本發(fā)明涉及飼料生產(chǎn)，更具體地說，它涉及一種飼料生產(chǎn)中原料連續(xù)酶解方法。

背景技術(shù)：

1、飼料原料的酶解處理是提高飼料利用率和營養(yǎng)價值的重要工藝環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)飼料原料酶解方法主要采用批次式生產(chǎn)模式，存在生產(chǎn)效率低、能耗高、酶利用率不足等問題。

2、雖然連續(xù)化酶解工藝已成為行業(yè)研究熱點，但現(xiàn)有連續(xù)酶解工藝在處理復雜飼料原料時仍面臨以下技術(shù)問題：酶與底物接觸不充分，影響酶解反應效率；復雜飼料原料表面結(jié)構(gòu)難以破壞，限制了酶的作用；常規(guī)連續(xù)超聲處理會導致酶活性降低；大型反應器中物理場能量傳遞效率低下，能量利用率不高；多物理場協(xié)同作用過程中能量轉(zhuǎn)換效率低，大量能量以熱能形式損失；反應器不同區(qū)域處理不均勻，中心區(qū)域能量不足而邊緣區(qū)域過度處理。

3、這些問題導致現(xiàn)有連續(xù)酶解工藝難以在工業(yè)規(guī)模上高效應用，嚴重制約了飼料工業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種飼料生產(chǎn)中原料連續(xù)酶解方法。

2、一種飼料生產(chǎn)中原料連續(xù)酶解方法，包括以下步驟：

3、將氣體以微米級氣泡形式注入反應體系形成氣泡分散液；

4、對所述氣泡分散液施加間歇脈沖超聲波，所述間歇脈沖超聲波的施加方式為開啟0.2-0.5秒，關(guān)閉0.5-1.0秒；

5、對所述氣泡分散液施加預設波長的光照，形成光催化作用；

6、在超聲波關(guān)閉期間對所述氣泡分散液施加負壓脈沖，負壓幅度為相對于環(huán)境壓力降低0.1-0.3個大氣壓；

7、引入工作介質(zhì)的周期性相變流動，使物料依次經(jīng)過液相區(qū)、相變區(qū)、氣相區(qū)、相變區(qū)、液相區(qū)的循環(huán)結(jié)構(gòu)，其中，物料在氣相區(qū)以微小液滴或薄膜形式存在。

8、優(yōu)選地：氣體選自氧氣、氮氣或二氧化碳中的至少一種，所述氣體微泡的直徑為1-50微米。

9、優(yōu)選地：間歇脈沖超聲波的頻率為20-25khz，功率密度為30-50w/cm2；所述超聲波的脈沖工作比根據(jù)飼料原料類型調(diào)整：纖維素含量高的飼料原料使用0.4-0.5的工作比，蛋白質(zhì)含量高的飼料原料使用0.2-0.3的工作比。

10、優(yōu)選地：預設波長光照的波長范圍為385-405nm，光照強度為2-5mw/cm2；光照模式與超聲脈沖互補，在超聲關(guān)閉期間光照強度達到最大值的80-100%，超聲開啟期間光照強度降至最大值的20-40%。

11、優(yōu)選地：負壓脈沖的頻率為0.5-2.0hz，在每個超聲關(guān)閉周期中施加1-3次負壓脈沖；負壓脈沖頻率根據(jù)物料粘度調(diào)整：高粘度物料使用1.5-2.0hz，低粘度物料使用0.5-1.0hz。

12、優(yōu)選地：相變區(qū)占整個系統(tǒng)體積的15-25%，氣相區(qū)占5-10%，液相區(qū)占65-80%；所述相變循環(huán)周期為30-120秒。

13、優(yōu)選地：對不同原料優(yōu)化相變循環(huán)周期：谷物類飼料原料采用30-60秒周期，豆粕類飼料原料采用60-90秒周期，動物蛋白類飼料原料采用90-120秒周期。

14、優(yōu)選地：物料在氣相區(qū)中的液滴粒徑為50-200微米，薄膜流厚度為100-300微米。

15、優(yōu)選地：物料在整個系統(tǒng)中的平均停留時間為15-45分鐘，纖維素主導型原料停留時間為35-45分鐘，蛋白質(zhì)主導型原料停留時間為25-35分鐘，淀粉主導型原料停留時間為15-25分鐘。

16、優(yōu)選地：還包括后處理步驟：

17、采用離心分離或篩分進行固液初步分離；

18、使用膜過濾系統(tǒng)對分離后的液體進行精細分離；

19、使用超濾膜回收部分活性酶重復使用；

20、對酶解產(chǎn)物進行濃縮或干燥得到最終產(chǎn)品。

21、本發(fā)明的有益效果在于：

22、本方法提高了飼料原料的酶解效率，具體表現(xiàn)為：與傳統(tǒng)連續(xù)酶解方法相比，酶解速率提高30%以上；在相同酶用量條件下，原料轉(zhuǎn)化率提高25-40%?；難水解成分（如纖維素、角蛋白等）的酶解率提高35%以上。

23、本方法解決了連續(xù)酶解過程中酶活性降低的問題：間歇脈沖超聲模式使酶活性保持時間延長2-3倍；酶在反應體系中的半衰期延長150%以上；酶的重復利用次數(shù)提高3-5倍。

24、本方法提高了能量利用效率：氣體微泡輔助超聲空化使超聲能量利用率提高40%；相變過程中的能量回收使總能耗降低25%以上；多物理場協(xié)同作用減少了能量消耗，系統(tǒng)能效比提高60%。

25、本方法解決了大型反應器中處理不均勻的問題：反應器不同區(qū)域間酶解程度差異減小至10%以內(nèi)；消除了傳統(tǒng)方法中的無效區(qū)域和過度處理區(qū)域；處理均勻性提升40%，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性提高。

26、本方法為飼料原料連續(xù)酶解工藝的工業(yè)化應用提供了新途徑：反應器尺寸放大后性能衰減小于15%，低于傳統(tǒng)工藝的30-50%；系統(tǒng)穩(wěn)定運行時間延長至72小時以上，無需中斷清洗；適用于多種類型飼料原料，包括植物性和動物性原料的混合物。

1.一種飼料生產(chǎn)中原料連續(xù)酶解方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體選自氧氣、氮氣或二氧化碳中的至少一種，所述氣體微泡的直徑為1-50微米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述間歇脈沖超聲波的頻率為20-25khz，功率密度為30-50w/cm2；所述超聲波的脈沖工作比根據(jù)飼料原料類型調(diào)整：纖維素含量高的飼料原料使用0.4-0.5的工作比，蛋白質(zhì)含量高的飼料原料使用0.2-0.3的工作比。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設波長光照的波長范圍為385-405nm，光照強度為2-5mw/cm2；光照模式與超聲脈沖互補，在超聲關(guān)閉期間光照強度達到最大值的80-100%，超聲開啟期間光照強度降至最大值的20-40%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述負壓脈沖的頻率為0.5-2.0hz，在每個超聲關(guān)閉周期中施加1-3次負壓脈沖；負壓脈沖頻率根據(jù)物料粘度調(diào)整：高粘度物料使用1.5-2.0hz，低粘度物料使用0.5-1.0hz。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述相變區(qū)占整個系統(tǒng)體積的15-25%，氣相區(qū)占5-10%，液相區(qū)占65-80%；所述相變循環(huán)周期為30-120秒。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對不同原料優(yōu)化相變循環(huán)周期：谷物類飼料原料采用30-60秒周期，豆粕類飼料原料采用60-90秒周期，動物蛋白類飼料原料采用90-120秒周期。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，物料在氣相區(qū)中的液滴粒徑為50-200微米，薄膜流厚度為100-300微米。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，物料在整個系統(tǒng)中的平均停留時間為15-45分鐘，纖維素主導型原料停留時間為35-45分鐘，蛋白質(zhì)主導型原料停留時間為25-35分鐘，淀粉主導型原料停留時間為15-25分鐘。