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[飼料] 預混料載體的選擇及其對預混料質量的影響

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預混料是由兩種或兩種以上微量成分和載體或稀釋劑組成的均勻混合物,是通過用載體來“載帶”或稀釋劑逐步“稀釋”的辦法,保證微量組分均勻分布于飼料中,提高配料精度和配料速度 [1]。在預混料的生產加工過程中,載體、預混合次數、混合時間、設備性能和投料順序等因素都影響預混料效果 [2,3]。通過科學選擇載體,可以解決某些微量成分的穩定性差及各類添加劑間理化特性不一致等問題 [1]。

1、載體的概念和分類

載體是指可以承載微量活性成分,改善活性成分的分散性,具有良好的化學穩定性和吸附性的可飼物料。載體不僅可以改善微量成分的分散性,還具有稀釋微量成分、提高流散性及使預混料更容易在日糧中均勻分布的作用 [4]。

載體大體可以分為有機載體和無機載體兩種。有機載體通常指植物及其副產品類的載體,如玉米粉、麥麩、脫脂米糠、礱糠、小麥粗粉、玉米芯粉、稻殼粉、大豆粕、花生殼粉、豆秸粉、玉米蛋白粉、淀粉渣、酒糟粉和淀粉等。無機載體一般指無機鹽類的載體,如膨潤土、石灰石、沸石、磷酸氫鈣、麥飯石、海泡石、食鹽、凹凸棒石、貝殼粉、矽土、珍珠巖、骨粉等 [5]。



2、載體的特性

2.1 載體的混合和分級特性

物料在混合機中的運動是復雜的,以攪拌混合最為常見,其混合作用主要有剪切混合、對流混合、擴散混合、沖擊混合和粉碎混合等 5 種 [6]。根據混合理論,混合分為三個階段,第一階段:物料以對流混合為主,對流混合是指固體粒子群在機械轉動的作用下,產生較大的位移時進行的總體混合,此階段混合均勻度(CV)急驟下降,第二階段:以物料間的相互滑動與剪切作用為主,剪切混合是指在粒子群內部力的作用下,產生滑動面,破壞粒子群的凝聚狀態而進行的局部混合,此階段的混合均勻度(CV)呈平穩下降趨勢;第三階段:物料粒子的擴散與分離達到相對平衡狀態,擴散混合指相鄰粒子間產生無規則運動時相互交換位置所進行的局部混合,此階段的混合均勻度保持穩定或稍有波動。以上三種混合方式在實際的操作過程中并不是獨立進行,而是相互聯系的。由于載體表面粗糙或有許多小孔,隨著混合時間的延長,各種添加劑微粒逐漸被嵌入載體的凹凸粗糙表面上,形成相對穩定的嵌入復合體,此時載體對添加劑的承載能力逐漸提高,相應預混料混合物的分級現象逐步改善,混合到一定階段后,載體和添加劑的“嵌入”與“脫離”達到相對平衡,此時表現為載體對添加劑的承載能力不再提高 [1]。

2.2 載體的理化特性載體理化性質主要包括水分、粒度、容重、吸附性、吸水性、化學穩定性、酸堿度、靜電性和流散性等方面。7 種常見載體的理化特性見表 1[7]。



2.2.1 載體的物理性質由于不易分層,粒徑一致、密度(容重)相同和形狀規則的微粒比較容易混合形成均勻的混合物。由于市場上微量元素顆粒大部分是不規則的,而維生素顆粒都是規則的球形體,因此這兩種微粒將難以混合形成均質的混合物。但可以通過將微量元素微粒加工成規則形狀而混合均勻,并改善混合物的流動性 [3]。
(1)水分含水量是選擇載體的首要考慮因素。
一般情況下載體的水分含量要求控制在 8%~10%,如果水分含量超過 12%,則極易使產品吸濕返潮、板結成塊,促使微量組分間及其與載體發生反應或改變微量組分存在的環境導致易降低微量組分的生物學效價的降低,影響預混料產品質量 [8],藥物和維生素載體的水分不高于 5%,因為氧化還原反應是預混料中維生素失活的主要原因,水分是氧化還原反應的介質,載體水分含量低時,導致維生素失活的氧化還原反應不能進行 [9]。
(2)粒度。粒度是影響載體混合特性的重要因素。
載體可以承載粉狀活性成分,其承載能力的大小取決于其粒度的大小。粒度影響載體容重、表面特性、流動性等性質,為了發揮其最佳效能,載體的粒度與被承載微量組分的粒度比一般為 3:1~4:1,控制在 0.2mm左右,一般要求在 30~80 目之間 [4]。載體并不是粉碎得越細越好,過細則表面積小承載能力下降,粒度適宜時,要求混合時間盡可能達到每一個混合周期的最長時間,以便混合均勻、充分承載 [8]。從混合效果的角度研究發現載體的粒度和微量組分的粒度越相近,混合效果越好,否則混合效果越差,詳見圖 1[3]。
(3)容重。容重是影響混合均勻度的重要因素,載體的容重與微量組分的容重相接近時,才能保證活性成分在混合過程中分布均勻,從而降低后端工序和輸送過程中的下落和振動分級。因此,要根據微量組分的容重來選擇載體 [4]。幾種常用載體的容重見表 2。
(4)表面特性。載體應有粗糙的表面或表面多孔隙,這樣有利于微量活性成分吸附其表面或進入其小孔內,以達到承載和保護的目的。
一般認為粗纖維含量高的麥麩、脫脂米糠、大豆皮粉、小麥粗粉、礱糠粉均為良好的載體。微量元素則多用碳酸鈣或二氧化硅或沸石粉等作載體 [1,8]。
(5)吸水性。
一般不要求載體具有較強的親水性和吸濕性,以免吸水和潮解而結塊,對配料和混合均勻產生影響 [1],進而影響預混料產品質量。
(6)流散性。流散性的好壞直接關系到載體與微量活性成分混合的均勻度。但流動性過強,制成品在運輸過程中易產生分離現象;流動性太差,又不易混合均勻。載體的流動角以休止角表示,休止角一般在 40°~ 60°為宜。物料的流動性受其粉碎粒度的影響 [1]。
(7)靜電吸附性。過細和過干燥的活性成份常帶有靜電荷,而帶有靜電的微粒易吸附在設備內表而造成損耗,影響添加準確性和產品質量,還會腐蝕設備,增加殘留,污染下次混合物,粉塵增加,影響流動性和混合性能等 [1]。

2.2.2 載體的化學性質載體必須是不易發生化學反應的惰性物質,不能與微量組分發生反應,應具有良好的化學穩定性。

一般化學穩定性以酸堿度來衡量。載體的 pH 值直接影響微量組分的活性,由于各種微量組分酸堿度不相同,在過酸或過堿條件下均會對各種微量組分產生一定的影響,故在選擇載體時,應考慮微量組分的適宜值 [1]。

一般載體的酸堿度以接近中性為好,酸堿度偏離中性時,可以用磷酸鈣或延胡索酸調節。選擇維生素預混料的載體時,脫脂米粉和礱糠的效果好于玉米;常用載體的 pH 值見表 3[8]。

3、載體的選擇

載體的選擇對于預混料質量具有重要影響 [10]。
維生素穩定性差,容量低,在生產維生素預混料時,以保持維生素的活性為主要目的,應選擇表面粗糙、表面積大、承載性能好、在振動分級過程中不易出現分離的載體,如脫脂米糠、礱糠粉等為主,雖然玉米價格低,但承載性能差,且易分級。微量元素預混料載體,應選用化學性質穩定、比重與之相近的物質,可選用二氧化硅含量高達 60%的沸石粉,其次是磷酸氫鈣、石粉。復合預混合飼料含有維生素和礦物微量元素等組分復雜、粒度、容重、混合特性等差異大,需要選擇承載能力強的載體(如麩皮、礱糠、脫脂米糠、大豆皮粉等)。在預混料生產過程中,使用由多種載體按照一定比例組成的復合載體的效果好于單一載體,其中有機載體用以吸附水分,無機載體有助于增加復合載體的容重 [3]。

4、預混料混合均勻度檢測標準

預混料混合的主要目標是確保生產的預混料均勻性好、穩定性高。現在多數飼料廠采用變異系數或CV評價混合機的性能和預混料的混合均勻性的指標。

變異系數是以 100* 標準偏差 / 平均值得到的。

可接受混合均勻度 CV 的值由微量組分的檢測精度和日糧中營養成分的含量決定的。預混料中微量組分的濃度越低,其混合均勻度的變異系數越大。因此微量元素、維生素和藥物混合均勻度的混合均勻度的變異系數較大 [11]。

5、載體的用量

一般而言,預混料配方中需要為載體留出足夠的空間以避免活性成分之間的化學反應。但由于預混料在配合飼料中添加比例較小,載體的添加量應該適度,添加量過大會增大預混料在配合飼料中的添加比例,擠占配合料配方空間;添加量過少則承載能力不夠,影響預混料的質量。

一般認為載體的承載能力不會超過載體的自重 [8]。載體的使用量可以用下面公式確定:W=XY- ∑ Z。
式中,W——載體重量;X——預混料占配合料比例;Y——配合料質量;∑ Z——其他添加劑用量總和。

6、總結


載體對于預混料的質量具有重要的影響。在預混料生產過程中,應根據載體性質、微量組分性質和混合設備選擇合適的載體,注意預混合次數、混合時間和投料次序,以確保預混料產品質量。

作者:陸相龍 劉光磊   來源:預混料家園

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