擠壓加工技術生産膨化飼料,已成(chéng)爲水産飼料加工技術發(fā)展趨勢。擠壓機的獨特功能(néng)是可改變飼料重,從而可制成(chéng)浮性的、慢沉性的、沉性的膨化魚飼料。浮性魚飼料不僅可提高飼料效率,最重要的是能(néng)讓養殖戶看得見魚的采食情況,可以避免過(guò)量喂食和減少飼料浪費。
但因水産膨化飼料加工工藝相對(duì)其他加工技術較複雜,在實際生産過(guò)程中,經(jīng)常出現水産膨化飼料加工質量不穩定或者個别品種(zhǒng)無法生産出合格産品。影響水産膨化飼料加工質量因素較多,隻有充分了解擠壓工藝設備和飼料原料理化特性對(duì)加工質量的影響後(hòu),科學(xué)改變擠壓膨化操作條件,即可有效控制水産膨化飼料的加工質量和提高産品的一次性合格率。
一、擠壓膨化魚料加工工藝
1. 擠壓膨化魚料
擠壓熟化是綜合了水、壓力、溫度和機械剪切的作用完成(chéng)的。擠壓熟化中,機镗内溫度可達90~200℃,擠壓延續時(shí)間在2~30秒範圍擠壓産物會(huì)發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化,諸如澱粉糊化、蛋白質變性、酶類、有毒成(chéng)分和微生物的失活。
加工膨化魚飼料需要注入蒸汽和水,其物料至少應含20%澱粉,澱粉主要發(fā)揮粘結劑和能(néng)量物質的作用。擠壓産物溫度在出環模前應有125~138℃,34~37 個大氣壓(33~36kg/cm2),25~27% 水分;擠壓後(hòu),容重應爲320~400g/L,水分21~24。擠壓物出模時(shí)丢失3~4個百分點水分,就(jiù)在擠壓物出模的時(shí)刻,壓力驟然釋放使過(guò)熱的水變成(chéng)蒸汽而使擠壓物水分降低,生成(chéng)許多小氣泡使密度降低,擠壓飼料才得以飄浮。將(jiāng)魚飼料進(jìn)一步幹燥(通常水分在10%以下),還(hái)可增進(jìn)飄浮性。容重480g/L被(bèi)認定爲顆粒飼料浮沉的轉折點,低于該容重即浮,高于這(zhè)容重即沉。
2. 擠壓機類型和結構
市場上擠壓機種(zhǒng)類繁多,按照螺杆組成(chéng)基本上可分爲單螺杆擠壓機和雙螺杆擠壓機。單螺杆擠壓機又可分爲濕熟化擠壓機、幹熟化擠壓機和冷成(chéng)形擠壓機等。擠壓機一般包括四大部分,其中有送料系統、調制器、擠壓機镗和切割裝置。送料系統中的變速喂料螺杆將(jiāng)原料喂入預調制器,操作者可通過(guò)高料位和低料位指示器和可視玻璃窗查看監視喂料情況。調制器以蒸汽形式注入水和熱,整個調制過(guò)程持續
5分鍾,可完成(chéng)40~50%熟化。擠壓機镗包括機頭和螺杆,螺杆的作用是推進(jìn)物料,控制擠壓機内的熟化過(guò)程。進(jìn)料段的螺杆推進(jìn)物料,通常螺片較深;中段螺杆攪拌揉和物料;末段螺杆逐漸變細,使物料出模制成(chéng)最終産品。
3. 制作沉性膨化飼料
制作沉性膨化飼料時(shí),給調制器注入水(不注入或少注入蒸汽),環模應有26~30個大氣壓(25~29kg/cm2),擠壓物應含水28~30%,擠壓後(hòu)容重是450~550g/L,溫度120℃,水分26%。溫熟化擠壓機使用帶放氣口的模頭,幹擠壓機使用二次擠壓模頭,這(zhè)樣(yàng)可以降低擠壓産物的溫度、水分和膨脹率,順利制成(chéng)沉性飼料。帶放氣口的模頭緊靠著(zhe)模闆,因此在需要給擠壓物質添加維生素、色素和增味劑的場合也可以使用,可避免過(guò)度敦化。沉性魚飼料應含10%澱粉、12%脂肪,最終擠壓産物應幹燥到含水10%~12%,過(guò)度幹燥會(huì)使沉性飼料上浮。
二、影響膨化飼料加工質量的主要環節
1. 産品加工質量控制側重點
膨化飼料在擠壓前關注的重點是營養指标是否達标、篩選除雜工作是否做到位、粉碎粒度和混合均勻度是否達标、交叉污染防控情況,以及調質熟化度是否達标等;而擠壓後(hòu)關注重點偏向(xiàng)于營養指标變化情況、顆粒均勻度、比重/浮水率、軟化/耐水時(shí)間、軟化後(hòu)顆粒粘彈性、含粉率和外觀色澤等方面(miàn)。
2. 加工質量影響環節分析
2.1原料配方 原料的理化特性、物料預處理和配方成(chéng)分均會(huì)影響膨化料加工質量。具體來講,原料膨化品質系數影響飼料膨化效果和膨化成(chéng)本,物料是否除雜、粒度是否達标、有沒(méi)有進(jìn)行前調質處理都(dōu)會(huì)影響膨化效果;而飼料配方的澱粉、油脂和粗纖維含量都(dōu)在一定程度上決定了飼料膨化的最終效果好(hǎo)壞。
2.2 工藝設備 主機結構(選用單軸還(hái)是雙軸、D:L值大小、螺旋組态的分布),工藝設備配置(粉碎、 篩選、幹燥和噴塗)以及擠壓模孔參數(單孔結構和模孔面(miàn)積)都(dōu)會(huì)影響膨化料質量。
2.3 擠壓操作 水和蒸汽的添加量會(huì)影響産品粒徑和外觀色澤;考慮到工廠的産能(néng)需求和實際産量,在螺杆轉速調節時(shí)要注意充填度和物料滞留時(shí)間控制;而膨化溫度和膨化壓力的控制直接決定了澱粉糊化度和膨化度大小。
2.4 其他方面(miàn) 膨化機設備磨損和老化情況以及操作員是否新手都(dōu)會(huì)一定程度影響膨化産品質量。這(zhè)需要我們針對(duì)新手上崗前進(jìn)行操作培訓并制定标準化操作手冊供參考,同時(shí)定期跟蹤螺旋、襯套和模具的磨損情況來決定後(hòu)期維護和更換。
三、原料理化特性對(duì)擠壓加工的影響
1. 粉碎粒度 粉碎粒度對(duì)于擠壓膨化加工工藝相當重要。粗的物料粉碎顆粒會(huì)使産品膨化系數減少,容易堵模;影響前調質和擠壓混揉效果;對(duì)擠壓機磨損大、機械能(néng)耗高;還(hái)會(huì)使産品顆粒外觀粗糙。因此,需要依據産品級别和擠壓要求,确定最經(jīng)濟的粉碎粒度。
2. 澱粉含量 合理而稍偏高的澱粉含量會(huì)增加膨化系數,提高浮水率;使擠壓操作寬度變大,容易穩定産品品質;澱粉含量稍高會(huì)加大物料流動性能(néng),有利于飼料成(chéng)粒,有助于改善顆粒外觀質量。較好(hǎo)的澱粉類原料有高筋面(miàn)粉、玉米粉和馬鈴薯澱粉。
3. 粗脂肪含量 對(duì)于單軸機而言,如果擠壓前原料的粗脂肪含量超過(guò)8%,擠壓時(shí)會(huì)出現物料均質差,品質不穩定,産品粘性減小,耐水性降低;影響擠壓溫度壓力,膨化力減小,産品浮水率降低。因此,當膨化浮水飼料擠壓前總脂肪含量超過(guò)時(shí)8%,超出部分油脂應改在外噴塗添加,減小對(duì)擠壓加工的影響。經(jīng)生産實踐證實,高油脂原料有利于提高油脂水平,最小均勻外噴油量同顆粒粒徑大小、表面(miàn)光滑程度相關,顆粒越小越易均勻。
4.粗蛋白 原料粗蛋白來源和含量對(duì)于擠壓膨化效果有很大影響,一般而言,動物蛋白膨化性能(néng)差異較大,植物蛋白膨化性整體較好(hǎo)。在一定範圍内,粗蛋白含量升高,磨擦系數小,設備磨損降低,産品組織化好(hǎo),粘彈性增加。
5. 皮毛殼類原料 皮毛殼類原料如棉粕、椰籽粕菜粕等原料在配方中的比重越大,物料越難粉碎,粉碎效率直線降低。皮毛殼類原料不規則的外形也很難進(jìn)行精篩選,容易導緻堵模 生産故障率增加。含殼類原料多的産品,在加工時(shí)産生的氣泡容易破裂,産品顆粒外觀較差。
四、加工質量與工藝設備控制要點
1. 粉碎粒度控制原則
壓模孔徑要求篩片孔徑小于壓模孔徑的三分之一,且篩片最大孔徑不超過(guò)1.2mm;産品外觀要求擠壓膨化過(guò)程中物料粉碎粒度越細,産品外觀越好(hǎo);另外,需要依據養殖品種(zhǒng),經(jīng)濟合理的控制物料粉碎細度,減少不必要的粉碎成(chéng)本。
2. 半成(chéng)品粉料篩選除雜
對(duì)于擠壓模孔在2.0mm以下時(shí),粉料須經(jīng)過(guò)18~24目的篩網篩選除雜;當擠壓模孔在2.0mm以上時(shí),粉料須經(jīng)過(guò)12~16目的篩網篩選除雜。而當模孔徑在2.0mm以下,若配方中含皮毛棉殼類原料比例較大時(shí),即便經(jīng)過(guò)24目篩目篩選後(hòu),擠壓生産穩定性依然較差。
3. 模孔結構有效壓距
在進(jìn)行壓距參數設計時(shí),當孔徑小于1.5mm時(shí)壓距應爲孔徑的1.2~1.5倍,當孔徑大于2.0mm時(shí),壓距爲孔徑的0.8~2.0倍。而壓距與産品外觀關系表現爲,模孔壓距短,産品表面(miàn)多孔,外形爲球形;模孔壓距長(cháng),産品表面(miàn)光滑,外形爲圓柱體。
4. 幹燥工藝設備選擇
當産品規格形狀多種(zhǒng)多樣(yàng)時(shí),應選擇床層輸送式幹燥機,具有自清和熱風循環功能(néng);當産品規格形狀單一且生産批量大時(shí),可選擇多級翻闆逆流式幹燥機;在選擇幹燥機時(shí),要考慮産品水分均勻度要求,布料和排料結構科學(xué)穩定,要求保持顆粒完好(hǎo)性和防止工藝交叉污染。
5. 後(hòu)噴塗工藝設備選擇
物料噴塗前,要將(jiāng)細粉和較大顆粒篩選清除;後(hòu)噴油量在5%以下時(shí)可選擇連續式滾筒噴油機,在5%以上時(shí)應選擇批次真空噴油機(單流體噴嘴)。另外,需要對(duì)物料與液體添加量按照配方比例精準控制,實現均勻噴塗。
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