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[网友交流区] 预混合饲料加工技术

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kk 发表于 2010-1-21 19:08:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

预混合饲料加工技术

徐学明 江南大学

前 言

  预混合饲料是“一种或多种微量成分的加有载体与稀释剂的均匀的混合物”,在饲料生产中通常又被叫做“小料”。这里涉及的微量成分就是指饲料添加剂。我国的饲料工业起步于七十年代末,于八十年代中期开始进入一个大发展时期,进入九十年代以来,我国饲料工业的发展速度虽然比八十年代有所下降,但仍处于较快的发展时期。但回顾这一发展历史就会发现,人们对全价饲料的作用及其普及率比较重视,而对预混料浓缩料在我国饲料工业中的作用却是大大的估计不足。国家经委《1984-2000年全国饲料工业发展纲要规划》(试行草案),以及后来全国饲料工业办公室的《1996-2020年全国饲料工业发展战略研究》对2000年配合饲料、浓缩料预混料的规划分别为1亿-1亿2千万吨、300万吨与90-100万吨,2010年三者的量分别为1.3-1.5亿吨、500万吨和200万吨,2020年三者的量分别为1.7-1.8亿吨、1000万吨和500万吨。但发展的结果1997年的预混料浓缩料的实际产量已分别达到700万吨与125万吨的水平,1998年分别达到887万吨与138万吨,1999年则分别达到1000万吨和160万吨,同比年增长幅度均超过10%,对比上述规划可以看出,浓缩料与预混料分别提前20年、6年完成了“计划”。而配合饲料1997-1999年的产量分别为5474万吨、5573万吨和5600万吨,年均增长幅度小于1%,并未达到预计的目标。由此可以看出我国饲料结构的现状及预混料浓缩料在饲料工业中的位置。

  针对预混料的生产特点,结合我校在这方面的科研成果与某些实际体会,本文就预混料原料前处理与加工过程中的某些技术作一个简单论述,以期对提高我国预混料生产质量有一些作用。


预混料前处理技术

  一.微量元素前处理技术

  1.微量元素对维生素稳定性的影响

  我国在预混合饲料中普遍添加的无机盐主要是硫酸盐,它们均含有结晶水甚至游离水,存在易吸湿返潮,粉碎性能和流动性差等缺陷,更为严重的问题是它们对预混料中维生素具有较大的破坏作用。因此,实际工作中诸如微量元素的自身稳定性如何,微量元素矿物盐结晶水去除与否等对维生素稳定性的影响如何,微量元素预处理及载体烘干的必要性如何等问题, 均是我国预混合饲料生产中急需解决的实际问题。

  为确定不同种类的微量元素对VA的影响,我们首先做了各微量元素对稳定性较差的维生素A胶囊单独影响的单因子试验,以种鸡预混料配方中有关成分按其相对比例进行配合(如FeSO4·7H2O 6.2g+VA 2g),测定结果如表1。

由表1实验结果可知,在各种微量元素对VA胶囊影响的单因子试验中, 含七个结晶水甚至有游离水的硫酸亚铁,无论是工业级产品还是试剂级产品都对VA影响较大。含有七个结晶水的硫酸锌对VA 的影响也较大;而含结晶水较少的硫酸亚铁对VA的影响较小。单独的氧化锌、碘化钾、一水硫酸锰、氧化锰及五水硫酸铜对VA胶囊均无影响或影响很小。

  在几种微量元素相互的作用下,VA的稳定性观察(表2)表明:在KI与CuSO4·5H2O共同作用下,VA损失严重,而KIO3与CuSO4·5H2O配伍时或KI与CuSO4配伍时贮藏后,VA的留存率基本未受影响。

表2 微量元素间相互作用对贮藏后VA留存率的影响(40℃密封贮藏30天)

  2.微量元素的干燥与包被处理

  以FeSO4·7H2O为代表的硫酸盐作为矿物添加剂存在的主要问题是:⑴ 粉碎与吸湿结块问题;⑵ 本身的化学稳定性(易氧化成Fe3+);⑶ 影响维生素的稳定性。

  为了详细了解这些情况,我们将工业硫酸亚铁通过不同处理,得到不同含水量的硫酸亚铁,再分别测定其粉碎性能、对VA 的影响及与等量石粉混合贮藏后亚铁的氧化情况(表3)。试验表明含有较高结晶水甚至游离水的硫酸亚铁无法粉碎,且易氧化成高铁,严重影响VA 稳定性。以不处理的硫酸亚铁与石粉等混合后虽能粉碎,但易造成Fe2+的严重氧化而不可取。同时也说明日晒和低温烘干本身虽不影响亚铁性能,经干燥后确实可以延缓亚铁氧化的速度。

  从以上情况可以知道消除原料中的游离水和结晶水是解决硫酸盐粉碎、提高亚铁稳定性的有效措施。但是,即使烘干亚铁,在潮湿的环境中也极易吸湿而引起亚铁的逐步氧化,因而最好能寻找一些材料对硫酸亚铁进行包被,使硫酸盐颗粒相互隔离, 阻碍硫酸亚铁和其他添加剂接触并迅速发生化学反应的倾向,从而使亚铁趋于稳定。

  经试验发现使亚铁较为稳定的有效包被剂为硬脂酸盐(镁)、磺化木质素、麸皮、脱脂米糠、二氧化硅等。它们的用量分别为3%、10%、20%、30%。经包被后的硫酸亚铁不仅能使放于40℃下贮存30 天后预混料中亚铁的留存率仍在88%以上,而且包被对于维生素的保护作用更为显著(表4)。另外从表6还可以看出,用不处理的FeSO4·7H2O,ZnSO4·7H2O,及KI制成预混料,储藏中VA、VC的留存率极差,FeSO4·7H2O 经包被处理,用ZnO代替ZnSO4·7H2O,用KIO3代替KI,对维生素稳定性均有改善,三者处理或选择好则使VA 、VC 留存率大幅度提高。

3.微量元素与氨基酸的络合

微量元素氨基酸络合物作为一种新型的矿物饲料添加剂,国外从六十年代就已经开始研究,我国研究此产品起步于八十年代中期。对微量元素氨基酸络合物,国内外众多研究报道均围绕其生理生化性质,而对于其自身的理化性质,尤其是络合物在饲料加工中理化性质的研究目前尚未见报道。作者以淡水鱼预混料配方为依据,研究了络合物在1%预混料中的理化性质。试验表明无论是微量元素自身稳定性还是对维生素的影响,络合处理均好于相应元素的无机矿物盐。试验用预混料具体配方见表5。

  试验分两种方案进行,第一方案在预混料中不添加氯化胆碱,配方由以下4组原料组成:1# FeSO4·6H2O、ZnSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、MnSO4·H2O ;2# 包被FeSO4、ZnO、CuSO4·5H2O、MnSO4·H2O ;3# FeSO4·6H2O、其它元素Zn、Mn、Cu均为络合物;4# Fe、Zn、Mn、Cu四种元素均为氨基酸络合物。各组中其它成分的化合物均为CoCl2,KIO3,1%亚硒酸钠预混料,VA粉剂和VC。预混料中石粉含量各组相同,均为23.25克/100 克预混料。试验将各组原料均匀混合后密封于广口瓶中,经40℃烘箱贮存30天后分别测定亚铁、VA、VC的变化,结果见表6。

  第二方案按配方再加入40g氯化胆碱/kg预混料,分以下三组组成将各组原料配制成水分含量分别为7%、10%的两种预混料各两份。一份用塑料袋包扎放于广口瓶中,蜡封,室温过夏贮藏70天;另一份放于纸袋中,自然环境中不密封贮藏70天。三组组成如下: (1) 络合组:络合Fe、络合Zn、络合Cu、络合Mn ; (2) 包被组:包被硫酸亚铁,ZnO,CuSO4·5H2O,MnSO4·H2O ; (3) 无机组:FeSO4·7H2O,ZnSO4·7H2O,CuSO4·5H2O,MnSO4·H2O 。其它成分三组均相同,分别为VA粉剂,抗坏血酸,CoCl2,KIO3,1%亚硒酸钠预混料和50%氯化胆碱。贮藏过程中亚铁、VA、VC含量变化分别见表7、表8及表9。

  表6中1#-3#行结果表明,包被硫酸亚铁的稳定性好于不包被的无机亚铁,但当Fe 以外的金属元素以络合态存在于预混料中时,它们对硫酸亚铁的稳定性起促进作用,且其效果好于单纯的硫酸亚铁包被,这一点不仅说明饲料中矿物元素之间理化性质的相互影响,同时也说明金属元素同氨基酸络合能改善其理化性质。对比表中四组数据的氧化率可以看出,预混料中络合亚铁的稳定性明显好于无机亚铁,且区别很大。

  就对维生素的影响而言,由于试验使用的是VA醋酸酯微粒,其自身已比较稳定,因此试验结果无论络合亚铁,无机亚铁,还是包被亚铁对VA的影响区别不大。至于贮藏过程中VC的变化,可以看出,络合亚铁对VC的影响普遍小于不包被的硫酸亚铁,且差别较大。由1#-3#之间的关系还可以看出络合态微量元素对VC的影响明显小于无机矿物盐。

  表7可以看出,在引入对饲料加工及饲料中其他组分稳定性影响很严重的氯化胆碱时。预混料经较好的贮藏条件贮藏后试验组间亚铁稳定性差异不大,但在恶劣环境下,试验组间差别明显,其结果是络合铁比包被铁稳定,两者都明显比硫酸亚铁稳定。就维生素而言,由表8、表9可以看出,对于本身已较稳定的维生素A,在优越的贮藏条件下, 不同理化性质的矿物元素添加剂对其影响区别不大,但是在恶劣的条件下矿物元素添加剂的性质差别对VA的影响十分明显,其结果是络合好于包被,好于无机,无机对VA破坏最大。至于自身不稳定的抗坏血酸结果则相反,在恶劣的贮藏条件下无差别,VC存留率均接近于零,但在较好的条件下络合物对VC的破坏作用显著小于对照组。

  4.微量元素矿物盐的挤压处理

利用挤压机加工饲料、处理饲料原料已得到广泛研究,并也为国内饲料企业所应用。但就预混料生产而言,能否以挤压机作为反应器,利用其高温、高压、高剪切的加工特点,使矿物盐同淀粉质原料通过加工实现糊化淀粉对矿物盐的包被,或形成某些有机盐类络合物,从而改善矿物盐的理化特性,以有利于预混料的加工和品质提高,这方面的研究报道不多。作者以玉米粉作为淀粉质原料,以对预混料加工品质影响最大,且自身又易氧化的硫酸亚铁作为硫酸矿物盐处理对象,研究挤压对硫酸亚铁理化性质的影响。试验发现硫酸亚铁与玉米粉配比在6~7∶3~4的条件下挤压能明显降低硫酸亚铁的吸湿返潮,提高亚铁在贮藏过程中的稳定性,改善矿物盐在预混料中的分级性能,结果见表10、表11、表12及表13。这种方法省去了通常对微量元素矿物盐的干燥前处理,因而在实际生产中可行。

  二.极微量元素的添加技术

  饲料中极微量成分硒、碘、钴等是畜禽生长、发育、生产所必需的营养成分, 由于这三种元素的添加物添加是极微量的,亚硒酸钠等又为剧毒品且易吸湿返潮,KI的化学性质又很不稳定, 因此在预混合饲料生产中一直存在着硒的混合均匀问题、添加技术的安全性问题及碘化钾中碘的析出损失等问题。

  1.硒、钴、碘均匀添加技术

  目前国内外在硒的添加工艺上大体有两种方案,一是用微粉碎设备粉碎后逐步稀释, 另一类则采用溶解成液体后使其吸附于载体再行稀释的方法。表14和表15是以简单可靠的球磨机为粉碎设备,将亚硒酸钠等烘干再加一定量的稀释剂或稳定剂进行球磨后,再用不同的混合机逐步稀释所得的粉碎效果及对混合均匀度的影响。表16是采用液体添加工艺将亚硒酸钠溶解于少量水中直接喷洒在载体上(液体喷洒工艺),和溶解于少量水中用吸附物吸附混匀经烘干粉碎后再用稀释剂稀释(液体吸附工艺),两种方法处理对硒预混料混合均匀度的影响结果。

  由表14可见几种极微量成分,无论采用何种稀释剂,用球磨机研磨2~6小时均可达到平均粒径10~20μm (最大粒径20~30μm)。按照混合均匀必须保证每份样品(每日每只畜禽采食日粮量)中至少有900粒添加物的理论推算,按我国《鸡的饲养标准》中有关肉鸡对硒的要求量作为添加量(硒为0.1ppm,亚硒酸钠为0.22ppm,实际添加量要大于此数),若以100g为一日采食量则平均粒径的要求为30μm(最大粒径为62μm),若以10g为一日采食量则分别为13.8μm(最大粒径为28.0μm)。由此可见其研磨细度是完全合格的。表15也表明在逐步稀释后的混合均匀度也是很好的。

  表16的材料显示采用液体喷洒工艺或液体吸附工艺,只要操作细致也都能达到均匀混合的要求。但是,在工艺的简烦、操作难易、安全保障及设备要求等方面,几种工艺之间仍存在下述较大的差别。

  液体喷洒工艺要求液滴要充分雾化后才能保证均匀,但雾化的液滴,不仅容易喷洒于载体之外, 影响计量,更重要的是存在影响操作者健康等安全问题。在敞开的条件下这一情况尤为严重。此工艺中吸水的载体若不烘干也会影响物料的储藏性能。

  液体吸附工艺需要烘干与粉碎,工艺也比较繁琐,也存在相应的安全问题。

固体粉碎逐步混合稀释的工艺,为国外大部分工厂所使用,若采用引进的微粉碎机则存在粉尘较多,影响安全的问题,且因产量较大,操作时加入过多的稀释剂会不会影响成份的计量与均匀度尚待深入研究。相比之下采用球磨法则设备国产、价廉、工艺与操作简单,它并有超微粉碎及两种以上物料均匀混合的功能。采用专用球磨坛也不需每次清扫,可在实验室条件下操作,添加适量矿物油可完全控制粉尘,所有这些均可保证操作的安全性。再者,国产的球磨机与球磨坛具有不同型号,小者1升,一次最少可加工50g样品;大者,16升×2,一次可加工20kg以上的物料。一台设备即可完全满足大型预混料厂甚至全国集中生产之需,值得大力推广。

  2.碘的稳定性及其选择、处理

  我国饲料工业生产中,过去大量使用的碘的添加物以碘化钾(KI)为主,这是因为碘化钾价格较为便宜,且来源丰富。

  在饲料中,尤其在预混料中未经处理的添加剂碘化钾极不稳定,易被空气中的氧及饲料中的其它微量元素的作用而氧化,导致其生物活性下降,甚至完全丧失。除此以外,碘化钾与其它微量元素(如硫酸铜)配伍时,对维生素A有强烈的协同破坏作用。

  由表17结果可知,在相同条件下,无论哪种添加工艺,有机物载体麸皮、脱脂米糠、次粉都对KI的稳定性影响极小或无影响,这可能是它们对KI具有隔离作用的结果;而无机载体双飞粉,海泡石都对KI影响较大,使碘的损失率高达32~64%(60天内)。此外,这一实验结果进一步证实:“固体添加工艺”及“液体添加工艺”中是否去除外加水分,都对碘的稳定性的影响无差别,或差别不大。

  由表18实验结果可知,在高温、长时间贮存的剧烈实验条件下,采用“磺化木质素”或硬脂酸钙对KI进行包被前处理,几乎能够完全保护碘及VA;相比之下使用还原剂Na2S2O3虽然对碘有较好的保护作用,但对VA几乎无任何保护作用(VA几乎全部损失)。而采用滑石粉作为隔离物,对碘及VA无任何保护作用。此外,未经任何稳定化前处理时,KI则损失极大,而VA几乎完全损失。若用KIO3或Ca(IO3)2 取代KI则碘几乎不损失,同时VA也几乎无损失或损失很少,这进一步证实了这两种碘酸盐的稳定性。

  综上所述,在预混料特别是无有机成分的微量元素预混料中使用不处理的KI是不行的。用本试验推荐的磺化木质素包被KI或硬脂酸钙进行包被的稳定化前处理,能够保护KI及维生素。此外由于KIO3,Ca(IO3)2在生物学效价上与KI相差不大,稳定性很好,特别是国内已经投产的碘酸钙由于工艺性能较好,可完全取代KI。

  三.酶制剂的稳定化

  大量试验表明,在不同类型的日粮中添加相应的酶,可以不同程度地改善饲养效果,提高经济效益。因此,自从二十世纪九十年代初期酶制剂作为一种新型的饲料添加剂在美、日、英、法等国批准使用以来已得到广泛应用。但是饲料加工中的调质、制粒,甚至挤压膨化,预混料中酸性、碱性添加剂及一些金属离子均易使酶这类具有催化活性的特殊蛋白质变性失活。据Cowan(1993)报道,未经处理的β-葡聚糖酶经70℃制粒后在饲料中的残活率仅为10%;Inborr(1994)报道,由Trichoderma生产的β-葡聚糖酶在料温为75℃时调质30秒,其残活率为64% ,而再经90℃的制粒,其残活率仅存19% ;而植酸酶经70~90℃ 制粒后活力下降也在50%以上(Israelsen,1995),我们对国内某厂生产的酸性蛋白酶制剂混合于饲料中以后在72℃、饲料水分16.25% 条件下制粒,实测残活率为40.75%。由此,要使酶制剂在饲料中充分发挥作用,必须考虑酶制剂的稳定性及合理添加的方法。我们采用载体吸附及包被的方法对饲用酸性蛋白酶及糖化酶进行稳定化处理,发现选择适当的载体对酶制剂进行吸附或包被,或吸附包被复合处理可以有效提高酶的稳定性。

  1.酸性蛋白酶的稳定化处理

  采用水浴法模拟制粒过程试验,分别选用蛋白类、脂类、多糖类及一些米面加工副产品对537酸性蛋白酶进行处理,其稳定化结果见表19。

  模拟制粒条件:饲料水分16.6%,水浴温度90℃,加热5分种。

  由表可以看出,蛋白类原料及常用的阿拉伯胶,海藻酸钙不能改善蛋白酶的稳定性,而选用的脂类包被剂及多糖类包被剂(简称包被剂A)能明显提高酶的稳定性。这种结果在实际制粒过程中也得到证实(见表20),保护后的酸性蛋白酶在水分17.5%左右,温度80℃条件下制粒处理,可使残活率提高40~50个百分点,在水分

18%,温度90℃左右的条件下制粒,可使酶残活率提高30~40个百分点。

  2.糖化酶的稳定化处理

  采用包被、载体吸附等方法处理糖化酶,并通过水浴法模拟制粒进行试验,发现用处理酸性蛋白酶的多糖类包被剂A包被或用常见的具有多孔结构的谷物加工副产品有机载体Ⅰ及有机载体Ⅱ吸附均能有效提高糖化酶的热稳定性,而采用有机载体吸附后再用包被剂A包被的复合处理则效果更好(见表21 )。通过工厂制粒的生产试验表明复合处理能使糖化酶活率保持在80%以上(表22)。

  四.氯化胆碱的稳定化处理

  氯化胆碱是配合饲料中非常重要而添加量又较大的一种添加剂。长期以来,其质量总是始终困扰着生产和使用单位。一是由于氯化胆碱结构中的季胺碱具有强烈的吸水性;二是在复合预混料中容易吸潮的氯化胆碱对VA、VC等维生素有严重的破坏作用,这一破坏在常用的微量元素含水硫酸盐协同作用下影响更大。

  表23是在复合预混料中是否添加氯化胆碱以及氯化胆碱的不同产品对VA、VC的影响,其实验结果充分说明了不处理或简单处理的氯化胆碱在预混料中的破坏性。为此国内外众多饲料厂和预混料厂只能采用氯化胆碱和其他维生素预混料分别添加的工艺。尽管这样,诸如氯化胆碱的吸潮、成团等问题仍不能得到解决。

  针对上述问题,我们在氯化胆碱生产的传统工艺上采用:(1)添加合适的稳定剂处理和(2)包膜技术对氯化胆碱进行稳定化处理,得到稳定化氯化胆碱Ⅰ与Ⅱ,通过产品自身的吸湿性、流动性及在预混料中对VA、VC的破坏性试验表明,经过稳定化处理的氯化胆碱在吸湿返潮,流动性方面均有很大改善,明显好于未处理的市售国产制品。在复合预混料中对VA、VC的破坏性影响更是明显低于不处理对照组,VA、VC存留率分别提高75%和100%以上。和进口产品相比各项性能基本接近。结果见表24,25,26。

  五.载体与稀释剂的选用

  1.载体与稀释剂的要求

  预混料的生产常常需要使用载体与稀释剂。

  载体是一种能接受和承载粉状活性成分的物质,它本身是一种非活性物质,但是能够与一种或多种活性微量组份相结合,改变其物理性质,亦即在载体与微量组份混合后微量组份的流动性和外观等均发生了明显的变化。

  稀释剂是能和一种或多种活性微量成分相混合以稀释其浓度的物质,它与活性微量组份混合后,其物理性质不会发生明显的变化,稀释剂一般也不具备承载能力。

  作为载体与稀释剂的共同条件有:

  (1)无毒性,有营养价值,其营养成分最好与一般饲料接近,不影响营养平衡。或者其本身就是配方中所需的某种原料。
  (2)容重比重与活性成分相近,能自由流动,不结块。
  (3)pH中性或接近中性,化学性质稳定。
  (4)含水量低,不吸湿返潮。
  (5)粒度合适,稀释剂的粒度应和所稀释的活性物质相近(30~200目),但作为载体可以适当粗一点(30~80目),以便承载微粒。

  作为载体除满足以上要求外,还要求与活性成分混合良好,特别是最好表面粗糙具有对微粒的吸附,粘滞或把持的能力。为此,优良的载体其粗纤维的含量常常稍高些(10%或以上)。

  2.载体的种类与含水量

  在我国,石粉、沸石粉、贝壳粉、细玉米粉、玉米蛋白粉等常用作稀释剂,而脱脂米糠粉、麸皮(粗麸、细麸)、次粉、DDG等均可用作载体。试验表明,载体含水量的影响很大,含水量7%者稳定性好,10%者稍差,13%者损失很大,在不同种类的比较中,以脱脂米糠稳定性为好,麸皮次之,玉米粉较差,水分较高时载体之间的差别较为显著(见表27)。

  3.常用载体稀释剂性能的比较

  针对上述种种可供使用的品种,我们先在实验室用小型混合机进行混合试验,再将出机后的物料进行模拟的分级试验(振动分级,下落分级)并作载体承载性能的分析,这样进行了初步的筛选,并在不同的工厂进行了生产试验(流程不同的引进厂与国产厂)。其中几种常用的载体与稀释剂分别与示踪物混合20分钟,测定其机内的混合均匀度及出机后物料振动分级与下落分级后的混合均匀度的结果列于表28。

  从表28可知,物料经混合20分钟后,在混合机内取样测定混合均匀度,除贝壳粉组甲基紫法略高于5%外,结果均在5%以下,而且接近示踪物随机分布所可能达到的最佳均匀度。此一组数据除了说明试验用混合机的优良性能外,此时并不能用来比较载体的混合性能,将混合后的物料作分级试验时即可看出,它们因承载性能不同而形成了明显的差别。其中以米糠饼粉的性能最好,无论承载数量少,比重轻的甲基紫(物理性能与维生素相近)或者比重大,数量多的硫酸亚铁,其效果均很好。而玉米粉,特别是稍粗的玉米粉,效果则很差,使用双飞粉(通过250目的细石粉的商品名)贝壳粉等做微量组分的稀释剂时,效果虽差于米糠饼粉,但以粒度极细的双飞粉稀释硫酸亚铁时,分级现象不太明显,而使用粒度较粗的石粉及贝壳粉时,则效果很差,其中以甲基紫法为甚。

  比较载体与稀释剂的相对承载力时,其结果与分级试验的情况相吻合,如贝壳粉对甲基紫的承载能力极差,而麸皮的承载能力很好。根据上述实验室的结果,我们又选择了三个典型工厂(由国外引进的流程较长的某预混浓缩饲料厂,流程较短的某预混合饲料厂及我国自行设计的流程较短的某预混浓缩饲料厂)进行了扩大生产试验,与实验室的结果一致。均说明生产维生素预混料及复合预混料时载体以脱脂米糠为最好,麸皮以及类似的次粉次之,玉米粉最差;生产微量元素预混料的稀释剂以沸石粉

和细石粉为好。
预混料加工技术

  一.预混料的加工要求

  预混料的品质主要取决于两个方面,一是与动物营养有关的配方技术,二是与生产相关的加工技术。就加工而言,影响预混料质量的因素大体有以下几个方面:

  1.配料的准确性

  科学的配方要靠精确的计量配料来实现,要保证严格按配方要求准确配料就要有先进的计量设备及合理的工艺。在国外,自动化的微量配料秤虽已逐步推广使用,但是,对于小品种采用人工称重添加,国内外仍在广泛使用,关键是科学的管理必须跟上。

  预混料生产对各类计量配料设备的准确与稳定性均有很高的要求,因此,对有关设备要加强监督定期校准,对操作必需严格管理。对于添加量小又会影响安全的药物,如硒、高铜等添加物,在计量与稀释上要特别小心。对于粒度极细比重又轻的维生素等组份则要防止吸风与静电吸附、残留等造成的损失从而影响产品的含量。

  2.混合的均匀性

  选择好适当的混合机,要有保证均匀混合并防止分级的工艺,尽量减少因下落、振动、提升、风运等带来的影响。在管理方面,要正确地确定混合时间;选择合适的载体与稀释剂;严格控制添加物的细度;规定加料顺序;添加油脂等等。所有这些,均有助于均匀混合并防止出机后的分级。

  3.质量的稳定性

  按配方所添加的各种组份在预混料中常因氧化吸湿返潮,相互作用等均有损失,其损失的程度和预混料组成、配伍、储藏条件及储藏期有关。一般地说在微量元素中以碘的氧化、升华、铁的氧化较为严重;在维生素中,以脂溶性维生素特别是维生素A及维生素C损失严重,含有结晶水的硫酸亚铁、硫酸锌、碘化钾及氯化胆碱等对维生素的影响最大,预混厂必须严格选择稳定的原料或进行必要的预处理,注意并防止组分间的配伍禁忌;选择适当的载体与稀释剂;添加抗氧化剂;采用适当的包装等等。一方面采用上述措施尽量保持其质量的稳定性;另一方面还要尽量改善储藏条件降低成品的温度,减少储存与周转的时间(一般不要超过一个月,最长三个月)以减少损失。最后,维生素A、维生素C等还必须适当超量添加(高于保证值),以补偿保质期内可能发生的效价降低的问题。

  在生产厂容易发生的影响预混料质量的另一个方面就是设备残留所带来的污染与交叉污染问题,它不仅直接影响产品中有效成分的含量,而且某些药物等组分还会给安全带来问题。工厂必须千方百计改进设备减少残留。另外在管理上则要建立科学的换批顺序与清洗制度,以减少污染、交叉污染及其影响。

  4.使用的方便性   为了方便使用并充分发挥预混料的功能,首先要尽量地使品种多样化、系列化以适应不同用户与水平的要求,加强与基础饲料的配套性。在我国,对各种系列与品种不仅要提出明确的有效成分的保证值,而且,最好也能推荐基础饲料的参考配方,这对于组分复杂的复合预混料更有必要。

  在浓度与包装的设计上,要充分考虑配合饲料厂或饲养户加工设备与管理的特点及对预混料的特定要求,尽量做到与用户的混合机与计量设备匹配,例如,针对无预混工段的中小饲料厂500公斤的主混合机,将1%复合预混料制成5公斤的小包装,每次用人工投一包就是一例。总之,既要保证配合饲料的质量,又要方便他们的使用,把使用中的麻烦降低到最小的程度。

  二.预混料原料的粒度要求

  在饲料工业中,粉碎颗粒大小用粒度来表示,也称细度和粒径。作为饲料添加剂用的微量成分,都必须粉碎到一定的细度,以便均匀分布于饲料中。这种粒度的确定是以满足动物营养需要为依据的,它同动物每头每日的采食量,添加剂的添加量及其溶解性有关。
针对粒度与营养供给的关系,Pfeost等指出,为了使泊松分布中微量成分的随机分布差异降到3%以下,一份样品中至少要有900粒组分的颗粒(其重量相当于以最大粒径计约为100粒)就可防止该成分在养分供应及分析结果上的过大误差。至于粒度与添加量的关系,通常是添加量多的粒度可大些,添加量少的粒度应小些,最终保证添加量乘以每克饲料中的颗粒数所得的总粒数相同。在此基础上若添加剂溶解性好,则粒度可大些,溶解性差则应小些。基于这些原则,就畜禽料而言,预混料添加剂无论添加量多少,一般添加剂粒度保证在最终全价饲料中为20粒左右/克时,动物每日就能从饲料中摄取到配方所要求添加量。

  结合实际情况,通常铁、锌、锰等微量元素的粉碎细度应全通过60目,钴、硒、碘等极微量成分至少应粉碎至200目以下才好。
就载体与稀释剂,考虑承载性和混合均匀性,载体一般在30~80目标准筛之间(通过0.59~0.177mm孔筛),稀释剂细度一般在30~200目之间(前已述)。

  需要说明一点,维生素的粒度通常在100~1000um,这些原料的粒度一般均由维生素生产厂家控制、实现。

  三.预混料原料选择

  1.添加剂原料的选择

  预混料添加剂种类繁多,笔者认为其选择应从这几方面考虑:(1)良好的(生物学)效价;(2)自身的稳定性。不仅要有稳定的化学特性,而且应尽量有稳定的物理特性,使其有利于预混料的加工;(3)对预混料中其他成分的拮抗作用应尽量小,特别是对维生素的破坏作用要小;(4)粒度要满足要求。

  1) 维生素:许多维生素容易受到氧化作用与光化作用的破坏,在温度高,水分大,光照强的条件下损失更大。在所有的维生素中又以脂溶性的维生素A,D与水溶性维生素C最易损失。

  维生素A的有效成分视黄醇的双键极易氧化失效,用于饲料添加剂时除必需合成维生素A醋酸酯或棕榈酸酯外,还须进行微囊化处理,过去多制成明胶包被的微胶囊,近年国外厂商及国内引进的设备多生产以明胶为基质但外围再以疏水性变性淀粉复盖的“微粒粉剂”,从而在抗氧化与抵抗机械损伤方面均有所提高。

  维生素C的有效成份为抗坏血酸,在不良的贮存条件或在受热时损失更为严重。(通常条件下大部分损失,存留少量)制成抗坏血酸钙或经包被稳定化处理后有所改善。近年来,饲用维生素C大多已制成稳定性较好的抗坏血酸的磷酸酯或硫酸酯。

  2) 微量元素:氧化锌;脱水硫酸亚铁,包被硫酸亚铁,络合亚铁,挤压前处理;碘酸钙;脱水硫酸铜。

  3) 氯化胆碱:干燥的50%吸附型,稳定化处理(最好直接加于配合饲料中)。

  4) 酶制剂:耐热性,稳定化处理(最好后添加)。

  2.载体与原料的选择

  根据前面所述的载体要求及性能研究,选用脱脂米糠或麸皮,含水<10%(最好<7%)作载体较好。

  就稀释剂而言,优先沸石粉。

  根据我们的试验与经验,只要达到以上要求,所制造的复合预混料在40℃30天贮藏中(大体相当于过夏三个月),VA的保存率可>90%;VC的保存率可>80%。

  四.预混料混合均匀度的影响因素及改进措施

  影响饲料混合均匀度的因素很多,成品混合均匀度差的原因可来自两个大的方面,一是本来就未混合好,二是在混合后又重新发生分级现象。

  混合的好坏首先取决于混合机的性能,优良的混合机混合强烈,混合速度快,搅拌器与机壳的间隙小,无死角,不漏料,不偏流。其次,混合机使用时的操作管理,例如最佳的混合时间,合适的装满系数,科学的加料次序等对混合效果也有很大的影响。

  物料在出混合机后的输送,下落,振动的过程中会发生不同程度的分级现象,这常常是成品实测均匀度差的重要原因,其中又以风运和进入料仓时的自由下落的影响为最大。应该特别注意的是,风运对批量小,粒度细的药物,维生素等添加剂的影响,及运输过程对配合饲料自动分级的影响都很大。我们在某厂所做调查测定中发现,该厂预混合原料经人工准确称重后风运提升,由于其中不少轻而细的颗粒被吸入布袋过滤器,经卧式螺带混合机批量混合后的预混料(连续5批料共取15个样品分析),用甲基紫法测出的变异系数竟高达23.8%,成品中甲基紫含量的平均值只有理论添加量的2/3,而布袋过滤器的粉尘中,甲基紫含量分别为成品中浓度的89倍与55倍。

  从引进厂看,欧州引进的饲料厂大多采用风运,料仓的高度较大,经预混合后的物料在此情况下分级严重,例如,从国外引进的某厂,预混料由500公斤的主混合机混合15分钟后经长距离的风运(高浓度压运),由分配器落入15米高的配料仓(17号料仓),再打包或配制浓缩料。

  我们分别以石粉、玉米粉、麦麸、脱脂米糠为载体或稀释剂生产了用量为1%的猪复合预混料,在机内,出机及料仓下取样分别测定其混合均匀度,如表29。

  由表29可见,该厂的预混料经风运进入落差较大的料仓后产生较为严重的分级,由于该厂所用硫酸亚铁的细度不够,其分级又较甲基紫严重,不同载体比较,脱脂米糠与麸皮优于玉米粉。

  为了减少上述情况下的分级,一般气力输送多用于原料而避免用在混合后的成品中,当落差较大的自流时,为避免分级常常在中途装上淌板,使物料沿淌板下滑以避免分级;最后在预混料中使用油脂增加物料间的粘附力也是防止分级的好办法。

  五.油脂添加

五.油脂添加

  在预混合饲料生产中添加油脂非常必要,一般认为其作用为减少粉尘、降低微量成分的损失、提高载体的粘附即承载能力、减少分级、消除静电以及使微量活性成分隔离空气起到某种包被作用等等。由于我国缺乏这方面的实践,原料条件也不一样,因此对油脂添加效果,油脂品种及添加量等均做了研究比较(表30)。

  从试验中可以得出下列结论:

  ⑴ 在预混料中加植物油或矿物油可减少粉尘20—50%,减少微量组分的损失30—50%,减少分级。添加量以1—2%为宜。

  ⑵ 矿物油可加7#、10#液体石腊(C11-C24 的饱和烃无嗅、无味),植物油用棉、豆、菜精炼油,添加量以1—2%为宜。

  实践表明,植物油的质量极为重要,酸价高过氧化物值大的影响VA 存留量。植物油中需加抗氧化剂,矿物油则比较稳定。

  关于油脂添加的顺序,也是一个非常关键的问题。因为添加不当时油脂易与物料结成油团,当这油团中含有高浓度的微量组份时,则在以后的混合中就不易分布均匀了。为防止出现这些问题,一般有两种做法,一是先将载体与油脂均匀混合然后再加入微量成分再混合(先混合),另一种是将载体和微量组份混合均匀后再加油脂并混合,两者的共同特点是微量组份绝不能与油脂同时加入,以免形成高浓度微量组份的油团。

  我们将上述两种做法也作了比较,即先按配方添加各种活性成分后和载体一起先混合3分钟,加油后混合7分钟上机取样。而先加油者在混合机内加入载体后加油先混合2分钟后再加活性成分,再混合8分钟后出机测定,结果如表31。

  表31的结果表明,当载体中含粉量(载体本身的细粉及微量元素、维生素等粉末)较高而加油又稍多时,则后加油时会出现油脂和粉体结团的现象,而先加油者则较为正常,因而略优于前者。

  六.预混料混合时间的确定

  在配合饲料加工的混合工序中,确定混合时间是保证混合质量的关键问题。它是饲料厂确定混合周期及产量的主要因素,也是制定各台混合机操作规程的主要根据。

  一般制造配合饲料时的最佳混合时间,多通过实际测定,制作混合均匀度——混合时间的特性曲线(简称混合曲线),取其达到混合均匀(CV=5或是10%,称为良好的混合)或达到最小变异系数(称为最佳混合状态)的时间为准。对于一般双螺带卧式混合机,3—5分钟的混合时间即可达到这一要求,但是在制造预混合料时,为了使微量添加剂更好地粘附或镶嵌在载体上,必须适当延长混合时间,以便达到承载的要求。

  众所周知,经混合出机后物料,在输送过程中由于振动、下落、吸风等均会引起不同程度的分级现象。预混料制造时不仅要保证出机后混合均匀度,而且要尽量减少后面的分级现象,这也许就是预混合料生产中要强调适当延长混合时间以保证承载混合的重要原因。从这一认识出发,我们模拟生产条件下的振动与下落,以观察混合时间的长短对分级的影响,并进一步探讨一般混合与承载时间的关系及其影响因素,为生产中确定承载混合的时间提供依据。

  我们以一般认为性能较好的脱脂米糠(米糠饼粉)作为典型的载体,以双飞粉作为稀释剂的代表,作混合试验,并分别以甲基紫法及铁比色法作时间与混合均匀度的特性曲线。试验表明混合4—5分钟时,混合均匀度的变异系数降到5%或5%以下,并趋向稳定。此后随着混合时间的延长,并无明显的变化。无论作为载体的米糠饼粉或是作为稀释剂的双飞粉,示踪物中无论是用作代表矿物元素的硫酸亚铁或是类似维生素的甲基紫,其均匀度均无明显差别。

  再将上述混合实验中经不同时间混合后的预混合料,作振动与下落的模拟分级试验(表32),结果表明,以米糠饼粉作载体的预混合料混合5分钟后的样品在混合曲线中虽已接近“最佳混合状态”,但在振动实验与下落实验中分级比较严重,随着混合时间的延长,分级现象就明显降低,总的来看,混合10—15分钟即可趋于稳定。

  为了比较混合过程中载体承载示踪物的状况,我们用筛分试验测定了它们相对承载力(表32)。结果说明混合5分钟后,随着混合时间的延长,载体的相对承载力明显提高,12~15 分钟时趋向稳定,其结果与分级试验基本一致。

  对用双飞粉作稀释剂的预混料所作分级试验则与以上结果不同,在混合均匀度达到要求(5分钟)后,继续混合并不能降低其分级现象,在这种情况下似乎并不存在“承载混合”的问题,预混合料生产中的混合时间可以采用混合曲线中均匀度达到要求的时间,并无延长混合时间的必要。

应该指出目前在我国预混料的生产中所用混合机的类型众多,以上提出的承载混合(制造复合预混料)时混合时间约需10~15分钟,稀释混合约需4~5分钟的结论是在普通卧式双螺带混合机中所得结果。其他如锥形行星绞龙式混合机及V型混合机混合时其混合时间应适当延长一些,而快速的双轴浆叶式混合机所需的混合时间可能短一些,其具体的操作要求各厂可根据实际测定加以确定。

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