飼料活性載體“OT體”是應用優質凹凸棒石黏土(簡稱凹凸),通過活化工藝,激發出生物活性物質,改善了凹凸結構,使產品具有更高承載性能與承載力的活性載體。
活化工藝技術已能使“OT體”達到較好承載性與較高的承載力。其技術途徑是:通過“OT體”表層靜電吸附、表面過剩自由能與電荷轉移以及“OT體”表面奇特纖維、棒狀網與蜂窩晶狀體骨架共同作用力,完成了對微量元素的載帶。攝入“OT體”預混料后,在體內吸水后,全部解吸,放出微量元素。同時,“OT體”內活潑的礦物元素參與營養物的消化、轉移、吸收全過程。
一、活性“OT體”對微量營養元素承載性能的研究
① “OT體”粒度指標的確定
被承載微量元素的顆粒數量是決定載體粒徑的首位條件。根據無錫輕大劉當慧教授的研究結果及大部分飼料廠工藝裝備條件,“OT體”粒度設計指標為全部通過35目,80目篩下物小于10%,或全部通過40目,100目篩下物小于10%。目前“OT體”工業化生產的產品以前者為生產指標,其粒度與粒數的構成如表1。
表1 活性“OT體”粒度與粒數的組成
項目 | 30目~60目 | 60目~80目 | 80目~100目 | 100目以上 | 總粒數/粒t-1 |
占總數的百分數/% | 87.0 | 10.0 | 2.4 | 0.6 | 1.112x10¹² |
粒度范圍/mm | 0.590~0.250 | 0.250~0.177 | 0.177~0.147 | 0.147~0.174 | 0.590~0.074 |
② 活性“OT體”的生產工藝見圖1
為實現“OT體”有較高生物活性、承載性能與承載力,在一定配方下,通過壓片工藝提高凹凸的分散度和粘度。再經高壓制粒、干燥、破碎,改善“OT體”表面性能,實現“OT體”高承載性與承載力。
③ 活性“OT體”產品的承載性能
根據我國較多飼料廠對預混料載體的要求,與”OT體”載體在承載性能上進行比較,見表2
表2 載體的基本要求與“OT體”載體承載性能比較
項目 | 載體的基本要求 | OT體承載技術性能 |
粒度 | 30~80目(40~100目) | 30~80目,80目篩下物≤10% |
含水量 | ≤10% | ≤8% |
容重密度 | 應與微量元素一致,一般為0.5kg/L~1kg/L | 0.70kg/L~0.85kg/L |
表面特性 | 載體表面應粗糙或具多孔吸附在粗糙表面上 | 表面呈纖維狀,棒狀,多晶道結構,有較高靜電與吸附性 |
吸濕性和結塊性 | 要求吸濕性差,不易結塊 | 加工后OT體不易吸濕,吸濕后水分在常溫下不逸出,有抗結塊性 |
流動性 | 要求 流動適中 | 因表面粗糙在運動中呈惰性,在管道運送與混合時混合性好,包裝后流動性差 |
酸堿度 | 要求中性。偏酸、偏堿對維生素與其他元素穩定性有影響 | PH7~7.5,OT體,物理化學性能穩定,不參與微量成分任何作用,故生物效價高 |
安全性與營養性 | 有一定的營養價值,但使用后不能改變或影響營養的平衡或釋放不穩定、不易生霉變質 | 富含一定的礦物元素與生物活性物質,不生霉,安全性較好,已列入我國食品添加劑衛生名單之中 |
混合均勻度 | 載體與各成分易混合,不易分離CV<10% | OT體育微量元素易混合,又不易分離,CV<7% |
相對承載力 | - | 高(有強大靜電吸附性) |
生物學效價BBV | - | 較高 |
生物活性 | - | 富含生物活性物質及晶體結構,故生物活性強 |
可以看出“OT體”活性載體對微量元素承載技術全面。在常溫常濕下“OT體”內沸石水不會逸出也不會對微量元素起作用,并可將微量元素汽化水吸附,直到平衡為止。因此,成品貨架期長,具有抗板結、抗結塊、不生霉的良好性能。無機載體已是當今世界各國生產預混料期待的載體新產品,性能穩定,安全性較高。
二、無機“OT體”對微量元素承載作用機制的探討
活化后的“OT體”同時具備凹凸棒石的吸附性和膠體性,加工中技術性較強,承載機理十分復雜,現做如下探討。
① 凹凸棒石是凹土主要成分,是單晶體聚集物,呈三維晶體骨架,顆粒粉體外表面呈較發達長纖維、棒狀結構,纖維長0.5pm~5pm,款0.05pm~0.15pm,并成纖維網狀與承載微量元素粉體創造了網帶條件。“OT體”顆粒粉體內部呈較多的系統晶道(通道),晶道中被多種水分與揮發物充滿,水分與揮發物逸出后即成系統晶道,也就可以接納微量元素進入。凹凸棒石的內部結構似一堵花墻,部分水分子伴隨可交換陽離子,以沸石水形式存在于四面體雙鏈構成的寬展的通道內。這些陽離子有極化能力,因此,對吸附微量元素有一定的相互作用力,使“OT體”具有較強的承載力。
②活性“OT體”含有一定的靜電,并與微量元素相互作用
③ 凹凸棒石含有1.83mol/g的靜電量,產生的靜電力或靜電場,可吸附其它帶正荷粒子靜電量30倍~80倍以上的負電荷。正、負電荷相吸是“OT體”載帶微量元素粉體第二個作用力。
三、“OT體”對吸附微量元素粒子有一定的物理吸附性
① 在“OT體”與微量元素兩個固體粉體表面上,可產生一種范德華相互作用與電子轉移的運動,同時,二種固態物質在一起,固體表面存在各向異性,即在不同方向有不等用的表面張力即表面過剩自由能。這自由能總是由不穩定的高能狀態向穩定的低能狀態轉移,寧伴隨一種固態物質表面對另一物質表面的吸附,以降低表面過剩自由能。“OT體”,總比表面積約3.5億m²,巨大過剩自由能,載帶10%~15%微量元素后仍然存有較高的表(界)面過剩自由能。因此,活性“OT體”載帶微量元素的吸附力較強,故在一班情況下不易分離、分級。
②“OT體”與微量元素在充分混合中產生粘附性與嵌鑲作用。
微量元素在與“OT體”載體在混合機內相互混合運動中,根據對粉體物料混合曲線的研究指出,在混合第三階段后載體與被承載物之間有粘附和嵌鑲作用。微量元素粘附或進入載體網狀帶與晶道中。此作用并隨混合事假年延長,載體相對承載力提高,分離值較小。