[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(tuán)         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(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。本文從技術(shù)角度對(duì)擠壓生產(chǎn)中的原料、設(shè)備、工藝、操作等進(jìn)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(lái)的二十年中，全球豬肉的年增產(chǎn)率為3.1%，捕魚(yú)的年增長(zhǎng)率為1.6%，而水產(chǎn)養(yǎng)殖的增長(zhǎng)率為9.6%，是世界上增長(zhǎng)最快的食品生產(chǎn)方式。1995年，水產(chǎn)養(yǎng)殖提供了13.7萬(wàn)噸的水產(chǎn)食品（除去內(nèi)臟和外殼），占全球總共222.1萬(wàn)噸動(dòng)物肉類的6.2%，排在豬肉、牛肉、雞肉之后列第四位。
    在中國(guó)，水產(chǎn)飼料更是得到飛速發(fā)展。1991年全國(guó)水產(chǎn)飼料產(chǎn)量只有75萬(wàn)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(wàn)噸，約占配合飼料總產(chǎn)量12%。年平均增長(zhǎng)率高達(dá)18%，是世界水平的2倍，同時(shí)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(qiáng)，包括養(yǎng)殖密度的增加和營(yíng)養(yǎng)投入的增加，人們對(duì)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(guò)減少飼料的殘留降低水質(zhì)污染；通過(guò)提高營(yíng)養(yǎng)素的消化率和改變?nèi)占Z平衡，減少營(yíng)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(yú)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(guò)擠壓可以達(dá)到很高的消化率，原料的消化率越高，對(duì)環(huán)境的污染也就越少。因此，擠壓技術(shù)將來(lái)會(huì)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(guò)程。擠壓機(jī)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(gè)反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)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(shí)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(jìn)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(jī)可以依需求選擇是否進(jìn)行前調(diào)質(zhì)，因此它可以干濕兩用。
    單螺桿擠壓機(jī)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(guó)中西部地區(qū)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民用此設(shè)備來(lái)處理自己種植的作物來(lái)飼養(yǎng)家畜。目前有超過(guò)80個(gè)國(guó)家在使用單螺桿擠壓機(jī)，主要用于大豆和其他油料種子的擠壓，少數(shù)被用來(lái)生產(chǎn)水產(chǎn)飼料、寵物飼料、食品等。我國(guó)第一代飼用擠壓機(jī)即為PHG135干法單螺桿擠壓機(jī)，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(duì)螺桿結(jié)構(gòu)和模板進(jìn)行改造后，也可以濕法生產(chǎn)全價(jià)飼料，并且使產(chǎn)量有所提高。
    雙螺桿擠壓機(jī)由于是靠一對(duì)相互平行嚙合的螺桿推動(dòng)物料向前推進(jìn)，因此擠壓過(guò)程中物料輸送穩(wěn)定，不打滑、不易堵機(jī)，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(yú)飼料中一般脂肪含量較高，所以用雙螺桿擠壓機(jī)更為合適。
2 擠壓水產(chǎn)飼料的優(yōu)點(diǎn)
    擠壓膨化生產(chǎn)水產(chǎn)飼料的優(yōu)點(diǎn)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(guó)水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中擠壓已基本取代了制粒，我國(guó)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(guò)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(dá)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(dòng)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(fèi)。
3 擠壓與原料
    擠壓使得原料的選擇范圍更廣?？梢杂脙r(jià)格低廉且淀粉含量高的原料，通過(guò)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?yàn)閿D壓不能改變?cè)系馁|(zhì)量，只能提高營(yíng)養(yǎng)素的利用率。
    由于魚(yú)粉資源越來(lái)越少，價(jià)格也越來(lái)越高，因此水產(chǎn)飼料中特別是溫水魚(yú)飼料中魚(yú)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(dòng)物蛋白。另外由于經(jīng)濟(jì)和風(fēng)味的原因，特別是在鯰魚(yú)和羅非魚(yú)飼料上。溫水魚(yú)可以把碳水化合物當(dāng)作能量來(lái)源。因此玉米是生產(chǎn)溫水魚(yú)飼料的重要原料。但是玉米的使用量必須在35%以下，因?yàn)橛衩字懈邼舛鹊娜~黃素會(huì)使魚(yú)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(lái)減少灰塵，也可以改進(jìn)顆粒的外觀。
    大豆對(duì)于冷水魚(yú)來(lái)說(shuō)口味差了一點(diǎn)，但是研究表明，彩虹鱒魚(yú)飼料中用35%大豆可以替代其日糧的15%~18%的魚(yú)粉，鮭魚(yú)一般都飼喂至少50%的魚(yú)粉。最近的研究表明，魚(yú)粉可以被家禽的內(nèi)臟和大豆所取代。隨著營(yíng)養(yǎng)技術(shù)的進(jìn)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(yú)飼料中。冷水魚(yú)不象熱水魚(yú)那樣以碳水化合物作為其能量飼料來(lái)源。而是以脂肪作為主要的能量來(lái)源。魚(yú)油是冷水魚(yú)飼料的主要能量來(lái)源。大豆油可取代一部分魚(yú)油作為能量來(lái)源，還可以作為部分必須脂肪酸來(lái)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(duì)原料的粒度要求是進(jìn)擠壓機(jī)的原料不能包含大于擠壓機(jī)?？字睆?/3的物體。大多數(shù)水產(chǎn)飼料擠壓時(shí)模孔直徑為φ2.0~4.0mm，所以粉碎機(jī)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(yú)飼料，就需要更小的粉碎粒度以防止堵住擠壓機(jī)?？?。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(guò)篩能力，粉碎機(jī)下面的緩沖倉(cāng)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(duì)于生產(chǎn)浮性膨化魚(yú)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(jī)器的磨損和電力的消耗。擠壓時(shí)的調(diào)質(zhì)溫度要達(dá)到90℃左右，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的飼料。調(diào)質(zhì)時(shí)間的長(zhǎng)短取決于調(diào)質(zhì)器的型號(hào)、飼料形狀和產(chǎn)品要求。
    蒸汽調(diào)質(zhì)的同時(shí)也增大了飼料的膨化度，這對(duì)于生產(chǎn)高蛋白和高油脂的浮性魚(yú)飼料是理想的。但是對(duì)于生產(chǎn)小顆粒的沉性飼料卻是個(gè)問(wèn)題。所以性能完善的擠壓機(jī)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(duì)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(shí)，可在調(diào)質(zhì)時(shí)減少蒸汽的加入量，其余水分通過(guò)注水補(bǔ)充，這樣可減少物料在機(jī)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(jìn)行壓力釋放也是控制產(chǎn)品膨化度和沉浮的有效手段。因?yàn)閿D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(guò)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(jī)的操作
    擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)獨(dú)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(shuō)擠壓機(jī)的操作是一門(mén)藝術(shù)。換句話說(shuō)，擠壓機(jī)操作的技術(shù)含量相當(dāng)高。只有經(jīng)過(guò)理論知識(shí)學(xué)習(xí)、生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)并具有一定實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)的的人員才能生產(chǎn)出好的合格產(chǎn)品。一個(gè)未經(jīng)培訓(xùn)過(guò)的操作者即使操作一個(gè)昂貴的擠壓機(jī)也會(huì)生產(chǎn)出很差的產(chǎn)品，與之相反一個(gè)優(yōu)秀的操作者加上一個(gè)好的配方即使用差的擠壓機(jī)也能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品。
5 擠壓機(jī)的配套設(shè)備
5．1 產(chǎn)品的輸送
    剛從擠壓機(jī)出來(lái)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(yùn)輸方式以減少對(duì)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(jiàn)，而不是普通的提升機(jī)輸送。另外必須吸走閃出的蒸汽或在機(jī)頭開(kāi)孔以防止蒸汽凝結(jié)在飼料和機(jī)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(dòng)太快，則產(chǎn)品的內(nèi)部水分不能從顆粒中心揮發(fā)出來(lái)。這樣水分就會(huì)在隨后的幾天里散發(fā)出來(lái)，最終導(dǎo)致飼料霉變。所以干燥時(shí)間、速度和溫度必須相互協(xié)調(diào)并控制好，干燥過(guò)程必須維持一定的料層深度和適當(dāng)?shù)姆瓌?dòng)。，因此比較好的干燥設(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(jìn)行油脂的后噴涂。這個(gè)優(yōu)勢(shì)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(qiáng)，魚(yú)飼料噴涂油脂后會(huì)更合魚(yú)的口味，且極大地提高了商品的外觀價(jià)值。但必須在油脂噴涂后進(jìn)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(chǔ)藏。否則如果熱飼料直接打包的話，熱量不能及時(shí)散發(fā)，會(huì)加快脂肪的氧化，同時(shí)還會(huì)引起表面水分冷凝和霉變。
6 如何選擇擠壓機(jī)
    生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常會(huì)問(wèn)這兩個(gè)問(wèn)題：“對(duì)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(gè)比較好呢”？這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有確切的答案。最好的回答是“要看其實(shí)際應(yīng)用”。就擠壓出的飼料營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量而言，無(wú)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(méi)有太大的區(qū)別。如果所用的加工條件和過(guò)程控制合適，那么每個(gè)方法都可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的飼料。
    對(duì)于那些想嘗試擠壓技術(shù)的企業(yè)或公司來(lái)說(shuō)在做出決定之前首先需考慮的問(wèn)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(hù)所需人員和技能，擠壓飼料的市場(chǎng)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(jī)如下的詳細(xì)信息：擠壓機(jī)的類型，生產(chǎn)能力，擠壓機(jī)的適應(yīng)性，擠壓機(jī)的操作，原始費(fèi)用，操作費(fèi)用，資金周轉(zhuǎn)空間，維持及維修費(fèi)用，培訓(xùn)項(xiàng)目，技術(shù)支持項(xiàng)目，客戶服務(wù)項(xiàng)目及銷售體系等。
7  結(jié)語(yǔ)
    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(jī)生產(chǎn)商、營(yíng)養(yǎng)學(xué)家、質(zhì)檢人員、操作工人和原料采購(gòu)人員等在內(nèi)的多方對(duì)擠壓技術(shù)和過(guò)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(xiàn)
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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(shí)用資料

飛鳥(niǎo)

一般很籠統(tǒng)吧。。。。。。。