
[0013]优选地，所述步骤(I)中，浮渣与小麦麸皮混合的质量比为I?3.5:1，浮渣的含水量过大，会抑制菌株的发酵效率，加入小麦麸皮的目的一方面能够控制浮渣的含水量，另一方面还能够提高物料发酵过程中的透气性，但是小麦麸皮加入量越大，会影响发酵产物的蛋白含量，本发明优选浮渣与小麦麸皮混合的质量比为I?3.5:1，尤其当浮渣与小麦麸皮混合的质量比为3.5:1时，既能有效控制浮渣的含水量，保证地衣芽孢杆菌D-1菌株的发酵条件，又能最大程度减少小麦麸皮的加入，保持发酵产物的蛋白含量，从而保证蛋白饲料的品质。
[0014]优选地，所述步骤(I)中，固体混合物的含水量的质量百分比为70%，浮渣的含水量一般在85%左右，本发酵希望尽可能少的添加其他辅助材料，以免降低整体蛋白含量以及增加成本，根据菌株的最佳发酵条件以及符合实际发酵情况，选择固体混合物的含水量的质量百分比为70%。
[0015]优选地，所述步骤(2)中，接种的地衣芽孢杆菌为其液态的二级种子。
[0016]优选地，所述步骤(2)中，发酵的控制条件为:初始发酵温度为25?35°C，自然pH，每12小时翻料通风一次,发酵48小时。
[0017]优选地，所述步骤(3)中，烘干的温度为40?45°C，将烘干温度控制在40?45°C，在提高烘干效率的同时，能够最大程度地保持蛋白饲料的活性。
[0018]本发明相比现有技术具有以下优点:本发明提供了一种浮渣资源化再利用的方法，该方法选择了高效耐水分的饲用微生物地衣芽孢杆菌D-1菌株作为发酵微生物进行浮渣的发酵，将酒精制备过程中产生的浮渣制成蛋白饲料，不仅消除了因浮渣丢弃造成的环境污染和营养浪费，而且创造了经济效益；该方法优选浮渣与小麦麸皮混合的质量比为I?3.5:1，尤其当质量比为3.5:1时，既能有效控制浮渣的含水量，保证地衣芽孢杆菌D-1菌株的发酵环境，又能最大程度地减少小麦麸皮的加入，保持蛋白饲料的品质；该方法选用的发酵微生物地衣芽孢杆菌D-1菌株还能去除浮渣的异味，且生产出的蛋白饲料品质高，对实现浮渣无害化处理和资源化利用具有重要的意义。
【具体实施方式】
[0019]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0020]实施例1
[0021]1、发酵菌株的培养:
[0022]选择地衣芽孢杆菌D-1菌株为发酵菌株，培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，其配方为:牛肉膏 5.0g/L，蛋白胨 10.0g/L, NaC15.0g/L，pH 调至 7.0。
[0023]取质量分数为0.9%的生理盐水IOmL于试管内，经121°C灭菌20分钟后，冷却至30°C，将地衣芽孢杆菌D-1冻干粉末在无菌状态下全部倒入上述生理盐水中，震荡使其溶解，30°C恒温箱中静置活化30分钟，备用；
[0024]量取牛肉膏蛋白胨培养基200mL于500mL三角瓶中，121 °C灭菌20分钟后，冷却至300C，按培养基体积的10% (体积分数)接种上述活化的菌种,30°C下摇床培养24小时，摇床转速为120~130转/分钟，获得一级种子；
[0025]量取牛肉膏蛋白胨培养基200mL于500mL三角瓶中，121 °C灭菌20分钟后，冷却至30°C，按培养基体积 的10% (体积分数)接种上述一级种子，30°C下摇床培养24小时，摇床转速为120~130转/分钟，获得二级种子；
[0026]2、处理步骤:
[0027](I)将浮渣与小麦麸皮按照质量比3.5:1进行混合，使整体含水量的质量百分比控制在70 %，得到固体混合物；
[0028](2)在上述步骤(1)的固体混合物中接种地衣芽孢杆菌D-1的二级种子，接种量为每100g固体混合物接种3mL的菌液，混匀后，在垫有无纺布的有孔不锈钢托盘内堆成20 X 20 X 20cm的堆料，置于面包箱内，箱门不完全闭合，留Imm间隙，保持好氧发酵，初始发酵温度为25~35°C，自然pH，每12小时翻料一次，发酵48小时，获得湿料；
[0029](3)将上述步骤(2)的湿料置于40~45°C下烘干至恒重，得到蛋白饲料，所述蛋白饲料的相关指标的质量百分比的测定结果如下表1所示，经过发酵，所得浮渣蛋白饲料与未经发酵的浮渣相比，小肽含量显著提高，同时饲料状态、气味以及适口性方面均得到改
盡
口 ο
[0030]表1:蛋白饲料的测定结果(绝干基础)
[0031]
I粗蛋白粗脂肪粗灰分粗乡丁维尤氮沒出挥发性盐基 顼目小肽(％)
(%) (%) (%) (%) 物(％) 氮(mg/100g)
蛋白饲料 27.95 7.22 5,75 7 20 51.8821 9.80 1 3.06
[0032]实施例2
[0033]本实施例的步骤⑴中，浮渣与小麦麸皮混合的质量比为1:1，整体含水量的质量百分比控制在50%左右；步骤⑵中，初始发酵温度为25°C ;步骤⑶中，湿料的烘干温度为40°C，其它步骤同实施例1。
[0034]实施例3
[0035]本实施例的步骤⑴中，浮渣与小麦麸皮混合的质量比为2:1，整体含水量控制的质量百分比在60%左右；步骤(2)中，初始发酵温度为30°C ;步骤(3)中，湿料的烘干温度为45°C，其它步骤同实施例1。
【权利要求】
1.一种浮渣资源化再利用的方法，所述浮渣为小麦制备酒精过程中，产生的酒精糟液经分离沉淀后得到的浮渣，其特征在于，包括以下步骤: (1)将浮渣与小麦麸皮混合，获得固体混合物，所述固体混合物的含水量的质量百分比控制在50%?70%之间； (2)在步骤(I)的固体混合物中接种地衣芽孢杆菌D-1菌株，混匀后堆成料堆进行发酵，获得湿料，所述地衣芽孢杆菌D-1菌株的生物保藏号为CCTCC NO:M2014122 ； (3)将步骤(2)的湿料烘干，得到蛋白饲料。
2.根据权利要求1所述的一种浮渣资源化再利用的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，浮渣与小麦麸皮混合的质量比为I?3.5:1。
3.根据权利要求2所述的一种浮渣资源化再利用的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，浮渣与小麦麸皮混合的质量比为3.5:1。
4.根据权利要求1所述的一种浮渣资源化再利用的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，固体混合物的含水量的质量百分比为70%。
5.根据权利要求1所述的一种浮渣资源化再利用的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，接种的地衣芽孢杆菌为其液态的二级种子。
6.根据权利要求1所述的一种浮渣资源化再利用的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，发酵的控制条件为:初始发酵温度为25?35°C，每12小时翻料通风一次，发酵48小时。
7.根据权利要求1所述的一种浮渣资源化再利用的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，烘干的温度为40?45 °C。
【文档编号】A23K1/06GK103988976SQ201410181590
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】李吕木, 康连虎, 徐雅芫 申请人:安徽农业大学