CN117296988B - 一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玉米浸泡水处理技术领域,尤其涉及一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,包括以下步骤:(1)玉米浸泡水中加入复合酶,得到的酶解液备用;(2)取酶解液,加入絮凝剂后搅拌、过滤后分别收集滤液和滤渣;(3)取滤液,经过纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液和透过液;(4)取透过液,进入阳离子树脂柱,收集的流出液经过一次浓缩,收集的一次浓缩液再经过二次浓缩,收集的二次浓缩液备用;(5)取二次浓缩液,加入助剂搅拌混匀后干燥,即可得到饲料酸化剂。利用该工艺方法,以玉米浸泡水为原料,经过处理即可得到高产量,高含量和安全性高的饲料酸化剂,为企业增加了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及玉米浸泡水处理技术领域,尤其涉及一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法。
背景技术
饲料酸化剂又称酸度调节剂,由一种或一种以上的酸和酸式盐组成,用于降低畜禽日粮系酸力和胃肠道pH值的物质。作为新型的饲料添加剂,其作用是保持动物体内的电解质平衡,促进动物健康生长,其应用于反刍动物饲料中可作为保健促进剂,降低消化道pH值,抑制微生物生长,提高消化酶活性;在新陈代谢中提供能量来源。在禽类中酸化剂还可用作抗应激添加剂。饲料酸化剂按照其成份组成可分成有机酸、矿物酸、有机酸盐、矿物酸盐、有机酸酐、氧化剂等。国家允许可以用做防腐防霉和酸度调节剂的产品有39种,除规定亚硫酸钠用于青贮饲料,二甲酸钾用于生猪,氯化铵用于反刍动物外,其他如甲酸、甲酸钙、乙酸、丙酸钙、苯甲酸钠、富马酸、酒石酸、苹果酸和磷酸等均可应用于所有养殖动物,作为饲料添加剂的重要组成部分,国家已依法纳入规范化管理的轨道。
玉米浸泡水是湿法生产玉米淀粉过程中产生的下脚料,其中含有丰富的蛋白、植酸、氨基酸、乳酸等物质。目前,以玉米浸泡水为原料生产植酸盐、蛋白粉等产物已实现工业化生产,但利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂还未见报道,本发明针对目前玉米浸泡水的利用现状,提出一条以玉米浸泡水为原料生产饲料酸化剂的工艺方法,不仅可以拓展饲料酸化剂来源,提高玉米浸泡水附加值,还可以减少废水排放造成的环境污染,达到变废为宝的功效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足,提供一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,该工艺方法提高玉米浸泡水附加值,还可以减少废水排放造成的环境污染,达到变废为宝的功效,拓展饲料酸化剂的来源。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,所述工艺方法包括以下步骤:
(1)将收集的玉米浸泡水中加入复合酶,控制反应温度和时间,得到的酶解液备用;
(2)取步骤(1)中的酶解液,加入絮凝剂后搅拌,控制絮凝温度和搅拌时间,过滤后分别收集滤液和滤渣;
(3)取步骤(2)中所述滤液,经过纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液和透过液;
(4)取步骤(3)中所述透过液,进入阳离子树脂柱,收集的流出液经过一次浓缩,收集的一次浓缩液再经过二次浓缩,收集的二次浓缩液备用;
(5)取步骤(4)中所述二次浓缩液,加入助剂搅拌混匀后干燥,即可得到饲料酸化剂。
作为一种改进的技术方案,步骤(1)中所述复合酶包括纤维素酶和淀粉酶,所述纤维素酶的活力为100000U/克,淀粉酶的活力为10000U/克,且所述纤维素酶和所述淀粉酶的用量分别为0.05-0.2%w/v。
作为一种改进的技术方案,步骤(1)中控制反应温度为40-50℃,反应时间为2-4h。
作为一种改进的技术方案,步骤(2)中所述絮凝剂包括聚硅酸硫酸铁和分子量为5000-10000Da的糖蛋白,所述聚硅酸硫酸铁的用量为0.1-0.2‰w/v,所述糖蛋白的用量为0.5-1‰w/v,且所述絮凝温度为20-30℃,所述搅拌时间为0.5-1h。
作为一种改进的技术方案,步骤(3)中所述纳滤膜的截留分子量为500-1000Da。
作为一种改进的技术方案,步骤(4)中所述透过液按照1.5-2.5BV/h的流速进入所述阳离子树脂柱,且所述透过液的进料量为所述阳离子树脂柱体积的10-20倍。
作为一种改进的技术方案,步骤(4)中一次浓缩时采用反渗透膜进行浓缩,所述一次浓缩液的固含量为20-30wt%;所述二次浓缩时在-0.07~-0.09MPa,70-80℃的条件下浓缩,所述二次浓缩液的固含量为60-80wt%。
作为一种改进的技术方案,步骤(5)中的所述助剂为海泡石粉或二氧化硅,所述助剂的用量为所述二次浓缩液质量的8-15wt%。
作为一种改进的技术方案,步骤(5)中采用闪蒸干燥的方式进行干燥,进风温度为130-150℃,出风温度为60-80℃。
采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是:
本发明以玉米浸泡水为原料,加入复合酶经过酶解反应后,可以降低玉米浸泡水粘度,提高絮凝沉淀速度和料液澄清度,经板框过滤即可以实现杂质的去除,收集的滤液经过纳滤膜滤过后,可以将大分子蛋白、植酸等物质进行截留,收集的透过液进入阳离子树脂柱内,经过吸附可以除去钾离子,流出液经过二次浓缩后收集的浓缩液中加入助剂,经过闪蒸干燥,即可得到高产量、高含量以及高安全性的饲料酸化剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,包括以下步骤:
(1)将收集的1000L玉米浸泡水中加入复合酶(包括纤维素酶和淀粉酶,纤维素酶活单位100000U/克,淀粉酶活单位10000U/克,且纤维素酶和淀粉酶的用量分别为500g),控制反应温度为40℃,反应时间为2h,得到1000L的酶解液备用;
(2)取步骤(1)中的酶解液1000L,加入絮凝剂(包括聚硅酸硫酸铁和分子量5000-10000Da的糖蛋白,聚硅酸硫酸铁的用量为100g,糖蛋白的用量为500g)后搅拌,控制絮凝温度为20℃,搅拌时间为0.5h,过滤后分别收集滤液1000L和滤渣5.5kg(干燥后作为粗蛋白饲料添加剂出售);
(3)取步骤(2)中滤液1000L,经过截留分子量为500Da的纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液300L(进入其他工序用于提取玉米水溶蛋白及植酸)和透过液700L;
(4)取步骤(3)中透过液700L(透过液的进料量为树脂体积的10倍),按照1.5BV/h的流速进入70L的阳离子树脂柱(树脂型号D001,西安蓝晓科技新材料有限公司),收集pH为2的流出液经过反渗透膜进行一次浓缩,收集固含量为20wt%的一次浓缩液在-0.07MPa,70℃的条件下经过二次浓缩,得到固含量为60wt%的二次浓缩液52L备用;
(5)取步骤(4)中二次浓缩液52L,加入二次浓缩液质量8wt%的助剂(海泡石粉)5900g,搅拌混匀后经过闪蒸干燥(进风温度为130℃,出风温度为60℃),即可得到饲料酸化剂。
实施例2
一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,包括以下步骤:
(1)将收集的1000L玉米浸泡水中加入复合酶(包括纤维素酶和淀粉酶,纤维素酶活单位100000U/克,淀粉酶活单位10000U/克,且纤维素酶和淀粉酶的用量分别为1000g),控制反应温度为43℃,反应时间为2.5h,得到1000L的酶解液备用;
(2)取步骤(1)中的酶解液1000L,加入絮凝剂(包括聚硅酸硫酸铁和分子量5000-10000Da的糖蛋白,聚硅酸硫酸铁的用量为130g,糖蛋白的用量为600g)后搅拌,控制絮凝温度为22℃,搅拌时间为0.6h,过滤后分别收集滤液1000L和滤渣6.1kg(干燥后作为粗蛋白饲料添加剂出售);
(3)取步骤(2)中滤液1000L,经过截留分子量为700Da的纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液280L(进入其他工序用于提取玉米水溶蛋白及植酸)和透过液720L;
(4)取步骤(3)中透过液720L(透过液的进料量为树脂体积的12倍),按照1.8BV/h的流速进入60L的阳离子树脂柱(树脂型号001×8,西安蓝晓科技新材料有限公司),收集pH为2.3的流出液经过反渗透膜进行一次浓缩,收集固含量为23wt%的一次浓缩液在-0.07MPa,73℃的条件下经过二次浓缩,得到固含量为65wt%的二次浓缩液48L备用;
(5)取步骤(4)中二次浓缩液48L,加入二次浓缩液质量10wt%的助剂(二氧化硅)6960g,搅拌混匀后经过闪蒸干燥(进风温度为135℃,出风温度为65℃),即可得到饲料酸化剂。
实施例3
一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,包括以下步骤:
(1)将收集的1000L玉米浸泡水中加入复合酶(包括纤维素酶和淀粉酶,纤维素酶活单位100000U/克,淀粉酶活单位10000U/克,且纤维素酶和淀粉酶的用量分别为1500g),控制反应温度为45℃,反应时间为3h,得到1000L的酶解液备用;
(2)取步骤(1)中的酶解液1000L,加入絮凝剂(包括聚硅酸硫酸铁和分子量5000-10000Da的糖蛋白,聚硅酸硫酸铁的用量为150g,糖蛋白的用量为800g)后搅拌,控制絮凝温度为25℃,搅拌时间为0.8h,过滤后分别收集滤液1000L和滤渣6.5kg(干燥后作为粗蛋白饲料添加剂出售);
(3)取步骤(2)中滤液1000L,经过截留分子量为800Da的纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液250L(进入其他工序用于提取玉米水溶蛋白及植酸)和透过液750L;
(4)取步骤(3)中透过液750L(透过液的进料量为树脂体积的15倍),按照2BV/h的流速进入45L的阳离子树脂柱(树脂型号D-67,江苏苏青水处理工程集团有限公司),收集pH为2.5的流出液流出液经过反渗透膜进行一次浓缩,收集固含量为25wt%的一次浓缩液在-0.08MPa,75℃的条件下经过二次浓缩,得到固含量为70wt%的二次浓缩液45L备用;
(5)取步骤(4)中二次浓缩液45L,加入二次浓缩液质量12wt%的助剂(海泡石粉)8100g,搅拌混匀后经过闪蒸干燥(进风温度为140℃,出风温度为70℃),即可得到饲料酸化剂。
实施例4
一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,包括以下步骤:
(1)将收集的1000L玉米浸泡水中加入复合酶(包括纤维素酶和淀粉酶,纤维素酶活单位100000U/克,淀粉酶活单位10000U/克,且纤维素酶和淀粉酶的用量分别为1800g),控制反应温度为48℃,反应时间为3.5h,得到1000L的酶解液备用;
(2)取步骤(1)中的酶解液1000L,加入絮凝剂(包括聚硅酸硫酸铁和分子量5000-10000Da的糖蛋白,聚硅酸硫酸铁的用量为180g,糖蛋白的用量为900g)后搅拌,控制絮凝温度为28℃,搅拌时间为0.9h,过滤后分别收集滤液1000L和滤渣6.6kg(干燥后作为粗蛋白饲料添加剂出售);
(3)取步骤(2)中滤液1000L,经过截留分子量为900Da的纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液220L(进入其他工序用于提取玉米水溶蛋白及植酸)和透过液780L;
(4)取步骤(3)中透过液780L(透过液的进料量为树脂体积的18倍),按照2.3BV/h的流速进入43.5L的阳离子树脂柱(树脂型号001×8,西安蓝晓科技新材料有限公司),收集pH为2.8的流出液经过反渗透膜进行一次浓缩,收集固含量为28wt%的一次浓缩液在-0.08MPa,78℃的条件下经过二次浓缩,得到固含量为75wt%的二次浓缩液42L备用;
(5)取步骤(4)中二次浓缩液42L,加入二次浓缩液质量14wt%的助剂(海泡石粉)9100g,搅拌混匀后经过闪蒸干燥(进风温度为145℃,出风温度为75℃),即可得到饲料酸化剂。
实施例5
一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,包括以下步骤:
(1)将收集的1000L玉米浸泡水中加入复合酶(包括纤维素酶和淀粉酶,纤维素酶的活力为100000U/克,淀粉酶的活力10000U/克,且纤维素酶和淀粉酶的用量分别为2000g),控制反应温度为50℃,反应时间为4h,得到1000L的酶解液备用;
(2)取步骤(1)中的酶解液1000L,加入絮凝剂(包括聚硅酸硫酸铁和分子量5000-10000Da的糖蛋白,聚硅酸硫酸铁的用量为2000g,糖蛋白的用量为1000g)后搅拌,控制絮凝温度为30℃,搅拌时间为1h,过滤后分别收集滤液1000L和滤渣6.6kg(干燥后作为粗蛋白饲料添加剂出售);
(3)取步骤(2)中滤液1000L,经过截留分子量为1000Da的纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液200L(进入其他工序用于提取玉米水溶蛋白及植酸)和透过液800L;
(4)取步骤(3)中透过液800L(透过液的进料量为树脂体积的20倍),
按照2.5BV/h的流速进入40L的阳离子树脂柱(树脂型号D-67,江苏苏青水处理工程集团有限公司),收集pH为3的流出液经过反渗透膜进行一次浓缩,收集固含量为30wt%的一次浓缩液在-0.09MPa,80℃的条件下经过二次浓缩,得到固含量为80wt%的二次浓缩液40L备用;
(5)取步骤(4)中二次浓缩液40L,加入二次浓缩液质量的15wt%助剂(二氧化硅)9450g,搅拌混匀后经过闪蒸干燥(进风温度为150℃,出风温度为80℃),即可得到饲料酸化剂。
为了更好的证明本发明的工艺方法可以得到性能指标较好的饲料酸化剂,以实施例3为参照,给出了11个对比例,实施例1-5以及对比例1-11的酸化剂性能指标详见表1。
对比例1
与实施例3不同的是,缺少步骤1。其余操作相同。
对比例2
与实施例3不同的是,步骤(2)中的絮凝剂聚丙烯酰胺(加入量与实施例3中絮凝剂的总用量相同),搅拌时间为2h,其余操作相同。
对比例3
与实施例3不同的是,步骤(2)中絮凝温度为15℃,其余操作相同。
对比例4
与实施例3不同的是,步骤(2)中絮凝温度为35℃,其余操作相同。
对比例5
与实施例3不同的是,步骤(2)中的絮凝剂为聚合硫酸铁和糖蛋白,其余操作相同。
对比例6
与实施例3不同的是,步骤(4)中的透过液按照3BV/h的流速进入阳离子树脂柱,其余操作相同。
对比例7
与实施例3不同的是,步骤(4)中的透过液的进料量为阳离子树脂柱体积的23倍,其余操作相同。
对比例8
与实施例3不同的是,步骤(5)中二次浓缩液中加入的助剂为糊精,其余操作相同。
对比例9
与实施例3不同的是,步骤(5)中助剂的加入量为二次浓缩液质量的5wt%,其余操作相同。
对比例10
与实施例3不同的是,步骤(5)中助剂的加入量为二次浓缩液质量的18wt%,其余操作相同。
对比例11
与实施例3不同的是,步骤(5)中闪蒸干燥的进风温度为160℃,出风温度为85℃,其余操作相同。
试验例
选取4周龄肉仔鸡120只,随机分成2组,每组3个重复,每个重复20只仔鸡,试验期21天。实施例3中饲料酸化剂,按照1%wt添加到饲料中,以不添加饲料酸化剂的基础饲料作对照,试验结果详见表2。
由表2试验结果可以得出,实验组平均日增重为29.5g/d,对照组为27.2g/d;实验组料重比为1.85,对照组料重比2.01;实验组盲肠乳酸杆菌数为5.35CFU/g,对照组为3.23CFU/g;实验组大肠杆菌数为0.51CFU/g,对照组为1.95CFU/g,添加饲料酸化剂后可明显改善仔鸡的生长性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,其特征在于,所述工艺方法包括以下步骤:
(1)将收集的玉米浸泡水中加入复合酶,控制反应温度和时间,得到的酶解液备用;其中所述复合酶包括纤维素酶和淀粉酶,所述纤维素酶的活力为100000U/克,所述淀粉酶的活力为10000U/克,且所述纤维素酶和所述淀粉酶的用量分别为0.05-0.2%w/v,且控制反应温度为40-50℃,反应时间为2-4h;
(2)取步骤(1)中的酶解液,加入絮凝剂后搅拌,控制絮凝温度和搅拌时间,过滤后分别收集滤液和滤渣;其中所述絮凝剂包括聚硅酸硫酸铁和分子量为5000-10000Da的糖蛋白,所述聚硅酸硫酸铁的用量为0.1-0.2‰w/v,所述糖蛋白的用量为0.5-1‰w/v,且所述絮凝温度为20-30℃,所述搅拌时间为0.5-1h;
(3)取步骤(2)中所述滤液,经过纳滤膜浓缩后,分别收集浓缩液和透过液;
(4)取步骤(3)中所述透过液,进入阳离子树脂柱,收集的流出液经过一次浓缩,收集的一次浓缩液再经过二次浓缩,收集的二次浓缩液备用;
(5)取步骤(4)中所述二次浓缩液,加入助剂搅拌混匀后干燥,即可得到饲料酸化剂;其中所述助剂为海泡石粉或二氧化硅,所述助剂的用量为所述二次浓缩液质量的8-15wt%。
2.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,其特征在于,步骤(3)中所述纳滤膜的截留分子量为500-1000Da。
3.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,其特征在于,步骤(4)中所述透过液按照1.5-2.5BV/h的流速进入所述阳离子树脂柱,且所述透过液的进料量为所述阳离子树脂柱体积的10-20倍。
4.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,其特征在于,步骤(4)中一次浓缩时采用反渗透膜进行浓缩,所述一次浓缩液的固含量为20-30wt%;所述二次浓缩时在-0.07~-0.09MPa,70-80℃的条件下浓缩,所述二次浓缩液的固含量为60-80wt%。
5.根据权利要求1所述的一种利用玉米浸泡水生产饲料酸化剂的工艺方法,其特征在于,步骤(5)中采用闪蒸干燥的方式进行干燥,进风温度为130-150℃,出风温度为60-80℃。
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