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1、饲料酵母生产可行性报告,制作：一组全体同学,2014.10.16,报告内容,一，生产背景,二，酵母饲料介绍,三，发酵生产工艺,四，活性干酵母生产,五，污水处理系统,六，物料恒算,生产背景,伴随肉类食品中的抗生素和激素残余污染，长期以来一直引起人们的警觉和不安，但人们对此却一筹莫展，无法终止。半个多世纪以来，人们或多或少是在吃着携带杀虫剂、抗生素和生长激素等各种化学物质的食品中出生、成长、衰老和死亡。 饲料添加剂对养殖者来说，给牲畜使用各种化学药物最大的动机是使个人利益（利润）最大化。据有关资料表明：从20世纪50年代开始，首先是北美、欧洲的养殖者发现，对饲养的牲畜使用抗生素、生长激素和其它一些
2、甾类激素（统称牲畜饲料添加剂），可以提高牲畜生长速度、饲料转化率、牲畜出栏率和各种肉类产品（肉、奶、蛋等）的产量，因而开始在饲料中广泛使用各种添加剂，并向全球蔓延推广。在美国曾有一份调查数字显示：曾经有12的肉牛、58的犊牛、23的猪和20禽肉检出残留各种抗生素；日本曾有60的牛、93的猪肉被检出残留各种抗生素。,一, 饲料添加剂滥用,二,饲料添加剂滥用的后果,牲畜饲料添加剂不仅对消费者，也对肉类食品的生产者造成严重损害，因为谁也摆脱不了这样一个庞大的食品链，以及对环境污染造成的广泛损害。当人们吃进牲畜（动物）食品时，其携带的各种添加剂必然在人体内蓄积，然后导致各种危害，主要是药物的不良反应、
3、过敏反应、变态反应、细菌耐药、菌群失调等，更为严重的是致畸、致癌、致基因变突和遗传损害。比如生长激素、雌激素造成儿童早熟、男性女性化；青霉素、链霉素引起的过敏性休克、严重皮炎以及肾和听力受损；驱肠虫药丙硫咪唑导致的贫血、睾丸萎缩和骨细胞减少；抗原虫药三甲硝咪唑、洛硝哒唑和甲硝哒唑都有致癌、致基因突变作用；甾类药如已稀雌酚和雌二醇等具有致癌性；灭锥虫药氨氮菲定则具有胚胎毒性。 因此，生产新型健康的添加剂，刻不容缓！,饲料酵母介绍,饲料酵母亦称为单细胞蛋白，利用酵母菌体作饲料，是纯的单细胞蛋白，一般采用液体发酵法生产，在饲料中的添加量一般为1%2%。饲料酵母中的蛋白质主要是酵母菌的菌体蛋白，每克饲
4、料酵母中酵母菌的菌体数应在150亿个以上，优等品每克菌体数在270亿个以上,据测算，本公司生产的饲料酵母每克中的菌体数可达285亿。,一, 饲料酵母的定义,二,饲料酵母的四大优势,1，提供蛋白 随着畜牧业生产的发展，畜禽必须的蛋白质越来越缺乏。饲料酵母单细胞蛋白质，是指用作饲料的酵母单细胞蛋白。酵母菌体蛋白的营养价值很高，饲料酵母干物质中蛋白质含量可高达50%，其赖氨酸含量比大豆还高，接近动物蛋白，色氨酸含量比大豆高7倍以上，还含有B族维生素、矿物质以及其他生理活性物质，是一种多维高蛋白活性酵母饲料，而一直作为单细胞蛋白被广泛使用。,2，提供酶类酵母不但可大幅度提高饲料原料的蛋白质水平，酵母菌
5、还含有丰富的酶类，如胃蛋白酶、淀粉酶等，消化率高，一般消化率可达80%90%。酵母发酵饲料能促进微生物繁殖，提高消化率，促进增重，提高饲料报酬。作为饲料酶添加剂酵母细胞壁裂解后可产生多种酶类，活的酵母细胞也可胞外分泌多种酶，如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等。因而，酵母可加强对营养物质的消化利用，促进畜禽生长，增进其食欲，增强抵抗疾病和抗应激的能力。,3，可作为益生菌使用酵母作为益生素酵母属于真菌类，不是动物肠道的固有菌，但可以产生多种消化酶类，可以在消化道内代谢。作为益生素使用的酵母则是以活细胞的形式，通常为酵母培养物。酵母培养物在饲料工业中有广泛应，因为它既不会干扰抗生素的作用，又可以增加饲料的
6、稳定性，作为消化剂还有助于提高营养物质的利用。,4，提供有机微量元素 在酵母培养过程中加入金属的无机盐，使金属离子以有机离子的形式在酵母中富集。用矿物质所强化的酵母细胞，矿物质元素均是以离子或分子形式同蛋白质结合成稳定的有机体，消除了无机金属盐的特殊气味;单胃和复胃动物对酵母菌体蛋白质结合的矿物质元素，均比无机盐元素更易吸收;结合在酵母细胞蛋白质分子中的有机金属离子，能在瘤胃里被瘤胃微生物分解，由前胃吸收，或直接进入小肠被肠内消化酶水解而吸收;酵母中的有机矿物质元素比无机矿物质元素利用性也更好。,酵母蛋白粉市场分析,中国是世界第一肉类生产与消费大国，世界第一饲料市场，也是世界第一大豆贸易进口国
7、，饲料消费中的豆粕90%依赖进口的大豆或豆粕来解决，饲用豆粕的总体需求超过3700万吨，我国也是世界第一大鱼粉进口国，饲料需求的80%的鱼粉需要进口，总需求在150万吨的水平。这些事实告诉我们，中国是一个蛋白源极度匮缺的国家，对国际的依赖度极高。,酵母饲料主要产品结构表,如图所示，酵母蛋白粉在酵母饲料产品中占有最大的比重，据中国畜牧网的最新数据，2013年我国的酵母蛋白粉销量已超过5万吨，产朊假丝酵母蛋白粉的市售价目前为35元/Kg,空气 过滤 原材料验收 热水溶配 原糖蜜储罐 糖处 酵母菌种 纯培养罐 种子发酵罐 商品发酵罐 干燥床 造粒机 真空转鼓 酵母乳储罐 酵母分离机 振荡器 干酵母储
8、罐 均质器 干酵母储罐 自动包装机 生产工艺总体流程图,发酵生产工艺,产朊假丝酵母又叫产朊圆酵母或食用圆酵母。其蛋白质和维生素B的含量都比啤酒酵母高，它能以尿素和硝酸作为氮源，在培养基中不需要加入任何生长因子即可生长。它能利用五碳糖和六碳糖，既能利用造纸工业的亚硫酸废液，还能利用糖蜜、木材水解液等生产出人畜可食用的蛋白质。能发酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖，不发酵麦芽糖、半乳糖、乳糖和蜜二糖。不分解脂肪，能同化硝酸盐。,一,菌种选取,二,原料获取与处理,1，糖蜜获取 公司位于盛产甘蔗的广西南宁，糖蜜来源广，价格低，质量好,公司与多家糖厂建立了良好的合作关系，充分利用了产糖中产生的下脚料，并以远低于市价
9、的价格获得糖蜜。2，运输和贮藏 运输：糖蜜无毒无害，采用罐车运输，要求运输的管道直径应在100mm以上。 贮藏：将糖蜜储存在特制的钢罐内,3，糖蜜的处理（稀释，澄清，灭菌，贮存）稀释：糖蜜在使用前要求稀释至 30-40Bx。公司采用连续稀释法，并购置带搅拌器的与不带搅拌器的两类稀释器。带搅拌器的连续稀释器保证了进入稀释器内物料的彻底混合，这种稀释器要消耗一定的电能,但混合效果非常好,适用于一级稀释和原糖蜜的酸化处理。不带搅拌器的连续稀释器的混合效果良好, 能量消耗和劳动力消耗都比较省，除一级稀释和酸化处理外的其他流程均采用不带搅拌器的稀释器,水平式连续稀释器,控制稀释时的用水量是保证得到所需浓
10、度稀糖液的关键,本公司对此非常重视。经行业内的多年验证和总结，糖蜜稀释用水量可根据以下的方程式来计算。算法如下：PC=VdC1 式中 p糖蜜量(公斤) C糖蜜浓度(Bx) V稀释后糖液的体积(公斤) d稀糖液的比重 C1稀糖液的浓度(Bx) 所需的糖蜜量； P=VdC1/C 稀释律时所需添加水的量为w， 则 W=Ydp 又 Vd=pC/C1 W=PC/C1P W=P(CC1)/C1,4，澄清除杂：调酸，加热与通风，加碱中和5，灭菌：为了保证活性干酵母的质量 , 对澄清处理后的糖蜜采用高温灭菌 , 公司采用业内通用的瞬时高温灭菌，既达到灭菌效果，又将高温对糖蜜营养成分的破坏降到最低。,1，酵母生
11、长条件 经公司技术人员反复试验，测得规模化生产中产朊假丝酵母菌的最适生长温度为28，最适PH值在4.8-5.2之间，最佳碳氮比为3：1,MgSO4最佳浓度为1.12g/L，搅拌器转速160r/min,再此条件下细胞干质量的平均水平可达92g/L。实验显示，产朊假丝酵母可以充分利用蔗糖糖蜜，在以蔗糖为碳源的培养液上良好生长。培养液具体标准为干物浓度8.5%，总糖浓度3%，灰分10%-14%。2,营养物质主要为氮源、磷源、无机盐、微量元素和生长素酵母生产过程中,镁盐和生物素等在发酵开始前一次加入;糖液、氮液、磷源以及调节pH所用的碱液均采用流加的方法分别加入。,三，酵母培养,发酵罐设计图,发酵罐实
12、体图,3，生产用水：酵母工艺用水的水质标准和卫生应符合生活饮用水卫生标准 4，无菌空气：酵母发酵属于液态深层好气性发酵,培养过程中需用大量无菌压缩空气。发酵对无菌空气的无菌程度的要求是:一般只要在发酵过程中不至于因为染菌而造成损失即可。本公司采用的是国内领先的两级加压冷却空气除菌系统,酵母培养过程总体流程图,5，喷射自吸循环式装置,污水问题一直是发酵行业面临的难题，本公司采用引进消化吸收的新设备-喷射自吸式循环发酵的新装置，解决了其中关键设备（喷射器和气液两相泵的设计和加工），从而节约电力30%左右，产品质量高，成本低，而且生产的废水较以减少60%，由于发酵后浓缩干燥产出的产品回收率可达65%
13、-70%，因此可减排化学耗氧量（COD）60%-65%。,空气 喷射器 糖蜜 换热器 三级种子 主发酵工艺 气液两相泵 发酵醴料桶 喷射自吸循环式装置图,活性干酵母生产,一，生产模式 本公司采用流化床干燥技术及自动控制系统，鲜酵母可以制得高活性干酵母，它比普通干酵母活性高，发酵速度快，并且由于产品水分低，利于长期保存。流化床干燥技术是指自然空气经过净化、除湿、风机加压后由床体风室通过分风网板均匀布风后，与鲜酵母接触，使其脱水干燥，得到含水为5%左右产品。含水约70%鲜酵母在进入流化床前，已经通过挤条造粒机制成直径约0.5mm的颗粒。此过程中的空气处理、干燥过程控制以及设备加工都是保证产品质量的
14、关键点。,二，生产流程,高活性干酵母干燥的工艺空气流程为： 自然空气空气初中效过滤风机加压高效过滤流化床尾气处理排空 高活性干酵母生产工艺流程,1，空气除湿系统2，系统鼓风机3，加热器4，流化床5，旋风除尘器6，引风机,1，空气除湿系统,空气处理系统核心技术采用转轮除湿，其由空气过滤器、表冷器、挡水板除湿转轮、后级表冷器及再生系统组成，它配备了自身PLC控制模块，可以提供符合湿度标准的工艺空气，根据干燥工艺的需要调整参数。除湿转轮是除湿设备的关键部件，它是由高铝纤维做成的蜂窝状转轮作为载体，以超级硅胶作为吸湿材料制作而成，蜂窝状材料具有极大的比表面积使转轮具有极高的吸湿效率和吸湿深度。,转轮除
15、湿系统作用原理介绍,2、空气加热器及混合器,本系统的空气加热器采用全不锈钢304材质，密封垫也为耐温食品级材质。换热器采用钢管翅片形式，为整体成型，已经在工业系统中成熟应用。 系统采用的空气混合气是保证冷风与热风混合均匀的特殊结构，防止热风进入流化床时局部温度过热或加热不均，造成产品质量波动。,3，流化床,流化床是活性干酵母生产中最关键的部分，可以划分为进风室、分风板、流化段及吸气壳体四部分。流化床已经是工业系统中常见的干燥设备，但是应用于高活性干酵母需要进行特别设计。从整体工艺讲，除选择不锈钢材质外，我们还对流化床还进行了抛光处理和无死角设计，可以保证生产系统及产品的卫生等级。目前许多企业采
16、用两端开倒角的直孔分风板，但是这种分风板需要采用激光开孔，费用高昂并且制作困难。而另一种多层烧结板制造的分风板可以完全替代上述结构，而且通过技术论证和工程实践应用证明是成功的。这种多层烧结板结构，底层板主要作用是支撑和初步分风，上部两层网板达到最终的分风，综合开孔率满足酵母流化的需要，并且最上层网板空隙控制严格，保证酵母颗粒不会掉入风室。这种工艺有效降低了制作成本和难度，利于设备的加工和改进。,流化床工作流程图,4，尾气处理系统,由于鲜酵母的粒度物料特性及其进流化床前造粒的处理，再加上干燥系统的良好控制，酵母干燥系统的粉尘量得到了有效控制，所以尾气采用旋风除尘器就可以有效除尘。,5、系统关键工
17、艺点处理和控制方案,酵母的干燥过程主要为升温阶段、恒速干燥阶段和一部分降速干燥阶段。在鲜酵母已经进行乳化处理并混合均匀的条件下，整个干燥工艺的关键点是空气的处理、酵母的干燥温度和干燥时间的控制。鲜酵母在流化床中干燥时，含水量从70%左右降至5%左右，这是个复杂的脱水过程。在温度控制上，为保持酵母的高活性，干燥过程中酵母温度最高不宜超过42，公司在生产中将把温度控制在3738，干燥进风温度是与酵母温度同步的，最高可以到90；在时间控制上，实验和工程实践均证明，整个干燥过程总时间控制在40到50分钟为宜，而前30到35分钟，采用的是含湿量6g/（kg干空气）的工艺空气，干燥后期采用1.6g/（kg
18、干空气）工艺空气，,高活性干酵母生产系统的控制采用PLC自动控制。通过读取流化床流化段的酵母干燥温度来控制加热器的蒸汽阀门开度和混风温度，保证整个生产过程酵母温度不超温；又通过读取流化床壳体的压力参数来调节引风机运行状态，保证流化界面的微负压工况。并根据酵母的生产曲线，通过信号控制工艺空气的处理工况，以此来完成整个干燥程序，实现连续的工业化生产。,PLC控制系统流程图,饲料酵母生产可行性报告,环保问题,污染源分析 污染物处理,酵母生产可行性报告,污染源分析,糖蜜处理,配料,发酵,分离,酵母乳,真空转鼓过滤,造粒,干燥,酵母成品,酵母种子,设备清洗,废水,废水,沉淀、杂质,糖蜜酵母生产工艺废水污
19、染物的来源与排放见下图：,污水处理废渣处理,污染物处理,酵母生产可行性报告,污水处理,厂区排水系统结构如下：,蒸发器项目是针对公司发酵、真空转鼓过滤及糖蜜处理产生的高浓度污水进行蒸发浓缩，将干物5-7的高浓度污水浓缩到干物为50-55的浓缩液，浓缩产生的冷凝水进入生物处理站进行处理，浓缩液可作为生态有机肥直接销售。,污水蒸发器项目,酵母生产可行性报告,污水蒸发器主要设备,酵母生产可行性报告,蒸发器工艺流程,项目将采取厌氧+好氧生物处理+物化处理工艺处理污水，处理工艺流程见下图：,污水处理站,酵母生产可行性报告,酵母生产可行性报告,污水处理流程总图,酵母生产可行性报告,污水处理站产生的剩余污泥可
20、用作有机肥生产原料。,废渣处理,物料衡算,一、产量 计算二、原辅材料用量的计算,产量计算 （一代流加培养 ）,实际装料量72% 接种量5%酵母固形物浓度达40g/L,接种量7200 L,酵母乳液的产量28571 L,产量计算 （二代流加培养）,200m3 的发酵罐,酵母乳液产量35715L,实际装料量72% 接种量10%酵母固形物浓度达50g/L,所需一代酵母乳液体积72%计固形物以95%计,干酵母产量7579kg,原辅材料用量的计算,一、碳源(以葡萄糖为基准) : Wg =(P F)Cx )/Ys%所需的糖蜜量为: Wm =W g /Mg,计算培养一罐一代种子的投糖量罐产量: P = 500
21、0 ( kg)接种量: F = 50000 .020 = 100 ( kg)需纯糖量: Wg =(P F)Cx )/Ys%(5000 100)0.95/0.39 = 11936 ( kg)需22%糖液为: 11936/0 .22= 54255 ( kg), 计算培养一罐二代酵母的投糖量罐产量: P = 5500 ( kg)接种量: F = 55000 .08 = 440 ( kg)需纯糖量: (5000 440)0.95/0.43 = 11179 ( kg)需22%糖液为: 11179/0 .22= 50814 ( kg), 计算吨产品的实际糖耗培养1t 商品酵母需一代种子为： 10000 .
22、08 = 80 (kg)培养80kg 一代种子, 需纯种培养种子为： 800 .020 = 1 .6 ( kg)于是, 培养1t 商品酵母的总糖耗为:(1000 80)/0 .43+(80 - 1 .6)/0 .39+1 .6/0 .120 .95 = 2236 (kg)收率按97 .5%计, 则生产1t 商品酵母的实际耗糖量为: 2236/0 .975= 2293 ( kg)产品对纯糖的实际得率为: 1000/2293= 43 .61%, 计算吨产品的糖蜜用量2293/0 .5( 1 - 0 .02)= 4680 ( kg) (50%可发酵性糖计),二、氮源,培养一罐酵母所需可发酵性氮的总投
23、量为:Wn = PCn Cx (1 .0 + 0 .07 ) - FFn Cx - Wm Mn式中 Wn培养一罐酵母所需的投氮量, kg Cn 酵母固形物含氮量, %Fn 种子酵母固形物含氮量, %Mn 糖蜜中可发酵性氮的含量, %P酵母单罐产量, kgCx 酵母产品固形物含量, %F接种量, kg(按产品固形物含量计)Wm 培养一罐酵母所需糖蜜量, kg,三、磷源,培养一罐酵母所需P2O5 的总投量为:Wp = PCp Cx (1 .0 + 0 .3) - FFp Cx - Wm MpWp培养一罐酵母所需的投 P2O5 量, kg Cp 酵母固形物P2O5 的含量, %Fp 种子酵母固形物P
24、2O5 的含量, %Mp 糖蜜中可发酵性P2O5 的含量, %P酵母单罐产量, kgCx 酵母产品固形物含量, %F接种量, kg(按产品固形物含量计)Wm 培养一罐酵母所需糖蜜量, kg,处理糖液中可发酵性氮的含量为0 .15% 可发酵P2O5 的含量为0 .04% 车间纯种培养种子含氮量为8 .5% ,P2O5 的含量3 .5% 一代种子含氮量7 .8% 含P2O5 3 .1% 二代商品酵母含氮量7 .0% P2O5 2 .4%。,代入公式求得,生产每吨ADY 所需投氮量51 .4kg生产每吨ADY 所需投磷量23 .6kg,四、工艺用水,(一) 配料用水1 . 稀释糖蜜用水设糖蜜固形物含
25、量为85Bx , 含糖量为50%计, 稀释至40Bx ,配水比为11 .25 , 即1000 kg 糖蜜加水1250kg。,2 . 配氮、P2O5 用水每吨ADY 需投氮量为51 .4kg。若氮源以15% 的质量浓度配制, 则每吨ADY 配氮所用的水量:(51 .4/0 .15- 51 .4 )995 .71000293 ( L),(二) 基液用水,设发酵罐的体积为200m3 , 装料系数0 .72 , 每罐发酵最终酵母固形物浓度为50g/L。则每罐产固形物95%的ADY 量:2000 .72501000/0 .95= 7579( kg) = 7 .579 ( t )每罐需40Bx 的稀糖液: 7 .5798880 = 67301 ( L)每吨ADY 配基液所用的水量:(20010000 .72 67301)/7 .579= 10119( L),(三) 分离洗涤用水,发酵结束时每吨ADY 发酵液的总体积约为:(8880 + 12230 +51 .4/15%+23 .6/15%)- 2315 - 100 = 17084 (L)酵母乳液分离洗涤用水量占发酵液总体积的100% 计, 则每吨ADY 所需洗涤用水量为: 170841 .00 = 17084 ( L),
