一种乳化酵解装置及乳化酵解方法
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，尤其涉及一种乳化酵解装置及乳化酵解方法。
背景技术
中国是世界上最大的肉类生产和消费国，每年产生1800多万吨的农产品加工及畜禽屠宰副产品，对于这些农产品加工和动物性副产物，除了少量用于生化制药、工业原料及饲料原料，大部分直接进行焚烧、掩埋处理。如屠宰鸡肠，除少许被人类食用外，大部门直接作为水产饵料或直接废弃，引起资源浪费、环境污染及疾病传播问题；猪骨及牛羊骨头，以及鸡骨架，大部分因为没有合适的消化途径而没有被综合利用。由此可见，动物性副产品未来的发展趋势，以应用现代技术和装备对畜禽屠宰副产物加工体系进行技术改造，以提供更加优质安全的产品为重点，使加工中的食品加工或畜禽屠宰加工副产品得到高效利用。
在畜禽屠宰相关的现有技术中，CN201610708893.4公开了一种适用于肉类生产加工企业的大型绞肉机，包括绞肉机箱体、绞肉机下底座、绞肉机绞笼，可用于肉类产品加工，但是其仅仅是将肉制品进行绞碎处理。CN201711234287.4 公开了一种以抽真空为动力源，将鸡肠吸入外套管内，通过切刀和内衬管的配合进行剖切预清理的装置，也仅仅是针对的是鸡肠预处理，加工后用于食品生产。
虽然CN201820401011.4公布了一种高效乳化机搅拌罐，包括乳化机搅拌罐本体、电机、支撑腿、红外加热装置、万向轮、人孔、保温层、出料口和控制箱，可高效的在搅拌时进行加热。但是此专利也没有公开屠宰副产物处理用的整体方案，因此也不能实现对屠宰副产物高增值化的处理。
相应的，一些农产品或农产品加工副产物也需要进行高增值化处理，以期获得更高的利润。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种乳化酵解装置，该装置能够实现高温水解、乳化破壁、生物酵解三效协同集成化功能,和高温灭菌、中温酶解、常温发酵三合一集成化功能。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种利用上述乳化酵解装置处理肉类及其加工副产品的方法，该方法可将物料进行粉碎、乳化、灭菌、酵解，并将其转化为功能生物肽酵素。
本发明还提供了该乳化酵解装置的应用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种乳化酵解装置，包括乳化酵解罐和设置在其上的绞碎机,绞碎机的出料口连通到乳化酵解罐的进料口；
乳化酵解罐包括罐体,罐体的上部设有进料口,底部设有出料口；罐体周壁由双层不锈钢组成,内层内壁上焊接有循环盘管；罐体内部还设置有搅拌装置和乳化装置，搅拌装置包括设置有罐顶的搅拌电机，搅拌电机下部连接有减速机，减速机下部连接有搅拌轴，搅拌轴上部设有消泡耙，搅拌轴底部端口处设置有 5～8个搅拌叶片；罐体上还设置有进气口和出气口。
优选的，所述的循环盘管连通外置的加热水箱，并通过循环泵实现热水循环加热功能。罐体内还设有多于一个的温度传感器，循环泵和温度传感器均连接到自动控制系统。
优选的，所述的乳化装置设置于罐体底部，包括设置于罐体底部外侧的乳化电机，乳化电机上部设有传动轴，传动轴穿过罐体进入到设置于罐体底部的机架壳体内部；乳化装置的机架底部为封闭的圆盘，圆盘上部向上固定连接有环状中空的壳体，壳体下部设置有多于一个镂空口(透料口)，壳体上部平行设置有若干凹槽；位于壳体内部的传动轴上设置有搅拌桨。
进一步的，所述的壳体上部的若干凹槽为斜向平行设置。
优选的，所述的乳化酵解罐罐体外层不锈钢与内层不锈钢之间充满保温材料。
优选的，所述的消泡耙下部设置有多于一个的消泡齿。
优选的，所述的搅拌电机和乳化电机均连接到自动控制系统。
优选的，所述的绞碎机为海天冷冻绞肉机，生产厂家为青岛海天水产食品机械加工厂。
优选的，所述的进气口外接空气压缩机，并通过设置进气频率，而实现好氧-厌氧-好氧的交替发酵控制，从而达到固相双动态发酵的目的。
优选的，所述的乳化酵解装置的四周和底部设置有架体，对乳化酵解罐和绞碎机起到支撑和保护作用。
利用上述乳化酵解装置乳化酵解的方法，包括以下步骤：
a.将物料进行除杂(如果是冰冻处理的物料先进行解冻)，然后提升投入绞碎机中，开启绞碎机进行预绞碎处理；
b.绞碎后的物料送入设置于绞碎机底部的发酵罐中，加入适量清水(以淹没乳化装置的机架为宜)，开启水浴加热、乳化装置(转速为1400r/min)及搅拌装置(转速为200～300r/min)，对物料进行灭菌乳化处理，当料温达到80℃左右时，停止加热并保温灭菌30分钟以上；
c.物料灭菌乳化完成后，关闭乳化装置，开启循环水降温与搅拌装置(转速为200～300r/min)，使料温逐渐降至35℃左右时，投入1％质量比的好氧发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌:酿酒酵母:产脘假丝酵母:曲霉菌按1:2:1:1:0.5的质量比例配合而成，投入0.1％的复合酶制剂，包括中性蛋白酶:中性脂肪酶按1:1 质量比配合而成；然后开启乳化、混合装置进行充分乳化混合30分钟；
d.灭菌乳化后，设置每30min搅拌供气10min，于30～35℃发酵24小时，进行好氧发酵；
e.好氧发酵结束，加入厌氧发酵菌剂，包括植物乳杆菌:粪肠球菌:嗜酸乳杆菌按1:2:1的质量比例配合而成，并搅拌混合均匀，设置自控循环10min/3h，于30～35℃发酵24小时，进行厌氧增香；
f.厌氧发酵结束后的产物无臭、微香，得到加工后的产品；该产品可以进一步加工制备其它制品，或暂存到密封储存罐中进行储存待用。
优选的，所述的步骤b中的乳化的转速为1400rpm；搅拌的转速为200rpm 至300rpm。
优选的，所述的步骤c中搅拌的转速为200rpm至300rpm；枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和产脘假丝酵母的活菌数分别为1.0～5.0×108个；中性蛋白酶购自东恒华道生物科技有限责任公司，中性脂肪酶购自成都万信化工有限公司。
优选的，所述的步骤d中搅拌的转速为200rpm至300rpm；供氧量为 1.6M3/min。
优选的，所述的步骤e中的搅拌的转速为200rpm至300rpm；植物乳杆菌: 粪肠球菌:嗜酸乳杆菌的活菌数每克分别为1.0～5.0×108个。
乳化酵解装置的应用：该乳化酵解装置在肉类食品深加工、农产品深加工、微生物饲料生产和农用微生物菌肥生产中的应用。其中：利用肉类、猪骨、鸡骨制备功能性氨基酸酵素食品；利用水产品制备功能性鱼露酵素调理食品；利用植源性中药材(含青绿中药)制备中药酵素；利用水果、蔬菜制备功能性果蔬酵素食品；利用豆类农产品制备功能性豆肽酵素食品；利用鸡蛋制备功能性蛋肽酵素食品；利用屠宰副产鸡肠、血浆、动物内脏、水产加工副产物制备功能氨基酸酵素原料；利用豆粕、杂粕制备功能氨基酸酵素原料；利用果蔬及其加工副产物制备功能性酵素菌肥；利用病死动物、碎蛋、孵化残雏、胎衣制备功能氨基酸酵素菌肥。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明具有高温水解、乳化破壁、生物酵解三效协同集成化技术，仅需 30分钟即可实现细胞破壁与生物解聚功能，并使解聚后乳液状营养物质与功能性微生物达到高效交互溶融亲合状态。
2、本发明采用“高温灭菌、中温酶解、常温发酵”三合一集成化功能，物料在灭菌过程中细胞受热膨胀并迅速被破壁乳化为乳状液体，既可杀灭病原菌，又可有效保护物料风味营养元素。在降温过程中分段接种复合酶制剂及微生物菌剂，从而实现菌-酶的协同促进功能。
3、本发明利用“三效解聚与生物聚合”集成化功能，通过解聚处理后的物料接种生物发酵菌剂，可定向代谢产生寡肽、寡糖、小肽、氨基酸、脂肪酸及其他功能性因子。
4、本发明设备采用集成化自动控制系统，可实现控温、供氧、搅拌、剪切乳化等自动控制功能，可满足物料的高效酶解、好氧发酵、限氧发酵、固相双动态平衡发酵等多种酶解发酵工艺条件要求。
5、本发明的消泡耙和消泡齿可以消除生产过程中产生的泡沫，以免添加消泡剂对生产产生不利影响；乳化装置设置有搅拌桨可以对物料进行搅拌，搅拌后运动的物料通过特别设计的镂空口和凹槽后充分乳化，达到预设的乳化效果。
总之，本发明的装置能够依次实现粉碎物料、乳化灭菌、生物酵解等处理；可广泛的应用于肉类食品及其副产物高效酶解处理、水产品及其副产物高效酵解处理、果蔬等农产品高效酵解处理；以及50斤以下病死畜禽无害化处理。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例乳化酵解罐中机架与部分传动轴的结构示意图；
图中，1-乳化酵解罐；2-绞碎机；3-罐体；4-进料口；5-出料口；6-循环盘管；7-搅拌装置；71-搅拌电机；72-减速机；73-搅拌轴；74-消泡耙；75-搅拌叶片；76-消泡齿；8-乳化装置；81-乳化电机；82-传动轴；83-机架；831- 圆盘；832-壳体；833-镂空口；834-凹槽；84-搅拌桨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：乳化酵解装置
如图1和图2所示，乳化酵解装置，包括乳化酵解罐1和设置在其上的绞碎机2,绞碎机2的出料口(未标出)连通到乳化酵解罐1的进料口4。
乳化酵解罐1包括罐体3,罐体3的上部设有进料口4,底部设有出料口5；罐体3周壁由双层不锈钢组成,内层内壁上焊接有循环盘管6，还设置有多于一个温度传感器(未标出)；罐体3内部还设置有搅拌装置7和乳化装置8，搅拌装置7包括设置有罐顶的搅拌电机71，搅拌电机71下部连接有减速机72，减速机72下部连接有搅拌轴73，搅拌轴73上部设有消泡耙74，消泡耙下部设置有多于一个的消泡齿76，搅拌轴73底部端口处设置有6个搅拌叶片75；罐体3 上还设置有进气口(未标出)、出气口(未标出)。
乳化装置8设置于罐体3底部，包括设置于罐体3底部外侧的乳化电机81，乳化电机81上部设有传动轴82，传动轴82穿过罐体3进入到设置于罐体3底部的机架83的壳体832内部；乳化装置8的机架83底部为封闭的圆盘831，圆盘831上部向上固定连接有环状中空的壳体832，壳体832下部设置有多于一个镂空口833，壳体832上部平行设置有若干凹槽834；位于壳体832内部的传动轴82上设置有搅拌桨84。
实施例二：乳化酵解装置乳化酵解处理肉类加工副产物的方法一：
a.将鸡肠进行解冻、除杂，然后提升投入绞碎机中，开启绞碎机进行预绞碎处理；
b.绞碎后的物料送入设置于绞碎机底部的发酵罐中，加入适量清水(以淹没乳化装置的机架为宜)，开启水浴加热、乳化装置(转速为1400r/min)及搅拌装置(转速为200r/min)，对物料进行灭菌乳化处理，当料温达到80℃左右时，停止加热并保温灭菌30分钟以上；
c.物料灭菌乳化完成后，关闭乳化装置，开启循环水降温与搅拌装置(转速为300r/min)，使料温逐渐降至35℃左右时，投入1％质量的好氧发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：产脘假丝酵母：曲霉菌按1:2:1:1:0.5的质量比例配合而成，投入0.1％的复合酶制剂，包括中性蛋白酶:中性脂肪酶按1:1质量比配合而成；然后开启乳化、混合装置进行充分乳化混合30分钟；
d.灭菌乳化后，设置每30min搅拌供气10min，于30℃发酵24小时，进行好氧发酵；
e.好氧发酵结束，加入厌氧发酵菌剂，包括植物乳杆菌:粪肠球菌:嗜酸乳杆菌按1:2:1的质量比例配合而成，并搅拌混合均匀，设置自控循环10min/3h，于30℃发酵24小时，进行厌氧增香；
f.厌氧发酵结束后的产物无臭、微香，得到加工后的产品；该产品暂存到密封储存罐中进行储存待用。
实施例三：乳化酵解装置乳化酵解处理肉类加工副产物的方法二：
a.将鸡骨架进行解冻、除杂，然后提升投入绞碎机中，开启绞碎机进行预绞碎处理；
b.绞碎后的物料送入设置于绞碎机底部的发酵罐中，加入适量清水(以淹没乳化装置的机架为宜)，开启水浴加热、乳化装置(转速为1400r/min)及搅拌装置(转速为300r/min)，对物料进行灭菌乳化处理，当料温达到80℃左右时，停止加热并保温灭菌30分钟以上；
c.物料灭菌乳化完成后，关闭乳化装置，开启循环水降温与搅拌装置(转速为200r/min)，使料温逐渐降至35℃左右时，投入1％质量的好氧发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：产脘假丝酵母：曲霉菌按1:2:1:1:0.5的质量比例配合而成，投入0.1％的复合酶制剂，包括中性蛋白酶:中性脂肪酶按1:1质量比配合而成；然后开启乳化、混合装置进行充分乳化混合30分钟；
d.灭菌乳化后，设置每30min搅拌供气10min，于35℃发酵24小时，进行好氧发酵；
e.好氧发酵结束，加入厌氧发酵菌剂，包括植物乳杆菌:粪肠球菌:嗜酸乳杆菌按1:2:1的质量比例配合而成，并搅拌混合均匀，设置自控循环10min/3h，于35℃发酵24小时，进行厌氧增香；
f.厌氧发酵结束后的产物无臭、微香，得到加工后的产品；该产品暂存到密封储存罐中进行储存待用。
实施例四：乳化酵解装置乳化酵解处理肉类加工副产物的方法三：
a.将鸡骨架进行解冻、除杂，然后提升投入绞碎机中，开启绞碎机进行预绞碎处理；
b.绞碎后的物料送入设置于绞碎机底部的发酵罐中，加入适量清水(以淹没乳化装置的机架为宜)，开启水浴加热、乳化装置(转速为1400r/min)及搅拌装置(转速为250r/min)，对物料进行灭菌乳化处理，当料温达到80℃左右时，停止加热并保温灭菌30分钟以上；
c.物料灭菌乳化完成后，关闭乳化装置，开启循环水降温与搅拌装置(转速为250r/min)，使料温逐渐降至35℃左右时，投入1％质量的好氧发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：产脘假丝酵母：曲霉菌按1:2:1:1:0.5的质量比例配合而成，投入0.1％的复合酶制剂，包括中性蛋白酶:中性脂肪酶按1:1质量比配合而成；然后开启乳化、混合装置进行充分乳化混合30分钟；
d.灭菌乳化后，设置每30min搅拌供气10min，于33℃发酵24小时，进行好氧发酵；
e.好氧发酵结束，加入厌氧发酵菌剂，包括植物乳杆菌:粪肠球菌:嗜酸乳杆菌按1:2:1的质量比例配合而成，并搅拌混合均匀，设置自控循环10min/3h，于33℃发酵24小时，进行厌氧增香；
f.厌氧发酵结束后的产物无臭、微香，得到加工后的产品；该产品暂存到密封储存罐中进行储存待用。
实施例五：乳化酵解装置在果蔬深加工中的应用
a.将果蔬提升投入绞碎机中，开启绞碎机进行预绞碎处理；
b.绞碎后的物料送入设置于绞碎机底部的发酵罐中，加入适量清水(以淹没乳化装置的机架为宜)，开启水浴加热、乳化装置(转速为1400r/min)及搅拌装置(转速为250r/min)，对物料进行灭菌乳化处理，当料温达到80℃左右时，停止加热并保温灭菌30分钟以上；
c.物料灭菌乳化完成后，关闭乳化装置，开启循环水降温与搅拌装置(转速为250r/min)，使料温逐渐降至35℃左右时，投入1％质量的好氧发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：产脘假丝酵母：曲霉菌按1:2:1:1:0.5的质量比例配合而成，投入0.1％的复合酶制剂，包括中性蛋白酶:中性脂肪酶按1:1质量比配合而成；然后开启乳化、混合装置进行充分乳化混合30分钟；
d.灭菌乳化后，设置每30min搅拌供气10min，于33℃发酵24小时，进行好氧发酵；
e.好氧发酵结束，加入厌氧发酵菌剂，包括植物乳杆菌:粪肠球菌:嗜酸乳杆菌按1:2:1的质量比例配合而成，并搅拌混合均匀，设置自控循环10min/3h，于33℃发酵24小时，进行厌氧增香；
f.厌氧发酵结束后的产物无臭、微香，得到加工后的产品；该产品暂存到密封储存罐中进行储存待用。
实施例六：乳化酵解装置利用病死鸡制备功能酵素菌肥
a.将病死鸡提升投入绞碎机中，开启绞碎机进行预绞碎处理；
b.绞碎后的物料送入设置于绞碎机底部的发酵罐中，加入适量清水(以淹没乳化装置的机架为宜)，开启水浴加热、乳化装置(转速为1400r/min)及搅拌装置(转速为250r/min)，对物料进行灭菌乳化处理，当料温达到900℃左右时，停止加热并保温灭菌30分钟以上；
c.物料灭菌乳化完成后，关闭乳化装置，开启循环水降温与搅拌装置(转速为250r/min)，使料温逐渐降至35℃左右时，投入1％质量的好氧发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：产脘假丝酵母：曲霉菌按1:2:1:1:0.5的质量比例配合而成，投入0.1％的复合酶制剂，包括中性蛋白酶:中性脂肪酶按1:1质量比配合而成；然后开启乳化、混合装置进行充分乳化混合30分钟；
d.灭菌乳化后，设置每30min搅拌供气10min，于33℃发酵24小时，进行好氧发酵；
e.好氧发酵结束，加入厌氧发酵菌剂，包括植物乳杆菌:粪肠球菌:嗜酸乳杆菌按1:2:1的质量比例配合而成，并搅拌混合均匀，设置自控循环10min/3h，于33℃发酵24小时，进行厌氧发酵；
f.厌氧发酵结束后的产物无臭、微香，得到加工后的产品；该产品暂存到密封储存罐中进行储存待用，可用于制备功能生物菌肥。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
