病死家禽無(wú)害化處理發(fā)酵工藝的研究

郭芳先 肖發(fā)沂 王興勇 馮傳明 陳永科 劉鎮(zhèn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S851.2+3? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? ? ?文章編號(hào)：1673-1085（2019）3-0041-03

國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段針對(duì)病死動(dòng)物無(wú)害化處理的方式主要有深埋、焚燒、堆肥、化尸窖、化制等方法。深埋、焚燒等傳統(tǒng)無(wú)害化處理方法在生物安全性和環(huán)境保護(hù)方面弊端較多，將會(huì)逐步退出病死畜禽無(wú)害化處理市場(chǎng);而堆肥、化制、化尸窖等技術(shù)也在實(shí)際使用中逐步暴露出處理時(shí)間長(zhǎng)、不能重復(fù)利用、環(huán)境污染等諸多缺點(diǎn)，因此，目前較為理想的病死畜禽無(wú)害化處理技術(shù)是高溫生物降解無(wú)害化處理法[1，2，3，4]。高溫生物降解處理是利用微生物，降解有機(jī)質(zhì)的能力。結(jié)合特定微生物耐高溫的特點(diǎn)，將病死畜禽的尸體及廢棄物進(jìn)行高溫滅菌、生物降解成有機(jī)肥的技術(shù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是處理后的成品是富含氨基酸、微量元素的高檔有機(jī)肥，可用于農(nóng)作物的種植生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，設(shè)備所占用的場(chǎng)地面積較小，處理工藝比較簡(jiǎn)單，處理過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生煙氣、污水、臭氣等污染環(huán)境的物質(zhì)， 符合綠色環(huán)保的要求[5，6]。

本研究就是采用高溫生物降解的方法，對(duì)病死家禽尸體進(jìn)行無(wú)害化處理，為了能夠盡可能的縮短發(fā)酵周期，提高發(fā)酵機(jī)和發(fā)酵菌的發(fā)酵效率，本研究針對(duì)發(fā)酵機(jī)預(yù)處理溫度、預(yù)處理時(shí)間、發(fā)酵機(jī)的發(fā)酵溫度等參數(shù)分別進(jìn)行了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)材料? 濰坊某養(yǎng)殖場(chǎng)病死家禽尸體、稻殼粉、動(dòng)物尸體發(fā)酵菌（山東蘇柯漢生物工程有限公司生產(chǎn)）、尸體發(fā)酵機(jī)等。

1.2? 試驗(yàn)方法

1.2.1? 粉碎與預(yù)處理? 將病死家禽尸體進(jìn)行粉碎，然后添加適量的稻殼粉，使物料的水分控制在55%左右。

1.2.2? 預(yù)處理溫度試驗(yàn)? 添加菌種發(fā)酵以前，先高溫預(yù)處理一定時(shí)間的物料，然后再進(jìn)行發(fā)酵。預(yù)處理的溫度分別設(shè)定為95℃、90℃、85℃、80℃、75℃、70℃，處理時(shí)間為1h，其它條件均相同，觀察發(fā)酵完成的時(shí)間（以發(fā)酵物料不產(chǎn)熱為標(biāo)準(zhǔn)），不少于三次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。

1.2.3? 預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)? 高溫預(yù)處理的溫度確定以后，預(yù)處理的時(shí)間分別是40min、50min、60min、70min、80min和90min，其它條件不變，觀察發(fā)酵完成時(shí)間（以發(fā)酵物料不產(chǎn)熱為標(biāo)準(zhǔn)），不少于三次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。

1.2.4? 發(fā)酵溫度試驗(yàn)? 發(fā)酵物料預(yù)處理完成后，溫度降至40℃時(shí)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度分別設(shè)定為40～45℃、40～50℃、40～55℃和40～60℃，其它條件不變，觀察發(fā)酵完成時(shí)間（以發(fā)酵物料不產(chǎn)熱為標(biāo)準(zhǔn)），不少于三次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。

1.2.5? 動(dòng)物尸體發(fā)酵菌添加量試驗(yàn)? 動(dòng)物尸體發(fā)酵菌的添加量分別是病死家禽尸體重量的1‰、2‰、3‰、4‰和5‰，其他條件均使用優(yōu)化后的溫度、時(shí)間等，觀察發(fā)酵完成時(shí)間（以發(fā)酵物料不產(chǎn)熱為標(biāo)準(zhǔn)），不少于三次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 高溫預(yù)處理溫度對(duì)病死家禽尸體發(fā)酵時(shí)間的影響? 從圖1中可以看出，隨著預(yù)處理溫度的下降，尸體發(fā)酵時(shí)間有所增加，溫度為90℃和95℃時(shí)尸體發(fā)酵時(shí)間差不多，但是從節(jié)能的角度考慮，預(yù)處理溫度在90℃更合適。

2.2? 高溫預(yù)處理時(shí)間對(duì)病死家禽尸體發(fā)酵時(shí)間的影響? 從圖2中可以看出，發(fā)酵機(jī)預(yù)處理時(shí)間越長(zhǎng)，尸體發(fā)酵時(shí)間越短，但是當(dāng)預(yù)處理時(shí)間為60min以上時(shí)，病死家禽尸體發(fā)酵時(shí)間基本不變，維持在30h，綜合評(píng)價(jià)，發(fā)酵機(jī)預(yù)處理時(shí)間為60min更合適。

2.3? 發(fā)酵機(jī)發(fā)酵溫度對(duì)病死家禽尸體發(fā)酵時(shí)間的影響? 從圖3中可以看出，發(fā)酵溫度為40～55℃時(shí)，發(fā)酵時(shí)間最短，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度期間，酶制劑和菌制劑均能發(fā)揮最大的作用，溫度到了60℃，部分中溫菌會(huì)死亡，酶制劑的活性也會(huì)下降，降低了發(fā)酵菌的分解效率。

2.4? 動(dòng)物尸體發(fā)酵菌的添加量對(duì)病死家禽尸體發(fā)酵時(shí)間的影響? 從圖4中可以看出，隨著動(dòng)物尸體發(fā)酵菌添加比例的增加，病死家禽尸體發(fā)酵時(shí)間明顯縮短，當(dāng)添加量≥3‰時(shí)，發(fā)酵時(shí)間略有降低，均≤24h，考慮到客戶處理成本，添加3‰的動(dòng)物尸體發(fā)酵菌的性價(jià)比最高。

3? 結(jié)論與討論

本研究中使用的動(dòng)物尸體發(fā)酵菌含有多種芽孢桿菌、嗜熱菌和多種酶制劑。解淀粉芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌均能產(chǎn)生高活性的蛋白酶，其中地衣芽孢桿菌還能產(chǎn)生角蛋白酶，可以快速分解家禽的羽毛;嗜熱側(cè)孢霉生存能力較強(qiáng)，在5～70℃均可生存，最適生長(zhǎng)溫度為45～50℃，蛋白酶和脂肪酶主要用于分解病死家禽尸體中的蛋白質(zhì)及脂肪類(lèi)物質(zhì)，加速家禽尸體的分解，為復(fù)合制劑中的微生物提供快速有效的食物，使這些有益的微生物得到快速生長(zhǎng)繁殖，成為優(yōu)勢(shì)菌株，酶制劑和菌制劑的協(xié)同作用使病死家禽尸體徹底分解。

本研究?jī)?yōu)化后的病死家禽無(wú)害化處理發(fā)酵工藝參數(shù)如下：粉碎后的尸體和物料預(yù)處理溫度為90℃，處理時(shí)間為60min，物料添加菌種的發(fā)酵溫度為40～55℃，酶菌復(fù)合制劑的添加量為病死動(dòng)物尸體重量的3‰，發(fā)酵時(shí)間平均為24h，較之前發(fā)酵時(shí)間縮短了6h。

雖然發(fā)酵工藝經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，發(fā)酵時(shí)間縮短至24h，但是仍然滿足不了大型養(yǎng)殖場(chǎng)的需要，下一步重點(diǎn)對(duì)酶制劑進(jìn)行研究，將發(fā)酵時(shí)間縮短至8h之內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 李志，楊軍香.病死畜禽無(wú)害化處理主推技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[2]? 遠(yuǎn)德龍，宋春陽(yáng).病死畜禽尸體無(wú)害化處理方式探討[J].豬業(yè)科學(xué)，2013（6）：82-84.

[3]? 杜雪晴，廖新俤.病死畜禽無(wú)害化處理主要技術(shù)與設(shè)施[J].中國(guó)家禽，2014，36（5）：45-47.

[4]? 費(fèi)洪標(biāo)，姚洪根，范春曉，等.病死動(dòng)物無(wú)害化和資源化處理應(yīng)用的主要模式及存在問(wèn)題[J].豬業(yè)科學(xué)，2015（10）：88-89.

[5]? 楊軍香，黃萌萌，全勇，等.病死畜禽高溫生物降解無(wú)害化處理技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國(guó)家禽，2016，38（8）：1-4.

[6]? 和應(yīng)東.病害畜無(wú)害化處理[J].北京農(nóng)業(yè)，2013（30）：143.