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秸秆发酵蛋白饲料可行性研究我国的农作物秸秆资源十分丰富,各类秸秆年总量达7亿多吨。在多年研究纤维素资源综合利用的基础上,筛选了多株具有较高纤维素酶活的高蛋白质含量的菌株。在生产方法上,利用大面积厚层通风发酵技术,同浅盘培养比较,可大幅度提高劳动生产率,节约耕地,降低成本,使得秸秆蛋白饲料的工业化生产成为现实。以年产1500吨蛋白饲料计,每吨成本950元,总投资120万元,产品质量为粗蛋白20%,粗纤维20%,水分10%。我们采用纤维素分解菌和酵母菌混合发酵,其营养价值高于麸皮,按麸皮价计每吨1500元,每吨利润为550元。现将研究报告如下。前言探索秸秆处理措施,提高秸秆的营养价值,扩大适用范围,已成为世界各国广泛关注的重大课题。目前秸秆利用的主要方法有物理法(切碎、泡软、蒸煮),化学法(氨化、碱化、酸化等)发酵工程和生物法,以提高其适口性和消化利用率。物理法没有解决秸秆消化率低和营养物质含量少的根本问题,化学法又有生产成本高、周期长,占地面积大,对环境污染严重等缺点,使其推广应用受到很大限制。此外,通过物理法和化学法处理的秸秆只能作为反刍动物的能量饲料。要使秸秆饲料成为配合饲料的原料,适合所有畜禽的饲喂,最基本的要求就是粗纤维降解率不得低于30%,粗蛋白含量不得低于10%。生物法是利用微生物将秸秆中的纤维素、半纤维素降解并转化为菌体蛋白的方法。生物法由于具有污染少、效率高、利于工业化生产等特点,从而成为今后纤维利用的趋势。我国在1958年,1968年曾两次掀起全国性的“发酵饲料”群众运动。名目繁多,但实质都是秸秆堆集自然发酵。即使人工接种,接入的也多是分解淀粉的糖化菌。在生产实践的检验下,很快消声匿迹了。在总结上述经验的基础上,原农林部于1975年提出了“利用微生物提高粗饲料营养价值”的研究课题,由于粗蛋白含量较低(9%),培养时间长(15天),未能推广应用。我们在多年研究纤维素资源综合利用的基础上,筛选出了具有较高半纤维素酶和纤维素酶活的高蛋白含量的菌株。用该菌株发酵秸秆,可快速降解秸秆中的粗纤维,在高蛋白菌丝体增殖的同时,积累大量的纤维素酶和半纤维素酶,从而对秸秆持续降解。为了进一步增加秸秆饲料的蛋白质含量,并使氨基酸组成保持平衡,我们开发了“两步艺”,即在秸秆纤维充分降解的基础上,再接入优选的酵母菌种进行二次发酵。这样制得的秸秆饲料产品蛋白质含量可达20%以上,粗纤维降解率在30%以上,可以完全代替粮食组成的精料。此外,产品中富含活性酵母和各种消化酶,尤其富含纤维素酶,因此可增强畜禽免疫性能,降低发病率,减少死亡率,促进生长,提高饲料利用率。这种秸秆产品实际上是一种兼备保健功能的蛋白饲料。在生产方法上,利用大面积厚层通风培养技术,同浅盘培养比较,可大幅度提高劳动生产率,节约占地,降低成本。使得秸秆蛋白饲料的工业化生产成为现实。这项工作的意义在于,不但使我国秸秆饲料工业化工作迈出了新步,具有重大的社会意义,而且在经济意义上使得秸秆在转化后增值,使得秸秆的生物转化成为一种新兴的有利可图的大产业。产品及生产规模1形态:糠状粉末含水量:14%2质量指标:粗蛋白:20%；粗蛋白:20%3生产规模:年产1500吨工艺方案：厚层通风池固体发酵工艺固体发酵技术的特点：1.基质：可被微生物降解或不被降解的多孔固体基质，气固表面积大（103-106m/cm2），有利于微生物生长。2.微生物是在接近自然状态的情况下生长，可产生一些在液体培养基中不产生的酶或其它代谢产物，特别是对于许多丝状真菌来说。3.固态发酵是以气体作为生物反应过程中的O2、CO2、热量、营养和产物的传递介质，表现为O2、CO2扩散比较容易，热量传递困难，存在明显的营养梯度。4.由于是非均相反应，发酵参数的测定和控制比较困难，大多发酵过程依赖经验。原材料、燃料及动力1原料及物耗名称每吨产品用量全年用量秸秆1130公斤1700吨麸皮230公斤340吨无机盐80公斤120吨2燃料及动力名称每吨产品用量全年用量水3吨4500吨电200度30万度煤400公斤600吨建厂条件：1.该厂应建在交通方便、地势平坦、有水源、有电力供应的地区,应利用秸秆的收购和贮运。2.厂房面积及要求三废及环境保护：三废是指：废水、废气、废渣总厂的“三废”治理工作，坚持预防为主，在采取综合利用、二级处理、层层把关、减少排放的措施的同时，注重“三废”治理和环保科研相结合，运用科研成果，提高“三废”治理效果，改善和提高环境质量，取得了较好的社会效益和经济效益。废气的处理：产生少量有毒气体的实验应在通风橱内进行，通过排风设备将少量毒气排到室外,被空气稀释，产生大量有毒气体的实验必须具备吸收或处理装置。如氮的氧化物、二氧化硫等酸性气体用碱液吸收.可燃性有机废液可于燃烧炉中通氧气完全燃烧。废液的处理1、各实验室应配备储存废渣、废液的容器，实验所产生的对环境有污染的废渣和废液应分类倒入指定容器储存。2、酸性、碱性废液按其化学性质，分别进行中和后处理。使PH达到在6～9之间后排放。3、有机物废液,集中后进行回收、转化、燃烧等处理。4、尽量不使用或少使用含有重金属的化学试剂进行实验。本厂在生产过程中不产生废气、废渣、仅有少量地面冲洗水排放、无毒。本项目系利用农作物秸秆转化生产饲料蛋白变废为宝,可减轻当地“秸秆燃烧还原”造成的大气污染,属环境保护项目。粉碎机的选择：锤式粉碎机：利用快速旋转的锤刀对物料进行冲击粉碎，广泛用于各种中等硬度物料的中碎与细碎作业。由于各种脆性物料的抗冲击性较差。因此，这种粉碎机特别适用于脆性物料。发酵室:800平方米实验室:100平方米粉碎车间:200平方米配料室:100平方米配料室:200平方米菌种车间:50平方米包装车间:150平方米包库:1000平方米办公室:400平方米锅炉房:100平方米(层高5米)合计约3100平方米人员40人其中:管理人员6人工人28人技术人员6人1.筛网2.轴3.锤刀4.冲击板5.机壳辊式粉碎机：广泛应用于粉碎颗状物料的中碎或细碎的作业，主要工作机件是两个直径相同的圆柱状辊筒。1.弹簧2.物料3.滚筒4.机座经济评估：产品成本：(1)原料成本550元/吨(2)工资:96元/吨(3)水电费:120元/吨(4)燃煤费:60元/吨(5)设备折旧费:34元/吨(10年折旧)(6)管理费(按售价5%)75元/吨(7)包装费:15元/吨生产成本:950元/吨2经济效益评估:(1)产品售价:1500元/吨(2)每吨毛利:1500-950=550元从立项起算,按建厂周期6个月,大约在第二年度全部收回投资,第三年起进入纯赢利约80万元。结论：在我国蛋白饲料严重短缺和人均粮食不足的情况下,开发利用秸秆提高其营养价值具有非常重要的意义。从经济上看,建设年产1500吨蛋白饲料厂是完全可行的。以填补我国直接利用秸秆发酵蛋白饲料工业化生产的空白。(饲料行业免征增值税)5万元(3)全年利润:82万元(4)建厂周期:6～8个月(5)投资后资金回收期:18个月