阅读说明：本技术 一种莫能菌素预混剂的制备工艺及装置 (Preparation process and device of monensin premix ) 是由 姚云泉 李俊国 熊莉 陈中兵 孙振华 冯建忠 吴小明 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：一种莫能菌素预混剂的制备工艺,包括以下步骤：步骤一：将依次经过培养、活化了的肉桂地链霉菌菌种接种后进行发酵培养,得到莫能菌素发酵液；步骤二：向步骤一所述的莫能菌素发酵液加入氢氧化钠调节pH,搅拌后进行固液分离,得到莫能菌素湿固体；步骤三：将步骤二所述的莫能菌素湿固体进行干燥,加入载体混合,得到混合料；步骤四：将步骤三所述混合料进行压片,得到片状物料；步骤五：将步骤四所述片状物料进行整粒、过筛,得到成品莫能菌素预混剂。本申请采用的制备工艺生产过程中可全自动化控制,且生产环境中无粉尘、劳动强度低、绿色环保。(A preparation process of a monensin premix comprises the following steps: the method comprises the following steps: inoculating the sequentially cultured and activated streptomyces cinnamoneum strains, and then performing fermentation culture to obtain monensin fermentation liquor; step two: adding sodium hydroxide into the monensin fermentation liquor obtained in the step one to adjust the pH, stirring, and then carrying out solid-liquid separation to obtain a monensin wet solid; step three: drying the monensin wet solid obtained in the step two, and adding a carrier for mixing to obtain a mixture; step four: tabletting the mixture obtained in the step three to obtain a flaky material; step five: and d, finishing and sieving the flaky material obtained in the step four to obtain the finished product monensin premix. The preparation process adopted by the application can be automatically controlled in the production process, and has the advantages of no dust, low labor intensity and environmental protection in the production environment.)

一种莫能菌素预混剂的制备工艺及装置

技术领域

本发明属于饲料添加剂技术领域，具体涉及一种莫能菌素预混剂的制备工艺及装置。

背景技术

莫能菌素，又称“瘤胃素”，是由微生物肉肉桂地链霉菌所分泌的一种物质，是一种单价聚醚类离子载体型抗球虫药，具有广谱抗球虫作用，其钠盐可影响虫体离子平衡，造成虫体破裂死亡，还具有控制瘤胃中挥发性脂肪酸比例，减少瘤胃中蛋白质的降解，降低饲料干物质消耗，改善营养物质利用率和提高动物能量利用率等作用，被广泛添加于反刍动物的饲料中，主要用于防治鸡、羔羊、犊牛、兔球虫病和促进反刍动物生长，莫能菌素预混剂的现有生产技术主要有两种，一种技术是溶剂提取法，发酵得到莫能菌素发酵液，发酵液经过过滤得到菌丝体，菌丝体再用溶剂提取得到纯品，然后将纯品与载体混合得到莫能菌素预混剂；另一种技术是过滤-造粒法，如CN106344520A公开的一种莫能菌素预混剂的制备方法，该方法是发酵得到莫能菌素发酵液，发酵液用氢氧化钠调pH后加入载体后得到的混合液喷雾造粒，干燥得到莫能菌素预混剂，但是上述两种方法均存在混合料在造粒过程中易产生粉尘，生产环境差，且生产流程中不能流畅进行，人工成本大等问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种莫能菌素预混剂的制备工艺，生产过程中可全自动化控制，且生产环境中无粉尘、劳动强度低、绿色环保。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种莫能菌素预混剂的制备工艺，依次包括以下步骤：

步骤一：将依次经过种瓶培养、种子罐培养后活化了的肉桂地链霉菌菌种接种后进行发酵培养，得到莫能菌素发酵液；

步骤二：将所述莫能菌素发酵液先升温一段时间后降至室温，再加入氢氧化钠调节pH，充分搅拌1~2h后，进行固液分离，得到莫能菌素湿固体；

步骤三：将所述莫能菌素湿固体进行干燥，干燥后加入载体，充分混合，得到莫能菌素与载体的混合料；

步骤四：将所述混合料送到压片机中进行干法压片，片状物料进入整粒机中进行整粒，之后进入分级筛中过筛，得到成品莫能菌素预混剂；

步骤五：将成品莫能菌素预混剂进行称重、包装。

在本方案设计中，通过工艺参数的合理设置，发酵获得莫能菌素含量高的发酵液，用氢氧化钠调节发酵液的pH使莫能菌素成为莫能菌素钠盐，然后固液分离得到湿固体，湿固体干燥之后加入载体，形成莫能菌素预混剂混合料，最后进行干法压片使其制备成片状物料，减少了传统生产过程中粉尘大、生产环境差的问题，之后再进行整粒、过筛、包装，自动化控制程度高，劳动强度低，生产效率得到了提高。

进一步地，步骤三中混合料水分质量百分比为4%~10%；所述混合料的松密度为0.3~0.8g/ml；所述混合料的Carr指数范围为10%~35%，根据混合料的理化性质和粉体学性质调整最佳压片制备条件，使粉尘的产生大大减少，优化了生产环境和减少了原料损耗。

进一步地，步骤二中莫能菌素发酵液升温至60~80℃后降至20~30℃，再加入氢氧化钠调节pH至7.0~10.0。

在本方案设计中，先升温将发酵液灭活，让发酵液中蛋白质等物质变性，可以精准结束发酵；若不采用升温结束发酵，无法控制固液分离工艺前发酵液中微生物的代谢；用氢氧化钠调节pH至7.0~10.0时，不仅使莫能菌素钠盐的转化效果最好，且整个物料更加均匀、流动性好，更有利于后续的固液分离，也有利于提高莫能菌素预混剂的均匀度和品质稳定性。

进一步地，步骤二中固液分离方法为板框分离、离心机分离中的一种或两种。

进一步地，步骤三中干燥方法为沸腾干燥、流化床干燥、气流干燥、喷雾干燥中的一种或多种。

进一步地，步骤一中发酵培养条件为：培养温度32~36℃，pH值为6.0~7.5，压强为0.03~0.06MPa，搅拌速度为115~145r/min，通气量为1:0.050~0.95，培养时间为350~430h。

优选地，步骤三中的载体为碳酸钙、玉米芯粉、脱脂米糠、麸皮、沸石粉中的一种或几种，以上载体水份低、吸附力强、化学性质稳定，可充分与莫能菌素钠盐混合均匀，有利于后续压片工艺中的压片，且制备的预混剂品质稳定、耐储存。

一种适用于上述莫能菌素预混剂制备工艺的发酵装置，可有效提高发酵装置中的溶氧度且不易产生气泡，可有效提高发酵效率，该发酵装置包括罐体、设置在罐体内部的传动轴、设置在罐体上并对所述传动轴进行驱动的电机，所述罐体上开设有菌种入料口和补料口，所述罐体下端开设有出料口和进气口，所述罐体内还设置有与所述传动轴连接的搅拌单元，且所述搅拌单元包括至少两个搅拌桨和辅助桨。

进一步地，所述搅拌桨包括转动轴和至少两组构成在竖直方向上呈波浪状周期分布的搅拌叶，搅拌叶在竖直方向上呈波浪状周期分布，使得搅拌桨在转动时，各个搅拌叶在各个发酵液液层中形成以转动轴对称扩散的水波，且搅拌桨设置有对称分布的两组，形成的流场可以充分将能量扩散至发酵液各个部位，从而溶氧度得到提高，同时弧形的搅拌叶设计可减少搅拌叶与发酵液的撞击，减少气泡的产生。

进一步地，所述辅助桨包括辅助立柱以及开设在所述辅助立柱表面的辅助槽，辅助槽的设计为向内凹陷的弧形凹槽，当两股相对的扩散波扩散到辅助桨附近时，弧形凹槽可有效吸收扩散波的能量，使位于辅助桨附近的发酵液中心的能量与发酵液其他部位的能量均衡，且弧形凹槽可减少水波的冲击，减少气泡的产生。

进一步地，设置有限位单元分别于传动轴和搅拌单元连接，所述限位单元包括与所述传动轴连接的底板以及设置在所述底板下端以用于固定底板的固定块。

进一步地，所述底板上设置有使所述传动轴穿设通过的通道，所述传动轴的外侧上设置有卡合凸起，对应地，所述底板通道侧壁上设置有与所述卡合凸起相适配的卡合件，进一步优选地，卡合凸起和卡合件可为通过相互卡接的横截面为半圆形柱，可加固卡合凸起和卡合件的连接，减少搅拌过程中产生的晃动，保证搅拌效率以及减少气泡的产生。

优选地，所述固定块包括两端通过插接的方式卡合在所述底板上的立柱以及与所述传动轴下端相适配的插槽，固定块用于进一步加固传动轴与底板的连接。

进一步地，所述两个搅拌桨设置在所述底板两侧，所述辅助桨设置在所述固定块中心。

优选地，所述发酵罐的罐体上设置有回型加热腔，所述回型加热腔的底面上设置有加热件。

优选地，所述发酵罐的罐体外侧上设置有保温层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用的制备方法不需要使用大量的有机溶剂，不会产生粉尘，生产环境好，绿色环保；且本制备方法具有自动化控制程度高、连续化生产的特点，大大减少了人工强度，生产效率高、产量高。

本发明采用波浪形的搅拌桨配合吸收能量的辅助桨，可使发酵液各个液层都能得到有效的溶氧，且气泡产生少，有利于发酵液发酵；本发明加固了搅拌单元与传动轴的连接，减少搅拌过程中产生的不规则晃动，保证了搅拌的效率；本发明采用了设置在罐体外侧的回型加热腔配合保温层对发酵罐进行升温保温，相比传统的加热器设置在发酵罐内部，可在加热控温效率相当的同时减少发酵液与加热器的互相干扰，提高了发酵效果。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明限位单元的结构示意图。

附图3为本发明的局部结构示意图。

附图标记：1罐体、11菌种入口、12补料口、13出料口、14进气口、2电机、3传动轴、31卡合凸起、4搅拌单元、41搅拌桨、411转动轴、412搅拌叶、42辅助桨、421辅助立柱、422辅助槽、43固定轴承、5限位单元、51底板、511通道、512卡合件、52固定块、521立柱、522插槽、6回型加热腔、61加热件、10保温层。

具体实施方式

实施例1

发酵液的制备：按将依次经过种瓶培养、种子罐培养后活化了的肉桂地链霉菌菌种接种后进行发酵培养，得到莫能菌素发酵液；其中，所述种瓶培养的培养条件为：培养温度32℃、摇床转速250r/min、培养时间20h；所述种子罐培养的培养条件为：培养温度32℃、pH值为6.0、罐压为0.04MPa、搅拌速度为200r/min、通气量为1:0.65、培养时间26h；所述发酵培养的培养条件为：培养温度32℃、pH值6.0、罐压为0.03MPa、搅拌速度130r/min、通气量1:0.70、培养时间390h。

制备莫能菌素湿固体：将制备得到的莫能菌素发酵液先升温至70℃持续至发酵液中的蛋白质等物质灭活变性，一般需2~4h，再降至25℃，加入氢氧化钠溶液调节pH至9.0左右并充分搅拌均匀，等pH值稳定后，再进行固液分离，固液分离可为板框过滤，得到莫能菌素湿固体。

制备混合料：将所得的莫能菌素湿固体进行干燥，干燥方式可为工业工艺中常用的沸腾干燥、流化床干燥、气流干燥、喷雾干燥中的一种或多种，不做限定，干燥后的固体中水分质量百分比应小于10%，再加入载体玉米芯粉混合均匀，使最后的混合料的松密度在0.3~0.8g/ml范围内，Carr指数在10%~35%范围内。

制备成品莫能菌素预混剂：将所得的混合料输送至压片机中进行干法压片，得到的片状物料输送进整粒机中进行整粒，之后输送进入分级筛中过筛，得到符合要求的成品莫能菌素预混剂。

实施例2

本实施例中发酵液的制备中与实施例1的不同之处在于：

种瓶培养的培养条件为：培养温度33℃、摇床转速260r/min、培养时间18h；所述种子罐培养的培养条件为：培养温度33℃、pH值为7.5、罐压为0.06MPa、搅拌速度为220r/min、通气量为1:0.88、培养时间20h；所述发酵培养的培养条件为：培养温度36℃、pH值7.5、罐压为0.06MPa、搅拌速度145r/min、通气量1:0.95、培养时间350h。

制备莫能菌素湿固体：将制备得到的莫能菌素发酵液先升温至80℃持续至发酵液中的蛋白质等物质灭活变性，一般需2~4h，再降至20℃，加入氢氧化钠溶液调节pH至7.0左右并充分搅拌均匀，等pH值稳定后，再进行固液分离，固液分离可为板框过滤，得到莫能菌素湿固体。

本实施例中采用的载体为碳酸钙。

实施例3

本实施例中发酵液的制备中与实施例1的不同之处在于：

种瓶培养的培养条件为：培养温度35℃、摇床转速280r/min、培养时间22h；所述种子罐培养的培养条件为：培养温度35℃、pH值为6.0、罐压为0.06MPa、搅拌速度为240r/min、通气量为1:1、培养时间30h；所述发酵培养的培养条件为：培养温度34℃、pH值7.0、罐压为0.04MPa、搅拌速度115r/min、通气量1:0.05、培养时间430h。

制备莫能菌素湿固体：将制备得到的莫能菌素发酵液先升温至60℃持续至发酵液中的蛋白质等物质灭活变性，一般需2~4h，再降至30℃，加入氢氧化钠溶液调节pH至10.0左右并充分搅拌均匀，等pH值稳定后，再进行固液分离，固液分离可为板框过滤，得到莫能菌素湿固体。

本实施例中采用的载体为沸石粉。

将实施例1~3制备的结果分析：

本发明基于CN106344520A的制备方法，实施例1~3制备得到的符合规格的莫能菌素预混剂，品质稳定、耐储存，制备过程中粉尘产生少、绿色环保，且具有连续化生产的特点，提高了生产效率。

实施例4

本实施例提供了一种适用于莫能菌素预混剂制备的发酵装置，如附图1所示，包括罐体1和设置于罐体1内部中间的传动轴3，电机2设置于罐体1顶部且输出端与传动轴3进行连接，罐体1的上端设置有菌种入口11和补料口12，罐体1下端设置有出料口13和压缩气体进入的进气口14，所述菌种入口11、补料口12、出料口13、进气口14处均设置有控制阀门，罐体1的中下部设置有回型加热腔6，回型加热腔6内部底面设置有加热件61，导热件与外部的蓄电池连接通过加热对回型加热腔内的水或油液进行加热，使回型加热腔6对罐体1进行保温，罐体1的中上部设置有保温层对罐体1进一步进行保温，从而降低发酵过程中的能量损耗。

在本实施例中，如附图1、2所示，设置有底板51与传动轴3连接，在底板51下表面两侧对称设置有搅拌桨41，底板51下表面的中心设置有辅助桨42，所述搅拌桨41包括转动轴411和六组构成在竖直方向上呈波浪状周期排布的搅拌叶412，所述辅助桨包括辅助立柱421以及开设在辅助立柱421表面的辅助槽422，所述搅拌桨41和辅助桨42与底板51的连接处套设有加固连接的固定轴承43。

在本实施例中，未进行说明的连接方式可为常用的螺接、焊接、铰接、卡接等方式。

本实施例的工作原理：将待发酵的物料和菌种分别通过补料口12、菌种入口11输送至罐体1内，电机2驱动传动轴3转动从而驱动连接在与传动轴3连接的底板51上的搅拌桨和辅助桨转动对发酵液进行充分搅拌，同时通过蓄电池通过加热件61对回型加热腔内的水或油液进行加热，使回型加热腔6对罐体1进行保温，同时保温层10起到同步对罐体1的保温效果，在发酵过程，通过进气口14输送压缩气体控制罐体1的压强及通气量，调节最优的发酵条件，发酵完成后，通过出料口13将发酵物输送出罐体1。

实施例5

本实施例与实施例4的不同之处在于，如附图2所示，在底板51下表面中心设置有加固底板51和传动轴连接的固定块52，固定块52下表面中心连接有辅助桨42，所述固定块52上表面开设有与传动轴3底面适配的插槽522，且固定块52上表面还对称设置有立柱521用于和底板51下表面插接，进一步加强固定效果，立柱521的上端可设置有磁块，相对应地，底板51下表面表面与立柱521插接的插槽内可设置有产生相互吸引的磁力的磁块。

在本实施例中，如附图3所示，传动轴3的外表面设置有卡合凸起31，对应地，底板51开设的通道511的内侧表面设置有与卡合凸起相互接触卡接的卡合件512，具体来说，卡合凸起511和卡合件512为横截面为半圆形的立柱结构，该设计可进一步加固传动轴与底板51的连接，减少电机工作时的晃动。

本实施例的工作原理：将待发酵的物料和菌种分别通过补料口12、菌种入口11输送至罐体1内，电机2驱动传动轴3转动从而驱动连接在与传动轴3连接的底板51上的搅拌桨和固定在与底板51下表面连接的固定块下端的辅助桨转动对发酵液进行充分搅拌，同时通过蓄电池通过加热件61对回型加热腔内的水或油液进行加热，使回型加热腔6对罐体1进行保温，同时保温层10起到同步对罐体1的保温效果，在发酵过程，通过进气口14输送压缩气体控制罐体1的压强及通气量，调节最优的发酵条件，发酵完成后，通过出料口13将发酵物输送出罐体1。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。