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以餐厨垃圾作为原料来生产蛋白饲料,一方面不仅可以减少其对环境及人类所可能造成的污染与危害,另一方面也可以再利用餐厨垃圾,促进畜牧业等的发展,从而实现环境经济的共同效益。
现阶段,餐厨垃圾制作蛋白饲料的途径主要有:高温干燥和微生物发酵两种。多采用微生物发酵法。因其后者更具优越性:接种前的灭菌过程可以有效消灭餐厨垃圾存在的有害病原菌,使得最终生物蛋白饲料的安全性得到保障;另外一方面,通过微生物的生长代谢,改善了餐厨垃圾的品质,并产生了大量的微生物菌体蛋白,很大程度上提高了产物中的蛋白质量。用于生产生物蛋白饲料的菌种必须符合以下条件(王星敏,2026):第一,可以较好的同化发酵底物中的基质碳源及无机氮源,进而合成小肽和有机酸等小分子物质;第二,菌种生长繁殖速度较快,最终产物菌体单细胞蛋白含量较高;第三,菌种须是安全的,菌体本身无毒性、无致病性,不会对环境固有的生态平衡造成危害;第四,菌种的性质较稳定,不易发生突变。从现有国内外研究进展看,有以下几类常用菌种有:
(1)乳酸菌
乳酸菌,即可以发酵利用碳水化合物最终生成乳酸的一类菌种。动物体内的大部分乳酸菌皆为益生菌,具有帮助消化,改善动物肠脏健康的功效,是人类食品和动物饲料中(Jalil,2026)常见的一种添加剂。在现今生产中常用到的乳酸菌,有 30多种,按照乳酸代谢途径来分类,大体可分为4类:专性异型、同型、兼性异型以及异型双歧杆菌乳酸发酵。这些菌种形成乳酸的主要来源是摄取细菌所产生的糖类。另外乳酸可以有效的抑制有害微生物的生长代谢以及有机物的腐败。

(2)酵母菌
应用于发酵餐厨垃圾生物产蛋白饲料的主要包括:啤酒酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母、皮状皮孢酵母等。此类菌株都可以可分泌多种水解酶,且其活性含量高达50%~60%,并可以有效的促进细胞分裂,起到加强营养和抗病促长的效果(Esteban,2026)。
(3)霉菌
霉菌是一类丝状真菌的统称。黑曲霉、黄曲霉、烟曲霉、根霉等真菌,分泌产物大量的酶类,比如蛋白酶、果胶酶、淀粉酶、纤维素酶、植酸酶等,这几类酶可以促进底物中淀粉、纤维素等诸多高分子化合物转化为单糖等小分子物质,便于微生物的生长利用。并且霉菌菌体中蛋白质含量较高,达到 20%~30%,因此在实际生产中被广泛使用(Bernal,1998)。
(4)芽孢杆菌

芽抱杆菌芽孢生命力较强不易致死,在强酸、强碱、高氧、低氧环境下都可以正常的生存代谢。因此在饲喂时其可以以活菌形式进入到动物的消化系统,进而抑制肠道中可能存在的有害菌。另外由于期体积比一般病源菌分子要大很多,从而占据一定的空间优势,能抑制有害微生物的的生命活动。
(5)放线菌(Actinomycetes)
放线菌常被用于蛋白饲料的生产。特别是一些高温放线菌,可以较好的分解纤维素和木质素。除此之外,放线菌在生长代谢过程中还可以分泌出抗生素类等物质,从而抑制肠道中的有害病原菌,提高机体的免疫能力。一般,放线菌的菌体蛋白中营养物质较丰富。发酵是指通过特定微生物的生长代谢对底物中的有机物进行分解和转化的过程。发酵方式主要包括固态发酵和液态发酵两种。固态发酵,即以气相为连续相的一种生物反应过程,主要是在在具有一定湿度的水不溶性固体基质中,利用微生物进行发酵的工艺体系;液态发酵则是以液相为连续相的生物反应过程。固态发酵日益受到重视,因为其具有能耗低、产率高、周期短等优点。
固态发酵的培养基来源比较广泛常见,如工农业生产中所产生的下脚料等;这种生产过程能耗低、投资少、技术较易掌握;在发酵的过程中,亦无三废产生,对环境造成的污染很小;另外发酵过程一般不需要严格的无菌环境。
因此固态发酵是缓解能源危机、防治环境等的一种有效途径,是绿色生产的主要方式(Pnadey,1992;Rahgava,2000)。但也要注意到,固态发酵也存在一些不足之处,比如不便于机械化操作,加大劳动强度,产品有限等(Robinson,2026)。餐厨垃圾含有较丰富的营养物质,可提供微生物生长需要的淀粉、纤维素、糖类等物质,用微生物对其进行发酵,一方面可以通过接种前的高温灭菌杀灭那些有害病原菌,另一方面通过接种有益的微生物改善去组成成分,另外产生大量的单细胞菌体蛋白得到积累,另外也避免了餐厨垃圾对环境和人体所可能造成的威胁,从而实现餐厨废物的无害化、资源化利用。

编辑本段发酵床发酵床发酵技术是功能菌群生长繁殖,并完成粪尿降解转化的过程是广义的发酵过程。这个过程以氧化反应为主导并且有厌氧发酵和兼性厌氧发酵。在发酵的过程中功能菌群自身之间发生生物学反应达到产热、分解粪便的目的。发酵床是利用全新的自然农业理念,结合现代微生物发酵处理技术提出的一种环保、安全、有效的绿色养殖法。编辑本段功能菌群所需的营养物质 N:菌体生长的营养源:粪尿中能量物质包括未被消化吸收的碳水化合物、蛋白质、和其他含氮物质(粗蛋白)等,为菌体主要提供氮源。编辑本段C垫料原料中含碳元素较高的以纤维素为主的碳水化合物(包括少量低分子糖类物质)为菌体提供能量,同时还是构成菌体本身所必须的碳源。编辑本段O2垫料的透气性:发酵床床功能菌群的生长活动以有氧发酵占绝对优势。满足氧气的充足供应是保证发酵的前提,同时需要及时的排出发酵过程中所产生的有害气体和水蒸气。编辑本段H2O垫料的吸水性和水分含量:水分是发酵床运行的基本保证,也是保证垫料中养分和微生物移动的条件。垫料中水分含量的多少直接影响发酵床的运行效率和成败。垫料中水分含量在40%最有利于发酵。编辑本段PH值适宜的酸碱度:发酵床菌群的正常PH值在7.5.应注意发酵床的运行情况。适宜的厚度:相当的厚度才能保证单位面积内的发酵空间和发酵效率,以满足最大限度降解粪尿的的目的。只有相当的厚度才能有足够的上下保温层保护中间的发酵层。正常干撒式发酵床的厚度要求在50CM。编辑本段T适宜的温度:正常发酵床的发酵温度是在30-40摄氏度为宜。发酵床养殖的分类比较根据垫料的含水量不同,发酵床养殖技术又分为湿式和干撒式两种。编辑本段干撒式发酵床与湿式发酵床的比较一、发酵菌剂的比较 1.湿式发酵床菌剂:有干粉和液体两种剂型。干粉菌种的活力保持持久,液体菌种的活力衰减较快,常规条件下长期存放质量没有保证。 2.干撒式发酵床菌剂:干撒式发酵床发酵剂干粉状,没有液体菌剂。粉剂更便于运输和储存。二、休眠性能不同 1、湿式发酵床在不进行发酵的情况下,菌种处于湿环境中会衰减较快,所以不宜空置较长时间。 2、干撒式发酵床铺成后,如果没有粪尿进入垫料,就不会启动发酵,这时菌种处于休眠状态,短时间内活力不会有大的衰减。所以新铺成的干撒式发酵床闲置一段时间再进动物也可以。用过后的干撒式发酵床也可以间歇一段时间再进动物。只要在动物进行粪尿掺和填埋整理,保持圈舍通风,尽快发酵分解粪尿和蒸发水分。三、垫料原料选用的比较 1.湿式发酵床:一般使用锯末和稻壳各半混合做垫料。锯末吸入非常多的水后的透气性能变得较差,所以湿式发酵垫料需要掺入不粘结,透气性能好的稻壳增加透气能力。 2.干撒式发酵床:它对垫料原料种类的要求不严,可以是锯末、稻壳、刨花、花生壳、玉米芯、玉米秸秆等等,可因地制宜采集原料,能降低成本。四、发酵床铺设操作比较 1、湿式发酵床的铺设:湿式发酵床的特点是垫料原料加水提前发酵。先将垫料原料中均匀添加菌种和水分(垫料中含水量达50%—60%),还要加红糖水、营养液等,然后发酵10—15天,发酵过程中要进行翻倒。发酵好的垫料再次翻倒、散热后填入发酵池,停歇1—2天进猪饲养。以后在饲料和饮水中经常添加发酵菌剂。均匀垫料法的垫料可在猪舍发酵池中直接制作,也可在舍外集中统一制作。 2、干撒式发酵床的铺设:干撒式发酵床做床时不需要提前发酵,也不用加水,只需一剂一料(一剂既:干撒式发酵床发酵剂,一料即:垫料),将垫料铺好后就可将动物放进去,一旦有动物粪尿进入后就可启动发酵。这样相比之下,可以明显看出干撒式发酵床操作更简单方便;湿式发酵床铺设时间长、繁琐,用工多。五、垫料厚度比较 1、湿式发酵床垫料厚度:80—100公分。 2、干撒式发酵床垫料厚度:40—50公分。明显看到,干撒式发酵床节省了垫料投资,减少发酵床的建造费用。六、对圈舍内水泥台的要求 1、湿式发酵床:湿式发酵床因垫料含水量很大,要求在猪圈内保留较大面积的水泥地面,目的是让猪在炎热天气式卧在水泥地面上,以避开发酵垫料上的湿热。但是这种方法最少会带来三个问题:第一,水泥地面没有发酵功能,只有发酵垫料的面积才能决定养猪数量。第二,猪的粪尿排到水泥地上需要人工清理,增加工作量。即使频繁清理也不能保持圈舍的无臭。第三,水泥地上面的粪尿容易滋生蝇蛆。其实,在炎热天气时水泥地面上的温度与空气温度一致,并不凉爽。 2、干撒式发酵床:干撒式发酵床技术中,特别强调除了必须的走道和饮水导流台外,不建造水泥地面。这样就增加了有效面积,也省去了建造水泥台的麻烦。七、维护过程不同 1、湿式发酵床:湿式发酵床,垫料较厚,水分多,容易板结,要经常翻动垫料,翻动维护要费力得多。 2、干撒式发酵床:干撒式发酵床一周只需翻动一两次,垫料中水分少,垫料轻,厚度薄,中下层干燥松散,不容易板结,减少了翻动的频率,翻动也比较轻快。八、使用寿命比较 1、湿式发酵床:湿式发酵床使用2—3年甚至1年,垫料都会出现严重的粉化,底层沤烂,在应用过程中失败的较多。 2、干撒式发酵床:干撒式发酵床的使用寿命从理论上分析,可以运行三年。实践证明,只要维护得当,干撒式发酵床有把握持续运行3~5年以上。发酵床养殖垫料的选择主原料指锯末、统糠粉两种(原料均为无污染、无毒、无刺激性原料)。辅助原料包括棉籽壳粉,棉杆粗粉、椰子壳粉、花生壳粉、各种秸秆等。锯末是指各种野杂树、松树、杉木、桉树、简单粉碎的灌木等。统糠粉是指谷壳粉、稻谷谷粒中没有米粒的空瘪谷粒等。垫料的选择方法以惰性原料为主,硬度较大,有适量的营养如能量在内。各种原料的惰性和硬度大小排序为:锯木屑>统糠粉>棉籽壳粗粉>花生壳>棉杆粗粉>黄玉米秸杆粗粉>其他秸秆粗粉,惰性越大的原料,越是要加点营养饲料。总而言之碳氮比不得低于25:1。各种原料的碳氮比锯末492:1,玉米杆97:1,玉米芯88:1,稻草59:1配方的原则:以粗纤维含量较高并且惰性较强的的原料为主,根据惰性去区别划分。编辑本段发酵床的操作方法 1、稀释菌种。发酵床发酵菌剂每公斤15平米,按1:5比例与米糠,玉米粉或麸皮不加水混匀稀释,目的是增加泼洒量,均匀撒入垫料。 2、垫料准备。面积20平米的猪床需锯末10方,鸡鸭鹅床约需锯末8方。锯末必须无毒,无害,去杂,晒干后再用, 3、播洒菌种。可以采用边铺边撒,也可混匀后再铺,切记无需加水。 4、铺足垫料。猪床要求锯末厚度50公分,鸡鸭鹅等动物垫料厚度为40公分。锯末不易得到可部分用稻壳,花生壳,秸秆代替,表面用20——30公分锯末代替 5、畜禽入床。铺好后就可以把猪放进去,不要等发酵好了再放进去,表面干燥,可以先撒一点点水,以猪奔跑不起尘为宜。 6、快速启动。将新鲜的粪尿埋入20—30厘米处,盖上锯末再摊平。经过几次这样操作,即可快速启动。 7、日常维护。粪尿过多过湿时,需埋入摊平,注意打开通风口,翻倒撬动,利用空气流动调节湿度。编辑本段日常维护 1、运行良好的发酵床有几个特征。首先是发酵温度,发酵层内部温度40-60℃,手感觉温热甚至烫手。其次是垫料状态,垫料含水量在20-50%之间,垫料表面无明显粪尿堆积、无蝇蛆孳生、不板结。再者是空气质量,猪舍内无臭味,无明显氨气,感觉不闷。屋顶和墙壁上无水滴凝结。 2、做好日常维护是保障发酵床正常运行的基本条件。发酵床运行维护包括通风、粪尿与垫料混合填埋以及垫料的翻动三个方面。 3、通风的方法有三种。一是靠门窗水平通风,二是用机械通风,这两点和水泥圈舍相同。第三种通风方法是发酵床圈舍特别强调的,就是利用天窗和地窗形成的循环气流通风。 4、在寒冷和温暖季节,不考虑圈舍降温的情况下,单独使用天窗和地窗基本能满足排放圈舍内废气的目的。这时最好要关闭门窗,以保证天窗和地窗气流的顺畅循环,而且减少圈舍内的温热散失。 5、大猪阶段外界气温在15℃以上,或者保育阶段外界气温在20℃时,可以完全开启卷帘。温度稍低时根据情况适度开启卷帘,同时结合天窗和地窗灵活掌握通风。 6、炎热季节,不但要排放废气,更要降温。由于发酵产生热量,发酵床猪舍的降温负荷比水泥圈舍更大。这时要开启机械通风和降温设备。 7、发酵床圈舍使用冷风机通风降温,效果较好。冷风机本质上是密闭的湿帘,但比湿帘有明显优势。一是冷风机是正压吹风,运行时需完全开启门窗,通风效果好,不明显增湿。正好符合发酵床圈舍开放式通风降温的需要。 8、粪尿与垫料的混合与填埋。猪有在一个地方集中排粪尿的习性,必须将集中的粪尿与垫料混合填埋。目的是让粪尿进入垫料中间部位的发酵层,创造良好的发酵条件。 9、如果粪尿长时间在一处集中,就会造成局部发酵环境的破坏,不但粪尿不能及时发酵降解,而且使这一区域发酵功能丧失。 10、定期不定期对垫料进行适当的翻倒,以增加垫料内部的透气性,防止板结后透气不顺畅,造成厌氧发酵,无法将猪粪尿降解掉。 11、小猪阶段粪尿量小,性情也特别欢快,喜欢跑动玩耍,运动量大,对垫料的拱掘频繁。粪尿的积累较少,垫料水分小,猪身体对垫料的压迫较轻,垫料大多处于松散状态。同时垫料发酵产生的废气和水汽量也不太大。所以这个阶段的维护强度不大。 12、随着猪生长,粪尿量逐渐增大,性情逐渐趋向安稳,运动减少,对垫料的拱掘减少,而身体对垫料的压迫增强,粪尿和垫料中的水分增多,发酵产生的废气和水汽也明显增多,垫料容易板结。粪尿的分散和垫料的翻动任务越来越大,这时通风的强度也相应地需要提高。猪出栏后要彻底翻倒垫料,并在老垫料上补充新垫料,达到原有厚度。如果原有垫料中水分和粪尿不过多,新垫料没有必要与老垫料掺和。否则要用部分新垫料掺入老垫料中,提高发酵速度。新垫料中需添加菌种。发酵约一周后再进下批猪饲养。 13、大猪出栏后最好接着养小猪。一方面,养过大猪的发酵床的温度高,利于小猪生长,而且小猪粪尿少,这时正好把大猪留下的粪尿分解完。 14、防止粪尿以外的水分,包括水管和饮水器漏水、雨水和地下水进入垫料。要使用优质饮水器,最好用乳头式或碗式饮水器,尽量不用鸭舌式饮水器。定期检查和更换饮水器弹簧。雨季要特别注意猪场内的排水通畅。
(1)零排放、无臭气、无污染
发酵床养猪不同于一般的传统养猪,猪粪、尿可长期留存猪舍内,不向外排放,不向周围流淌,整个育肥期不需要清除粪便,可采取在猪群出栏后一次性清除粪便,这样做不会影响猪的发育。因为在猪的饲料和垫料中添加了微生物菌种,这样有利于饲料中蛋白质的分解和转化,降低粪便的臭味;同时,在垫料发酵床内,垫料、粪尿、残饲料是微生物源源不断的营养食物,被不断分解,所以床内见不到粪便垃圾堆积的景象。整个发酵床内,猪与垫料、猪粪尿、残饲料、微生物等形成一个“生态链”,发酵床就像一个生态工厂,它总在不停地流水作业,垫料、猪粪尿、残饲料等有机物通过发酵床菌种这个“中枢”在循环转化,微生物在“吃”垫料、猪粪尿、残饲料,猪在“吃”微生物(包括各种真菌菌丝、菌体蛋白质、功能微生物的代谢产物、发酵分解出来的微量元素等),整个猪舍无废料、无残留,无粪便垃圾产生,而且发酵床内部中心发酵时温度可达50~60℃,可杀死粪便中的虫卵和病菌,清洁卫生,使苍蝇、蚊虫失去了生存的基础,所以发酵床式猪舍非常干净,很难见到苍蝇,空气清新,无异臭味。
(2)环境优越,发病率下降,减少用药
发酵床内环境优越,“冬暖夏凉”。冬暖,是因为垫料、猪粪尿和残饲料的混合物在发酵床菌种作用下迅速发酵分解,产生热量,底部温度可达40~50℃,中间甚至可达50~60℃,表层温度长期维持在25℃左右。这种环境冬天可以避免猪只感冒生病。夏凉,夏天周围揭起塑料膜就是凉棚,而且凉爽不仅与温度,还与湿度有关,发酵床的温度并不是无限上升的,而是可人为控制的。当发酵床内温度升高到接近或高于室内或室外温度时,热空气上升,冷空气从四周进入,产生对流,温度就迅速降下来了,而且还产生凉爽的感觉。同时,圈内因无粪尿垃圾而显得干爽,猪不会产生湿热闷闭难耐的感觉。夏天可以避免猪粪尿又多又湿又臭,导致呼吸道疾病和消化道疾病的发生。生活在发酵床内的猪只一年四季舒服自由,猪处在自由逍遥的生存环境中,抵抗各种疫病的能力大大增强,兽药、疫苗使用数量下降。

(3)省工省力,提高效益
普通猪舍清除粪尿占用了大量的劳动力,发酵床懒汉养猪法免除了猪圈的清理,主要工作就是添加饲料,再在猪舍圈内安装自动食槽、自动饮水器,省工省力,有利于生猪饲养的规模化发展。
(4)节省水、电、煤、饲料,降低饲养成本
常规饲养需要大量的水来冲洗猪粪尿,发酵床懒汉养猪法免除冲洗用水,只要饮水即可,可节省用水90%。“冬暖夏凉”的环境大大节省用电量。发酵床内垫料、猪粪尿和残饲料的混合物经发酵后,分解或降解出很多有益物质,如长出的放线菌菌丝、微量元素、蛋白质等,而且锯屑中的木质纤维和半纤维也可被降解转化成易发酵的糖类,这些都对猪的成长起到很好地促进作用。猪通过翻拱食用,给猪提供了一定的营养,从而减少了精饲料的供应,降低了饲养成本。
(5)改善肉品质,生产“绿色肉”

使用发酵床养猪,猪通过采食发酵床内大量繁殖的有益微生物,减少添加剂、抗生素、兽药的用量,并增强消化吸收功能,充分吸收利用饲料中营养成分及原料的天然色素,无需添加对人体有害的物质。
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