新興的飼料加工工藝——后噴涂技術
關鍵詞:飼料,加工工藝,后噴涂
20世紀80年代初,各國飼料和設備專家在大量研究試驗的基礎上,從加工工藝的角度出發,提出了液體后噴涂工藝,即在膨化或制粒后,將各種熱敏性元素以液體的形式噴入飼料。雖然所使用的裝置不相同,但其實質大部分都是在冷卻后的飼料顆粒表面噴涂各種液態微量組分。
一、進行后噴涂技術的必要性
顆粒飼料、熟化飼料和膨化飼料的大規模生產,是世界飼料工業的發展潮流。據不完全統計,現有飼料產品的70%以上是經過熱加工(調質、制粒或膨化)處理的。隨著飼料資源的不斷開發,液體組分在動物飼料中的使用量在大幅度增加。今天,在動物飼料中普遍使用的液體組分包括各種脂溶性維生素、礦物質、抗生素、氨基酸和酶制劑。然而,飼料生產商、原料供應商以及制造飼料加工機械的廠家面臨的問題是,在當今飼料廠中使用的許多上述至關重要的組分,無論是原料本身含有的還是另外添加的,都是熱敏性元素,而飼料加工工藝的發展趨勢是廣泛采用加工溫度高達100℃以上的諸如膨脹器和膨化機之類的高溫處理設備。正是由于這些熱加工過程,使飼料營養成分中的熱敏成分損失,造成了飼料資源不必要的浪費,降底了飼料的營養價值和利用率。
另外,隨著微生物技術的高速發展,各國紛紛加人到研究和生產綠色飼料及新型飼料添加劑的行列中來。各種無毒、無副作用和無殘留的天然促生長劑相繼問世。如日本琉球大學微生物學教授比嘉照夫博士發明的EM技術和BASF公司生產的植酸酶產品NATUPHOS。這些添加劑大多是以有機酸和各種微生物菌種復合而成,如甲酸、植酸酶、光合細菌、放線菌、酵母菌和乳酸菌等。這些制劑對于提高飼養效益,避免產品中化學藥品的殘留,效果非常明顯。然而大量實踐表明,經過制粒、膨化、破碎和冷卻過程,大多數菌種幾乎全部失活[1]。
這樣各飼料廠所面臨的選擇只有兩個。一個是通過過量添加熱敏性元素,以彌補熱加工過程中造成的損失;另一個就是減少目前可利用原料的選擇范圍[2]。
二、后噴涂工藝的類型
目前,后噴涂主要包括直接添加、一般噴涂和真空噴涂三種工藝[3]。
1、直接添加
將添加物質與一種粘性膠體混合后,再與飼料顆粒混合。這種覆蓋膠體的顆粒基本上是均勻的,對混合機的污染也很小,它的添加量約為每噸飼料2.40kg。
2、一般噴涂
目前國際上主要運用的噴涂機有噴嘴霧化式、離心霧化式兩種類型。
(1)噴嘴霧化式
噴嘴霧化式是利用壓力噴嘴將液體霧化后噴于飼料表面。顆粒飼料由緩沖倉經過流量計量或重量計量后,進入噴涂室,與霧化液體混合。主要特點:①混合能力強;②干物料破損率高。
(2)離心霧化式
針對顆粒飼料的易破損問題,人們開發了離心霧化式液體后噴涂設備。離心霧化式是利用離心運動將液體霧化后噴入飼料表面的一種裝置。離心霧化式的優點是物料破損率低。
一般的后噴涂,液體是噴涂在顆粒飼料的表面,在后續的包裝、運輸過程中,顆粒飼料間會產生相互摩擦和碰撞,包裹液體的顆粒表面很容易剝落形成粉末,降低了顆粒飼料中液體添加劑的含量,從而造成營養成分損失和配方失真。為了解決這個問題,國外開始采用真空后噴涂工藝。
3 、真空噴涂
真空噴涂工藝通過真空抽除系統,在顆粒飼料內外產生較大的壓力差,使噴在顆粒表面的液體能更多地滲入顆粒內部,液體在顆粒內外均勻分布,減少因摩擦和碰撞所造成的營養成分損失,達到配方保真。同時,通過抽除顆粒內部空隙中的空氣,使其有更多的空間吸收液體(主要是油脂)。真空噴涂可提高液體添加比例,滿足動物能量要求。
三、國內外后噴涂工藝的添加系統簡介
目前,國內外研究飼料中液體后置添加技術的公司并不是很多,而且這些公司主要集中在歐美幾個工業發達國家。由于噴涂精確性、準確性、液體飼料種類以及劑量等要求不同,各個國家、公司的后置添加系統存在著一定的差異。現把當今幾種比較有代表性的液體添加系統介紹如下[4-10]:
德國Amandus Kahl公司是開發后置添加和配料技術的先行者,其液體添加系統的核心是旋轉噴霧添加機Rotospray Type RS 350。該機機內的中部設置有一組高速旋轉的轉碟,當轉碟高速旋轉時,可將lmL的液體飼料原料分成1000萬顆霧粒,噴灑在轉碟四周由上而下的瀕粒或膨化飼料上。該機結構簡單,噴霧效果好,分布均勻。
比利時的Schranwen公司與美國的Finnfeads國際公司聯合開發了新型噴涂—添加系統。該系統通過一臺泵將液態的酶制劑以經過計量的流速送至一氣助霧化噴嘴,噴嘴位于一旋轉圓盤的上方,這個圓盤從一沖擊式稱量器中接收瀕粒飼料,并能使物料在其上停留30s.由于圓盤的轉動,再加上有一漿輪對瀕粒飼料不斷翻動,因而所有的瀕粒都能被噴涂到。
諾和諾德公司(1993)開發了一種液體噴涂系統,這種系統能滿足飼料制粒后液體酶制劑的要求。它主要由一個向精度的計量泵組成,它將精確計量的液體酶制劑,經氣壓噴頭噴出,并且泵的輸出可根據飼料的不同而調整。
Daniso公司也開發了一種將液體酶制劑噴涂到顆粒飼料表面的酶噴涂系統。這種噴涂系統在添加液體酶制劑時,能保證添加量的精確和安全,并且該公司還配套生產了一系列的液體酶制劑。
Chevita(1998)發明了一種新的噴涂應用系統,它能夠同時在加工過的飼料上噴涂多達4種的液體或膠體添加物,噴涂的劑量為每噸飼料0.1—5kg。
丹麥Sprout—Matador公司于1999年開發了微量液體添加系統(MFS),該系統主要用于添加維生素、氨基酸、香味物質和酶等微量液體成分到顆粒上。該系統的噴涂劑量能夠達到每噸飼料10g,并且其變異系數(CV)小于10%。由于MFS系統能夠根據不同的飼料類型、配方的改變相應地調整噴涂,從而節省時間。其液體添加的準確性可達98%。
BASF公司聯合ProMinent公司于1999年3月開發了一種新的先進液體酶制劑應用系統(PPA系統)。該系統著重于其精確性,同時該系統的噴涂劑量能夠達到每噸飼料83mL。該系統擁有噴涂精確(+_1.5%)和變異系數小(CV<10%)等特點。為了避免阻塞以及粉塵問題,該系統采用密閉,自我清理和故障自我排除等特點。PPA系統采用PLC控制面板控制可全自動喂料或單獨控制。
丹麥KOF&G公司于1999年夏初研究開發了一種液體噴涂系統,其應用方法主要基于著名的旋轉圓盤定律和Amandus Kahl公司的控制系統。
中國農業機械化科學研究院于2000年自行研究開發了一種液體噴涂系統LC50S,該系統的核心設備是液體噴涂機。工作時物料盤和液體盤同時起動,停留在物料盤上的干物質,在離心力和重力的作用下,校在360℃的范圍內拋出,并形成一向下流動的均勻干物料簾。與此同時,液體罐內的液體被泵人高速旋轉的液體盤內,爾后在離心力的作用下被撤向上方,從而形成一向上的液體簾。在槳葉的幫助下,兩種逆向運動的料簾在噴涂室內,經充分接觸后落人混合室,在混合室內進一步混合后從料口流出。[11]
參考文獻:
[1]、吳德勝,飼料加工新動態——液體噴涂技術(上),農業機械,2001,7:34-36
[2]、吳德勝,液體噴涂技術,飼料廣角,2001,9:22-24
[3]、鄧君明等,水產飼料加工技術的幾個研究熱點,漁業現代化,2003,1:32-33
[4]、鄧君明等,液體飼料的應用技術,糧食與飼料工業,2001,12,31-32
[5]、王杭,顆粒和膨化飼科的后置添加技術及設備[J],糧食與飼料工業,1997(1):31—32.
[6]、史文超等,膨化飼科中熱敏性物質的后添加工藝[J],中國飼料,2000(8):29-30。
[7]、Clayton Gill.Incorporating liquids by vacuum infusion [J] .Feed International.2000(6):30-33
[8]、Clayton Gill.Vacuum Liquid Coating for Pressed Pellets[J] .Feed International.2000(8):26-27
[9]、Clayton Gill..Keeping Enzyme Doseing Simple[J] .Feed International.1999(11):32-38
[10]、Peter Best,Clayton Gill.Fit for Phytase[J] .Feed International.1999(9):22-34
[11]、鄧君明等,液體飼料的后置添加技術,糧油加工與食品機械,2002,3:32-34
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