饲料预混合工艺的问题与对策

•饲料预混合工艺•的问题及对策广州天科科技有限公司工程技术中心滕冰手机：[phone]•饲料企业面临的问题：•成本（提高营养水平、用“好”原料）•质量（好原料≠好饲料）•功效（基础配方+添加剂?）•降低成本应从管理做起•提高产品质量应从大原料做起•降低营养水平应从以高采食量做起•提高饲料产品质量应从饲料生产工艺做起•提高饲料产品功效应从提高动物机能做起缺失的管理环节•饲料的产量在逐年增加，但是由于国内各种体制的饲料生产企业中，基本没有针对饲料预混合工艺的研究、管理，导致了以机械设备为工艺设计核心的普遍现象，即在技术管理环节缺失了“混合工艺管理”这一重要环节。内容概括一、何谓“工艺”？二、工艺的目的；三、预混合工艺的关键技术问题；预混剂的基本工艺；预混料的基本工艺；浓缩料的基本工艺。抗氧化剂的添加；潜在问题。一、何谓“工艺”？•1、工艺是设备和技术的结合。提高工艺水平的同时提高了产品质量，也提高了设备的合理性和利用率。•2、当“营养配方”转换为“生产配方”后，真正可执行的就是“工艺方案”。•合理的配方•良好的原料•科学的工艺•优质的服务二、工艺的目的1、保持配方的有效性，发挥各种营养素和添加剂的正面组合效应，提高产品在保质期内的效价。2、消除和避免配伍禁忌，保护易被损失的物料，掩蔽容易引起破坏的物料，从根本上防止饲料氧化的发生。3、通过工艺手段除去原材料中不利于产品质量的杂质、有害物质的影响。4、最大限度地改善饲料加工过程引起的“继发性”产品质量下降。5、合理选择添加剂的规格、化学形式、物理性状，选择适宜的设备，提高设备和过程控制的合理性。三、预混合工艺的关键技术问题•1、氧化还原反应；•2、水分和脂溶性物质的溶剂化作用；•3、均匀度；•4、变色问题；•5、载体问题；•6、能耗、效率和设备的不配套性；•7、抗氧化技术；•8、液体原料添加技术。1、氧化还原反应1.1微量元素的氧化还原反应；1.2微量元素催化脂肪的氧化，进而继续破坏其他营养素。脂肪微量元素催化氧化脂质过氧化物继续氧化破坏维生素类胡萝卜素活性添加剂饲料产品氧化已经严重影响到产品质量:•饲料酸败、变色;•畜禽动物拒食、厌食、下痢、肝肿大等、消化道损伤；•水产动物摄食少、死亡率高、腹内脂肪增加等；•调整配方无效、生产性试验失败、效果不显著；•误认为是抗氧化剂问题而加大用量；•客户报怨、管理责任（技术、采购、市场）无法分清。氧化反应：脂质过氧化反应（自由基反应）•氧化包括三个阶段：（1）引发：RH+O2R·+·OOHROOH，RO·,ROO·,·OH（2）延伸：R·+O2→ROO·RH+ROO·→ROOH+R·（3）终止：R·+R·→R-RR·+ROO·→ROORROO·+ROO·→ROOR+O2→油脂自动氧化的催化因素：金属离子、温度、光等1.金属离子重复氧化还原，生成原子团ROOH＋M2＋RO·＋M3＋＋OH－2.脱氢产生原子团RH+Mn+R·+M(n-1)++H+3.氧分子活化Mn+＋O2M(n+1)++·O2－RHMn+＋HO2·＋R·4.金属离子对油脂氧化的影响50.019.53.02.21.20.60.60.05数量mg/kg铝锌钒镍铬铁锰铜金属种类二聚体、多聚体聚合脂类脂类的氢过氧化物酮、环氧化物、碳氢化合物、内酯分解双氢过氧化物醛、半醛、羟基化合物多聚体酸油脂自动氧化的产物如下图：油脂氧化的产物和性质•1.油脂分子量变大，（聚合物的产生且有毒！）不易被皂化•2.降解出小分子化合物（以MDA为代表）有毒！•3.氧化过程存在的过氧化物有多种，可被还原剂清除•4.降解出小分子化合物的负面作用不易被清除•5.油脂的酸价升高时氧化作用已近完成，故其指标不灵敏1.3维生素K3中的亚硫酸盐可分解VB1使VB2还原失效；维生素C可以使VB12还原失效。1.4饲料及环境中的H2O、CO2、脂肪、类脂、天然的VE（生育酚）、血红素皆可以加速上述氧化还原反应。脂质过氧化的破坏作用(1)维生素：大部分维生素对强氧化剂敏感维生素的破坏：a.由金属离子直接氧化和催化氧化b.金属离子催化脂质过氧化的强氧化破坏（见表1、表2）表1：在胆碱存在时微量元素对维生素A稳定性的影响微量元素胆碱30天损失率(%)45天损失率(%)月平均损失率(%)无机盐安全化处理62.84±0.0779.80±0.0353.20无机盐市售66.51±0.0089.15±0.0459.43氨基酸螯合物市售24.00±0.0757.27±0.0935.14氨基酸螯合物安全化处理22.22±0.0441.44±0.107.63表2：不同类型载体、微量元素和胆碱对维生素B1稳定性的影响微量元素载体胆碱30天损失率(%)45天损失率(%)月平均损失率(%)无机盐沸石安全化48.15±0.0173.82±0.0749.21氨基酸螯合物沸石安全化7.09±0.0922.20±0.1414.80无机盐石粉安全化84.75±0.0187.81±0.0258.54氨基酸螯合物石粉安全化36.40±0.0975.58±0.0750.39无机盐沸石市售21.00±0.1241.14±0.1127.43氨基酸螯合物沸石市售-0.04±0.0138.81±0.0525.88无机盐石粉市售81.28±0.0591.26±0.0260.84氨基酸螯合物石粉市售62.67±0.1478.36±0.0852.24（（2）脂肪：脂肪聚合：能量利用率降、肝肿大、下痢（脂肪性腹泻），脂肪分解：诸多小分子化物，均有毒性，适口性极差；（3）蛋白：蛋白过渡变性、交连、水解、利用率下降，酶制剂失效、活菌制失效；（4）细胞膜损伤：（外源性，即应激；内源性，即代谢应激和摄入过氧化物）：包括重大脏器损伤(内伤)，使代谢受到严重影响生殖上皮损伤，使产蛋、产仔率下降、肉质下降、啄羽、啄肛、羽毛生长缓慢；（5）其它：包括色素氧化破坏、药物氧化失效、调味剂作用小，酶制剂失效。含脂肪大原料和饲料产品的质量控制鱼粉水产类原料：鱼粉、鱼油、乌贼内脏、虾壳粉等海产品；动物类原料：猪油、肉粉、混合油、肉骨粉、油渣；植物类原料：玉米、花生粕、豆油、菜油、椰子油、芝麻粕、磷脂类、米糠、谷壳粉、麦麸；控制指标（新鲜度的量化指标）：•过氧化值（POV）：表示为（%）或meq;•TBA值：（硫代巴比妥酸值）表示为A532/kg或以1，1，3，3四乙基丙烷为参照物的TBA值;•皂化率：（皂化值-酸值）X100%。理论皂化值表3：不同鱼粉的脂肪氧化分析比较：部分汇总项目样品ABCDEFCK外观棕黄棕黄棕褐棕褐棕褐棕褐棕褐镜检合格合格合格合格合格合格合格干燥失重（%）8.959.52－－－9.339.60粗脂肪5.437.6510.258.9510.476.747.06TBA（A532/kg）1467.22345.41984.12775.43277.3870.7758.4过氧化值（%）无无0.01730.0190.0115无无皂化率（%）76.789.189.179.586.193.887.62、水分和脂溶性物质的溶剂化作用2.1水分的增加是化学反应增强的基础，饲料中水分的分布是不均一的；2.2饲料中的脂溶性物质——脂肪和类脂也有“有机溶剂”的作用；2.3“表面化学”的作用；2.4粉末状的饲料原料吸湿性。3、均匀度问题•3.1整体的均匀度提高，有利于提高饲料产品质量；局部的均匀度提高，有利于各种化学反应的发生。3.2小型预混设备的性能和效率。3.3药物添加剂均匀度和稳定性。3.4有生物活性的制剂更要考虑在饲料中“均匀”分布时的稳定性。4、变色问题•4.1预混料变色；•4.2五水硫酸铜；•4.3饲料级硫酸亚铁；•4.4饲料级硫酸锌；•4.5碘源和硒源的选择；•4.6微量元素预混剂的载体。5、载体问题•5.1饲料预混工艺用到载体，实际上是起到分散剂、稀释剂、防结块剂的作用。•5.2互为载体的反应性。选用原则：硅酸盐类、淀粉类、低脂肪类、高纤维类、氨基酸类等添加剂。•5.3企业自用的预混剂（料）载体，应以产品的稳定性为主，相对忽略产品密度、成本、色泽的因素。•5.4外售兼自用的预混剂（料）载体，应在以产品质量稳定为主的前提下，考虑应用对象、成本、容重、色泽等商品性因素；•5.5载体的预处理。•硅胶类载体（Fe、容重）•载体的水分处理（能耗、负面效果）6、能耗、效率和设备的不配套性•6.1大多数的工艺流程设计是以物料物理特性为主的，基本不考虑混合过程可能发生的化学反应，在提高了机械化、自动化加工能力的同时忽略了质量问题。•6.2混合机械选择装载量较多的混合效率高。7、抗氧化技术•7.1饲料的抗氧化生产技术是贯穿整个过程的（配方、原料采购、工艺、贮藏、返工、客户控制能力）。•7.2大原料的氧化程度。•7.3营养学研究、试验的影响•7.3通过工艺（及配方）的改进预防和纠正氧化的发生。•7.4抗氧化剂的使用：“预防”+“纠正”；少用比多用好；复合比单一的好；清除氧化产物的负面作用。正确使用抗氧化剂应注意的问题（1）抗氧化剂不是“抗氧化”而是“防氧化”（2）什么情况下使用抗氧化剂？（3）抗氧化剂基本组成有:还原剂（几种复合）、自由基淬灭剂、螯合剂、酸化剂（氢离子供给）、乳化剂、分散剂；（4）如何选用抗氧化剂？(图1~图8)图1：豆油的金属催化氧化性实验0123450102030405060POVweeks添加金属离子未添加金属离子(25OC，5周，每周抽样检测)图2：豆油的金属离子催化氧化性实验123450500100015002000250030003500TBAweeks添加金属离子未添加金属离子图3：乙氧喹抗氧化效果实验1234501020304050607080POVweeks添加120mg/kg乙氧喹添加80mg/kg乙氧喹添加40mg/kg乙氧喹未添加乙氧喹图4：乙氧喹抗氧化效果实验123450200040006000800010000TBAweeks添加120mg/kg乙氧喹添加80mg/kg乙氧喹添加40mg/kg乙氧喹未添加乙氧喹图5：BHT抗氧化实验123450102030405060POVweeks添加120mg/kgBHT添加80mg/kgBHT添加40mg/kgBHT未添加BHT图6：BHT抗氧化实验12345010002000300040005000600070008000TBAweeks添加120mg/kgBHT添加80mg/kgBHT添加40mg/kgBHT未添加BHT图7：抗氧灵抗氧化实验123450102030405060POVweeks添加120mg/kg抗氧灵添加80mg/kg抗氧灵添加40mg/kg抗氧灵未添加抗氧灵图8：抗氧灵抗氧化实验12345010002000300040005000TBAweeks添加120mg/kg抗氧灵添加80mg/kg抗氧灵添加40mg/kg抗氧灵未添加抗氧灵3种抗氧化剂抗氧化效果对比种类项目乙氧喹BHT抗氧灵对照组POV64.2947.5544.4058.78TBA（A532/kg）3328.794422.021271.522693.68从上表可见：天科抗氧灵＞BHT＞乙氧喹，复合抗氧化剂在有金属离子存在时有较好的表现，添加BHT的豆油虽然POV值不高，但由于TBA值较高，说明有大量的氧化分解产物，豆油酸败严重，而添加乙氧喹的豆油的过氧化值高，说明抗氧化的功能相对较弱。8、液体原料添加技术•8.1液体原料主要是脂肪类（含类脂）、羟基蛋氨酸（MHA）、氯化胆碱、酶制剂、维生素、调味剂等。•8.2目前所用的喷涂设备是可以满足工艺要求的，而关键问题是承载液体原料的物料（饲料）处于氧化的程度，造成工艺效果（质量）不良。四、预混剂的基本工艺预混料应该由预混剂混合而成，预混剂亦可将同类（系）原料做成预混剂“半成品”再混合成预混剂。1、预混剂的种类：药物预混剂、微量元素预混剂、维生素预混剂、氯化胆碱预混剂“硫酸铜预混剂”、酶制剂预混剂、微生态添加剂预混剂、除尘剂预混剂、脂肪类原料预混剂、“特殊添加剂”预混剂。2、预混剂工艺设