一种固化玉米浆替代豆粕、DDGS的方法与流程

本发明属于废弃物资源化利用领域，特别涉及一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法。

背景技术

玉米浆是玉米浸泡水的浓缩物，玉米浸泡水是玉米湿法加工淀粉过程中产生的废水，是一种酸性高浓度有机废水，我国每年玉米淀粉产量达2600万吨，产生玉米浸泡水2080万吨。现在国内普遍采用的处理方法是将玉米浸泡水浓缩成玉米浆。

玉米浆的组成为：水50～60%；干物质40～50%：粗蛋白质45%，还原糖10%，维生素2%，乳酸18%，钾4%，植酸2%，亚硫酸盐0.6%。

豆粕和ddgs是我国主要且需要大量进口的高蛋白饲料原料。豆粕是制作牲畜与家禽饲料的主要原料，粗蛋白质含量41～48%，豆粕作为一种高蛋白质，已经成为其它蛋白源比较的基准品。ddgs是国内外饲料生产企业广泛应用的一种新型蛋白饲料原料，粗蛋白质含量在26%以上，在畜禽及水产配合饲料中通常用来替代豆粕、鱼粉，添加比例最高可达30%，并且可以直接饲喂反刍动物。

玉米浆主要营养成分包括蛋白质、氨基酸、还原糖、维生素、乳酸等。玉米浆有毒、抗营养因子包括：过量的钾、植酸、亚硫酸盐、曲霉毒素等。过量的钾会损害畜禽的消化系统，导致畜禽腹泻甚至中毒死亡；植酸是一种有机磷酸类化合物，影响畜禽对食物源中微量元素的利用度，阻碍内源性微量元素的再吸收，降低畜禽对蛋白质的消化率；亚硫酸盐破坏畜禽体内维生素b1辅酶，致使畜禽机体代谢紊乱，产生代谢不完全的有毒物，畜禽长期摄入亚硫酸盐，可造成维生素a、d和e的缺乏症，影响动物的生长、泌乳及繁殖等；玉米浆中的曲霉毒素可导致动物中毒甚至死亡。

去除有毒、抗营养因子的固化玉米浆，粗蛋白质含量达到45～60%，可替代豆粕；去除有毒、抗营养因子、添加载体的固化玉米浆，粗蛋白质含量达到28%以上，可替代ddgs。

现有技术公开了几种玉米浆的处理方法：

中国专利201510172722.x公开了一种可直接饲喂畜禽的玉米浆/干粉的处理方法，该方法将玉米浆经so2去除，植酸酶和木聚糖酶降解抗营养因子植酸及木聚糖，枯草芽孢杆菌和鼠李糖乳杆菌混合作用清除曲霉毒素等步骤得到可直接饲喂畜禽的玉米浆。喷雾干燥制得玉米浆干粉。

中国专利201610789852.2公开了一种玉米浆发酵饲料及其生产方法，该方法主要是给玉米浆中加入玉米皮、麸皮、玉米粉、豆粕，再加入混合菌液、乳酸菌、甘露聚糖、酵母菌进行不同阶段的好氧、厌氧发酵，可以有效的降低玉米浆中的毒素指标，并充分利用玉米浆中的有益物质，再加入复合抗氧化剂、螺旋藻粉、磷酸氢钙、纤维素酶、乙基麦芽酚、鱼骨粉、小肽螯合铁、纳豆激酶多种饲料添加剂，提高动物的免疫力和提高饲料消化率。

中国专利201710210039.x公开了一种预处理的玉米浆及其在畜禽饲料中的直喷使用方法，向玉米浆中加入氢氧化钠溶液调节玉米浆浆液ph至5.2～5.3；向调节ph后的玉米浆中加入植酸酶；向霉解后的玉米浆中分别接入培养好的解淀粉芽孢杆菌和黑曲霉进行发酵培养；培养结束后将玉米浆直接喷涂投入畜禽饲料中。

现有技术公开的去除玉米浆中有毒、抗营养因子方法均以生物法为主，处理成本高，工艺繁琐，操作要求严格,难以实现工业化生产，喷雾干燥制得玉米浆干粉产生的废气和粉尘会污染环境；现有技术均未公开除钾的方法，根据玉米浆成分可知，玉米浆干物质的钾含量4%，即1千克玉米浆中含钾16～20克，1千克海水中含钾0.399克，玉米浆中含钾量是海水含钾量40倍之多，如果不去除玉米浆中过量的钾，即使去除了玉米浆中其它有毒抗营养因子，玉米浆也无法作为饲料或饲料原料使用；现有技术均未解决玉米浆替代豆粕、ddgs技术问题，根据玉米浆成分可知，水50～60%，玉米浆干物质的粗蛋白质含量45%，玉米浆要经过脱水固化，减少钾等抗营养因子占比，才能相应地提高蛋白质在饲料原料中的占比，替代高蛋白饲料原料使用。

技术实现要素：

本发明的目的：提供一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，解决玉米浆替代豆粕、ddgs的技术问题。

本发明的技术解决方案：根据豆粕、ddgs饲料国家标准指标，本发明提出如下技术解决方案：

首先，采用化学方法去除玉米浆中过量的钾、植酸、亚硫酸盐和曲霉毒素等有毒、抗营养因子：去除过量的钾，得到酒石酸氢钾或无机钾肥；去除植酸，得到植酸镁；以氧化剂去除亚硫酸盐和曲霉毒素。然后，添加一定质量的赖氨酸均衡玉米浆营养，或添加一定质量的载体配比玉米浆。最后，将玉米浆脱水固化，得到玉米浆固体物，替代豆粕或ddgs。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，包括如下步骤：

步骤（一）去除玉米浆中过量的钾。常温下，在玉米浆中加入一定质量的酒石酸，形成悬浮液；将悬浮液固液分离，得到滤饼和除钾母液，除钾母液备用；将滤饼精制，得到酒石酸氢钾，或将滤饼酸解，得到无机钾肥和酒石酸，酒石酸循环重复使用。

步骤（二）去除玉米浆中的植酸。常温下，将步骤（一）得到的除钾母液加入一定质量的氢氧化镁，调节除钾母液的ph值，形成悬浮液；将悬浮液固液分离，得到滤饼和除植酸母液，除植酸母液备用；将滤饼精制，得到植酸镁。

步骤（三）去除玉米浆中的亚硫酸盐、曲霉毒素。将步骤（二）得到的除植酸母液加入一定质量的氧化剂，使亚硫酸盐转化为硫酸盐，同时去除曲霉毒素。

步骤（四）均衡玉米浆营养或添加载体配比玉米浆。在玉米浆中添加一定质量的赖氨酸，得到营养均衡玉米浆，或添加一定质量的载体配比玉米浆，得到添加载体玉米浆。

步骤（五）固化玉米浆。将营养均衡玉米浆脱水固化，得到玉米浆固体物，替代豆粕；将添加载体玉米浆脱水固化，得到添加载体玉米浆固体物，替代ddgs。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（一）中，

常温下，在玉米浆中加入一定质量的酒石酸，所述加入的酒石酸为酒石酸固体物或酒石酸水溶液，酒石酸（质量分数100%计）的加入量为，钾∶酒石酸（质量比）=1∶1～5。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（一）中，或将滤饼酸解，酸解使用的酸为无机酸，选自硫酸、盐酸、硝酸或磷酸，相应地，得到的无机钾肥为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾或磷酸钾。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（二）中，常温下，将步骤（一）得到的除钾母液加入一定质量的氢氧化镁，加入的氢氧化镁为氢氧化镁固体物或氢氧化镁乳剂，调节除钾母液的ph为4.5～5.0。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（三）中，将步骤（二）得到的除植酸母液加入一定质量的氧化剂，氧化剂选自过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸、高氯酸、次氯酸钠、氧气、臭氧，或选自上述一种，或两种，或两种以上，优选为过氧化氢。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（三）中，将步骤（二）得到的除植酸母液加入一定质量的氧化剂，优选的过氧化氢（质量分数100%计）的加入量为，亚硫酸盐∶过氧化氢（质量比）=1∶0.2～0.5。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（四）中，所述在玉米浆中添加一定质量的赖氨酸，赖氨酸（质量分数100%计）的加入量为玉米浆干物质量的0.5～5%。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（四）中，在玉米浆中或添加一定质量的载体配比玉米浆，载体选自玉米皮、玉米胚芽粕、玉米淀粉，或选自上述一种，或两种，或两种以上。

根据本发明提供的一种固化玉米浆替代豆粕、ddgs的方法，所述方法的步骤（四）中，在玉米浆中或添加一定质量的载体配比玉米浆，玉米浆与载体的质量比为，玉米浆（干物质）∶载体=1∶0.1～2。

本发明的有益效果

（1）本发明解决了玉米浸泡废水对环境存在潜在污染的问题，具有显著的环境效益；

（2）本发明替代豆粕，替代ddgs，丰富了高蛋白饲料原料市场，且可工业化生产大量替代进口，满足畜禽日粮需求，大幅度降低饲料原料成本，提高企业经济效益；

（3）本发明工艺流程简单，工艺清洁，易于实施，社会效益显著。

附图说明

图1为本发明主要工艺流程框图。

具体实施方式

以下列举实例，对本发明的技术解决方案作进一步说明：

实施例一：替代豆粕

（一）去除玉米浆中过量的钾。常温下，取玉米浆1000g加入酒石酸30g，得到悬浮液；将悬浮液做固液分离，得到80g滤饼和950g除钾母液；将滤饼洗涤、干燥，得到酒石酸氢钾50g。

（二）去除玉米浆中的植酸。向步骤（一）得到的950g除钾母液中加入氢氧化镁固体物45g,得到悬浮液，测得悬浮液的ph为5.0；将悬浮液做固液分离，得到120g滤饼和875g除植酸母液；将滤饼洗涤、干燥，得到植酸镁92g。

（三）去除玉米浆中的亚硫酸盐、曲霉毒素。向步骤（二）得到的875g除植酸母液中加入工业用过氧化氢3ml进行氧化反应，使亚硫酸盐转化为硫酸盐，同时去除曲霉毒素。

（四）均衡玉米浆营养。向步骤（三）得到的875g除植酸母液中加入赖氨酸6g，得到营养均衡玉米浆。

（五）固化玉米浆。将营养均衡玉米浆脱水固化，得到玉米浆固体物350g，测得玉米浆固体物的粗蛋白质含量为60%，可替代豆粕。

实施例二：替代ddgs

（一）去除玉米浆中过量的钾。常温下，取玉米浆1000g加入酒石酸30g，得到悬浮液；将悬浮液做固液分离，得到80g滤饼和950g除钾母液；将滤饼洗涤、干燥，得到酒石酸氢钾50g。

（二）去除玉米浆中的植酸。向步骤（一）得到的950g除钾母液中加入氢氧化镁固体物45g，得到悬浮液，测得悬浮液的ph为5.0；将悬浮液做固液分离，得到120g滤饼和875g除植酸母液；将滤饼洗涤、干燥，得到植酸镁92g。

（三）去除玉米浆中的亚硫酸盐、曲霉毒素。向步骤（二）得到的875g除植酸母液中加入工业用过氧化氢3ml进行氧化反应，使亚硫酸盐转化为硫酸盐，同时去除曲霉毒素。

（四）添加一定质量的载体配比玉米浆。向步骤（三）得到的875g除植酸母液中加入玉米皮200g，得到添加载体玉米浆1075g。

（五）固化玉米浆。将添加载体玉米浆脱水固化，得到添加载体玉米浆固体物540g，测得添加载体玉米浆固体物的粗蛋白质含量为30%，可替代ddgs。

综上，本发明达到了预期的发明目的。