病死家禽无害化处理发酵工艺的研究

郭芳先 肖发沂 王兴勇 冯传明 陈永科 刘镇

中图分类号：S851.2+3     文献标识码：B     文章编号：1673-1085（2019）3-0041-03

国内现阶段针对病死动物无害化处理的方式主要有深埋、焚烧、堆肥、化尸窖、化制等方法。深埋、焚烧等传统无害化处理方法在生物安全性和环境保护方面弊端较多，将会逐步退出病死畜禽无害化处理市场;而堆肥、化制、化尸窖等技术也在实际使用中逐步暴露出处理时间长、不能重复利用、环境污染等诸多缺点，因此，目前较为理想的病死畜禽无害化处理技术是高温生物降解无害化处理法[1，2，3，4]。高温生物降解处理是利用微生物，降解有机质的能力。结合特定微生物耐高温的特点，将病死畜禽的尸体及废弃物进行高温灭菌、生物降解成有机肥的技术。这种方法的优点是处理后的成品是富含氨基酸、微量元素的高档有机肥，可用于农作物的种植生长，实现资源的循环利用，设备所占用的场地面积较小，处理工艺比较简单，处理过程不会产生烟气、污水、臭气等污染环境的物质， 符合绿色环保的要求[5，6]。

本研究就是采用高温生物降解的方法，对病死家禽尸体进行无害化处理，为了能够尽可能的缩短发酵周期，提高发酵机和发酵菌的发酵效率，本研究针对发酵机预处理温度、预处理时间、发酵机的发酵温度等参数分别进行了优化实验研究。

1  材料与方法

1.1  试验材料  潍坊某养殖场病死家禽尸体、稻壳粉、动物尸体发酵菌（山东苏柯汉生物工程有限公司生产）、尸体发酵机等。

1.2  试验方法

1.2.1  粉碎与预处理  将病死家禽尸体进行粉碎，然后添加适量的稻壳粉，使物料的水分控制在55%左右。

1.2.2  预处理温度试验  添加菌种发酵以前，先高温预处理一定时间的物料，然后再进行发酵。预处理的温度分别设定为95℃、90℃、85℃、80℃、75℃、70℃，处理时间为1h，其它条件均相同，观察发酵完成的时间（以发酵物料不产热为标准），不少于三次重复试验，取平均值。

1.2.3  預处理时间试验  高温预处理的温度确定以后，预处理的时间分别是40min、50min、60min、70min、80min和90min，其它条件不变，观察发酵完成时间（以发酵物料不产热为标准），不少于三次重复试验，取平均值。

1.2.4  发酵温度试验  发酵物料预处理完成后，温度降至40℃时进行发酵，发酵温度分别设定为40～45℃、40～50℃、40～55℃和40～60℃，其它条件不变，观察发酵完成时间（以发酵物料不产热为标准），不少于三次重复试验，取平均值。

1.2.5  动物尸体发酵菌添加量试验  动物尸体发酵菌的添加量分别是病死家禽尸体重量的1‰、2‰、3‰、4‰和5‰，其他条件均使用优化后的温度、时间等，观察发酵完成时间（以发酵物料不产热为标准），不少于三次重复试验，取平均值。

2  结果与分析

2.1  高温预处理温度对病死家禽尸体发酵时间的影响  从图1中可以看出，随着预处理温度的下降，尸体发酵时间有所增加，温度为90℃和95℃时尸体发酵时间差不多，但是从节能的角度考虑，预处理温度在90℃更合适。

2.2  高温预处理时间对病死家禽尸体发酵时间的影响  从图2中可以看出，发酵机预处理时间越长，尸体发酵时间越短，但是当预处理时间为60min以上时，病死家禽尸体发酵时间基本不变，维持在30h，综合评价，发酵机预处理时间为60min更合适。

2.3  发酵机发酵温度对病死家禽尸体发酵时间的影响  从图3中可以看出，发酵温度为40～55℃时，发酵时间最短，因为在这个温度期间，酶制剂和菌制剂均能发挥最大的作用，温度到了60℃，部分中温菌会死亡，酶制剂的活性也会下降，降低了发酵菌的分解效率。

2.4  动物尸体发酵菌的添加量对病死家禽尸体发酵时间的影响  从图4中可以看出，随着动物尸体发酵菌添加比例的增加，病死家禽尸体发酵时间明显缩短，当添加量≥3‰时，发酵时间略有降低，均≤24h，考虑到客户处理成本，添加3‰的动物尸体发酵菌的性价比最高。

3  结论与讨论

本研究中使用的动物尸体发酵菌含有多种芽孢杆菌、嗜热菌和多种酶制剂。解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌均能产生高活性的蛋白酶，其中地衣芽孢杆菌还能产生角蛋白酶，可以快速分解家禽的羽毛;嗜热侧孢霉生存能力较强，在5～70℃均可生存，最适生长温度为45～50℃，蛋白酶和脂肪酶主要用于分解病死家禽尸体中的蛋白质及脂肪类物质，加速家禽尸体的分解，为复合制剂中的微生物提供快速有效的食物，使这些有益的微生物得到快速生长繁殖，成为优势菌株，酶制剂和菌制剂的协同作用使病死家禽尸体彻底分解。

本研究优化后的病死家禽无害化处理发酵工艺参数如下：粉碎后的尸体和物料预处理温度为90℃，处理时间为60min，物料添加菌种的发酵温度为40～55℃，酶菌复合制剂的添加量为病死动物尸体重量的3‰，发酵时间平均为24h，较之前发酵时间缩短了6h。

虽然发酵工艺经过优化后，发酵时间缩短至24h，但是仍然满足不了大型养殖场的需要，下一步重点对酶制剂进行研究，将发酵时间缩短至8h之内。

参考文献：

[1]  李志，杨军香.病死畜禽无害化处理主推技术[M].北京：中国农业科学技术出版社，2013.

[2]  远德龙，宋春阳.病死畜禽尸体无害化处理方式探讨[J].猪业科学，2013（6）：82-84.

[3]  杜雪晴，廖新俤.病死畜禽无害化处理主要技术与设施[J].中国家禽，2014，36（5）：45-47.

[4]  费洪标，姚洪根，范春晓，等.病死动物无害化和资源化处理应用的主要模式及存在问题[J].猪业科学，2015（10）：88-89.

[5]  杨军香，黄萌萌，全勇，等.病死畜禽高温生物降解无害化处理技术研究与应用[J].中国家禽，2016，38（8）：1-4.

[6]  和应东.病害畜无害化处理[J].北京农业，2013（30）：143.