關鍵詞：液體飼料；后置添加技術；噴涂
隨著飼料廠設備中越來越多的采用熱加工設備，如膨化機、擠壓膨化機或其它類型的強調質設備以及高溫短時加工設備，使飼料在制粒、擠壓和膨化過程中受溫度、壓力和水分的強烈作用，導致飼料中的抗營養因子鈍化，并使蛋白質變性，淀粉糊化，有利于畜禽的消化吸收，但同時也帶來了許多負面影響。
1.液體后置添加的必要性
1.1 維生素的損失
溫度、壓力、摩擦力和水分都將導致維生素的損失，尤其經膨化加工高溫（溫度94～104℃，平均溫度為100℃）的作用對維生素的破壞更為嚴重。尤其VC、VK和VB1損失最為嚴重。
1.2 酶制劑的損失
由于酶是一種蛋白質，飼料加工過程對酶制劑的活性有重要影響。一般酶的最適溫度在35～40℃之間，最高不超過50℃。但制粒膨化過程中的溫度有時達120℃以上，并伴有高濕和高壓。在這樣的條件下，大多數酶制劑的活性損失殆盡。
1.3 微生物制劑的損失
微生物制劑目前應用比較多的有乳酸桿菌、鏈球菌、芽孢桿菌和酵母，這些微生物對高溫尤為敏感，當制粒溫度超過85℃時活性全部喪失。
由于上述3類物質在膨化或制粒過程中都會有不同程度的損失，并且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大幅度增加。今天，在飼料中普遍使用的液體飼料組分包括各種脂溶性維生素、礦物質、抗生素、氨基酸和酶制劑等，這些都為研究液體飼料后置添加技術提供了動力，因而近年來國外越來越多的學者開展了膨化制粒后置添加技術的研究。
2.后置添加的優點
2.1 可使熱敏性微量組分免受熱加工的損害，減少這些組分的添加量，從而降低生產成本。例如，采用液體后置添加技術，大大提高了維生素的活性保持率（如表1）。
2.2 將藥物的添加放在后面而不是加于混合機中，有利于減少混合機及后路設備的藥物殘留，減少交叉污染，如雞飼料中絕不允許出現在豬飼料中使用的一些抗生素，從而提高產品質量和安全性。
2.3 某些微量組分的添加設置在制粒或膨化之后，有利于根據用戶的需求來添加，從而可以滿足用戶的要求。
3.后置添加液體的原料及其優點
目前能得到的后置添加液體原料有：
⑴ 維生素，包括水溶性維生素（VC等）和脂溶性維生素（VE等）。
⑵ 酶制劑，如植酸酶、淀粉酶和蛋白酶等。
⑶ 生長促進劑，包括抗生素如莫能菌素等及益生素如乳酸菌和酵母。
⑷ 其它，如抗氧化劑、風味劑、著色劑、調味劑、植物油、有機酸和氨基酸等。
采用液體原料與粉狀原料相比，有以下優點：
⑴ 省去了干燥工藝 許多微量組分如酶等是以液體狀態生產然后再干燥的，干燥工序的生產成本較高，若采用液體狀的微量添加劑則不需干燥，從而節約成本。
⑵ 減少了交叉污染 微量添加劑在使用時，可直接從供應商的容器內泵取，從而可減少交叉污染和對環境的潛在污染。
⑶ 降低了包裝、運輸和貯藏費用 液體可用塑料桶或鐵桶包裝，這些桶可重復使用，因而降低了包裝成本，同時可以減少殘留損失。
表1 維生素添加形式對其活性的影響維生素 活性保持率/％
粉末狀 液體狀
VA 60 79
VB1 51 144
VB2 12 78
VB6 47 71
VB12 0 86
VE 66 89
VK3 0 38
煙酸 46 105
生物素 0 61
4.液體后置添加技術
4.1直接添加懸浮液或膠體
Kvanta(1987)報道，將含有少量生物活性的物質（包括維生素、激素、酶、細菌等）結合到加工過的飼料中。將其先與一種惰性載體混合成泥狀，然后形成均勻的懸浮液，懸浮液再通過一種設備轉化為一種可作用于粒料的形態，形成均勻的一層薄膜，覆蓋于粒料的表面。Lavery(1996)也報道了一種添加某些成分到顆粒中的方法：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。這兩種添加方法比較適合于小批量生產飼料或農場自行加工。
4.2 噴霧添加液體
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：
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1 ml的液體飼料原料分開為1000萬粒霧粒，噴灑在轉碟四周由上而下的顆粒或膨化飼料上。該機結構簡單，噴霧效果好，分布均勻。據資料介紹，當用于添加植酸酶時，液體分布的均勻度的變異系數小于10％；當顆粒料的流量為5～20t/h時，液體料噴在顆粒飼料上的達98％以上。
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咀，噴咀位于一旋轉圓盤的上方，這個圓盤從一個沖擊式稱量器中接收顆粒飼料，并能使物料在其上停留大約30 s。由于圓盤的轉動，再加上有一個漿輪對顆粒飼料的不斷翻動，因而所有的顆粒都能被噴涂到。
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。它主要由一個高精度的計量泵組成，它將精確量的液體酶制劑，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種液體或膠體添加物，噴涂的劑量為0.1～5kg/t。
丹麥Sprout－Matador公司于1999年開發了微量液體添加系統（Micro Fluid System 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10g/t，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能夠達到98％以上。
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）。該系統著重在于其精確性，同時該系統的噴涂劑量能夠達到每噸飼料83 ml。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（Kolding Omegns Foderstof Og ingsforening）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。該系統有5個噴淋系統泵，分別負責不同微量液體成分。兩個由尼龍制成的旋轉圓盤圍繞圓錐的頂點以2800r/min的速度高速旋轉。兩旋轉圓盤上面的噴口注入第一塊圓盤中心的圓錐體中。圓錐體周圍的缺口和圓盤邊緣的缺口作為小液滴噴射出來的通道。一旦遇到第二張圓盤表面微凹處，缺口就釋放出微小粒子，立即噴霧到正在下落的顆粒料中。
我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，被在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入高速旋轉的液體盤內，爾后在離心力的作用下被向上拋出，從而形成一向上的液體簾。兩種逆向運動的料簾在噴涂室內，在槳葉的幫助下，經充分接觸后落入混合室，在混合室內進一步混合后從料口流出。
這些系統大多數由控制柜、噴涂機、液體計量系統、液體罐、液體泵和喂料器6個部分組成。由于噴涂機類型和液體計量系統的不同，各國公司所開發出的系統也有所不同。液體噴涂機是系統的核心設備，目前國際上主要運用的噴涂機有以下幾種類型：
⑴ 普通噴涂機 其主要包括旋轉噴霧添加機和兩圓盤旋轉添加機。
⑵ 真空噴涂機 包括雙軸槳葉式真空噴涂機、旋轉式真空噴涂機(RVC)和立式真空噴涂機(VAC)。
根據液體計量系統的不同又分為以下幾種：
⑴ 德國Amandus Kahl公司開發的Amandus Kahl系統，液體配料和后置添加的工藝組合。
⑵ 加拿大Advanced Automations公司開發的D.W.Robot系統。該系統含有3種計量方法：從液體罐中減重法加入，從散裝罐控制時間的正壓壓入和從散裝罐經脈沖流量計流入。
⑶ 美國Beta Reven公司開發的Liquidmaster系統，該系統由一些液體秤組成。
5.影響液體添加質量的主要因素
5.1 溫度
溫度的改變會影響液體的特性，從而影響計量精度。通常情況下，溫度越低，液體密度越大。例如，溫度升高50℃，大多數氨基酸的密度增加3％～5％，動植物油脂溫度為84±5℃時，其密度變化率為±5％。
5.2 飼料處理
對于后置添加，應使飼料均勻渦流運動，并形成較大的簾寬，以便液體與固體飼料充分接觸，提高噴涂均勻性。但是，實際上并不可能在所有的飼料顆粒表面均噴射到液態添加劑。因此制粒后經噴射處理的飼料包括兩部分：一是已噴上添加劑的部分；二是未噴上添加劑的部分。
5.3 飼料粒度
飼料粒度越大，表示在同樣重的樣品中，顆粒數目越小，而且粒度越大就越難在飼料表面上噴涂液滴，因而均勻性就越差。反之，顆粒越大對一定體積的飼料顆粒進行噴涂時，被噴到的顆粒比例就會增大。這就在很多情況下補償了上面所提到的由于顆粒大而使均勻性變差的因素。由于變異系數更多地是依賴于被噴射到飼料的比例而不是其顆粒大小，因此可以說，顆粒大可以期望得到更好的均勻性，因此必須注意盡量減少在顆粒飼料中的微粒。在噴射過程中，液態添加劑將盡可能地擴散到飼料表面上，而微粒的表面積和重量之比相對較大，因此越小的顆粒所擁有的添加劑比例就越高。由于小顆粒中添加劑含量較高，因此微細顆粒的分層將大大影響飼料中添加劑的均勻性。
5.4 添加劑量
由于許多液體添加劑是濃縮的，且在配方中占的比例很小，有的僅占幾十至幾百萬分之一，為便于計量和霧化，需要對小劑量液體進行稀釋。采用流量計量，最好能稀釋到1％；采用重量計量，最好能達到0.1％。
5.5 噴涂后的混合質量
噴涂后需要把噴涂的飼料和未噴涂飼料混合均勻。但充分混合這一步在整個處理過程的重要性往往被忽視。
5.6 液滴大小
為使添加劑在飼料中分布更均勻，最好是含有大量的小液滴，但眾多過于細小的液滴會隨著飼料流的方向向前飄而不是落在飼料上，導致添加劑最終飄失在空氣中，因此應加強噴淋結構的調整，使液滴大小控制在一個窄的對數分布區域內。
5.7 顆粒飼料強度
即使噴涂和混合都均勻，但在后續工序及儲運過程中，如果顆粒飼料強度不高產生較多粉末，會造成粉末中添加劑濃度大而顆粒中濃度小。因此，對于后置添加要盡量提高顆粒飼料強度。
6.存在的問題
6.1 后置添加系統的問題
后置添加系統一般由接收、處理、儲存、壓力源、計量和噴涂等組成，而接收、處理和儲存部分容易被忽視。
6.1.1 計量不準確
液體計量主要有流量計量和重量計量兩種，其中大部分采用成本較低的流量計量方式。流量計量是由控制系統發出信號啟動噴涂泵，并打開噴液電磁閥，液體通過流量計時，流量計的脈沖信號發生器向控制系統發出脈沖，一個脈沖代表一定量的液體，控制系統累計脈沖數，當達到所設定脈沖數以后，控制系統發出信號關閉噴液電磁閥。但大部分控制系統讀取脈沖的頻率不高，流量計的精度范圍一般為±0.25％～±0.5％。同時流量計的校正通常是在流量計后設一個旁路來檢測流量，但由于實際噴涂管路的阻力和用來檢測的旁路的阻力不一致，造成校正費時。同時計量不準確的因素還有：齒輪泵自身存在較大的流量脈動和壓力脈動；采用流量計量時，如果管路中氣體分離不徹底，這些空氣會作為“液體”而計量；流量計和齒輪泵運轉件的磨損、腐蝕會降低系統的穩定性；計量系統的控制部分受自身噪音和環境雜波的影響，會導致脈沖信號失真。
6.1.2 霧化效果不佳
再精確的計量系統，霧化不好也會使整個液體添加精度大大降低。常用的霧化方法有壓力霧化、離心霧化、氣流霧化、超聲波霧化等，其中壓力霧化、離心霧化最為廣泛。在生產過程中流量不好控制，霧化結束時壓力顯著降低，噴涂均勻性受到影響，同時在噴含有雜質的液體時容易堵塞。
6.2 后置添加存在的問題
一般后置添加，液體是噴涂在顆粒飼料的表面，在后續的包裝、儲運過程中，顆粒飼料間會產生相互摩擦和碰撞，包裹在顆粒表面的液體很容易從表面剝落形成粉末，降低了顆粒飼料中液體添加劑的含量，造成營養成分損失和配方失真。有研究表明，傳統的液體后置添加的顆粒飼料在到達用戶時，幾乎80％的添加成分在粉末中，極大地影響了成分的效能。
7.小結
飼料中添加液體可降低運輸、處理和貯藏費用，可以采用更加靈活的加工工藝提高飼料品質，保護飼料中有效成分，因此國外許多大型飼料廠使用液體添加技術，特別是后置添加技術，國內也逐步認識并開始采用后置添加技術。同時作為飼料加工的一項新型工藝，在諸如液體載體的選擇，微量元素間的相互反應，液滴大小分布對均勻度的影響以及精度的衡量方法等方面仍存在著不同的觀點。但后置添加方式也存在一些不足，比如飼料顆粒對液體添加劑的吸收能力直接影響添加效果；添加多種液體時存在交叉污染或發生化學反應的可能。但后置添加技術作為飼料工業的一個新生事物，無疑給飼料工業開辟了廣闊的天地，必將在未來的飼料工業中發揮巨大的作用。
(參考文獻略)
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