特別關(guān)注——原料膨化技術(shù)和應(yīng)用

ppzhangoo

　　編者按 擠壓膨化技術(shù)在我國飼料工業(yè)中的應(yīng)用雖然起步晚，但發(fā)展速度卻非常快，應(yīng)用范圍也比較廣，甚至成為目前飼料加工中重要的技術(shù)手段。但如何科學(xué)合理、長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)用好擠壓膨化技術(shù)和設(shè)備，使其發(fā)揮最大的效益和作用，仍然是一個(gè)困惑諸多飼料企業(yè)的技術(shù)難題。為此，《新飼料》雜志社與北京現(xiàn)代洋工機(jī)械發(fā)展有限公司共同合作在2011 年第4 期協(xié)辦“特別關(guān)注”欄目，邀請(qǐng)行業(yè)專家、企業(yè)生產(chǎn)負(fù)責(zé)人共同探討原料膨化技術(shù)和應(yīng)用，以期為飼料工業(yè)的同行提供有益的參考。

如何選擇原料膨化機(jī)

　　作為飼用的原料膨化基本上使用單螺桿膨化機(jī)，單螺桿膨化機(jī)按照物料進(jìn)入擠壓機(jī)筒前是否經(jīng)蒸汽調(diào)質(zhì)分為干法膨化機(jī)和濕法膨化機(jī)。若經(jīng)蒸汽調(diào)質(zhì)，則為濕法工作模式；反之，則為干法。由于干/ 濕法兩種工況生產(chǎn)時(shí)物料進(jìn)入機(jī)筒的性狀不同，濕法進(jìn)入機(jī)筒是濕熱的軟物料，干法進(jìn)入機(jī)筒是生冷的硬物料，因此對(duì)主軸系及擠壓螺旋的配置要求也不同。一般干法機(jī)配上蒸汽調(diào)質(zhì)系統(tǒng)可以濕法生產(chǎn)，效率會(huì)提高，但不如專用的濕法機(jī)型效率高；濕法機(jī)型干法生產(chǎn)時(shí)要考慮生硬物料對(duì)軸系的沖擊，對(duì)某些物料可以干法生產(chǎn)，但效率會(huì)降低，對(duì)某些物料則不適用。換言之，干法機(jī)配上調(diào)質(zhì)可以濕法生產(chǎn)，而濕法機(jī)不一定能干法使用。
　　從目前的市場(chǎng)情況來看，單螺桿膨化機(jī)大部分是用來做大豆玉米等單一原料或玉米豆粕按比例摻混的簡(jiǎn)單復(fù)合原料膨化，究竟是選擇干法還是濕法生產(chǎn)方式要參考以下條件。
　　膨化大豆粉原則上只要有蒸汽條件，都應(yīng)該用濕法生產(chǎn)。濕法生產(chǎn)效率高，同功率情況下，濕法膨化大豆粉比干法高出一倍以上。濕法膨化控制尿素酶活性更穩(wěn)定，可以精確地控制在0.02 ～ 0.2 之間。干法膨化大豆粉尿素酶活性波動(dòng)大，易出現(xiàn)熟化度不均勻。濕法膨化大豆粉水分可以精確控制在9% ～ 11%左右，而干法產(chǎn)品水分僅在7% 左右，干耗引起生產(chǎn)成本大幅度增加。膨化大豆粉自用，量又不高時(shí)建議用干法，對(duì)產(chǎn)品的含水率不敏感，干法機(jī)較合適。如大豆粉用于銷售，推薦使用濕法機(jī)型，首先是效率比干法高很多，生產(chǎn)成本明顯低于干法；其次，成品含水率較易掌握。部分地區(qū)要求有干法膨化大豆粉產(chǎn)品，則可停汽生產(chǎn)，同樣能滿足要求。
　　飼用膨化玉米( 或玉米豆粕混合物) 用干法濕法均可以生產(chǎn)，要根據(jù)產(chǎn)品的用途來確定用干法或是濕法膨化。對(duì)于普通膨化( 淀粉糊化度85% 左右，容重350g/L ～ 380g/L)，濕法比干法提高效率約50% 左右，所以有條件宜用濕法。但如果做高膨化度產(chǎn)品( 容重100g/L ～ 250g/L)，只能干法生產(chǎn)方可達(dá)到。干法膨化玉米，膨化度可調(diào)節(jié)的范圍較寬，可以達(dá)到很高的膨化度，能滿足多種需求。
　　此外，棉粕、菜粕、蓖麻粕脫毒宜用濕法。膨化血粉、魚粉干法濕法均可。
　　以上介紹的是選擇單螺桿膨化設(shè)備工作方式的一些基本原則，動(dòng)力條件、蒸汽條件等也是制約選擇機(jī)型的重要因素。( 北京現(xiàn)代洋工機(jī)械科技發(fā)展有限公司/ 李芝銀總工程師、博士)

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　　膨化加工改變?cè)铣煞?/strong>

　　膨化技術(shù)的應(yīng)用已有近百年歷史。膨化是綜合了水、壓力、溫度和機(jī)械剪切的作用完成的。膨化熟化中，機(jī)鏜內(nèi)溫度可達(dá)90℃～ 200℃，膨化延續(xù)時(shí)間在2s ～ 30s 范圍。膨化產(chǎn)物會(huì)發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化，諸如淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性以及酶類、有毒成分和微生物的失活等。其結(jié)果通常會(huì)提高膨化飼料產(chǎn)品的養(yǎng)分消化率，降低一些抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，還會(huì)減少飼料攜帶細(xì)菌和粉塵的數(shù)量，改善飼料的適口性，增進(jìn)顆粒飼料的穩(wěn)定性和耐藏性。從而使得飼養(yǎng)的動(dòng)物，特別是幼年動(dòng)物的生產(chǎn)性能和飼料效率得以改進(jìn)。
　　一般地說，溫和的膨化條件可以提高植物蛋白的消化率，這是由于蛋白變性或一些蛋白酶抑制因子失活的緣故。但是，在激烈的膨化條件下，蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率也可能下降，因?yàn)橘嚢彼峥膳c糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，也可與其他化學(xué)鍵發(fā)生反應(yīng)，降低氨基酸消化率。膨化通常使脂肪含量下降，因?yàn)橹究缮芍辨湹矸? 脂肪復(fù)合物而使溶劑浸出效率下降。膨化可以改變膳食纖維的含量、改善纖維消化率和增加消化能。膨化對(duì)礦物質(zhì)和維生素的影響頗受關(guān)注。一般地說，植物性飼料中礦物質(zhì)的利用率是受植酸含量影響的。礦物質(zhì)利用率因膨化而略有下降，這是因?yàn)榕蚧^程中的高溫高壓使植物性飼料中植酸酶失活的緣故。膨化通常使維生素含量下降，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家建議，膨化加工的飼料，其維生素添加量應(yīng)當(dāng)為原配方中的120% ～ 150%，或使用如穩(wěn)定化維生素C 之類的耐熱維生素。
　　膨化加工最令人興奮的功能或許就是破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子，諸如生大豆中的抗胰蛋白酶(trypsin inhibitors，簡(jiǎn)稱TI)、棉籽中的棉酚和菜籽中的芥籽甙。T I 抑制蛋白質(zhì)分解，使消化道內(nèi)未消化的蛋白質(zhì)增加，從而減少氨基酸生成，抑制代謝能釋放和脂肪代謝，降低蛋白質(zhì)消化率。膨化加工后，大部分T I 被破壞。膨化的溫度、水分、設(shè)備配置、滯留時(shí)間、模孔大小等因素都會(huì)影響T I 破壞的程度。多數(shù)研究表明，膨化大豆日糧可以改善豬、特別是哺乳仔豬的增重和飼料效率。這是因?yàn)椴溉樽胸i對(duì)飼料傳播的細(xì)菌更為敏感，其腸道酶活力也較低，膨化加工過程可減少豬飼料的細(xì)菌數(shù)、打碎脂肪顆粒而提高脂肪酶的可利用性，從而改善大豆脂肪的利用，增加日糧能量。( 美國大豆協(xié)會(huì)國際項(xiàng)目/ 程宗佳博士)

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擠壓膨化加工對(duì)飼料原料的作用

　　單螺桿擠壓機(jī)主要靠物料與機(jī)筒內(nèi)壁之間的摩擦力而沿著螺頭的螺旋線向前推進(jìn)，因此受物料的摩擦特性影響較大，如果摩擦力不夠，就不能向前推進(jìn)；或物料特性發(fā)生變化操作就不太穩(wěn)定。雙螺桿擠壓機(jī)由于雙螺桿之間的嚙合作用，使得物料主要靠螺桿來推進(jìn)物料，而沿著2 個(gè)螺桿之間的螺槽穩(wěn)步向前而不需要靠與筒內(nèi)壁的摩擦作用，因此內(nèi)壁可以光滑，對(duì)那些摩擦系數(shù)小的物料就可進(jìn)行加工，如物料水分高、含油量高、粘度大的物料，且物料流量穩(wěn)定，一般不會(huì)出現(xiàn)堵機(jī)、斷流或大的波動(dòng)，生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　　一定操作條件下的擠壓不僅能有效地使大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子如抗胰蛋白酶、脲酶等失活，而且其高溫、高壓、高剪切的瞬時(shí)作用有利于蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化、大豆油細(xì)胞破裂，從而使三者的消化率提高。許多研究表明擠壓可顯著提高大豆的飼養(yǎng)價(jià)值。如全脂大豆經(jīng)膨化后蛋白質(zhì)及氨基酸的消化率明顯高于生大豆；膨化使大豆代謝能含量顯著提高，無氮浸出物、粗脂肪和蛋白質(zhì)的消化率也分別提高，另外擠壓全脂大豆與傳統(tǒng)的豆餅( 粕) 加油脂的飼料相比，不僅在飼養(yǎng)效果上具有優(yōu)越性，在飼料加工中也克服了添加油脂對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求及產(chǎn)品質(zhì)量的影響。利用擠壓膨化加工羽毛，就使羽毛在消化率達(dá)到飼用要求的同時(shí)( 胃蛋白酶的消化率＞75% )，各種氨基酸生物學(xué)效價(jià)與高壓水解羽毛粉無差異。擠壓膨化加工能明顯降低米糠中游離脂肪酸的含量，提高米糠貯藏性，防止其變質(zhì)。此外，擠壓膨化對(duì)蓖麻粕、田菁籽粉等的作用表明其是一種非常有效并可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的加工方法。( 江南大學(xué)食品學(xué)院/ 金征宇 謝正軍)

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膨化工藝對(duì)原料的影響

　　膨化技術(shù)是當(dāng)前提高飼料利用率、提高飼料養(yǎng)分濃度、提高規(guī)模化養(yǎng)殖豬場(chǎng)飼養(yǎng)效益最有效、最安全和最方便的途徑。

　　膨化工藝對(duì)原料的影響：干法膨化時(shí)原料僅在機(jī)械能的作用下通過螺桿、剪切板和膨化腔內(nèi)壁時(shí)擠壓膨化。干法膨化會(huì)造成原料不均勻，尿酶活性不易控制；原料易局部受熱，發(fā)生焦化現(xiàn)象；油脂附于物質(zhì)表面，易散失；香味散發(fā)快，養(yǎng)分損失快；原料更容易“熟”過頭，而產(chǎn)生“美拉德”和“交連”反應(yīng)，降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。濕式膨化工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附有精確的測(cè)量系統(tǒng)，僅一個(gè)膨化腔就50 多個(gè)部件，配置調(diào)整以毫米計(jì)算。濕式膨化處理原料均勻，尿酶活性控制穩(wěn)定；膨化大豆時(shí)油脂返浸于豆粉內(nèi)部，這樣油脂損失大大降低；原料香味持久，養(yǎng)分損失慢；能效高，非常有效的避免原料“熟”過頭，從而保證營(yíng)養(yǎng)成分的不流失和充分利用。膨化產(chǎn)品促生長(zhǎng)的機(jī)理：蛋白變性裂解、淀粉糊化，有利于酶的作用，脂肪活化、體積變大，有利于溶性成分溶出，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收率，降低抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的含量，有利于腸道的健康發(fā)育和活性物質(zhì)的作用；殺滅致病菌，提高衛(wèi)生指標(biāo)；改善飼料風(fēng)味。

　　擠壓技術(shù)在國外是加工特種動(dòng)物飼料、水產(chǎn)飼料、早期斷奶仔豬料及飼料資源開發(fā)等方面發(fā)展速度最快的飼料加工新技術(shù)。膨化技術(shù)在我國飼料工業(yè)中的應(yīng)用始于20 世紀(jì)90年代，隨著膨化技術(shù)的成熟、膨化設(shè)備的生產(chǎn)能力及膨化工藝的進(jìn)一步提高，膨化技術(shù)和膨化產(chǎn)品必將在我國畜牧養(yǎng)殖中得到廣泛的應(yīng)用。( 鄭州大成膨化飼料廠/ 張良玉)

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很好，很強(qiáng)大，其實(shí)我是想下點(diǎn)東西先