粗饲料加工中的蒸汽爆破 .pdfVIP

粗饲料加工

农作物秸秆中60％是碳水化合物，可作为发酵工业原料，特别是

在饲料行业中，如果能把这些秸秆转化为饲料粮，将节约大量粮食，

解决人畜争粮问题，也能解决秸秆焚烧引起的环境污染问题。秸秆作

为饲料直接饲喂效果较差，为改善秸秆作为饲料的低营养价值现状，

人们采用各种手段改变其天然结构，富集营养。常用的有化学、物理、

生物处理方法。秸秆氨化技术是近年来推广较多的化学处理方法，能

增加秸秆的含氮量，部分地改变其天然结构，增加其消化率，但秸秆

营养价值提高十分有限，通过秸秆的微生物发酵，对秸秆进行生物转

化是一种较好的提高秸秆营养价值的方法。但秸秆这种天然纤维性材

料是复杂的立体结构，特别是木质素的屏障作用，使微生物很难将其

快速转化。蒸汽爆破预处理是一种集物理化学作用为一体的秸秆预处

理方法，在高温高压的作用下，秸秆中的半纤维素发生水解，木质素

也部分解聚，加上突然的减压喷放所产生的机械破坏作用，使整个底

物可降解性大大提高。目前，针对秸秆汽爆预处理的研究主要集中在

汽爆后汽爆材料的酶解率，而对汽爆处理是否有利于微生物的固态发

酵或在汽爆处理中提高微生物所需的营养等的研究较少的问题。中国

科学院过程工程研究所采用蒸汽爆破处理装置对秸秆进行氨化处理，

并对氨化处理后的秸秆进行固态发酵，以期提高秸秆的营养性，并考

察对固态发酵蛋白饲料的影响。

在300g玉米秸秆中，添加5％和15％的氨水及过氧化氢水溶液，

固液比l：1，拌匀，压实密封，预浸过夜后汽爆，或拌匀后立即汽爆。

汽爆条件为：压力1.5MPa，时间8min。然后对处理后的氨化秸秆进

行水抽提（在1g处理后的干料，加水20ml，浸泡3h，过滤），测

定滤液总糖和还原糖，它们的计算公式如下：水提得糖率

=水提总糖质量100%，还原糖含量=还原糖质量100%。同时称取一

处理秸秆质量处理秸秆质量

定质量的底物和纤维素酶，加入到pH为4.8的0.2mol/L的乙酸一乙酸

钠缓冲液中，使底物和酶的浓度分别为2％和O.2％，于50℃下在转速

160r／min的摇床上进行酶解，酶解率采用如下公式计算：酶解率

酶解产生还原糖质量0.9

=100%。

处理秸秆质量

对汽爆后的氨化秸秆进行固态发酵，采用菌种为斜卧青霉菌

(PenicilliumdecumbensJU—A101)和黄孢原毛平革菌

(PhanerochatechrysporiumME—4461）。采用培养基：4.5g氨化

秸秆，0.5g麸皮，0.25g(NH)S0，O.1gKHP0，0.08gKHP0，

4242424

0.01gMgSO-2HO，固液比1：2.5，拌匀，灭菌，接种，27℃发酵4d。

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对秸秆处理前后纤维素、半纤维素、木质素三大组分的变化及氮

含量的变化进行了测定。其中秸秆经水洗后测得的氮为不溶性氮，总

氮减去不溶性氮为可溶性氮；蛋白含量的测定用凯氏定氮法。

表4.11.1氨化汽爆玉米秸秆的化学组份变化（%，干物质）

氨半纤纤维木质总糖还原酶解总氮可溶不溶

水维素素素糖率性氮性氮

035.3826.036.834.075.3212.891.060.021.04

518.9326.8011.304.994.0538.681.620.621.01

1516.9327.1512.435.412.4141.982.411.231.18

从表4.11.1可以看出，同未处理的原料相比，氨化汽爆大大提高

了半纤维素的降解率，而且氨水浓度的增加也有利于提高半纤维素的

降解率，当氨水浓度为5％和15％时，半纤维素