膨化技 术与饲料生产过程控制
2019-06-12

1膨化加 工的基本原理饲料生产中应用的膨化工艺
    其主要设备为“螺杆式挤压膨化机”。物料送入膨化机中,螺杆螺 旋推动物料形成轴向流动。同时,由于螺旋与物料、物料与 机筒以及物料内部的机械摩擦,物料被强烈地挤压、搅拌、剪切,其结果 物料被进一步细化、均化。随着压力的逐渐加大,温度相应升高,在高温、高压、高剪切条件下,物料的物性发生变化,由粉状变成糊状,淀粉糊化,蛋白变性,纤维质部分降解、细化,致病菌被杀死,卫生指标提高,有毒成份失活。当糊状 物料从模孔喷出的瞬间,在强大 的压力差作用下,物料被膨化、失水、降温,膨化产品结构疏松、多孔、酥脆,且有较 好的适口性和风味。


2 膨化工 艺及膨化产品的特点   

    2.1 高温高 压的水热处理过程物料在挤压过程中,由于机 械摩擦所产生的热量,或由于 送进膨化腔的直接蒸汽,或送进 膨化腔夹套中的间接蒸汽的加热温度和压力逐渐升高。物料在 高温高压环境下吸水膨胀,质构软化,在机械 力的作用下溃散、细化、均化,细胞壁破裂,分子结构被打散,淀粉糊化,蛋白质变性。物性发生质的变化。所以,螺旋挤 压式膨化机又有“连续式蒸煮器”之称。

    2.2 生化反 应过程水热处理过程伴随着物料的生化变化过程。某些物料,如油料籽实及其饼粕,其中含 有多种抗营养和抗饲养成分,在一定 水分和一定温度条件下,这些活 性物质逐渐部分失去活性,削弱了 对饲养动物消化系统中内源消化酶的破坏,提高了消化吸收效率,减少排泄。这不仅 提高了饲料效价,而且减 少浪费和环境污染。从生化过程看,挤压膨化机又是“生化反应器”。

    2.3 高温短 时的杀菌脱毒过程挤压膨化过程的最高温度可达(130~160)℃,而物料 在高温段的时间却很短,约5-10秒。高温不 但可以杀灭致病菌,提高卫生指标,而且可 使各种有害因子和酶失活,提高了饲料的品质。因而,挤压膨 化过程又是杀菌脱毒的高温短时处理过程。
    2.4 提高物料化学稳定性,保质期 延长高温使各种微生物、虫卵被杀死,各种酶(如氧化酶、解脂酶等)失活,排除了 促成物料变质的各种因素,延长了保质期。
    2.5 最有效 地改善物料品质挤压膨化加工,高温杀菌,提高了卫生指标;水热处理,使多种 抗营养因子和抗饲养因子失活。高温高 压使物料物性产生质的变化,饲料品质提高,饲料效价提高。挤压膨 化工艺使生料变成熟料,这是饲 料工业划时代的变革。饲料膨化技术,理想蛋白质体系,生物系效价体系,以及信 息网络技术和分子生物学的应用,使饲料 工业跨入了蓬勃发展的新时代。
    2.6 广泛的 工艺适应性仅就饲料工业领域来看,挤压膨 化工艺可谓灵活多变、应用广泛。挤压膨 化工艺不但可改善多种常规饲用原料的饲养品质,而且可 将大量的非常规物料加工成优质的饲用原料。其中包括野生植物、农业副产品、畜禽屠宰废弃物、饲养场的畜禽粪便等。可生产各种不同规格、不同品质的畜禽料、水产料、宠物(包括珍稀动物)料。工业糟 渣脱水后经挤压膨化处理,可直接用作饲用原料;作为辅料,用于生 产发酵饲料或有机肥。油料饼粕的脱毒、保鲜加工,粮食深加工,挤压膨 化工艺都是最有效的工艺手段。
    2.7 高品位 的产品特性挤压膨化产品富有多种高品位特性:均匀、致密。经配料混合的原料,进入挤压膨化工段,全程处于被挤压、搅拌、剪切、熔融的环境,各组分 得到充分的混合,融为均一的料流挤出、膨化、切割、冷却定型,产品质构的均匀、致密,都优于环模制粒产品。疏松多孔,密度可控。膨化产品的这一特性,最能适 应水产料的要求,控制其密度,可做成 沉性料或浮性料,料的持 水时间也可调整。成形的 诸多因素得到满足。疏松多 孔的结构吸附表面积大,可吸附 大量的液体添加剂,便于营 养组分的补充和风味的调整。适口性和风味。挤压膨 化物经冷却后质构疏松酥脆,各种组 分所产生的复合产物,以及由 于高温所产生的美拉德反应,所有这 些因素都构成了膨化产品优于原混合物料的适口性和特殊的风味。这些特 性诱使饲养动物采食,提高其 采食量和饲养效果。这完全 不同于在混合物中添加诱食剂,诱食剂 往往带来负面效应。

    2.8 可生产 特型料根据用户要求,改变模具设计,可生产 不同形状大颗粒、大块状或条块状料,如大虾料、警犬料、宠物料、珍稀动物料等。这是环 模制粒无能为力的。


3 挤压膨 化过程的物性变化饲用原料经历挤压膨化过程后,其物化 性质以及某些成分的生物活性发生了重大的变化。这些变化,有的使 饲料效价得以提高,有的则 造成营养成分的损失。现仅就 淀粉原料玉米和植物蛋白原料大豆的物性变化分述如下:    

    3.1 玉米玉 米是主要饲用淀粉原料。我国玉米含淀粉量(71~72)%,其中直链淀粉占27%。淀粉在 挤压过程中的主要变化是“糊化”。原淀粉 是由淀粉粒子组成的颗粒状团块。结构紧密,吸水性差。淀粉由 调质器到膨化机,经历水热处理过程,淀粉粒子在湿、热、机械挤压、剪切的综合作用下,结构受到破坏,分子链结被打开,颗粒进一步崩溃,形成胶 态的凝胶体糊化,即α化。淀粉分 子断裂为短链糊精,降解为可溶性还原糖。溶解度、消化率 和风味得到提高。淀粉的 糊化与温度有关,温度不同糊化程度(即糊化度)不同。消化系 统发育不完善的哺乳期的乳猪,其断奶料中的淀粉,要求糊化度高于90%;水产类动物,对原淀粉吸收能力差,饲料的 糊化度也应高些。

因此,用挤压 膨化机生产水产料,应优于 环模制粒机生产的料,因为环 模制粒由于受温度的限制,其中淀 粉的糊化度不可能高,一般不大于50%。糊化不 仅提高了消化吸收率,而且改 善了制粒和成形效果,因为糊 精是很好的粘结剂。糊化的 淀粉分子相互交联,形成网状的空间结构,在瞬间 膨化后失去部分水分,冷却后 成为膨化产品的骨架,使产品 保持一定的形状。若原料 配方中淀粉含量少,或根本不含淀粉,则很难 形成疏松多孔的膨化结构。一定配方的原料,如淀粉含量高,则容易膨化,产品密度小。而所含淀粉中,若支链淀粉含量高,则产品膨化度大,密度小。水产料 必须具备在水中或沉或浮的特性,利用淀 粉的这一膨化特性便比较容易实现这种要求。变性淀 粉含量高的产品,吸水速度慢,持水时间长,这同样 是水产饲料应具备的重要特性。

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