(论文)降低配合饲料生产过程中维生素损失的技术研究.pdf
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1、摘要维生素是一种重要的和常用的饲料添加剂,是维持动物正常生理机能,保持动物正常生长发 育不可缺少的一种微量营养物质。然而维生素在配合饲料生产过程中损失严重。如何降低维生素 在配合饲料生产过程中的损失,就是本课题研究的内容。本文首先以维生素C为例,研究配合饲料加工工艺对维生素的影响规律。通过综合分析,确 定蒸汽压力0.35MPa0.4MPa、调质温度6065为较优参数。为了降低维生素在配合饲料生产过程中的损失,本文还探讨了维生素的保护技术,对真空后 喷涂技术进行了试验研究。颗粒间均匀性试验表明,真空后喷涂具有较好的颗粒间均匀性。混合 时间、喷涂压力、颗粒直径的正交试验表明,混合时间是影响颗粒间均
2、匀性的主要因素,当混合 时间6分钟、喷涂压力0.4MPa、颗粒直径为2厘米时,颗粒间均匀性达最优。维生素C活性 保存率试验表明,真空后喷涂能显著提高维生素的活性保存率。颗粒内外均匀性试验表明,随着 真空度的增大,颗粒内外均匀性变好。颗粒直径、添加剂量、真空释放时间的正交试验表明,颗 粒直径、添加剂量是影响颗粒内外均匀性的主要因素。通过综合分析,得到较优组合为颗粒直径 2厘米、添加剂量4%、真空释放时间160秒。关键词:饲料,维生素,损失,真空,喷涂-II-AbstractVitamin is a k ind o f impo rtant and useful feed additiv es.V
3、itamins are micro nutritiv e matter that can k eep essential metabo lic functio ns and gro wth.Ho wev er,Vitamins lo ss is serio us during the manufacture o f co mpo und feeds.Ho w to reduce the lo ss o f v itamins during the manufacture o f co mpo und feeds was what the article wo uld study.Firstly
4、,the article inv estigated the rules that the manufacturing pro cesses o f co mpo und feeds influenced v itamins tak ing v itamin c as an ex ample.Thro ugh integrated analysis,I made sure that the better parameters were as fo llo ws,steam pressure:0.35MPa-0.4MPa,co nditio ning temperature:6065.In o
5、rder to reduce v itamins?lo ss during the manufacture o f co mpo und feeds,the article discussed v itamins9 pro tectio n techno lo gies.In additio n,the article carried o ut ex periments o n v acuum infusio n techno lo gy.The unifo rmity o f co ating ex periments indicated that v acuum infusio n tec
6、hno lo gy co uld gain the better unifo rmity between pellets.The o rtho go nal ex periment o f mix ing time,spraying pressure and diameter o f pellet sho wed that the mix ing time is the primary facto r which influenced the unifo rmity o f co ating.The o ptimum parameters o f the unifo rmity o f co
7、ating were as fo llo ws,the mix ing time:6 minutes,the diameter o f pellet:2cm,the spraying pressure:0.4MPa.The rate o f v itamin C activ e reso lv e ex periment indicated that the rate o f activ e reso lv e increased greatly by liquid co ating.The ho mo geneity between the inner po rtio n and o ute
8、r po rtio n o f pellet ex periment indicated that the higher v acuum degree co uld gain the better ho mo geneity.The o rtho go nal ex periment o f diameter o f pellet,the amo unts o f liquid added and the v acuum equalizing time sho wed that the diameter o f pellet and the amo unts o f liquid added
9、were the primary facto rs which influenced the ho mo geneity between the inner po rtio n and o uter po rtio n o f pellet.Thro ugh integrated analysis,I made sure that the o ptimum parameters o f the ho mo geneity between the inner po rtio n and o uter po rtio n o f pellet were as fo llo ws,the diame
10、ter o f pellet:2cm,the amo unts o f liquid added:4%,the v acuum equalizing time:160 seco nds.Key words:Feed,Vitamins,Lo ss,Vacuum,Spraying-ill-目录第一章绪论.11.1 课题的提出及意义.11.2 国内外研究现状.21.3 主要研究内容.7第二章影响维生素稳定性的主要因素及配合饲料加工工艺对维生素的影响.82.1 影响维生素稳定性的主要因素.82.2 配合饲料加工工艺对维生素的影响.10第三章加工工艺对维生素活性保存率影响的试验研究.123.1 试验材料
11、及方法.123.2 试验过程.123.3 试验结果及分析.133.4 本章小结.22第四章 真空后喷涂技术的理论分析.234.1 真空后喷涂原理及工艺流程.234.2 真空后喷涂系统的基本结构及工作过程.234.3 真空后喷涂的优越性.244.4 影响液体真空后喷涂质量的因素.24第五章液体维生素真空喷涂试验研究.285.1 真空后喷涂试验系统的介绍.285.2 真空后喷涂颗粒间均匀性的试验研究.305.3 液体活性保存率及颗粒内外均匀性试验研究.40-IV-5.4 本章小节51第六章结论与建议.526.1 结论.526.2 建议.52参考文献.54致谢.57附录.58作者简历.62-V-中国
12、农业大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1 课题的提出及意义维生素是动物机体生化反应和新陈代谢的催化剂,是维持动物正常生理机能,保持动物正常生 长发育不可缺少的一种微量营养物质口必。动物虽然对维生素需求量较少,但每一种维生素对动物 的作用是其他任何物质所不可替代的。动物若缺乏维生素,将影响正常的生长发育,因此在商品化 饲料生产中,维生素是一种重要的和常用的饲料添加剂。但是维生素是一类生物活性化合物,对所 处的物理和化学环境相当敏感臼。大多数维生素都含有不饱和碳原子、双键、羟基或其它对化 学反应很敏感的化学结构部分即支当这些化学结构被氧化或还原时,维生素活性将减小或全部 丧失。而在饲料加工过
13、程中,维生素的损失则更加严重。由饲料加工工艺可知,配合饲料主要通过计量混合工序、制粒(膨化)、冷却工序等生产的。混合工序是机体不断搅拌的过程,其主要影响因素是摩擦,提升机、搅龙等都具有这种破坏因素。制粒过程中最重要的因素是摩擦、压力、高温、高湿及调质时间。膨化的调质温度和压力都高于 制粒,破坏性更大,膨化时加入大量的水分也是一个重要的影响因素。因为加工工艺中的高温、高湿、压力、摩擦等因素对维生素的破坏性很大,所以我们有必要从中找出好的工艺参数,尽量 降低这些因素对维生素的影响,进而用于指导生产。为了降低维生素在配合饲料生产过程中的损失,本文还探讨了维生素的保护技术。目前降低 维生素在配合饲料生
14、产过程中损失的比较有效的方法有两种:一是选择稳定的维生素制剂或剂 型,二是将维生素进行液体后置添加。为了提高维生素的稳定性,人们不断地探讨和开发稳定的维生素剂型。目前国内的许多饲料 厂家也都采用经过处理的稳定的维生素剂型。稳定的维生素剂型确实可以降低维生素在饲料加工 过程中的损失。然而维生素剂型的稳定性是相对的,即使是经过稳定化处理的维生素,在饲料加 工过程中也会存在损失。目前,有许多科研人员在不断探讨更加稳定的维生素剂型。针对这一部 分,本文主要对研究现状进行分析。液体后置添加又分为几种方式,有常压下喷涂、真空喷涂、静电喷涂等几种。常压下喷涂,液体是喷涂在颗粒饲料表面,在后续的包装、运输过程
15、中,颗粒饲料间会产生相互摩擦和碰撞,包裹在颗粒表面的液体很容易从表面剥离形成粉末,降低了颗粒饲料中液体添加剂的含量,从而 造成营养成分损失和配方失真久而有关静电喷涂的研究还很少。真空后喷涂是近年来在国际 上发展起来的一种后喷涂方式,因为其可以让热敏性营养成分渗透进入颗粒内部,使得热敏性成 分得到保护,已经日益得到人们的重视,但是有关真空后喷涂的试验研究很少有人报道。本文作 者对真空后喷涂技术进行了理论分析和试验研究,希望为真空后喷涂技术在国内的推广提供帮 助。本课题的总体目标是寻求好的工艺技术和参数,尽量降低维生素在配合饲料生产过程中的损 失。本课题对于指导饲料厂进行生产,提高饲料厂经济效益具
16、有重要的意义。-1-中国农业大学硕士学位论文第一章绪论1.2 国内外研究现状本人针对配合饲料加工中维生素的保护技术,查阅了大量资料,现将所查文献作一综述。目前,国内外普遍认为在配合饲料加工中,温度、水分、压力、调质时间、摩擦等是影响维 生素稳定性的主要因素。1996年BASF公司的调查显示,因为维生素是生物活性很强的生物药剂,所以它们对其周围的物理、化学环境非常敏感。1986年Gadient和Schnedier的试验显示,通过 饲料加工过程中的预混和、制粒、膨化等工序,维生素及其它的不稳定的营养成分很容易被氧化,其中的一些实验数据见表1-1、表1-2凶。从1980年开始,家畜饲料的平均制粒温度
17、从大约54 上升到110。同期,宠物饲料的平均膨化温度从大约90上升到140凶。持续上升的制粒 温度、制粒时间、干燥温度以及储存时间以极高的速率破坏着维生素,见表1-3。因为饲料加工 过程造成维生素的大量损失,人们不断地探索减少维生素损失的方法。有以下几种方法:选 择稳定的维生素制剂或剂型;将维生素进行液体后置添加;正确选择载体与稀释剂。在 考虑预混料制造成本的前提下,尽量选用一些稳定的粘结剂来缩短调质时间,这可减少蒸汽的使用 量,以此降低水分和温度对维生素的破坏;使用单独的维生素预混料和矿物质预混料,以减少金 属元素和维生素的接触,降低氧化还原反应。目前国内外研究最多的是前2种改进方法,现将
18、其分述如下。表1T制粒中平均工业维生素稳定性Table 1-1 Average vitamin stability under various pelleting conditions制粒温度()/调质时间(min)维生素的种类60/366/37 1/37 7/382/388/366/27 1/27 7/282/288/293/27 1/17 7/182/188/193/199/17 7/0.582/0.588/0.593/0.599/0.5104/0.5199/2104/li维生素保存率(%)A650(小珠状)989695949288858279Ds325(小珠状)9897969493929
19、19089D:1400959492918886828077E醋酸盐999898979796969595E乙醇757065605449433023MSBC1807672706560565144MNB2868482807875726962MPB3827874736864605750盐酸硫胺素939189868278746863硝酸硫胺素959493908987848077核黄素959493918987848078VB949392908785827875vbI2999897979696959594泛酸钙959493918987848078叶酸959493908987848077生物素95949390
20、8987848077烟酸969594919089868280抗坏血酸656055504540353025抗坏血酸磷酸酯979695949392919089氯化胆碱999998989797969695IlSBC=menadione sodium bisulfite complex(亚硫酸氢钠甲蔡醍复合物)zMPB=menadione dimethyl pyrimidinol bisulfate(亚硫酸喀咤甲蔡酉昆)3MNB=menadione nicotinamide bisulfate(亚硫酸烟酰胺甲蔡醒)-2-中国农业大学硕士学位论文第一章绪论表1-2膨化中平均工业维生素稳定性Table 1
21、-2 Average vitamin stability under various expanding conditions维生素保存率(%)挤压温度()/一桶保留时间(min)110/3116/3121/3127/3132/3138/3146/3154/3160/3维生素的种类116/2121/2127/2132/2138/2143/2149/2160/2165/2121/1127/1132/1138/1143/1149/1154/1165/1171/1127/0.5132/0.5138/0.5143/0.5149/0.5154/0.5160/0.517 1/0.517 7/0.5MSBC
22、=menadione sodium bisulfite complex(亚硫酸氢钠甲蔡酉昆复合物)2MPB=menadione dimethyl pyrimidinol bisulfate(亚硫酸喀咤甲秦酉昆)3MNB=menadione nicotinamide bisulfate(亚硫酸烟酰胺甲票酿)A650(小珠状)989695949288858279Ds325(小珠状)989796949392919089D;,400959492918886828077E醋酸盐999898979796969595E乙醇757065605449433023MSBC1807672706560565144MN
23、B2868482807875726962MPB3827874736864605750盐酸硫胺素939189868278746863硝酸硫胺素959493908987848077核黄素959493918987848078vb6949392908785827875vb12999897979696959594泛酸钙959493918987848078叶酸959493908987848077生物素959493908987848077烟酸969594919089868280抗坏血酸656055504540353025抗坏血酸磷酸酯979695949392919089氯化胆碱999998989797969
24、695表1-3饲料加工对维生素的影响Table 1-3 E ffect that feed manufacturing does to vitamin stability试验因素MSBC=menadione sodium bisulfite complex(亚硫酸氢钠甲蔡酉昆复合物)维生素的种类维生素预混料储存 时间(一个月)制粒时间和温度(Iminute,93)饲料储存时间(两个星期)维生素保存率()总的维生素保存率(%)1231X2X3A(小珠状)85929272D(小珠状)94939381E醋酸盐90979891MSBC164658535硝酸硫胺素90899898核黄素95899782v
25、b692879576VB.298969892泛酸钙95899883叶酸85899874生物素93899579烟酸95909380-3-中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论1.2.1 选择稳定的维生素制剂或剂型现在比较稳定的维生素剂型有酯类维生素、微胶囊维生素添加剂等。选择稳定的维生素制剂 尤为重要。例如维生素A醇,既有一个自由的羟基,又有5个双键,因此为保护维生素A产品,人们通常选择维生素A棕稠酸酯及醋酸酯。维生素&中硝基硫胺素比硫胺素盐酸盐稳定。维生 素K3是一种不稳定的晶体状黄色粉末,并且会刺激皮肤和粘膜,它不以纯态使用,而是以亚硫 酸氢钠及其衍生物进行配制加工,常见的有甲紫醍亚硫酸氢钠(
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