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?？?，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、長期穩(wěn)定地運用好擠壓膨化技術(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)時要考慮生硬物料對軸系的沖擊，對某些物料可以干法生產(chǎn)，但效率會降低，對某些物料則不適用。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，量又不高時建議用干法，對產(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)
膨化加工改變原料成分 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)時間在2s ～ 30s 范圍。膨化產(chǎn)物會發(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)的動物，特別是幼年動物的生產(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，因為賴氨酸可與糖發(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，因為脂肪可生成直鏈淀粉- 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，這是因為膨化過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，動物營養(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、滯留時間、?？状笮〉纫蛩囟紩绊慣 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。這是因為哺乳仔豬對飼料傳播的細(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)會國際項目/ 程宗佳博士)
擠壓膨化加工對飼料原料的作用
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，一般不會出現(xiàn)堵機(jī)、斷流或大的波動，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( 胃蛋白酶的消化率＞75% )，各種氨基酸生物學(xué)效價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)
膨化工藝對原料的影響 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)殖豬場飼養(yǎng)效益最有效、最安全和最方便的途徑。 膨化工藝對原料的影響：干法膨化時原料僅在機(jī)械能的作用下通過螺桿、剪切板和膨化腔內(nèi)壁時擠壓膨化。干法膨化會造成原料不均勻，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)，降低其營養(yǎng)價值。濕式膨化工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附有精確的測量系統(tǒng)，僅一個膨化腔就50 多個部件，配置調(diào)整以毫米計算。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，從而保證營養(yǎng)成分的不流失和充分利用。膨化產(chǎn)品促生長的機(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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發(fā)表于 2011-4-13 10:04:24
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