[2006第1期]擠壓技術(shù)在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

新飼料

           原載：《新飼料》雜志2006年第1期
       Application of Extrusion in Aquatic Feed
江南大學(xué)飼料研究所   謝正軍
江蘇牧羊集團         劉春海
[摘要]    利用擠壓技術(shù)生產(chǎn)的水產(chǎn)膨化飼料具有普通顆粒飼料無法比擬的優(yōu)勢。本文從技術(shù)角度對擠壓生產(chǎn)中的原料、設(shè)備、工藝、操作等進行了理論闡述。
[關(guān)鍵詞]   擠壓   水產(chǎn)飼料   生產(chǎn)技術(shù)
    自1984年以來的二十年中，全球豬肉的年增產(chǎn)率為3.1%，捕魚的年增長率為1.6%，而水產(chǎn)養(yǎng)殖的增長率為9.6%，是世界上增長最快的食品生產(chǎn)方式。1995年，水產(chǎn)養(yǎng)殖提供了13.7萬噸的水產(chǎn)食品（除去內(nèi)臟和外殼），占全球總共222.1萬噸動物肉類的6.2%，排在豬肉、牛肉、雞肉之后列第四位。
    在中國，水產(chǎn)飼料更是得到飛速發(fā)展。1991年全國水產(chǎn)飼料產(chǎn)量只有75萬噸,占配合飼料總產(chǎn)量2.1%;到2004年產(chǎn)量已猛增至1000多萬噸，約占配合飼料總產(chǎn)量12%。年平均增長率高達18%，是世界水平的2倍，同時水產(chǎn)飼料的產(chǎn)量也穩(wěn)居世界第一。
    隨著養(yǎng)殖體系的加強，包括養(yǎng)殖密度的增加和營養(yǎng)投入的增加，人們對于環(huán)境衛(wèi)生和綠色飼料的要求更加迫切。Talbot和Hole提出了減少水產(chǎn)環(huán)境污染的方法：通過減少飼料的殘留降低水質(zhì)污染；通過提高營養(yǎng)素的消化率和改變?nèi)占Z平衡，減少營養(yǎng)損失；生產(chǎn)風(fēng)味更好的飼料；適當(dāng)改變飼料生產(chǎn)技術(shù)以減少粉塵，漏出和破碎；優(yōu)化日糧減少魚類的死亡率。
    從加工的技術(shù)角度考慮，擠壓比其他形式的加工能更有效地提高飼料消化率。利用易消化的原料，通過擠壓可以達到很高的消化率，原料的消化率越高，對環(huán)境的污染也就越少。因此，擠壓技術(shù)將來會在水產(chǎn)飼料的生產(chǎn)中起到更大的作用。
1 擠壓技術(shù)
    擠壓是在高溫、高壓、高剪切，大多數(shù)也是高水分條件下的一種熟化過程。擠壓機集許多功能于一身，如：破碎，剪切，混合，熱處理，因而它可看成一個反應(yīng)器，經(jīng)過擠壓可使淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性，殺死微生物和破壞有害有毒因子，同時可根據(jù)需要改變物料密度以及控制產(chǎn)品的形狀。
    擠壓可分為幾種形式：從螺桿結(jié)構(gòu)分單螺桿擠壓和雙螺桿擠壓；從加工工藝分濕法擠壓和干法擠壓。濕法擠壓是加入蒸氣進行前調(diào)質(zhì)，最終產(chǎn)品需要干燥。而干式擠壓僅靠摩擦作為熱源加工產(chǎn)品。單螺桿擠壓機可以依需求選擇是否進行前調(diào)質(zhì)，因此它可以干濕兩用。
    單螺桿擠壓機起源于上世紀(jì)60年代用于大豆和谷物的的熟化。特別是在美國中西部地區(qū)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民用此設(shè)備來處理自己種植的作物來飼養(yǎng)家畜。目前有超過80個國家在使用單螺桿擠壓機，主要用于大豆和其他油料種子的擠壓，少數(shù)被用來生產(chǎn)水產(chǎn)飼料、寵物飼料、食品等。我國第一代飼用擠壓機即為PHG135干法單螺桿擠壓機，主要也用于全脂大豆的擠壓膨化和其他原料的前處理。但在前面增加調(diào)質(zhì)器并對螺桿結(jié)構(gòu)和模板進行改造后，也可以濕法生產(chǎn)全價飼料，并且使產(chǎn)量有所提高。
    雙螺桿擠壓機由于是靠一對相互平行嚙合的螺桿推動物料向前推進，因此擠壓過程中物料輸送穩(wěn)定，不打滑、不易堵機，比較適合于高水分、高油分物料的擠壓加工。而水產(chǎn)飼料，特別是海水魚飼料中一般脂肪含量較高，所以用雙螺桿擠壓機更為合適。
2 擠壓水產(chǎn)飼料的優(yōu)點
    擠壓膨化生產(chǎn)水產(chǎn)飼料的優(yōu)點有：可控制飼料的密度生產(chǎn)出沉降性能不同的產(chǎn)品，提高飼料的消化率，提高飼料的耐水性，提高生產(chǎn)效率等。在美國水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中擠壓已基本取代了制粒，我國水產(chǎn)飼料生產(chǎn)，特別是高檔水產(chǎn)飼料必然走擠壓膨化之路。只有高密度的沉性水產(chǎn)飼料，如蝦飼料還可用制粒生產(chǎn)。飼料在制粒過程中只有很低的熟化，淀粉糊化度只有25%～40%，而在擠壓中能達到90%以上。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，飼喂擠壓后的水產(chǎn)飼料可提高動物的增重，而且發(fā)生疾病的幾率也減少。適用于上層水面的浮性飼料可更好地調(diào)控飼料的用量，因此可減少飼料的浪費。
3 擠壓與原料
    擠壓使得原料的選擇范圍更廣。可以用價格低廉且淀粉含量高的原料，通過擠壓生產(chǎn)高消化率和耐水性的飼料。但水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中必須用高質(zhì)量的原料，因為擠壓不能改變原料的質(zhì)量，只能提高營養(yǎng)素的利用率。
    由于魚粉資源越來越少，價格也越來越高，因此水產(chǎn)飼料中特別是溫水魚飼料中魚粉使用量也逐漸減少，取而代之的是植物蛋白，如大豆蛋白，棉籽蛋白等或其它動物蛋白。另外由于經(jīng)濟和風(fēng)味的原因，特別是在鯰魚和羅非魚飼料上。溫水魚可以把碳水化合物當(dāng)作能量來源。因此玉米是生產(chǎn)溫水魚飼料的重要原料。但是玉米的使用量必須在35%以下，因為玉米中高濃度的葉黃素會使魚肉的顏色也變黃。少量的油脂可以在制粒后添加，這樣只要可以用來減少灰塵，也可以改進顆粒的外觀。
    大豆對于冷水魚來說口味差了一點，但是研究表明，彩虹鱒魚飼料中用35%大豆可以替代其日糧的15%~18%的魚粉，鮭魚一般都飼喂至少50%的魚粉。最近的研究表明，魚粉可以被家禽的內(nèi)臟和大豆所取代。隨著營養(yǎng)技術(shù)的進步，全脂大豆由于其高蛋白和高油脂含量可被利用于彩虹鱒的飼養(yǎng)或希望其更廣泛的應(yīng)用于淡水魚飼料中。冷水魚不象熱水魚那樣以碳水化合物作為其能量飼料來源。而是以脂肪作為主要的能量來源。魚油是冷水魚飼料的主要能量來源。大豆油可取代一部分魚油作為能量來源，還可以作為部分必須脂肪酸來源。
4 擠壓生產(chǎn)的操作
    4.1 粉碎   粉碎的質(zhì)量是生產(chǎn)高質(zhì)量飼料的基礎(chǔ)。從擠壓條件考慮對原料的粒度要求是進擠壓機的原料不能包含大于擠壓機模孔直徑1/3的物體。大多數(shù)水產(chǎn)飼料擠壓時模孔直徑為φ2.0~4.0mm，所以粉碎機篩孔直徑選用φ1.0~1.5mm就能生產(chǎn)出高質(zhì)量的膨化飼料。假如生產(chǎn)更小顆粒直徑的魚飼料，就需要更小的粉碎粒度以防止堵住擠壓機模孔。另外必須予以重視的是要加大吸風(fēng)量（一般為正常吸風(fēng)量的1.5~2倍）以提高物料的過篩能力，粉碎機下面的緩沖倉也必須有足夠大的自流角（最好70°以上），以防止高蛋白和高脂肪的原料結(jié)拱。
    4.2 調(diào)質(zhì)與加水   蒸汽調(diào)質(zhì)對于生產(chǎn)浮性膨化魚飼料是必需的。好的調(diào)質(zhì)條件使得淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性、物料軟化和擠壓腔內(nèi)摩擦的減小，這樣就可以提高產(chǎn)品的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，減少機器的磨損和電力的消耗。擠壓時的調(diào)質(zhì)溫度要達到90℃左右，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的飼料。調(diào)質(zhì)時間的長短取決于調(diào)質(zhì)器的型號、飼料形狀和產(chǎn)品要求。
    蒸汽調(diào)質(zhì)的同時也增大了飼料的膨化度，這對于生產(chǎn)高蛋白和高油脂的浮性魚飼料是理想的。但是對于生產(chǎn)小顆粒的沉性飼料卻是個問題。所以性能完善的擠壓機應(yīng)在靠喂料端設(shè)有注水系統(tǒng)，而在靠出料端設(shè)壓力釋放系統(tǒng)。
    向擠壓腔內(nèi)加水對于飼料膨化度和外表有著很大的影響。當(dāng)需要生產(chǎn)沉性或膨化度小的飼料時，可在調(diào)質(zhì)時減少蒸汽的加入量，其余水分通過注水補充，這樣可減少物料在機內(nèi)的摩擦，降低物料溫度和成品的膨化度。擠壓腔里水分的添加量應(yīng)依據(jù)原料的種類、含油量、蛋白質(zhì)和纖維含量或所需飼料產(chǎn)品的沉浮性而變化。
    同樣在靠出料端進行壓力釋放也是控制產(chǎn)品膨化度和沉浮的有效手段。因為擠壓腔內(nèi)的壓力在靠近出料處是最大，在相同情況下此處的壓力越大，產(chǎn)品出模后體積膨脹得就越大。因此通過壓力釋放的多少，就可控制產(chǎn)品膨化度和沉浮性。
4．3 擠壓機的操作
    擠壓機的結(jié)構(gòu)獨特，工藝參數(shù)繁多且相互交叉影響，再加上飼料成分復(fù)雜多樣，因此有人說擠壓機的操作是一門藝術(shù)。換句話說，擠壓機操作的技術(shù)含量相當(dāng)高。只有經(jīng)過理論知識學(xué)習(xí)、生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)并具有一定實踐操作經(jīng)驗的的人員才能生產(chǎn)出好的合格產(chǎn)品。一個未經(jīng)培訓(xùn)過的操作者即使操作一個昂貴的擠壓機也會生產(chǎn)出很差的產(chǎn)品，與之相反一個優(yōu)秀的操作者加上一個好的配方即使用差的擠壓機也能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品。
5 擠壓機的配套設(shè)備
5．1 產(chǎn)品的輸送
    剛從擠壓機出來的物料溫度高、水分大，非常松軟，并閃蒸出大量蒸汽。必須有合適的運輸方式以減少對產(chǎn)品的破壞和環(huán)境的影響。比較恰當(dāng)?shù)妮斔托问绞秦?fù)壓氣力吸送和皮帶傳送兩種，前者更為常見，而不是普通的提升機輸送。另外必須吸走閃出的蒸汽或在機頭開孔以防止蒸汽凝結(jié)在飼料和機器上。
5．2 產(chǎn)品的干燥
    膨化后的產(chǎn)品需要慢慢的干燥。如果溫度太高或流動太快，則產(chǎn)品的內(nèi)部水分不能從顆粒中心揮發(fā)出來。這樣水分就會在隨后的幾天里散發(fā)出來，最終導(dǎo)致飼料霉變。所以干燥時間、速度和溫度必須相互協(xié)調(diào)并控制好，干燥過程必須維持一定的料層深度和適當(dāng)?shù)姆瓌印＃虼吮容^好的干燥設(shè)備是高效流化床干燥器和臥式帶式環(huán)流干燥器。
5．3 產(chǎn)品的后噴涂和冷卻
     干燥以后的產(chǎn)品可以進行油脂的后噴涂。這個優(yōu)勢在于熱產(chǎn)品能夠很快的吸收油脂，使得顆粒的耐水性增強，魚飼料噴涂油脂后會更合魚的口味，且極大地提高了商品的外觀價值。但必須在油脂噴涂后進行冷卻，冷卻后的物料溫度不要高于周圍空氣溫度4℃，這樣才能保證打包后物料的安全儲藏。否則如果熱飼料直接打包的話，熱量不能及時散發(fā)，會加快脂肪的氧化，同時還會引起表面水分冷凝和霉變。
6 如何選擇擠壓機
    生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常會問這兩個問題：“對于干法擠壓和濕法擠壓，單螺桿擠壓和雙螺桿擠壓，選擇哪個比較好呢”？這個問題沒有確切的答案。最好的回答是“要看其實際應(yīng)用”。就擠壓出的飼料營養(yǎng)質(zhì)量而言，無論其是用干法擠壓，濕法擠壓，單螺桿擠壓還是雙螺桿擠壓，其生產(chǎn)都沒有太大的區(qū)別。如果所用的加工條件和過程控制合適，那么每個方法都可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的飼料。
    對于那些想嘗試擠壓技術(shù)的企業(yè)或公司來說在做出決定之前首先需考慮的問題是：企業(yè)或公司生產(chǎn)何種擠壓飼料，資金狀況，擠壓操作維護所需人員和技能，擠壓飼料的市場需求及企業(yè)發(fā)展規(guī)劃等。
    在作出使用擠壓技術(shù)決定后，企業(yè)或公司就必須了解擠壓機如下的詳細(xì)信息：擠壓機的類型，生產(chǎn)能力，擠壓機的適應(yīng)性，擠壓機的操作，原始費用，操作費用，資金周轉(zhuǎn)空間，維持及維修費用，培訓(xùn)項目，技術(shù)支持項目，客戶服務(wù)項目及銷售體系等。
7  結(jié)語
    為保證利用擠壓技術(shù)生產(chǎn)出好的水產(chǎn)飼料，需要包括擠壓機生產(chǎn)商、營養(yǎng)學(xué)家、質(zhì)檢人員、操作工人和原料采購人員等在內(nèi)的多方對擠壓技術(shù)和過程有較好的了解和協(xié)作，只有他們的共同努力才能真正生產(chǎn)出好的擠壓膨化水產(chǎn)飼料。
    參考文獻
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[ 本帖最后由 新飼料 于 2007-7-17 20:14 編輯 ]

compaq

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dftn888

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rowe

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泰州劍客

感謝版主分享實用資料

飛鳥

一般很籠統(tǒng)吧。。。。。。。