汽爆生物饲料简介

饲料工业的一次革命——ICSE技术中国农业科学院河南农业大学正道启宝2015食品工业——给我们带来什么绿色生态——离我们有多远抗生素链条——遗害子孙黄曲霉毒素——人类梦魇我们正面临着一场危机大规模。50万只羊，数百万只鸡的单体厂大量出现；强产出。出栏时间屡破记录，动物生长成为蛋白质生产；强对抗。为对付不断出现的超强病菌，人类科技在不断挑战生态极限。高代价。以人类自身健康、生态健康和子孙后代健康作为换取金钱利润的高昂代价。食品工业给我们带来了什么食品安全成为一直悬在中国百姓头上的利剑；黄曲霉、三聚氰胺、瘦肉精、四环素等等让我们没了胃口；频繁曝光令“绿色有机”的光环渐渐褪色；消费者与厂家成为相互捉迷藏的一对冤家。绿色生态离我们有多远饲料源头控制太难；霉菌毒素是90%疫病的“元凶”交叉感染防不胜防；增重快体质弱，失去自身免疫力病从口入不治不行；严格脱毒饲料目前还没见到越治越难靠天吃饭；高温、湿热、气温突降都会诱发成本倒逼无法跳出；成活率是压倒一切的成本之首工业化养殖是根源；高养殖密度使疾病传播更快抗生素链条：谁能挡住毒性比氰化钾大10倍，比砒霜大68倍；是已发现的最强致癌物，比二甲基亚硝胺大75倍，比3,4苯并芘大4000倍，主要诱发肝癌；耐温稳定，280度下可存在；中国农科院畜牧所的一项调查检测表明，配合饲料中不同程度霉菌毒素的污染高达80%以上。黄曲霉毒素——人类梦魇黄曲霉毒素是致癌重要元凶完全从饲料中来，并蓄积在体内，通过代谢进入肉、蛋、奶；玉米、大豆、花生及其副产品都是高发区，饲料防控靠天靠地靠运气。根据2015年中国农科院畜牧所的一项调查检测表明，配合饲料中不同程度霉菌毒素的污染高达80%以上。从历史数据来看，进入1月份，无论是玉米、小麦及麦麸等原料还是全价料，呕吐毒素的污染状况进一步恶化了，平均值全面超标严重。饲料原料中霉菌超标——已常态化如果可能，我们需要这样一种饲料：严格脱毒：彻底去除黄曲霉毒素、抗生素等生物毒素残留；完全杀灭致病菌、病毒、寄生虫卵；生态饲喂：告别生食；不靠激素、添加剂走捷径；以自然膳食平衡提高动物体质，调动自身免疫；跳出“病从口入→抗生素滥用→高残留”的怪圈；成本降低：从源头降低发病死亡，饲料成本不增；高效产出：推出实在产品卖点，以高端健康食品与消费者共赢。是否有如此完美的解决方案？ICSE技术概览•原理性创新•饲料加工重大突破技术替代优势•技术深层机理•生物质本质变化ICSE——划时代的饲喂方式学术带头人：张百良教授，博士生导师。全国人大农业农村委专委，河南农业大学原党委书记、校长，农业部农村可再生能源重点实验室主任，全国农村能源专业（学科）奠基人。技术团队4名博导、15名硕导及数十名博士、硕士组成。广泛开展了能源、环境、食品安全、新材料等多领域的ICSE研究应用，占据了汽爆领域的理论统治地位。承担着国家“八六三”专项课题三项，科技部重大专项一项，省科技任务数十项，站在了ICSE技术装备应用前沿。团队组成中国农业科学院农业部可再生能源重点实验室河南农业大学转化对象：有机细胞体转化障碍之一：三素包裹转化障碍之二：结晶构造其它转化障碍：胞壁、表皮、蜡质层等。一、生物质转化屏障细胞壁结构示意图原理性创新破壁三素分离破除结构降低结晶度增加孔隙率提高可及性……二、预处理机理预处理机理示意图原理性创新原理性创新•瞬时弹射式蒸汽爆破技术，来源于航母飞机加速起飞装置；•爆发速度达到0.00875秒；•瞬间爆破功率达到惊人的22MW，国外热喷罐技术仅为0.026MW；•最终实现以低能耗瞬间打破生物质微观结构，使其快速降解；•从原理创新到设备研发，均为自主创新，知识产权独立完整。三、技术突破•生物质中的木质素、纤维素、半纤维素在充分软化基础上被水蒸气瞬间爆破，三素缠绕结构实现了完整分离。•不仅超越了简单的熟化、膨化处理工艺，发生的大分子层面断裂，为生物发酵与动物消化带来了革命性的变化。木质纤维素Lignocellulose纤维素Cellulose半纤维素Hemicellulose木质素Lignin原理性创新四、技术机理无害化彻底高温、高压。2.5MPa蒸汽压力、230℃蒸汽温度爆破条件；活体全杀灭。微结构破碎，全部杀灭病菌、虫卵、细菌等活体有机物；物理全脱毒。高速冲击波在分子层面发挥作用，霉菌毒素脱除彻底；全过程封闭。高效厌氧发酵，饲喂前开包，杜绝饲料二次污染。饲料加工重大突破去除生物毒素特性去除毒素：黄曲霉毒素B1、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮。去除率：小于检出分辨精度0.5ug/kg。结果表明：按照国家饲料标准GB13078-2001《饲料卫生标准》：黄曲霉毒素B1消除。饲料加工重大突破生态价值高生态天然营养素。汽爆后自然降解低聚木糖，改善消化道微生物环境；优选发酵益生菌。富含大量的生物活性小肽，水溶性好，利用率高；破壁发酵最完全。只有破除三素缠绕结构，才能使微生物转化彻底；减少预防性药物。特别是肠道病预防、益生素及其它抗应激药物的使用；植物蛋白放心用。蒸汽爆破转化各类饼粕，快速降解生物酚醛毒性；改善肉蛋奶品质。生态饲喂取代粮食催肥，能天然增加着色度和食用风味。饲料加工重大突破全方位饲喂熟食是饲料工业变革的必然方向；高温高压瞬间爆破在熟化前提下最大程度保留了原料的营养价值；汽爆+活性发酵产生出大量天然营养物质：低聚木糖、木糖、阿拉伯糖、多维、赖氨酸、蛋氨酸、微量元素、小肽类物质等。养殖效益好抑制肠道有害菌。活性益生菌可有效抑制大肠杆菌、杀门氏菌等生长。调动自身免疫力。提升畜禽体质，大幅减少抗生素用量。固态发酵工艺优。具有独特的发酵芳香味，诱食性极佳；熟化醇香促食欲。告别生食，使饲喂有质的飞跃。病从口入去根源。高爆脱毒，斩断毒素链条。饲料加工重大突破霉菌•黄曲霉毒素•呕吐毒素传染病•寄生虫卵•细菌孢子病毒•消化道疾病•呼吸道疾病现代研究表明，饲料霉菌毒素无论是在许多传染病的发生上还是非传染病的发生上经常扮演“始作俑者”的角色；无论添加多少营养，只有高效吸收才有价值；高卫生标准纯物理操作。以高速冲击波发挥作用，全过程不添加任何化学品；灭菌稳准狠。低成本大批量瞬间实现高温灭菌过程，保留营养价值；生产全封闭。生产环节衔接紧密，全系统封闭，与操作员隔离。流程高标准。以生物制药标准设计整体生产流程，达到食品生产标准；产品高标准。抽气厌氧包装，杜绝病从口入可能，产出安全绿色产品；饲料加工重大突破化学品零添加是绿色生产技术的起点；厌氧条件断绝了霉菌再生的条件；装备有完善的汽固分离系统，使工厂达到最高环保标准；高效转运载具使生物质物料从收获开始就完全封闭。完全沉降——打破消化屏障完全混融——吸收效率倍增完全破碎——实现破壁目标深层降解——生态营养析出汽爆脱毒发酵饲料的深层机理ICSE全部沉入，实现与水的完全混溶；热喷放沉降比为0.592：1；碱堆沤沉降比为0.32：1；对应原料沉降比0.127：1。一、沉降特性四种样品水中漂浮沉入质量比0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%ABCD飘浮沉入生物质的本质变化ICSE使γ增加39.5%，亲水指数增大372.5%；γ比热喷放与碱堆沤分别高出20.3%和25.7%；亲水指数比热喷放与碱堆沤分别高出125.8%和177.0%。二、固体表面自由能特性四种样品的固体表面自由能参数mJ/m2生物质的本质变化ICSE是四种样品中亲水指数唯一大于5的，标志着物料特性从疏水性转变为亲水性；与沉降特性的测定结果相吻合，表明沉降特性与表面能特性密切相关。三、亲水/疏水特性指数四种样品的亲水指数0.02.55.07.510.012.5ABCD亲水指数/mJ1/2/m生物质的本质变化ICSE使细胞结构打破，成为组织碎片；热喷放使细胞壁断裂，但仍保持形状；碱堆沤使细胞壁发生皱缩，未有断裂溶解现象。四、显微结构四种样品的SEM照片ABCD生物质的本质变化ICSE使原料增加65.2%；热喷放后比处理前增加5%；碱堆沤后比原料降低了45.5%。五、比表面积四种样品的比表面积00.511.522.533.54ABCD比表面积(m2/g)生物质的本质变化六、吸附脱附特性02468101200.10.20.30.40.50.60.70.80.91Isotherm Linear PlotA吸附A脱附Quantity  Absorbed  (cm3/g STP)RelativePressure (P/Po)02468101200.10.20.30.40.50.60.70.80.91Isotherm Linear PlotB吸附B脱附Quantity  Absorbed  (cm3/g STP)RelativePressure (P/Po)02468101200.10.20.30.40.50.60.70.80.91Isotherm Linear PlotC吸附C脱附Quantity  Absorbed  (cm3/g STP)RelativePressure (P/Po)02468101200.10.20.30.40.50.60.70.80.91Isotherm Linear PlotD吸附D脱附Quantity  Absorbed  (cm3/g STP)RelativePressure (P/Po)生物质的本质变化对于其他三条谱线，ICSE谱线发生了一些更明显变化；分析表明ICSE可以明显的改变有机官能团，实现分子层面的断裂重组。七、傅立叶红外光谱分析四种样品的FTIR图谱生物质的本质变化ICSE的结晶度比热喷放降低了29.4%，比碱堆沤降低了26.1%，为四个样品中的最小值；其峰数也是最少的，物质结构变化最为明显。八、X射线衍射分析四种样品的XRD谱线10203040502-Theta(°01000200030004000500060007000Intensity(Counts)[A.raw][B.raw][C.raw][D.raw]生物质的本质变化ICSE饲料加工技术流程完备的系统设计全系统管道封闭；无粉尘、无污染气体外排；消防安全性极高；采用立式物流设计，环节紧凑，防生物污染；全系统流程机械化，人员无接触。先进生产装备2014年10月15日“抗生素菌渣汽爆-发酵生产生物腐植酸新技术”通过由中国环境科学学会组织，由清华大学金涌院士担任鉴定委员会主任的环保技术鉴定。ICSE技术实现了滤渣中的抗生素残留和有害微生物的严格灭活，从根源上解决了抗生素发酵滤渣的处理难题，同时实现了资源再利用的环保转化。ICSE典型应用一、抗生素菌渣严格无害化汽爆烟梗、烟杆，彻底阻断其病菌虫卵的传播，加快腐熟速度，解决了烟草生产废弃物处理的多年难题。中烟公司已在湖北、贵州、上海等分公司全面展开应用。二、烟梗、烟杆严格无害化典型应用占有全球人参加工90%的易盛药业（002566）采用汽爆技术处理人参，发现其提高比表面积55倍，被视为对传统中药处理方式的一次革命；令人惊异的是汽爆处理后仍保持了人参完整形态。在对天麻、灵芝等中药处理中，充分实现了药材加工的终极目标——破壁效果，溶出率提高3.3～6.7倍。00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.018220200Differental Pore Volume vs. Pore WidthA(cm3/g)Pore Diameter (nm)00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.018220200Differental Pore Volume vs. Pore WidthDPore Diameter (nm)(cm3/g)00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.018220200Differental Pore Volume vs. Pore WidthB(cm3/g)Pore Di