發酵豆粕固體發酵工藝概述

葉赫娜蘭.孤城

這是有關工藝的綜述。與網友們討論。

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1.        發酵豆粕的歷史淵源

發酵豆粕的工藝，在技術上講，各有來源，目前流行工藝來源于食品，某大工藝來源于上世紀80年代固體發酵纖維素酶技術。

1.1目前流行的發酵豆粕的歷史淵源

目前流行的發酵豆粕，技術來源有兩個面，一個是食品，一個是農業科研院所。

參考食品發酵的白酒工藝，用酵母菌或霉菌進行堆積，有時換用乳酸菌和芽孢桿菌。實質上就是進行簡單的堆積，沒有控制過程。

參考醬油工藝的前半部分，用盤子（0.7米x1.0米）或發酵床（1.2米寬，長度不限，越十幾到幾十米，深20公分，底部強制通風）。這個工藝比較科學一點，但是也沒有過程控制。

流行工藝的特點就是沒有過程和終點控制。食品發酵經過了幾百年的經驗積累，已經有一套自己的控制模式，但是，如果完全用食品的工藝和菌種（僅限曲霉和酵母）則成本太高，發酵時間也太長，所以目前工藝并不是完全按照食品發酵來的中間有簡化。

流行技術的另一個來源是農業院所，在培養研究生時，選擇了發酵豆粕為方向，他們提出的工藝特點是，僅僅在理論上圍繞產品最終效果，推理出所選菌種，根本不考慮工藝的可實施性。往往選用多菌株發酵。

按照發酵工業的技術特點，實際上來說，需要嚴格的過程控制。

1.1某大學發酵豆粕（即固體發酵）技術的淵源

某大在上世紀80年代到90年代，曾經做過幾十年的纖維素酶發酵工藝探索，其中一條路就是固體發酵。

曾經有老師把這個固體工藝推廣到飼料發酵。后來，河北做這一塊，但是，并沒有走學校的路線。

在做纖維素酶時，某大的技術很簡練，也很穩定，包括做發酵豆粕，也沒問題。不過，依然沒有引入過程參數。

這時，某大試著把液體深層發酵的思想和過程控制方式引入到固體發酵。2009，2010年，在實驗室帶研究生實驗時，固體發酵是其中一個方向，于是正是把過程參數引進，主要有：失重比，氨基氮，還原糖，溶磷。

這樣，以氨基氮為主要指標，結合其他數據，控制發酵過程，判定發酵終點，就可以的到穩定的產品。

2.發酵豆粕工藝流程

下面把大致工藝流程分別介紹一下。

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2.發酵豆粕工藝流程

下面把大致工藝流程分別介紹一下。

2.1某大工藝

首先準備搖瓶種子，然后轉種子罐（大致像我實驗室里的50升罐的樣子，但是要大一些），發酵10小時左右。

1，物料（豆粕）配料（加入無機鹽，緩沖液，麩皮，葡萄糖或淀粉----玉米粉，這些是平衡營養的用量很少，總量12%左右）。
2，滅菌（121度1-2小時或100度4-8小時）。
3，攤涼，接種（接入發酵罐準備的種子），把物料疏松化。
4，進入自動固體發酵機（自行設計，有強制通風和攪拌功能）或發酵床，一般發酵14-20小時，不會超過24小時。
5，烘干。

在整個過程中（包括種子罐），每兩小時取樣檢測，繪制曲線，控制過程的無菌化和數據可重復性。并反饋噴淋糖液或降溫，等。

順暢的工藝是每天24小時不停的（成本考慮，這是發酵工業的特點，一旦停下來，設備清潔，保養，重新啟動，費用很高）。

以上是某大工藝，是現在用的工藝。

2.2目前流行的工藝

目前工藝，流行的大概有4種：

1，淺盤或發酵床，滅菌物料拌上菌種（曲霉）直接發酵----這是最老實的一種，也是相比來講比較具有穩定性的一種。

2，物料不滅菌，直接拌上菌種，上發酵床或淺盤。

3，物料不滅菌，堆積在槽中，或裝入大塑料袋密封，用酵母菌，芽孢桿菌，乳酸菌發酵。

4，以上三種（主要是前兩種），發酵完，里面的胞外酶還是比較多的，于是，再加水，保溫利用胞外酶來進一步酶解發酵豆粕。

以上常見工藝，沒有“發酵過程工程”的監測和反饋。

2.3目前工藝技術短板和與某大技術的比較

某大本來做纖維素酶就很嚴格，在引入液體發酵的控制思想和過程參數后，穩定性問題就已經解決了。但是，相比目前流行工藝，投資要大，維持規模要大。這一點不容易克服。

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3一般的固體發酵工藝和液體發酵工藝介紹

3.1固體發酵工藝
   
固體發酵工藝，是指物料含水量40-60%，物料呈固體狀，不流動的發酵工藝。

缺點是含水量低，則代謝強度低，比較慢。優點是含水量低，則容易處理大宗物料。因此是適合豆粕發酵的。

目前某大的固體發酵工藝，用的是“液體種子，固體發酵”。原因在于液體種子活力旺盛，且不存在種子萌發不整齊造成穩定性降低的情況。是目前比較嚴格的工藝，可重復性很強。

“液體種子”部分，其實就是一個完整的液體發酵工藝過程。

3.2液體發酵工藝

液體發酵工藝是圍繞發酵罐展開的。

由水電氣冷風作為動力傳輸。比較完整的是一般的抗生素工廠，比較袖珍的是實驗室的5幾十升實驗罐。

原理一樣。

維持液體發酵和維持固體發酵是一樣的，都需要種子室，化驗室，無菌室，看管人員，消毒人員，一線操作人員，都是獨立的工段。對協調性要求較高。

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4.設備與投資規模

4.1設備與廠房

固體發酵設備：

1，自動消毒裝置，保溫維持裝置，打料裝置，發酵裝置。估計x萬元。
2，烘干裝置。估計x萬元。

   種子（液體發酵）設備：

1，        建成種子室（初期與無菌室合并）。估計x萬元。
2，        發酵罐。估計約x萬元。

控制部分：
主要是化驗室（初期與看管人員合并）。估計x萬元。

    以上沒有計算水電氣冷風等動力建設，初期應該考慮和合作方共用或租場地時尋找。如果不能配套，再想辦法。

4.2技術生產人員配備

技術人員配備，菌種室4人，化驗室3人（上12小時，歇24小時,或，4人，上8小時，歇24小時）。

生產人員配備，車間工人3-5人。

4.3投資規模

按純利x元算（以技術含量評價，合理純利應該在x元左右），保平規模為日產x噸。

可以考慮以這個產量維持，同時擴展新產品，增加新的贏利點。

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5.可能的擴展方向

    一旦公司（或單位）成立，產品開發必須參照公司運作的市場要求和公司內在要求進行，不能完全依照實驗室現在的方向。

5.1固體工藝的擴展產品展望

考慮x元以上或更高純利的產品，則：

1，代加工一切可能的固體發酵工藝產品，如，像芽孢，乳酸，糞鏈球菌，都可以.
2，考慮開發包括x菌，x菌在內的新產品。

5.2液體工藝的擴展產品展望

這一部分相當自由，可以考慮多上一個發酵罐留作中式。目前：

畜牧行業，下一步會進行溶菌酶等分子技術的蛋白藥物。

化工行業，考慮合適的機會推出生物科降解塑料和琥珀酸工藝。

牧場俠客

注意機密 很多好東西都被外國人偷走了

葉赫娜蘭.孤城

回復 7# 牧場俠客


    我害怕的是別人不來拿，而不是別人拿去了啊。

呵呵。

龍城飛將

真專業，謝謝孤城兄的無私奉獻，繼續啊

qw4137

真正有核心競爭力的東西說給老外聽，他也未必會。不能閉門造車做學問，有交流才有進步。