一種過瘤胃保護(hù)方法、制備工藝及顆粒產(chǎn)品

【摘要】物理方法的過瘤胃技術(shù)現(xiàn)已超過化學(xué)方法的過瘤胃技術(shù)，包括微丸包被技術(shù)和過瘤胃油脂包被技術(shù)，其中核丸的制備通常需要添加大量的輔料、采用多道工藝，本方法可以提供從液態(tài)直接一步得出不需要添加輔料的高含量核丸、配套的可以大批量均勻包衣的包衣技術(shù)，從而得到有效含量高、經(jīng)濟(jì)、適合大批量工業(yè)生產(chǎn)的過瘤胃產(chǎn)品。
【關(guān)鍵詞】  過瘤胃保護(hù)  核丸  包衣  顆粒形態(tài)1   高品質(zhì)2   低能耗3  穩(wěn)定安全4  
序論
    過瘤胃保護(hù)技術(shù)是將營養(yǎng)物質(zhì)(如氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素等)保護(hù)起來，減少在反芻動物瘤胃內(nèi)的發(fā)酵、降解，進(jìn)入真胃及小腸后再被釋放消化利用的技術(shù)，可以提高反芻動物營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收利用率，具有重大經(jīng)濟(jì)和營養(yǎng)學(xué)意義，但過瘤胃保護(hù)存在高含量核丸制備和大批量包衣難題。
    本方法提供一種過瘤胃顆粒產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，可以從液態(tài)原料直接一步得出不需要添加輔料的高含量核丸，并提出配套的可以大批量均勻包衣的包衣技術(shù)，得到有效含量高、經(jīng)濟(jì)、適合大批量工業(yè)生產(chǎn)的過瘤胃產(chǎn)品。
過瘤胃保護(hù)化學(xué)方法
    化學(xué)保護(hù)主要為營養(yǎng)物的螯合鹽，比如當(dāng)氨基酸滿足動物需求時，金屬元素易過量和中毒。
過瘤胃保護(hù)物理方法
    物理保護(hù)方法主要是采用在反芻動物瘤胃不降解、在真胃和小腸可消化的物質(zhì)為包材對營養(yǎng)物質(zhì)比如氨基酸進(jìn)行包被處理，包含核丸制備工藝和過瘤胃材料的包被工藝。
    從液態(tài)原料可以直接得到合格的核丸、并且不需要添加輔料的工藝，目前很難實現(xiàn)，大生產(chǎn)還沒有見到制備成功的報道。
包衣工藝，目前主要采用微丸包衣工藝比如底噴式流化床包衣工藝和包衣鍋的工藝，可以小批量生產(chǎn)，超過每批500公斤的大批量生產(chǎn)還沒有成功的報道。
   物理保護(hù)主要取決于兩點：一是核丸要圓滑、不能有菱有角、任何不規(guī)則外形也不可以、顆粒太大也不可以，因為在小核丸的高點包衣厚度薄而很難合格、顆粒太大在瘤胃中也容易被破壞；二是包衣要均勻，強(qiáng)度要合適，因為在不均勻的薄處、強(qiáng)度薄弱處，包衣厚度也很難起到過瘤胃效果。
物理的常用方法和缺點
    經(jīng)各種資料包括專利查詢，目前過瘤胃保護(hù)技術(shù)和產(chǎn)品包括蛋氨酸、賴氨酸、維生素、膽堿、葡萄糖等，文獻(xiàn)舉例包括：過瘤胃氯化膽堿微膠囊及其制備工藝（公開號CN 101269051 A）；一種過瘤胃保護(hù)蛋氨酸及其生產(chǎn)方法（專利申請?zhí)?200910093813）；反芻動物過瘤胃保護(hù)包衣材料和配制、制作方法及用途（公開(公告)號：CN102657290A）；反芻動物瘤胃保護(hù)復(fù)合維生素包被工藝（網(wǎng)查資料）；一種過瘤胃保護(hù)氨基酸及其制備方法（公開號CN 100515415 C）；一種反芻動物過瘤胃保護(hù)賴氨酸及其生產(chǎn)方法（申請?zhí)?00910237384.8）。
    以上公開的工藝內(nèi)容通常包括：加輔料混合—加水濕法制粒—整圓拋丸—烘干—篩分—小批量底噴流化床包衣—（篩分）—得到成品；物理保護(hù)目前除此類實驗室方法外，還沒有見到其他制備工藝成功的報道，采用此種方法，總結(jié)缺點如下：
    （1）無法從液態(tài)原料一步直接得到核丸，無法大生產(chǎn)，生產(chǎn)費用高：
    a\加輔料混合-加水濕法制粒工藝決定了無法從液態(tài)原料一步直接得到核丸；
    b\受制于混合—加水濕法制粒—整圓拋丸工藝限制，每批次只有20-30公斤，無法大生產(chǎn)；
    c\工藝程序復(fù)雜，如主要工序混合、制粒、整圓、包衣均為小處理量設(shè)備，產(chǎn)量2噸/時就需要約100臺套生產(chǎn)線），運行不穩(wěn)定、不安全，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制； 
    d\連續(xù)式生產(chǎn)基本不可行，人為污染路徑也多；反復(fù)的粉體烘干、加水混合、制粒、烘干等，決定其生產(chǎn)費用高。
    （2）高含量的核丸基本生產(chǎn)不出來，產(chǎn)品品質(zhì)不好（有效含量低）、收率低：
    a\受制于混合—濕法制粒影響，添加輔料后，成品含量會下降，或無法包被更多的材料，過瘤胃的保護(hù)效果受影響；
    b\比如糖類營養(yǎng)物質(zhì)，受粘性影響，必須添加輔料，否則也無法制成核丸；
    c\強(qiáng)吸水性營養(yǎng)物質(zhì)比如氯化膽堿，也必須添加輔料，否則也無法制成核丸；
    d\比如氨基酸鹽類除受一般水溶性、粘性影響外、還受結(jié)晶特性影響，在濕法制粒、整圓后、烘干過程中，會出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象、即表面出現(xiàn)結(jié)晶體的菱角，不添加輔料的純品核丸根本無法生產(chǎn)；
    e\濕法制粒的顆粒，在烘干過程中，極易出現(xiàn)微觀裂紋、顆粒強(qiáng)度不合格，在包衣過程中，易破碎造成包衣成品不合格；
f\不合格品處理時，如果返回濕法制粒工藝，則含量不好調(diào)整、如果不返回收率則影響太大。
    （3）現(xiàn)有包衣方法無法大生產(chǎn)，并且質(zhì)量難以保證：
    a\目前市場上的流化床包衣機(jī)，單批處理量大于300公斤的還沒有，大生產(chǎn)時受影響，原因在于批次料斗采用人工推車式，料斗容積大的只有1500升、從而只能處理300公斤，進(jìn)入的核丸隨著包衣過程的進(jìn)行，體積會不斷增大，直至2-3倍左右，固定不變的噴槍、頂噴形式、底噴形式的噴槍，均導(dǎo)致包衣不均勻、從而質(zhì)量很難合格，經(jīng)應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理量大于20公斤每批時，包衣質(zhì)量就會可能不合格；
    b\由于以上所述的原因，采用濕法制粒時，純品核丸的均勻性和圓滑性、強(qiáng)度有問題，直接導(dǎo)致包衣的不均勻性。
連續(xù)式噴霧流化床核丸生產(chǎn)工藝
    流化床制備方法，比如一種噴漿造粒方法提供了一種從液態(tài)原料直接得到核丸的工藝可能性，但只使用此技術(shù)也很難獲得完美合格的核丸，除此之外普通的流化床造粒工藝生產(chǎn)出的顆粒要么密度不夠、要么顆粒圓度不夠、要么均勻度不夠、要么顆粒強(qiáng)度不夠、要么顆粒表面光滑度不夠、要么無法連續(xù)大生產(chǎn)，生產(chǎn)不出符合過瘤胃要求的核丸。
    本方法提出：采用噴霧流化床的涂層和規(guī)則流化原理進(jìn)行過瘤胃核丸的生產(chǎn)，采用拋光方式對核丸表面進(jìn)行拋光和壓縮處理，噴霧流化床工藝和拋光工藝組成核丸生產(chǎn)工藝。此工藝可以從液態(tài)原料一步直接得到合格的核丸，并且可以得到不用添加輔料的品質(zhì)核丸，采用拋光方式的作用是將核丸顆粒表面有可能的小刺或高點去除，使核丸滿足過瘤胃核丸的外形、粒徑、表面光潔度的要求。
    另一種方法為：可以采用低于臨界增重比方式進(jìn)行噴霧流化床造丸，此方案可以在不采用拋光方式的情況一，直接得到合格的核產(chǎn)品，并且工藝簡單。
大批量均勻的包衣工藝
    新技術(shù)保證了包衣質(zhì)量的可靠性，隨著流化料位的增加，噴槍的噴霧高度相應(yīng)作提高，保證流化床內(nèi)每個粒子可以盡量達(dá)到均勻包衣的目的。
    本方法為實現(xiàn)大批量流化床均勻包衣工藝而設(shè)計了生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)，其以核丸和包材為原料，制得包含全部或大部分核丸和包材的顆粒料，包衣床由流化床殼體組成，包括進(jìn)風(fēng)口、分風(fēng)板、流化室、分離室、出風(fēng)口，其特征在于，噴槍的霧化高度隨著流化料位的增加而抬高，保證每個粒子的均勻包衣，特別適合工業(yè)化大生產(chǎn)，批次處理量可以達(dá)到20噸/批。具備產(chǎn)品品質(zhì)好、收率高；生產(chǎn)費用低；運行穩(wěn)定、安全的優(yōu)點。
    本方法的優(yōu)點總結(jié)是：
    a/流化床采用高度不等的若干排噴槍，噴槍開啟順序為隨著流化料位的增加、從低向高開啟的工藝方法，奠定了可以達(dá)到20噸/批的水平，比對對比文件，提高了1000倍以上。
b/噴槍也可以采用角度可調(diào)的噴槍，隨著流化粒位的增加，噴槍角度從向下變成向上，以保證包衣的均勻性。
流化床核丸加包衣示例
     圖1中，賴氨酸鹽酸鹽濃縮液先經(jīng)過膜過濾、離子交換、調(diào)酸、濃縮等有效處理后，采用連續(xù)式噴霧流化床造丸機(jī)1、拋光單元2、篩分機(jī)3、定量計量裝置4、流化床包衣機(jī)5、篩分機(jī)6等工序制得賴氨酸鹽酸鹽過瘤胃產(chǎn)品。在上述過程穩(wěn)定后，在造丸機(jī)1中將前述濃縮液以每小時2噸的干物流量進(jìn)行噴霧流化床涂層造丸，使種子以包被形式長大，優(yōu)選的是增重比不大于30%（增重比的含義：床內(nèi)物料總重為10噸，每小時噴入3噸干物，干物成份在晶種物料上長大，然后進(jìn)行干燥和冷卻，然后進(jìn)入拋光單元2、處理量為2000-2400kg/h，再進(jìn)入篩分機(jī)3進(jìn)行篩選，合格尺寸范圍的顆粒進(jìn)入定量計量裝置4、處理量為2000-2200kg/h，加入包衣機(jī)5進(jìn)行包衣作業(yè)、處理量為10000-12000kg/批，每批3個小時，最后，經(jīng)包衣的顆粒進(jìn)入篩分機(jī)6、處理量為4000-5000kg/h，合格顆粒進(jìn)行包裝11、處理量為4000kg/h，在處理量不合格顆粒進(jìn)入不合格品處理工序13、處理量為0-1000kg/h，篩分機(jī)3的大顆粒經(jīng)晶種機(jī)9處理后和篩下小顆粒物進(jìn)入不合格品處理工序12，一級除塵器7和二級除塵器8收集的粉塵料可以進(jìn)入不合格品處理工序12。

    通過以上方法，所得過瘤胃保護(hù)產(chǎn)品形狀為近似球形，核丸顆粒直徑在0.3-1.8mm，成品顆粒直徑在0.6-3.6mm，并且篩分孔徑大小之比值不大于50%。作用是在滿足此范圍的過瘤胃顆粒比較具商品價值，本技術(shù)所得到的過瘤胃顆粒核丸可以為不添加輔料的品質(zhì)核丸，外殼為耐瘤胃的包衣成份，脂肪類型的過瘤胃成品中有效營養(yǎng)成份含量正常在40-60%之間，纖維素或樹脂類型的過瘤胃成品中有效營養(yǎng)成份含量正常在80-90%之間，因為沒有添加輔料，有效成份含量比查詢到的方法高出約20-50%。

結(jié)束語
    本方法提供了一種反芻動物過瘤胃保護(hù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，其以原料液和過瘤胃包材為原料，制得包含全部或大部分原料液中干物和過瘤胃包材的過瘤胃顆粒產(chǎn)品，可以制得不用添加輔料的品質(zhì)核丸過瘤胃產(chǎn)品，該工藝由包括核丸生產(chǎn)工藝、過瘤胃包衣工藝、不合格品處理工藝組成，其采用噴霧流化床造丸工藝進(jìn)行過瘤胃產(chǎn)品核丸的生產(chǎn)，采用可調(diào)流化床包衣工藝進(jìn)行過瘤胃包衣的生產(chǎn)，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。具備產(chǎn)品品質(zhì)好、收率高；生產(chǎn)費用低；運行穩(wěn)定、安全的優(yōu)點。

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