[2006第1期]挤压技术在水产饲料中的应用

新饲料

           原载：《新饲料》杂志2006年第1期
       Application of Extrusion in Aquatic Feed
江南大学饲料研究所   谢正军
江苏牧羊集团         刘春海
[摘要]    利用挤压技术生产的水产膨化饲料具有普通颗粒饲料无法比拟的优势。本文从技术角度对挤压生产中的原料、设备、工艺、操作等进行了理论阐述。
[关键词]   挤压   水产饲料   生产技术
    自1984年以来的二十年中，全球猪肉的年增产率为3.1%，捕鱼的年增长率为1.6%，而水产养殖的增长率为9.6%，是世界上增长最快的食品生产方式。1995年，水产养殖提供了13.7万吨的水产食品（除去内脏和外壳），占全球总共222.1万吨动物肉类的6.2%，排在猪肉、牛肉、鸡肉之后列第四位。
    在中国，水产饲料更是得到飞速发展。1991年全国水产饲料产量只有75万吨,占配合饲料总产量2.1%;到2004年产量已猛增至1000多万吨，约占配合饲料总产量12%。年平均增长率高达18%，是世界水平的2倍，同时水产饲料的产量也稳居世界第一。
    随着养殖体系的加强，包括养殖密度的增加和营养投入的增加，人们对于环境卫生和绿色饲料的要求更加迫切。Talbot和Hole提出了减少水产环境污染的方法：通过减少饲料的残留降低水质污染；通过提高营养素的消化率和改变日粮平衡，减少营养损失；生产风味更好的饲料；适当改变饲料生产技术以减少粉尘，漏出和破碎；优化日粮减少鱼类的死亡率。
    从加工的技术角度考虑，挤压比其他形式的加工能更有效地提高饲料消化率。利用易消化的原料，通过挤压可以达到很高的消化率，原料的消化率越高，对环境的污染也就越少。因此，挤压技术将来会在水产饲料的生产中起到更大的作用。
1 挤压技术
    挤压是在高温、高压、高剪切，大多数也是高水分条件下的一种熟化过程。挤压机集许多功能于一身，如：破碎，剪切，混合，热处理，因而它可看成一个反应器，经过挤压可使淀粉糊化、蛋白质变性，杀死微生物和破坏有害有毒因子，同时可根据需要改变物料密度以及控制产品的形状。
    挤压可分为几种形式：从螺杆结构分单螺杆挤压和双螺杆挤压；从加工工艺分湿法挤压和干法挤压。湿法挤压是加入蒸气进行前调质，最终产品需要干燥。而干式挤压仅靠摩擦作为热源加工产品。单螺杆挤压机可以依需求选择是否进行前调质，因此它可以干湿两用。
    单螺杆挤压机起源于上世纪60年代用于大豆和谷物的的熟化。特别是在美国中西部地区，当地农民用此设备来处理自己种植的作物来饲养家畜。目前有超过80个国家在使用单螺杆挤压机，主要用于大豆和其他油料种子的挤压，少数被用来生产水产饲料、宠物饲料、食品等。我国第一代饲用挤压机即为PHG135干法单螺杆挤压机，主要也用于全脂大豆的挤压膨化和其他原料的前处理。但在前面增加调质器并对螺杆结构和模板进行改造后，也可以湿法生产全价饲料，并且使产量有所提高。
    双螺杆挤压机由于是靠一对相互平行啮合的螺杆推动物料向前推进，因此挤压过程中物料输送稳定，不打滑、不易堵机，比较适合于高水分、高油分物料的挤压加工。而水产饲料，特别是海水鱼饲料中一般脂肪含量较高，所以用双螺杆挤压机更为合适。
2 挤压水产饲料的优点
    挤压膨化生产水产饲料的优点有：可控制饲料的密度生产出沉降性能不同的产品，提高饲料的消化率，提高饲料的耐水性，提高生产效率等。在美国水产饲料生产中挤压已基本取代了制粒，我国水产饲料生产，特别是高档水产饲料必然走挤压膨化之路。只有高密度的沉性水产饲料，如虾饲料还可用制粒生产。饲料在制粒过程中只有很低的熟化，淀粉糊化度只有25%～40%，而在挤压中能达到90%以上。经研究发现，饲喂挤压后的水产饲料可提高动物的增重，而且发生疾病的几率也减少。适用于上层水面的浮性饲料可更好地调控饲料的用量，因此可减少饲料的浪费。
3 挤压与原料
    挤压使得原料的选择范围更广。可以用价格低廉且淀粉含量高的原料，通过挤压生产高消化率和耐水性的饲料。但水产饲料生产中必须用高质量的原料，因为挤压不能改变原料的质量，只能提高营养素的利用率。
    由于鱼粉资源越来越少，价格也越来越高，因此水产饲料中特别是温水鱼饲料中鱼粉使用量也逐渐减少，取而代之的是植物蛋白，如大豆蛋白，棉籽蛋白等或其它动物蛋白。另外由于经济和风味的原因，特别是在鲶鱼和罗非鱼饲料上。温水鱼可以把碳水化合物当作能量来源。因此玉米是生产温水鱼饲料的重要原料。但是玉米的使用量必须在35%以下，因为玉米中高浓度的叶黄素会使鱼肉的颜色也变黄。少量的油脂可以在制粒后添加，这样只要可以用来减少灰尘，也可以改进颗粒的外观。
    大豆对于冷水鱼来说口味差了一点，但是研究表明，彩虹鳟鱼饲料中用35%大豆可以替代其日粮的15%~18%的鱼粉，鲑鱼一般都饲喂至少50%的鱼粉。最近的研究表明，鱼粉可以被家禽的内脏和大豆所取代。随着营养技术的进步，全脂大豆由于其高蛋白和高油脂含量可被利用于彩虹鳟的饲养或希望其更广泛的应用于淡水鱼饲料中。冷水鱼不象热水鱼那样以碳水化合物作为其能量饲料来源。而是以脂肪作为主要的能量来源。鱼油是冷水鱼饲料的主要能量来源。大豆油可取代一部分鱼油作为能量来源，还可以作为部分必须脂肪酸来源。
4 挤压生产的操作
    4.1 粉碎   粉碎的质量是生产高质量饲料的基础。从挤压条件考虑对原料的粒度要求是进挤压机的原料不能包含大于挤压机模孔直径1/3的物体。大多数水产饲料挤压时模孔直径为φ2.0~4.0mm，所以粉碎机筛孔直径选用φ1.0~1.5mm就能生产出高质量的膨化饲料。假如生产更小颗粒直径的鱼饲料，就需要更小的粉碎粒度以防止堵住挤压机模孔。另外必须予以重视的是要加大吸风量（一般为正常吸风量的1.5~2倍）以提高物料的过筛能力，粉碎机下面的缓冲仓也必须有足够大的自流角（最好70°以上），以防止高蛋白和高脂肪的原料结拱。
    4.2 调质与加水   蒸汽调质对于生产浮性膨化鱼饲料是必需的。好的调质条件使得淀粉糊化、蛋白质变性、物料软化和挤压腔内摩擦的减小，这样就可以提高产品的内在和外观质量，减少机器的磨损和电力的消耗。挤压时的调质温度要达到90℃左右，才能生产出高质量的饲料。调质时间的长短取决于调质器的型号、饲料形状和产品要求。
    蒸汽调质的同时也增大了饲料的膨化度，这对于生产高蛋白和高油脂的浮性鱼饲料是理想的。但是对于生产小颗粒的沉性饲料却是个问题。所以性能完善的挤压机应在靠喂料端设有注水系统，而在靠出料端设压力释放系统。
    向挤压腔内加水对于饲料膨化度和外表有着很大的影响。当需要生产沉性或膨化度小的饲料时，可在调质时减少蒸汽的加入量，其余水分通过注水补充，这样可减少物料在机内的摩擦，降低物料温度和成品的膨化度。挤压腔里水分的添加量应依据原料的种类、含油量、蛋白质和纤维含量或所需饲料产品的沉浮性而变化。
    同样在靠出料端进行压力释放也是控制产品膨化度和沉浮的有效手段。因为挤压腔内的压力在靠近出料处是最大，在相同情况下此处的压力越大，产品出模后体积膨胀得就越大。因此通过压力释放的多少，就可控制产品膨化度和沉浮性。
4．3 挤压机的操作
    挤压机的结构独特，工艺参数繁多且相互交叉影响，再加上饲料成分复杂多样，因此有人说挤压机的操作是一门艺术。换句话说，挤压机操作的技术含量相当高。只有经过理论知识学习、生产技术培训并具有一定实践操作经验的的人员才能生产出好的合格产品。一个未经培训过的操作者即使操作一个昂贵的挤压机也会生产出很差的产品，与之相反一个优秀的操作者加上一个好的配方即使用差的挤压机也能生产出好的产品。
5 挤压机的配套设备
5．1 产品的输送
    刚从挤压机出来的物料温度高、水分大，非常松软，并闪蒸出大量蒸汽。必须有合适的运输方式以减少对产品的破坏和环境的影响。比较恰当的输送形式是负压气力吸送和皮带传送两种，前者更为常见，而不是普通的提升机输送。另外必须吸走闪出的蒸汽或在机头开孔以防止蒸汽凝结在饲料和机器上。
5．2 产品的干燥
    膨化后的产品需要慢慢的干燥。如果温度太高或流动太快，则产品的内部水分不能从颗粒中心挥发出来。这样水分就会在随后的几天里散发出来，最终导致饲料霉变。所以干燥时间、速度和温度必须相互协调并控制好，干燥过程必须维持一定的料层深度和适当的翻动。，因此比较好的干燥设备是高效流化床干燥器和卧式带式环流干燥器。
5．3 产品的后喷涂和冷却
     干燥以后的产品可以进行油脂的后喷涂。这个优势在于热产品能够很快的吸收油脂，使得颗粒的耐水性增强，鱼饲料喷涂油脂后会更合鱼的口味，且极大地提高了商品的外观价值。但必须在油脂喷涂后进行冷却，冷却后的物料温度不要高于周围空气温度4℃，这样才能保证打包后物料的安全储藏。否则如果热饲料直接打包的话，热量不能及时散发，会加快脂肪的氧化，同时还会引起表面水分冷凝和霉变。
6 如何选择挤压机
    生产企业经常会问这两个问题：“对于干法挤压和湿法挤压，单螺杆挤压和双螺杆挤压，选择哪个比较好呢”？这个问题没有确切的答案。最好的回答是“要看其实际应用”。就挤压出的饲料营养质量而言，无论其是用干法挤压，湿法挤压，单螺杆挤压还是双螺杆挤压，其生产都没有太大的区别。如果所用的加工条件和过程控制合适，那么每个方法都可以生产出优质的饲料。
    对于那些想尝试挤压技术的企业或公司来说在做出决定之前首先需考虑的问题是：企业或公司生产何种挤压饲料，资金状况，挤压操作维护所需人员和技能，挤压饲料的市场需求及企业发展规划等。
    在作出使用挤压技术决定后，企业或公司就必须了解挤压机如下的详细信息：挤压机的类型，生产能力，挤压机的适应性，挤压机的操作，原始费用，操作费用，资金周转空间，维持及维修费用，培训项目，技术支持项目，客户服务项目及销售体系等。
7  结语
    为保证利用挤压技术生产出好的水产饲料，需要包括挤压机生产商、营养学家、质检人员、操作工人和原料采购人员等在内的多方对挤压技术和过程有较好的了解和协作，只有他们的共同努力才能真正生产出好的挤压膨化水产饲料。
    参考文献
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[2]Hans Walter Lucht. The importance of the product density in the production of fish feed[J].Feed Tech,Vol.5,No.1.31~33.
[3]唐国祥，范天铭.粉碎技术在水产饲料生产中的应用[J].渔业现代化，2005，2：44~45
[4]王勇，路红波，刘俊荣.挤压蒸煮技术在水产饲料业的应用[J].水产科学，2005，8：50~52.
[5]姜正安.挤压膨化水产饲料的要点[J].饲料研究，1999（9）：22
[6]过世东.水产饲料生产学[M].北京：中国农业出版社，2004.240~247


[ 本帖最后由 新饲料 于 2007-7-17 20:14 编辑 ]

compaq

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dftn888

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rowe

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泰州剑客

感谢版主分享实用资料

飞鸟

一般很笼统吧。。。。。。。