一种发酵豆粕的连续生产方法与流程

专利2024-03-20  103



1.本发明涉及发酵技术,尤其涉及一种发酵豆粕的连续生产方法。


背景技术:

2.豆粕是大豆经过提取油脂后,剩余的副产品,因其有丰富的蛋白质、必需氨基酸及多种矿物质营养成分,被广泛应用在饲料行业。不过豆粕在使用的过程中会遇到一些问题,其中主要的问题是豆粕中含有较多的抗营养因子,如胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、抗原蛋白和单宁等,这些抗营养因子会导致动物日粮中养分利用率下降、生长缓慢、过敏反应,甚至引起动物的死亡。
3.目前,应用发酵技术处理豆粕,是有效提高豆粕品质的方法之一。发酵豆粕是指利用有益微生物发酵低值豆粕,去除多种抗营养因子,同时产生微生物蛋白质,丰富并平衡豆粕中的蛋白质营养水平,最终改善豆粕的营养品质,提高饲料效率。但是,现有发酵技术中豆粕在发酵时的温度难度掌控,需要工作人员定期对发酵中的豆粕进行测温,需要对发酵时的温度进行控制,如果温度控制不佳便会影响豆粕发酵的口感和质量。


技术实现要素:

4.为了解决上述现有技术存在的缺陷,本发明提出了一种发酵豆粕的连续生产方法。
5.本发明的技术方案是这样实现的:一种发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末;步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮,蒸馏水末过豆粕粉末即可,升温至90-95℃,搅拌,同时加压,压力为4-5mpa,时间为1-1.5h,0.5-1h升温40-60℃,1-1.5h升温90-95℃;步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,控制豆粕粉末和水的质量比为1:1.4-1.6,发酵菌种液加入量为豆粕粉末质量的1.5-2.5wt%,发酵时间为40-60h,发酵温度为23-30℃;步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵,发酵时间为20-30h,温度为16-20℃,步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。
6.在本发明中,所述步骤五包括:s1初始化设定:启动温控元件,根据豆粕发酵温度来设定目标温度,将目标温度的参考温度值tm进行初始化;s2采集温度值:通过温度传感器采集目标温度的温度,在发酵罐中不同的位置进行采集,将温度值转换为电信号传输至温度采样电路中,然后温度采样电路将转换之后的
电信号转换成电压信号后传输至温度转换单元中。
7.在本发明中,s2采集温度值时采取分段式采集,包括:s3第一次温度采集:设置第一次温度采集信号的脉冲宽度s
01
以及第一次温度采集信号的采集方向,温控元件向温度转换单元中发出第一温度采集信号,温度转换器将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件,温控元件得到第一次采集温度值t1并存储;s4第二次温度采集:第一次采集温度值结束后,设置第二次温度采集信号的脉冲宽度s
02
以及第二次温度采集信号的采集方向,温控元件向温度转换单元发出第二温度采集信号,温度转换单元将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件中,温控元件得到第二次采集温度值t2并存储;s5第n次温度采集:温控元件向温度转换单元发出第n次采集信号,温度转换单元将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件中,得到多次采集温度值tn并存储,n=1,2,3,4,5

;温控元件根据第一次采集温度值t1、第二次采集温度值t2和第n次采集温度值tn。
8.在本发明中,将采集的多组采集信号分别计算,得到脉冲宽度:s6得到第n次采集信号的脉冲宽度:温控元件根据温度转换单元中的采集信号确定的温控方向,并向驱动电路发出第n次采集信号,第n次采集信号的脉冲宽度qn为:qn= 其中,tn为第n次采集温度值,t
n-1为第n-1次采集温度值,qn-1为第n-1次采集信号的脉冲宽度,温控采集结束时,关闭电源,停止采集。
9.在本发明中,其中,t0=t2,q0=s
02

10.在本发明中,第一次采集温度值t1和目标温度的参考温度值的绝对值为|t
1-tm|,与第二次采集温度值t2和目标温度的参考温度值的绝对值为|t
2-tm|,如果|t
1-tm|<|t2-tm|,则采集方向与第一次温度采集方向相反,反之如果|t
1-tm|>|t
2-tm|,则采集方向与第一次温度采集方向相同。
11.在本发明中,发酵菌种液为乳酸菌液和/或酵母菌液的混合液。
12.在本发明中,所述复合乳酸菌选自嗜热链球菌、德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖片球菌、短乳杆菌、瑞士乳杆菌中的四种以上。
13.实施本发明的这种发酵豆粕的连续生产方法,具有以下有益效果:该发酵豆粕的连续生产方法通过多次的采集,实现豆粕在发酵时,温度能够完全掌控,同时对脉冲宽度参照采集温度实现将发酵温度控制到豆粕发酵所需的温度范围内,达到豆粕发酵的目标温度,有利于发酵温度处于稳定的状态。
附图说明
14.图1为本发明的温度传感器安装结构示意图;图2为图1中安装板、调节块和固定座的结构示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述。
16.本发明的这种发酵豆粕的连续生产方法,包括以下步骤:步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末。
17.步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮,蒸馏水末过豆粕粉末即可,升温至90-95℃,搅拌,同时加压,压力为4-5mpa,时间为1-1.5h,0.5-1h升温40-60℃,1-1.5h升温90-95℃。
18.步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,控制豆粕粉末和水的质量比为1:1.4-1.6,发酵菌种液加入量为豆粕粉末质量的1.5-2.5wt%,发酵时间为40-60h,发酵温度为23-30℃。发酵菌种液为乳酸菌液和/或酵母菌液的混合液。
19.步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵,发酵时间为20-30h,温度为16-20℃,复合乳酸菌选自嗜热链球菌、德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖片球菌、短乳杆菌、瑞士乳杆菌中的四种以上。
20.步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。
21.步骤五包括:s1初始化设定:启动温控元件,根据豆粕发酵温度来设定目标温度,将目标温度的参考温度值tm进行初始化。
22.采集温度值:通过温度传感器采集目标温度的温度,在发酵罐中不同的位置进行采集,将温度值转换为电信号传输至温度采样电路中,然后温度采样电路将转换之后的电信号转换成电压信号后传输至温度转换单元中。
23.采集温度值时采取分段式采集,包括:s3第一次温度采集:设置第一次温度采集信号的脉冲宽度s
01
以及第一次温度采集信号的采集方向,温控元件向温度转换单元中发出第一温度采集信号,温度转换器将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件,温控元件得到第一次采集温度值t1并存储。
24.第二次温度采集:第一次采集温度值结束后,设置第二次温度采集信号的脉冲宽度s
02
以及第二次温度采集信号的采集方向,温控元件向温度转换单元发出第二温度采集信号,温度转换单元将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件中,温控元件得到第二次采集温度值t2并存储。
25.第n次温度采集:温控元件向温度转换单元发出第n次采集信号,温度转换单元将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件中,得到多次采集温度值tn并存储,n=1,2,3,4,5

;温控元件根据第一次采集温度值t1、第二次采集温度值t2和第n次采集温度值tn。
26.当然,在实际的温度采集时,tn可以等于若干次,根据实际的情况采集不同的位置,以便于得到更加准确的数据,利于调节发酵温度。
27.将采集的多组采集信号分别计算,得到脉冲宽度:s6得到第n次采集信号的脉冲宽度:温控元件根据温度转换单元中的采集信号确定的温控方向,并向驱动电路发出第n次采集信号,第n次采集信号的脉冲宽度qn为:qn=
其中,tn为第n次采集温度值,t
n-1为第n-1次采集温度值,qn-1为第n-1次采集信号的脉冲宽度,其中,t0=t2,q0=s
02
。温控采集结束时,关闭电源,停止采集。
28.第一次采集温度值t1和目标温度的参考温度值的绝对值为|t
1-tm|,与第二次采集温度值t2和目标温度的参考温度值的绝对值为|t
2-tm|,如果|t
1-tm|<|t2-tm|,则采集方向与第一次温度采集方向相反,反之如果|t
1-tm|>|t
2-tm|,则采集方向与第一次温度采集方向相同。
29.发酵时,先将温度传感器插入到豆粕中的不同位置中,测定该区域的温度,等到一定时间之后再次对该区域进行温度测定,比较两者之间的温度差,从而调节发酵装置中的温度系统,调节豆粕发酵所需要的正常温度。
30.如图1至图2所示,先将温度传感器1安装到发酵装置上,温度传感器1通过安装座固定,安装座2上具有可以驱动温度传感器1的驱动气缸3,该驱动气缸3实现温度传感器1插入到发酵的豆粕中测量温度。
31.在安装座2上还设有一导轨4,导轨4上设有滑块5,滑块5上具有一固定板6,所述固定板6上设有一安装板7,安装板7上具有固定温度传感器1的调节块8,该调节块8上具有一固定座9和固定块10,所述固定座9和固定块10之间通过导柱11连接,且导柱11上套有弹簧12,该弹簧12的一端与固定块10接触,另一端与固定座9接触。可以实现固定座9受力时,往上运动,在导柱11上移动。通过弹簧12对温度传感器1起到缓冲作用。
32.而固定座9上具有一安装温度传感器1的安装孔13,所述温度传感器1设置在安装孔13中,可以通过螺栓将温度传感器1固定。
33.同时在安装板7上具有弧形槽14,调节块8通过螺栓与安装板7连接,螺栓设置在弧形槽14中,可以改变温度传感器1的角度,方便测量不同位置的温度。
34.实施例1步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末。
35.步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮,蒸馏水末过豆粕粉末即可,升温至90℃,搅拌,同时加压,压力为4mpa,时间为1.5h,0.5-1h升温40℃,1-1.5h升温90℃。
36.步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,控制豆粕粉末和水的质量比为1:1.4,发酵菌种液加入量为豆粕粉末质量的1.5wt%,发酵时间为40h,发酵温度为23℃。发酵菌种液为乳酸菌液和/或酵母菌液的混合液。
37.步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵,发酵时间为20h,温度为16℃,复合乳酸菌选自嗜热链球菌、德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌。
38.步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。
39.实施例2步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末。
40.步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮,蒸馏水末过豆粕粉末即可,升温至93℃,搅拌,同时加压,压力为4.5mpa,时间为1.5h,0.5-1h升温50℃,1-1.5h升温93℃。
41.步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,控制豆粕粉末和水的质量比为1:1.5,发酵菌种液加入量为豆粕粉末质量的2wt%,发酵时间为50h,发酵温度为27℃。发酵菌种液为乳酸菌液和/或酵母菌液的混合液。
42.步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵,发酵时间为25h,温度为18℃,复合乳酸菌选自植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖片球菌。
43.步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。
44.实施例3步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末。
45.步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮,蒸馏水末过豆粕粉末即可,升温至95℃,搅拌,同时加压,压力为5mpa,时间为1.5h,0.5-1h升温60℃,1-1.5h升温95℃。
46.步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,控制豆粕粉末和水的质量比为1:1.6,发酵菌种液加入量为豆粕粉末质量的2.5wt%,发酵时间为60h,发酵温度为30℃。发酵菌种液为乳酸菌液和/或酵母菌液的混合液。
47.步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵,发酵时间为30h,温度为20℃,复合乳酸菌选自副干酪乳杆菌、戊糖片球菌、短乳杆菌、瑞士乳杆菌中的四种以上。
48.步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。
49.试验选择双胞胎(集团)股份有限公司下属养殖场平均体重为(12.15
±
0.32)kg的健康仔猪120头,随机分成4组,每组3个重复,每个重复10头,公母各半,其中包括一个空白对照组和3个试验组。4个试验组日粮基础配方相同,空白对照组猪日粮中不用任何发酵豆粕,其中3个试验组分别加入用实施例1-3所制得的发酵豆粕,剩余1个空白对照组不加。仔猪自由采食和饮水,按常规进行免疫及驱虫,试验期为25天,记录每组试验猪的日采食量,试验结束是结料并称重,计算日增重、日采食量、料肉比。结果如下: 空白对照组实施例1实施例2实施例3始重(kg)12.0311.9512.1512.25末重(kg)24.2324.524.4324.68日进食量(g)736.1733.5730.9738.9日增重(g)492.3450.6451.8455.6料肉比1.321.491.451.53由上述实施例试验可见,空白对照组和实施例1-3组的仔猪的料肉比相差略有区别,相对于空白对照组稍优,有利于仔猪提高肉质质量。
50.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。

技术特征:
1.一种发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末;步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮,蒸馏水末过豆粕粉末即可,升温至90-95℃,搅拌,同时加压,压力为4-5mpa,时间为1-1.5h,0.5-1h升温40-60℃,1-1.5h升温90-95℃;步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,控制豆粕粉末和水的质量比为1:1.4-1.6,发酵菌种液加入量为豆粕粉末质量的1.5-2.5wt%,发酵时间为40-60h,发酵温度为23-30℃;步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵,发酵时间为20-30h,温度为16-20℃,步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。2.根据权利要求书1所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,所述步骤五包括:s1初始化设定:启动温控元件,根据豆粕发酵温度来设定目标温度,将目标温度的参考温度值t
m
进行初始化;s2采集温度值:通过温度传感器采集目标温度的温度,在发酵罐中不同的位置进行采集,将温度值转换为电信号传输至温度采样电路中,然后温度采样电路将转换之后的电信号转换成电压信号后传输至温度转换单元中。3.根据权利要求书2所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,s2采集温度值时采取分段式采集,包括:s3第一次温度采集:设置第一次温度采集信号的脉冲宽度s
01
以及第一次温度采集信号的采集方向,温控元件向温度转换单元中发出第一温度采集信号,温度转换器将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件,温控元件得到第一次采集温度值t1并存储;s4第二次温度采集:第一次采集温度值结束后,设置第二次温度采集信号的脉冲宽度s
02
以及第二次温度采集信号的采集方向,温控元件向温度转换单元发出第二温度采集信号,温度转换单元将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件中,温控元件得到第二次采集温度值t2并存储;s5第n次温度采集:温控元件向温度转换单元发出第n次采集信号,温度转换单元将电压信号转换为数字信号并传输至温控元件中,得到多次采集温度值t
n
并存储,n=1,2,3,4,5

;温控元件根据第一次采集温度值t1、第二次采集温度值t2和第n次采集温度值t
n
。4.根据权利要求书3所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,将采集的多组采集信号分别计算,得到脉冲宽度:s6得到第n次采集信号的脉冲宽度:温控元件根据温度转换单元中的采集信号确定的温控方向,并向驱动电路发出第n次采集信号,第n次采集信号的脉冲宽度qn为:qn=其中,t
n
为第n次采集温度值,t
n-1为第n-1次采集温度值,qn-1为第n-1次采集信号的脉冲宽度,温控采集结束时,关闭电源,停止采集。5.根据权利要求书4所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,其中,t0=t2,q0=
s
02
。6.根据权利要求书5所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,第一次采集温度值t1和目标温度的参考温度值的绝对值为|t
1-t
m
|,与第二次采集温度值t2和目标温度的参考温度值的绝对值为|t
2-t
m
|,如果|t
1-t
m
|<|t2-t
m
|,则采集方向与第一次温度采集方向相反,反之如果|t
1-t
m
|>|t
2-t
m
|,则采集方向与第一次温度采集方向相同。7.根据权利要求书1所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,发酵菌种液为乳酸菌液和/或酵母菌液的混合液。8.根据权利要求书1所述的发酵豆粕的连续生产方法,其特征在于,所述复合乳酸菌选自嗜热链球菌、德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖片球菌、短乳杆菌、瑞士乳杆菌中的四种以上。

技术总结
本发明公开了一种发酵豆粕的连续生产方法,包括以下步骤:步骤一、将大豆破碎,过35目筛,得到豆粕粉末。步骤二、将豆粕粉末加入蒸馏水,进行蒸煮。步骤三、将蒸煮之后的豆粕粉末加入到发酵装置中进行第一次发酵,步骤四、取出第一次发酵的豆粕,将其冷却至室温,加入复合乳酸菌进行第二次发酵。步骤五、通过温控元件对发酵的豆粕粉末进行测温,测温时需要测定表面温度值和中心温度值。该发酵豆粕的连续生产方法通过多次的采集,实现豆粕在发酵时,温度能够完全掌控,同时对脉冲宽度参照采集温度实现将发酵温度控制到豆粕发酵所需的温度范围内,达到豆粕发酵的目标温度,有利于发酵温度处于稳定的状态。处于稳定的状态。处于稳定的状态。


技术研发人员:华涛 鲍洪星 鲍华悦
受保护的技术使用者:咸阳双胞胎饲料有限公司
技术研发日:2022.07.12
技术公布日:2022/11/1
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