本發(fā)明涉及酒糟處理領域,尤其涉及一種基于酒糟的飼料制備系統(tǒng)及方法。
背景技術:
1、釀酒丟糟(酒糟)來源于固態(tài)法白酒釀造過程,是一種富含營養(yǎng)的副產物。在白酒發(fā)酵過程中,淀粉成分被大量消耗,并形成包含酒精和風味物質的主產品,而其中的蛋白質、脂肪、纖維素以及礦物質等則貯存在釀酒丟糟中。
2、釀酒丟糟的產量較大,因此,成為飼料添加劑是釀酒丟糟成為資源化利用的主要途徑之一。研究證明,酒糟作為飼料加入后,動物的生產性能、消化率和肉質均得到了改善。
3、由于濕釀酒丟糟具有容易發(fā)霉變質、不宜長距離運輸和儲存、游離醋酸和乳酸等有害物質殘留等缺點,其在畜牧業(yè)的實際應用正在逐漸減少。
4、目前,將白酒丟糟風干或高溫干燥后直接粉碎制成粉料和顆粒飼料是飼料工業(yè)上最簡便的方法,其過程簡單且易于操作,干燥后的酒糟易于存儲和運輸,在養(yǎng)殖業(yè)中也取得了一定成效,具有良好的應用前景。
5、考慮到濕釀酒丟糟干燥工藝的成本,如何降低濕釀酒丟糟干燥工藝,并提升其在飼料添加中的優(yōu)勢已成為當前的主流研究方向。濕釀酒丟糟干燥工藝具有以下問題:
6、(一)干化工藝的選擇
7、濕釀酒丟糟的干化裝置一般是將濕釀酒丟糟直接投入輸料機輸料,熱風機加熱,在烘干室內烘干,將水分從60%降到10%左右,且干燥溫度越高,干燥速率越快。相關研究結果證實,通過烘干可以有效降低丟糟中的水分含量,進一步濃縮其他養(yǎng)分,適度的熱加工處理還可以提升丟糟中過瘤胃蛋白(rup)的含量。但由于干燥過程的熱損害作用,高溫過度烘干導致美拉德反應,使丟糟中的有效氨基酸、糖分的消化吸收效率顯著降低。同時,丟糟含水量高達65%,水的比熱容大,不經處理直接使用加熱干化的方法需要伴隨著較大的能源投入,不符合當前綠色、低碳、環(huán)保的理念。另外,丟糟顆粒粒徑為1~6mm,具有粘性,容易結團。在烘干室內,結團的丟糟往往表面較干,而丟糟團內部較濕,引起干濕不均。為了滿足飼料要求的含水量,操作時需要增加丟糟干燥過程中在設備中的停留時間或提升設備的干燥溫度,從而導致過多的能源投入。
8、(二)丟糟內稻殼比例限制
9、稻殼作為發(fā)酵填充劑,在干物質質量占比可達35~40%,容積為40~50%。這類物質在干燥后尖銳粗糙,適口性差,含有較高含量的纖維素和木質素,嚴重降低了丟糟中其他養(yǎng)分的消化率。同時,稻殼單位體積內的蛋白等營養(yǎng)物質的含量低,需要配合飼料才能滿足動物對營養(yǎng)物質的需求,從而限制了丟糟在飼料工業(yè)中的大規(guī)模消納利用。飼料原料醬香干白酒糟分級要求(db52t?1709-2023)指出三級酒糟飼料粗蛋白標準≥13%,二級酒糟飼料粗蛋白標準15%~18%,一級酒糟飼料粗蛋白標準≥18%,且酒糟經過孔徑φ為0.6mm的通過率應≥90%。
10、(三)有機酸限制
11、白酒丟糟的ph需要限制在3.8~4.8之間。研究表明丟糟的ph影響著動物的消化系統(tǒng),ph過低將導致動物酸中毒。當ph在6.5~7.0這一范圍時飼料中的纖維物質能被正常消化,當低于這一范圍,纖維消化率會下降?,F有技術為中和丟糟酸度,需要投入較多的化學物質進行中和。
12、隨著現代畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)以及寵物行業(yè)的發(fā)展,飼料(包含寵物用糧)的研發(fā)也隨著動物種類的精細化管理而增加了精準配方的研發(fā)方向?;趧游镒陨淼纳L特色(例如家禽產蛋期高蛋白的需求、反芻動物對偏酸性低蛋白飼料的需求)、生活環(huán)境以及生長需求,通過調整飼料的蛋白配比、ph值、吸引動物進食的風味物質,研發(fā)出適應于不同種類、不同生長時期的動物的飼料。
13、丟糟的處理在當前現有技術中并未因其不同的來源或用途而被分類處理,或者提供更精確的脫水處理步驟,這樣導致丟糟在處理過程中需要耗費大量的能源,且脫水后的丟糟還需要為了可使用而進行二次加工。
14、基于上述丟糟成分或干燥流程中的限制,為了提高丟糟在飼料中的使用范圍,本技術擬通過精細化丟糟的脫水過程和優(yōu)化丟糟的加工工藝來克服上述缺陷。
15、此外,一方面由于對本領域技術人員的理解存在差異;另一方面由于申請人做出本發(fā)明時研究了大量文獻和專利,但篇幅所限并未詳細羅列所有的細節(jié)與內容,然而這絕非本發(fā)明不具備這些現有技術的特征,相反本發(fā)明已經具備現有技術的所有特征,而且申請人保留在背景技術中增加相關現有技術之權利。
技術實現思路
1、現有技術已經出現對酒糟飼料進行脫水處理的技術方案。例如,cn117109256a公開了一種酒糟飼料脫水處理方法,包括:以機械化或人工處理的方式將酒糟飼料打包,然后投入到初步脫水裝置中,從而對酒糟飼料進行初步脫水,用以去除酒糟飼料中的部分水量;初步脫水后的酒糟飼料以機械輸送或自然輸送的方式輸入至輸送裝置,在初步脫水后的酒糟飼料經由輸送裝置輸送至二次脫水裝置中,經由輸送裝置將酒糟飼料輸送至二次脫水裝置中后,使得二次脫水裝置用以對酒糟飼料進行脫水,并對酒糟飼料進行預處理干燥及初步打散;通過二次脫水裝置對酒糟飼料進行預處理干燥和初步打散后,在進行風干處理,之后在將脫水以及打散后的酒糟飼料取出。然而,在該技術方案中,打散酒糟的步驟安排在脫水過程之后,但這一安排存在一些潛在問題:由于酒糟顆粒的尺寸通常在1到6毫米之間,并且它們具有粘性,這導致它們在處理過程中容易聚集成團,這種結團現象在干燥過程中尤為明顯,因為酒糟團塊的表面可能干燥得比較快,而其內部可能仍然濕潤,造成干燥不均勻。這種不均勻的干燥效果意味著即使在脫水后進行打散,也無法確保結團的酒糟內部得到充分的干燥,這將影響酒糟飼料的整體質量和使用效果。此外,該技術方案在處理過程中沒有考慮到ph值的調節(jié),而酒糟的ph值對動物的消化系統(tǒng)具有重要影響。如果酒糟的ph值過低,可能會導致動物發(fā)生酸中毒,這不僅會影響動物的健康,也可能降低酒糟作為飼料的營養(yǎng)價值和安全性。因此,不進行ph值調節(jié)的酒糟飼料制備過程可能無法滿足動物飼料的質量標準,進而影響其在市場上的競爭力和應用范圍。因此需要在實際操作中對打散步驟的時機和ph值調節(jié)進行優(yōu)化,以確保酒糟飼料的制備質量能夠達到動物飼料的要求,通過改進這些關鍵步驟,可以提高酒糟飼料的干燥均勻性,并確保其ph值適宜,從而提升酒糟作為動物飼料的利用價值和安全性。
2、本技術提供了一種基于酒糟的飼料制備系統(tǒng),所述飼料制備系統(tǒng)包含:機械脫水模塊,被配置為以機械脫水的方式降低酒糟的含水量,將第一含水量的酒糟轉化為第二含水量的酒糟;酸堿調節(jié)模塊,被配置為打散第二含水量的酒糟并通過向酒糟中添加酸堿調節(jié)劑的方式調節(jié)酒糟的酸堿度;干燥模塊,被配置為將調節(jié)酸堿度后的第二含水量的酒糟在第一溫度范圍維持第一預設時間段,得到具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟;篩分模塊,被配置為將第三含水量的酒糟篩分后分離得到具有第二蛋白含量的篩下物作為第一飼料。根據一種優(yōu)選實施方式,酸堿調節(jié)劑包含cao。
3、與現有技術不同的是,本發(fā)明經過壓濾的酒糟能夠在達到第二含水量后轉入酸堿調節(jié)模塊中進行打散并進行ph值調整,調整后的酒糟再投入干燥模塊中干燥至第三含水量后進行篩分。基于上述區(qū)別技術特征,本發(fā)明要解決的問題可以包括:如何確保酒糟干燥均勻性的同時提高酒糟的質量。具體地,酒糟的干燥均勻性通過在不同目標含水量的干燥脫水過程之間插入打散過程來實現,以防止出現酒糟結團而導致其內部的酒糟干燥不達標的現象。本發(fā)明在酒糟的不同目標含水量之間安排打散步驟,有助于打破可能形成的酒糟團塊,確保酒糟內部也能獲得充分的干燥,從而避免了因干燥不均勻而導致的質量問題。經過干燥的酒糟會進行篩分處理,這一步驟進一步確保了酒糟飼料的均勻性和適用性。
4、本技術方案的有益效果包括:
5、1、現有技術往往采用單一加熱方式對酒糟進行干化,本技術在對機械脫水和加熱干化方式充分實驗研究的基礎上,從重點考慮能耗的大規(guī)模應用場景來看,探索機械脫水和加熱脫水對酒糟的作用規(guī)律。根據實施例1所公開的實驗結果可知,以含水量10%以下的酒糟作為需求目標,將機械脫水和加熱脫水結合降低酒糟含水量,可有效地降低脫水干化過程的能耗。
6、2、酒糟干化后,稻殼干物質質量占比可達35~40%,容積占比為40~50%。在未篩分前,由于大顆粒直徑的稻殼存在干燥后尖銳粗糙,適口性差的問題,其存在于干燥后的酒糟中同樣帶來了降低酒糟中其他養(yǎng)分的消化率和單位體積內的蛋白等營養(yǎng)物質的含量的問題。因此,現有技術中處理后的酒糟的應用范圍被局限于輸送給具有纖維消化功能的牛和羊。
7、本技術在基于上述技術問題的探究而設置有對干燥后的酒糟進行60~80目篩分的操作步驟,其中,篩分所設置的孔徑要求遠高于飼料原料醬香干白酒糟分級要求(db52t1709-2023)指出的酒糟經過孔徑φ為0.6mm的通過率應≥90%。舍棄上層纖維含量高的酒糟和保留下部含蛋白的酒糟的操作方式既可避免稻殼粗纖維帶來的適口性差的問題,又可提升酒糟飼料單位體積粗蛋白含量。根據表1示出的實施例2~7公開的粗蛋白含量,可以看出篩分后下部酒糟的蛋白含量高達24.8%,該含量遠超飼料原料醬香干白酒糟分級要求(db52t?1709-2023)指出的一級酒糟飼料粗蛋白標準(≥18%)。通過結合白酒酒糟(尤其是瀘州老窖生產線所產生的酒糟)干燥后的特征設置的分篩條件,分篩后的篩下物不但可較好地用于牛羊,還可用于豬和禽類等,提升了酒糟的應用范圍和經濟價值。
8、3、由于ph調節(jié)是通過外源添加調節(jié)劑實現的,因此酒糟含水量對于ph調節(jié)過程以及最終產物ph值具有較大的影響。在酒糟含水量較高(例如高于40%)時,不經處理,直接調節(jié)ph,需投入較多的堿性物質,并且脫水后的最終產物的ph變化也比較大,而干燥后再調節(jié)酒糟的ph又不易控制,容易出現化學物質堆積的問題。因此,本技術在考慮ph調節(jié)和干燥酒糟的雙重效用情況下,于機械脫水和加熱脫水的工藝步驟之間設置ph調節(jié)的環(huán)節(jié)。一方面,于低含水量的酒糟中投入ph調節(jié)劑既達到了節(jié)省ph調節(jié)劑的目的,且由于并不是完全的干燥狀態(tài),因此,也避免了過多的鹽類物質被帶入干燥后的酒糟(機械脫水時,酸性物質會隨濾液一并脫除,從而減少了該部分的中和加堿形成的鹽類);另一方面,由于ph過程往往伴隨攪拌打散均質環(huán)節(jié),這一流程也提高了壓濾后的酒糟的后續(xù)干化過程的受熱均勻性。
9、同時,本技術還采用cao作為ph調節(jié)劑。cao是一種易于從空氣中吸收水分的粉末狀堿性氧化物。在實際生產過程中,由于酒糟的ph是呈現酸性,因此,ph調節(jié)劑的使用量比較大。cao在加入酒糟時既能夠起到堿性中和的作用,也能夠在參與反應時通過放熱進一步加速水汽的蒸發(fā)。
10、根據一種優(yōu)選的實施方式,所述干燥模塊還被配置為在得到具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟后,對部分的第一蛋白含量的第三含水量的酒糟在第二溫度范圍維持第二預設時間段,得到具有第三蛋白含量的第四含水量的酒糟。
11、烘干可以有效降低酒糟中的水分含量,進一步濃縮其他養(yǎng)分,適度的熱加工處理還可以提升酒糟中過瘤胃蛋白(rup)的含量,但由于干燥過程的熱損害作用,高溫過度烘干可能導致美拉德反應,使酒糟有效氨基酸、糖分及消化吸收效率顯著降低。不同種類的養(yǎng)殖動物對于飼料組成的要求和適應性不同,例如,牛、羊等反芻動物具有較高的纖維消化能力,雞、豬等單胃動物難以適應飼料中的粗纖維。通常而言,牛和羊屬于反芻動物,具有瘤胃、網胃、瓣胃、皺胃,飼料制備需要考慮瘤胃可降解蛋白和過瘤胃蛋白。豬是單胃動物,消化道相對簡單,飼料需要較多優(yōu)質蛋白質且要求氨基酸平衡,不同生長階段蛋白質需求差異較大。雞是單胃家禽,有沙囊,需要蛋白質和平衡的氨基酸,鈣質需求高,飼料中需要添加砂石以幫助消化。魚需要高蛋白飼料,飼料制備時需要考慮水溶性和穩(wěn)定性,飼料中磷的含量需要嚴格控制以減少水污染。因此,在加熱干燥的過程中,需要綜合考慮目標飼料的用途,根據飼料種類,例如牛飼料、羊飼料、豬飼料、雞飼料或魚飼料的類別設置干燥過程。
12、根據一種優(yōu)選實施方式,干燥模塊采用的槳葉式干燥機的第一溫度范圍為160~200℃。優(yōu)選地,槳葉式干燥機的加熱溫度為160℃。優(yōu)選地,槳葉式干燥機的加熱溫度為180℃。優(yōu)選地,槳葉式干燥機的加熱溫度為200℃。根據一種優(yōu)選實施方式,干燥模塊采用的槳葉式干燥機的第一預設時間段為10~15min。優(yōu)選地,槳葉式干燥機的加熱時間為10min。優(yōu)選地,槳葉式干燥機的加熱時間為15min。優(yōu)選地,經過第一溫度范圍和第一預設時間段的酒糟在篩分后得到的篩下物,即第一飼料適合作為牛、羊的飼料。根據一種優(yōu)選實施方式,第一含水量范圍為55%以上,優(yōu)選為55%至65%,更優(yōu)選為60%。根據一種優(yōu)選實施方式,第二含水量范圍為30%~50%。優(yōu)選地,第二含水量為30%。優(yōu)選地,第二含水量為50%。優(yōu)選地,第二含水量為40%。優(yōu)選地,第二含水量為45%。優(yōu)選地,第二含水量為35%。根據一種優(yōu)選實施方式,第三含水量范圍為10%~20%。優(yōu)選地,第三含水量為20%。優(yōu)選地,第三含水量為15%。優(yōu)選地,第三含水量為10%。
13、在得到具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟后,對部分的第一蛋白含量的第三含水量的酒糟在第二溫度范圍維持第二預設時間段,得到具有第三蛋白含量的第四含水量的酒糟。根據一種具體實施方式,第二溫度范圍是100~120℃。第二預設時間段是5~15min。通過二次加熱干燥,第四含水量范圍為5%~8%,酒糟進行了進一步的熱解,氨基酸配比和含水量更適合進一步處理(加酶或者篩分)后作為雞飼料或豬飼料。
14、根據一種優(yōu)選的實施方式,所述系統(tǒng)還具有酶制模塊,被配置為將具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟與第一酶制劑混合得到第二飼料;和/或將具有第三蛋白含量的第四含水量的酒糟與第二酶制劑混合得到第三飼料。根據一種優(yōu)選實施方式,第一酶制劑是木聚糖酶、纖維素酶和β-葡聚糖酶中的一種或多種。第一酶制劑的添加能夠補充動物內源性消化酶的不足,且可增強動物對非淀粉多糖的降解能力。優(yōu)選地,第一酶制劑是質量百分比為1:1:2的木聚糖酶、纖維素酶和β-葡聚糖酶的混合物,第二飼料是肉雞飼料。優(yōu)選地,第一酶制劑的添加量為酒糟質量的根據一種優(yōu)選實施方式,第二酶制劑是甘露聚糖酶、果膠酶、木聚糖酶和纖維素酶中的一種或多種。優(yōu)選地,第二酶制劑是質量百分比為1:1:1:1的甘露聚糖酶、果膠酶、木聚糖酶和纖維素酶的混合物,第三飼料是豬飼料,第二酶制劑的添加量為酒糟質量的
15、根據一種優(yōu)選的實施方式,第一溫度范圍和第一預設時間段是與第一蛋白含量和第三含水量相關聯地調節(jié)的。溫度的選擇需考慮蛋白質熱解的程度,時間的設置需考慮目標水分含量。低溫長時間干燥可以溫和地去除水分,同時最大程度地保留蛋白質的質量和數量。中等溫度和時間可以在合理去除水分的同時,保持適度的蛋白質含量。高溫短時間處理可以快速去除部分水分,同時可能會導致一些蛋白質變性或損失,從而達到低蛋白的目標。
16、根據一種優(yōu)選的實施方式,第二溫度范圍和第二預設時間段是與第三蛋白含量的第四含水量的酒糟中的目標過瘤胃蛋白含量相關聯地設置的。牛由日糧中所攝取的蛋白可分為三部份:在瘤胃中不被降解蛋白質,在瘤胃中可被降解蛋白質以及不可消化蛋白質(ip)。由于大部分日糧蛋白質在瘤胃中被降解浪費,因而飼喂更高含量蛋白質的日糧,并不是提高牛營養(yǎng)的最佳解決方法。只要是在能夠滿足過瘤胃微生物生長的所需粗蛋白的前提下,應設法避免過多的粗蛋白在瘤胃中被分解。過剩的粗蛋白應該令其在瘤胃不被分解,而在小腸中被消化吸收,以達到其最佳效率。如果過剩的粗蛋白不過瘤胃,而繼續(xù)在瘤胃中被分解,則產生過多的氨氣,不只使粗蛋白的利用率降低,況且過多的氨氣被吸收進入血液中,易使血中尿素氮過高,導致對繁殖性能之不良影響,而使配種之受孕率降低。日糧中所攝取的粗蛋白必須有一定的量在瘤胃中被微生物降解利用,才能使整個瘤胃發(fā)酵功能正常而且健康,因為瘤胃微生物也需要粗蛋白。本技術中,通過目標飼料產品中的過瘤胃蛋白含量設定來調整第二溫度范圍和第二預設時間段。優(yōu)選地,在需要提高過瘤胃蛋白含量的情況下,適應性提高第二溫度范圍和第二預設時間段。根據一種具體實施方式,第二溫度范圍是200℃,第二預設時間段是5~10min。
17、根據一種優(yōu)選的實施方式,所述篩分模塊還被配置為將具有第三蛋白含量的第四含水量的酒糟篩分分離得到的具有第四蛋白含量的篩下物作為第四飼料。根據一種優(yōu)選實施方式,第四蛋白含量為25%~30%,更優(yōu)選為26%~28%。
18、根據一種優(yōu)選的實施方式,所述機械脫水模塊通過機械壓濾的方式降低酒糟的含水量,所述機械脫水模塊以每一批次更新的用于表征結團率的相關參數的預設的第一閾值的方式并根據每一批次的影響結團率的工藝參數機械壓濾酒糟;用于表征結團率的至少一個參數設置為表示有機物含量的第一參數,其中,當第一參數超出或等于預設的第一閾值時,對酒糟進行機械壓濾的機械脫水模塊將第一參數超出或等于預設的第一閾值的酒糟壓濾至根據有機物含量設置的第二含水量。
19、根據實施例1公開的發(fā)現:在機械脫水和加熱脫水結合使用時,即處理高含水量(40%~60%)酒糟時使用機械方式,在處理低含水量(35%~40%)酒糟時采用加熱方式,能耗顯著降低,本技術提出一種用于區(qū)分機械壓濾和加熱壓濾的脫水含水量分界線。在含水量處于35%~40%時,由機械壓濾過濾至加熱壓濾能夠顯著降低脫水能耗。
20、根據一種優(yōu)選實施方式,機械脫水模塊的壓濾壓力范圍為1~1.2mpa。優(yōu)選地,壓濾壓力為1mpa。優(yōu)選地,壓濾壓力為1.1mpa。優(yōu)選地,壓濾壓力為1.2mpa。
21、本技術第二方面提供一種基于酒糟的飼料制備方法。所述方法包括:以機械脫水的方式降低酒糟的含水量,將第一含水量的酒糟轉化為第二含水量的酒糟;打散第二含水量的酒糟并通過向酒糟中添加酸堿調節(jié)劑的方式調節(jié)酒糟的酸堿度;將調節(jié)酸堿度后的第二含水量的酒糟在第一溫度范圍維持第一預設時間段,得到具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟;將第三含水量的酒糟篩分后分離得到具有第二蛋白含量的篩下物作為第一飼料。
22、根據一種優(yōu)選的實施方式,在得到具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟后,對部分的第一蛋白含量的第三含水量的酒糟在第二溫度范圍維持第二預設時間段,得到具有第三蛋白含量的第四含水量的酒糟。
23、根據一種優(yōu)選的實施方式,所述方法還包括:將具有第一蛋白含量的第三含水量的酒糟與第一酶制劑混合得到第二飼料;和/或將具有第三蛋白含量的第四含水量的酒糟與第二酶制劑混合得到第三飼料。
24、根據一種優(yōu)選實施方式,酒糟處理系統(tǒng)還包含對酒糟的粘度進行檢測的第一檢測單元,其中,當第一檢測單元采集的酒糟粘度低于第一閾值,機械脫水模塊以漸變式增壓的方式壓濾低于第一閾值的酒糟。
25、根據一種優(yōu)選實施方式,當第一檢測單元采集的酒糟粘度高于第一閾值,機械脫水模塊以階段式增壓的方式壓濾高于第一閾值的酒糟。
26、與現有技術不同的是,本發(fā)明能夠根據第一檢測單元獲得的酒糟粘度檢測結果動態(tài)調整機械脫水模塊的壓濾參數?;谏鲜鰠^(qū)別技術特征,本發(fā)明要解決的問題可以包括:如何在壓濾脫水過程中降低酒糟成團或成塊的幾率。具體地,在傳統(tǒng)的壓濾脫水過程中,由于酒糟的粘度會隨著其含水量的降低而逐漸增大,這大大增加了酒糟在壓濾過程中結團或成塊的可能性。如果采用統(tǒng)一的壓濾參數處理不同粘度的酒糟,那些粘度較大的酒糟更容易出現結團或成塊現象。這種結團或成塊不僅會影響后續(xù)的干燥效果,還可能導致干燥后的酒糟飼料出現結實度和硬度提高的塊狀或團狀結構,從而影響其作為飼料的質量和適用性。為此,本發(fā)明采用漸變式或階段式的壓濾方法,能夠根據酒糟的實際粘度情況,逐步調整機械脫水模塊的壓力和時間,實現對酒糟的機械脫水。通過這種智能化的壓濾參數調整,本發(fā)明能夠減少酒糟在壓濾過程中的結團或成塊現象,從而確保脫水后的酒糟具有更好的分散性和均勻性,為后續(xù)的干燥和打散步驟提供了更加理想的原料狀態(tài),從而進一步提高了酒糟飼料的整體質量和適用性。本技術方案的有益效果:
27、酒糟中含有較高比例的水分(通常在60%-80%之間)且其中還包括未發(fā)酵的淀粉、蛋白質、纖維素、脂肪以及微生物細胞等,在高含水量時,不同類型的酒糟粘度具有差異但幅度不大(例如:使用高粱作為主要原料的酒糟可能含有較多的淀粉和纖維,導致粘度較高),但隨著酒糟中水含量的逐漸下降,粘度會逐漸增大,其中所含有的未發(fā)酵的淀粉、蛋白質、纖維素等成分也會形成吸水網絡而成為阻礙酒糟脫水的因素,尤其是隨著酒糟脫水,其中部分凝結成團或成塊的酒糟會逐漸緊實而無法被輕易打散(隨著水分的去除,成團或成塊的酒糟中的固體顆粒之間的距離減小,例如未發(fā)酵的淀粉、蛋白質、纖維素等,其相互之間的接觸更加緊密;水分的去除減少了顆粒間的潤滑作用,使得固體顆粒之間的摩擦力和結合力增強;脫水過程中可能還會發(fā)生一些包含蛋白質的變性、淀粉的糊化等增加酒糟結實度的化學變化)。
28、基于此,針對粘度不同的酒糟,本技術設置采用漸變式壓濾或階段式壓濾的方式機械脫水酒糟,以減少酒糟成團或成塊的可能,降低酒糟在后續(xù)攪拌式干燥時出現結實度和硬度提高的塊狀或團狀酒糟。
29、具體地,漸變式壓濾過程中壓力逐漸增加,這有助于更均勻地排出酒糟中的水分,但由于壓力逐漸增加,濾餅的結構可能更加均勻,密度可能更高,因此,對于粘度相對較低的酒糟,考慮到其在機械壓濾過程中產生的結團或結塊的酒糟在酸堿調節(jié)模塊中容易被打散,以增加酒糟排水效率、降低能耗為目的,機械脫水模塊設置為漸變式壓濾的壓濾程序。
30、根據一種優(yōu)選實施方式,漸變式增壓的方式包含預壓過濾階段、遞增式中壓過濾階段和遞增式高壓過濾階段以及最高壓過濾階段,其中,初始低壓過濾階段:機械脫水模塊以設定的第一壓力值為酒糟提供初始過濾;遞增式中壓過濾階段:機械脫水模塊自第一壓力值以第一壓力增長速率壓濾酒糟,直至達到第二壓力值;遞增式高壓過濾階段:機械脫水模塊自第二壓力值以第二壓力增長速率壓濾酒糟,直至達到第三壓力值;最高壓過濾階段:機械脫水模塊以設定的大于第三壓力值的第四壓力值為酒糟提供高壓過濾,直至酒糟含水量小于第一含水量。
31、與現有技術不同的是,本發(fā)明能夠根據過濾階段的不同調整機械脫水模塊漸變式增壓過程的工作參數?;谏鲜鰠^(qū)別技術特征,本發(fā)明要解決的問題可以包括:如何根據酒糟在機械脫水模塊中的不同壓濾階段調整機械脫水模塊的工作參數,以提高酒糟壓濾之后的濾餅質量。具體地,初始酒糟中含有較多的自由水分,自由水分的流動性較強,如果此時采用較高的初始壓力進行壓濾,將導致自由水分以高速攜帶酒糟的方式被擠出,進而導致酒糟被沖散,由此無法形成穩(wěn)定的壓濾環(huán)境。本發(fā)明能夠根據不同酒糟的不同壓濾階段特性調整相應的壓濾參數,以獲得高質量的濾餅結構。本技術方案的有益效果:
32、針對粘度相對較低的酒糟,漸變式增壓的方式設置預壓過濾階段、遞增式中壓過濾階段和遞增式高壓過濾階段以及最高壓過濾階段四個階段。
33、預壓過濾階段設置為直接以第一壓力值壓濾酒糟。預壓過濾階段的目的為初步排出酒糟中的自由水分,形成初步的濾餅結構。通過低壓狀態(tài)下的壓濾使酒糟均勻分布在濾布(或者濾框)上。
34、遞增式中壓過濾階段的壓濾用于進一步排出水分,增加濾餅的密度,減少濾餅中的水分含量,在該階段以高于第一壓力值的第二壓力值定型濾餅。
35、遞增式高壓過濾階段的壓濾用于最大限度地排出水分以形成穩(wěn)定且干燥的濾餅。在這個過程中,第二壓力增長速率應小于第一壓力增長速率,以避免濾餅破裂或濾布(濾框)堵塞。
36、最高壓過濾階段設置為直接以第四壓力值壓濾酒糟。該階段用于為檢測酒糟含水量的檢測提供穩(wěn)定的檢測環(huán)境。在酒糟含水量小于第一含水量后,機械脫水模塊能夠直接從第四壓力值降低至0,以卸下濾餅。
37、根據一種優(yōu)選實施方式,階段式增壓的方式包含預壓過濾階段、主壓過濾階段和高壓過濾階段,其中,預壓過濾階段:機械脫水模塊在預設的時間長度內以設定的第一壓力值為酒糟提供初始過濾;主壓過濾階段:機械脫水模塊在預設的時間長度內以設定的第二壓力值或第三壓力值壓濾酒糟;高壓過濾階段:機械脫水模塊以設定的第四壓力值瞬時壓濾酒糟至少一次,直至酒糟含水量小于第一含水量。
38、本技術方案的有益效果:
39、酒糟粘度增加會導致物料在過濾介質中的流動阻力增大。在漸變式機械壓濾過程中,如果壓力增加過快,酒糟中的固液混合物在過濾介質(例如與酒糟直接接觸的擠壓組件)中的流動速度可能無法及時適應粘度增加帶來的阻力增加(增加阻力的因素例如酒糟中彼此形成緊密結構的顆?;蛘掣皆诮橘|上的有機物),從而引起機械壓濾的壓力突變;同時,在擠壓過程中,由于粘度增加,酒糟也會在過濾介質上分布不均勻,從而進一步加劇機械壓濾的壓力突變。
40、針對粘度較高或者說脫水后粘度可能提高的酒糟,本技術設置一種階段式壓濾的方式壓濾酒糟。階段式壓濾過程中壓力在不同階段達到峰值,相較于漸變式壓濾,其能夠降低濾餅的密度,增加濾餅的松散度。
41、同時,本發(fā)明發(fā)現相較于漸變式壓濾,階段式壓濾還能夠降低能耗、減少壓濾對機械的損耗。漸變式壓濾在壓濾過程中需要持續(xù)不斷的克服酒糟的流動阻力以增加壓力,而階段式壓濾是在每個階段中壓力保持恒定,因此,處于階段式壓濾的設備不需要長期處于增壓和變壓的使用狀態(tài)中,這也降低了設備的損耗和使用能耗。
42、根據一種優(yōu)選實施方式,干燥模塊包含槳葉式干燥機和渦流干燥機,其中,壓濾后的酒糟轉入槳葉式干燥機干燥,當酒糟的含水量小于第二含水量時,酒糟轉入渦流干燥機;基于設定的第一參數,渦流干燥機能夠將轉入的酒糟分為留存于渦流干燥機內且持續(xù)受渦流影響而脫水至小于第二含水量的干燥產物和不受渦流影響且掉落至渦流干燥機下方的結塊產物,其中,結塊產物轉入攪拌參數提高的槳葉式干燥機,而后轉入渦流干燥機,直至結塊產物均變?yōu)楦稍锂a物。
43、與現有技術不同的是,本發(fā)明能夠將通過槳葉式干燥機干燥至含水量小于第二含水量的酒糟轉入渦流干燥機,并通過渦流干燥機將不受渦流影響且掉落至渦流干燥機下方的結塊產物篩選至槳葉式干燥機再次處理?;谏鲜鰠^(qū)別技術特征,本發(fā)明要解決的問題可以包括:如何對符合含水量要求的結塊產物進行篩選并重新干燥處理。具體地,本技術方案的有益效果:
44、由于篩分過程僅僅是通過體積大小篩分由干燥模塊干燥后的酒糟,因此,篩分過程無法篩分出部分緊實的小體積成塊的酒糟。在本技術中,為了進一步將成團或成塊的產物篩分出來,將干燥流程分為加溫攪拌式的干燥過程和旋流分篩的干燥過程。渦流干燥機能夠將并未干燥的凝結成小塊的重量超標的廢棄物篩出而重新落入攪拌。
45、根據一種優(yōu)選實施方式,用于過篩的篩網孔徑為60~80目。優(yōu)選地,篩網孔徑60目。優(yōu)選地,篩網孔徑70目。優(yōu)選地,篩網孔徑80目。
46、本技術還涉及一種使用酒糟處理系統(tǒng)處理用于飼料的酒糟的方法,方法包含以下步驟:壓濾脫水:將酒糟送入機械脫水模塊中壓濾至酒糟含水量小于第一含水量;堿處理:向壓濾后的酒糟中添加堿性物質,攪拌均勻,使混合物的ph值趨于中性;干燥脫水:對混合物進行干燥,使混合物的含水量降至小于第二含水量;過篩:篩分含水量小于第二含水量的混合物,獲取篩下物。
47、根據一種優(yōu)選實施方式,本技術提出一種提高終產物粗蛋白含量的酒糟處理方法:
48、壓濾脫水:將酒糟送入機械脫水模塊中以1.2mpa壓力壓濾至酒糟含水量小于第一含水量;
49、堿處理:向壓濾后的酒糟中添加cao,攪拌均勻,使混合物的ph值保持在6.6;
50、干燥脫水:180℃對混合物進行干燥15min,使混合物的含水量降至小于第二含水量;
51、過篩:80篩目篩分含水量小于第二含水量的混合物,獲取篩下物。
52、優(yōu)選地,第一含水量設置為35.4%;第二含水量設置為7.9%。
53、優(yōu)選地,本技術提出一種提高終產物粗蛋白含量的酒糟處理方法:
54、壓濾脫水:將酒糟送入機械脫水模塊中以1.2mpa壓力壓濾至酒糟含水量小于第一含水量,其中,當酒糟粘度高于第一閾值,機械脫水模塊以階段式增壓的方式壓濾高于第一閾值的酒糟,或當酒糟粘度低于第一閾值,機械脫水模塊以漸變式增壓的方式壓濾低于第一閾值的酒糟;
55、堿處理:向壓濾后的酒糟中添加cao,攪拌均勻,使混合物的ph值保持在6.6;
56、干燥脫水:180℃對混合物進行干燥15min,使混合物的含水量降至小于第二含水量;
57、過篩:80篩目篩分含水量小于第二含水量的混合物,獲取篩下物。
58、本技術方案的有益效果:
59、酒糟中的粗蛋白是優(yōu)質的動物飼料原料,粗蛋白可以提供動物所需的氨基酸,促進動物的生長發(fā)育和健康。因此,處理后的用于飼料的酒糟中的粗蛋白含量越高,酒糟的利用率越高。
60、通過表1示出的實施例1~6的終產物粗蛋白含量可知,以上述實施方式實施的脫水流程能夠最大限度地保留酒糟中的粗蛋白。
61、現有技術中,酒廠中大量的酒糟因不適當的處理方法而直接選擇熱解,在被篩選后少部分酒糟既能夠作為額外補充的成分(因蛋白含量低、難以分散處理或ph值過低而影響飼料口感)被少量添加于飼料中,尤其是在當下飼料配比的設計均是針對特定種類動物設計,酒糟因其需要調整的參數較多而無法被采用。上述酒糟的缺點使大部分的酒糟在處理后僅能夠作為廢棄物被處理,使得酒糟可能產生的附加價值被忽視,這既影響了酒糟的經濟轉化,又增加了酒糟處理時對環(huán)境的污染。
62、本發(fā)明通過結合機械壓濾和加熱處理引入了新的脫水組合設備,提高了酒糟在處理過程中的處理效率和產物質量,并通過調整機械壓濾和加熱處理工藝中的工藝參數(例如機械壓濾后ph值的調節(jié)、篩選脫水后的酒糟以獲得用于制備飼料的高蛋白篩下物以及調節(jié)加溫過程中的溫度范圍來控制酒糟中還原糖和氨基酸的反應程度)實現酒糟在不同動物種類飼料領域中的應用。相較于現有技術,本技術考慮不同種類動物的飼料特色而在脫水過程中提供針對性的處理條件,例如:加溫溫度的調節(jié)、機械壓濾后ph值的調節(jié)、增加機械壓濾以降低酒糟中蛋白質的損耗量。本技術除了以節(jié)約能耗的目的將機械壓濾和加熱處理相結合,還考慮到酒糟作為飼料時對不同動物的適口性的加熱參數的調整,使得加熱處理不僅僅是用于脫水,還用于加工酒糟在用于不同種類動物的飼料時基于美拉德反應所需求的反應特定參數(溫度、含水量、反應時長、ph環(huán)境)。
63、根據下述表1可知,本技術通過對酒糟的特定處理(包含于機械壓濾后的ph值調節(jié)、基于提高粗蛋白含量的壓濾方法的結合以及基于干燥設置的加溫溫度的調節(jié))而形成了適用于不同種類動物的飼料的補充劑。本技術通過實施例2~7給出了制備適用于不同種類動物飼料的酒糟的制備方法。