发酵饲料生产工艺关键技术研究应用
摘 要 ：研究根据发酵饲料的功能特性、作用机理与应用现状设计一套发酵饲料生产工艺流程，并对发酵饲料的生产工艺、加工装备与控制技术进行探索创新，设计开发出一套易清洗混合机和变螺距输送设备等优化改进加工设备机构，减少残留，提高发酵饲料的品质与应用价值，降低加工成本和料肉比，促进发酵饲料的推广应用。
在动物生产中疫病种类越来越多，而人们的食品安全意识逐渐增强，促使养殖业向“无抗”方向发展。同时，随着生活水平的提高，人们对畜禽肉品质口感要求也有所提高。面对养殖业面临的困境与挑战，饲料行业逐渐向生物发酵饲料转型。发酵饲料的特性：（1）原料来源广泛（关注地源），可以是杂粕与农副产品的下脚料等，变废为宝，可避免人畜争粮，解决资源紧缺问题；（2）功能性饲料，具有良好的适口性，增强畜禽的免疫力；（3）动物性蛋白资源紧缺和价格居高不下，急需豆粕植物性蛋白替代。发酵饲料的兴起能提高经济效益与品质，而发酵饲料的生产离不开价廉的原料与精准的配方及精良的加工设备，优良的生产工艺及设备需根据产品特性及企业需求。本课题设计的发酵豆粕的生产工艺流程，在前人研究设备加工的基础上，改进加工设备结构与性能，从而提高生产发酵料品质。
1发酵豆粕的生产工艺流程的设计
豆粕是大豆提油后的副产品，我国豆粕产量约6 000万t /年，豆粕蛋白质含量高达40%，是1种重要的优质植物蛋白资源。而发酵豆粕的营养价值、抗营养因子与发酵豆粕生产工艺息息相关，发酵生产过程中物料发酵温度、pH值、水分含量、发酵时间及接种量都是生产控制的关键参数。良好的发酵豆粕不但需要优质的发酵菌种与品质控制，还需要先进的生产加工设备技术做保证。本研究在满足客户生产功能需求情况下，对设备参数选型、结构布局设计、操作程度及参数等进行分析，以提高发酵豆粕的品质而设计的发酵豆粕生产工艺流程图如图1所示，该工艺流程主要包括 ：菌种添加混合工段、发酵烘干工段、冷却包装工段。
2混合工段优化设计
设备的优化设计是在满足其功能的前提下，需要降低设备加工费用与操作费用，混合工段的核心是混合机，发酵饲料由多种物料与菌种喷湿混合，湿料混合后进行发酵，因此混合机是影响发酵饲料品质的因素之一。在设计混合机时，除了利用动力学平衡确定混合时间外，还需要考虑混合机混合均匀度与物料的物理特性、经济成本等影响因素。发酵饲料对混合机选型设计要素如图2所示，即在设计功能满足下，尽量节省成本与操作的方便性。为防止发酵饲料残料在设备内部残留，难以清理且相互交叉，尤其是发酵饲料需更换品种时需要清理残留，设计的混合机操作方便、维护性及易拆卸易清洗。本研究设计了单轴抽来式混合轴结构，如图3所示。这种结构的混合机可减少不同品种发酵间交叉污染，进而提高发酵物料的品质。
3输送机构应用改进和烘干设备的选型应用
3.1 输送机构应用改进
豆粕经过菌种添加混合发酵数天之后，其含水率高、黏性大 。在进干燥之前，由于发酵料具有黏性，易积料堵塞，在输送过程易压实结块，甚至堵死破坏绞龙及下料口进而影响烘干效率。在实际生产中，烘干前的进料输送量与烘干量配比控制与烘干速率及能耗息息相关，如何均匀地把发酵豆粕送入烘干机连续烘干工作，经过方案设计及现场应用更换，设计成变螺距输送绞龙机构来解决上述问题，变螺距结构如图4所示。使得发酵料输送工作状态，物料越输送越轻松且易在下料口落下，不会发生黏堵现象。选用变频电机，目的是用频率调整物料供给量控制烘干机进入的物料量，保证烘干机的最佳烘干效益与经济效益。
3.2 烘干设备的选型应用
发酵原料有湿料直接使用和烘干后使用2种方式，各有优缺点。烘干是一个传热、传质复杂的热质交换过程，气候条件、干燥工艺、物料特性及介质参数等变量参数都会影响烘干过程状况指标。发酵饲料具有颗粒粗、含水率较高、易黏结成块、益生物质烘干损失大等特性。同时，烘干设备也是能耗较大的设备之一，其涉及多组变量参数。在热量、质量及动量平衡条件下，干燥过程前后参数的输入与输出是判断烘干工况能耗及干燥过程的经济性。目前，干燥设备比较成熟，提供干燥物料类型特点、烘干产量、干燥过程输出参数、物料终水分、排料温度、干燥后物料品质及排气温度等特性就可对烘干设备选型。本研究结合烘干物料特性、烘干效率及场地实际情况选用管束烘干机，其特点是传热面积大、热耗低、烘干产量大，对不同水分不同物料根据要求可对调整干燥时间实现连续自动化生产、作业环境清洁、噪声小等优点，其外形结构如图5所示。
4结 论
发酵饲料是饲料行业研究开发应用的热点，主要优点包括 ：（1）提高动物免疫力与肉的品质 ；（2）增加养殖经济效益 ；（3）实现粪污零排放。研究从发酵饲料工艺流程出发阐述了发酵过程所需设备，解决每个工段所遇到棘手问题。但这些问题的解决并不意味着生产工艺无瑕疵，发酵饲料的推广应用过程中既迎来了机遇，也面临诸多挑战。要提高发酵饲料品质应该开发地源原料、菌种与生产工艺、设备性能相结合控制品质。生物饲料发展仍需不断探索、更新、改进生产工艺建立在产品质量标准及生产流程的规范性基础上，一些研究方向仍需进一步探讨。
（1）重视生产工艺的安全性、稳定性及标准化，保证配套设备完整先进性与实时监控。
（2）设备结构技术参数与能耗优化设计配套组合。
（3）拓展配料动态化、精准化、加工工艺与营养配方、发酵条件深入研究，优化组合增效提品质。
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3.2 烘干设备的选型应用
发酵原料有湿料直接使用和烘干后使用2种方式，各有优缺点。烘干是一个传热、传质复杂的热质交换过程，气候条件、干燥工艺、物料特性及介质参数等变量参数都会影响烘干过程状况指标。发酵饲料具有颗粒粗、含水率较高、易黏结成块、益生物质烘干损失大等特性。同时，烘干设备也是能耗较大的设备之一，其涉及多组变量参数。在热量、质量及动量平衡条件下，干燥过程前后参数的输入与输出是判断烘干工况能耗及干燥过程的经济性。目前，干燥设备比较成熟，提供干燥物料类型特点、烘干产量、干燥过程输出参数、物料终水分、排料温度、干燥后物料品质及排气温度等特性就可对烘干设备选型。本研究结合烘干物料特性、烘干效率及场地实际情况选用管束烘干机，其特点是传热面积大、热耗低、烘干产量大，对不同水分不同物料根据要求可对调整干燥时间实现连续自动化生产、作业环境清洁、噪声小等优点，其外形结构如图5所示。
4结 论
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（1）重视生产工艺的安全性、稳定性及标准化，保证配套设备完整先进性与实时监控。
（2）设备结构技术参数与能耗优化设计配套组合。
（3）拓展配料动态化、精准化、加工工艺与营养配方、发酵条件深入研究，优化组合增效提品质。
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