膨化技術(shù)應(yīng)用情況及標(biāo)準(zhǔn)化.doc

膨化技術(shù)應(yīng)用情況及標(biāo)準(zhǔn)化 食品安全是關(guān)系到國計(jì)民生的大事，其中最重要的環(huán)節(jié)就是抓好飼料的安全。從我國近二十年來飼料工業(yè)的發(fā)展來看，不僅產(chǎn)量在逐年上升，產(chǎn)品的質(zhì)量要求也在不斷提高，九十年代初瘦肉精還被大量用于飼料中，但藥品殘留問題很快導(dǎo)致其被禁用，而后幾年內(nèi)又有幾十種藥物被明令禁止用于飼料，也體現(xiàn)出國家對食品安全的重視。飼料中不能使用藥物，動(dòng)物體攝食生飼料染病的風(fēng)險(xiǎn)就大大增加，如何在綠色養(yǎng)殖過程中提供安全的動(dòng)物產(chǎn)品，就成了飼料加工業(yè)迫切需要解決的問題。 隨著科技發(fā)展，高新技術(shù)在飼料工業(yè)上得到大量應(yīng)用，膨化技術(shù)就是其中之一。 飼料膨化，最基本的就是為動(dòng)物體提供無菌化、熟化飼料，從而減少動(dòng)物體患病風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可以改善動(dòng)物體的生產(chǎn)性能。 膨化對飼料主成分的影響膨化、膨脹改變了飼料原料中各成分的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性。 1、提高了淀粉的糊化度，生成改性淀粉，具有很強(qiáng)的吸水性和粘接功能。由于它的高度吸水性，使得我們可向產(chǎn)品中添加更多的液體成份（如油脂、糖蜜等），同時(shí)，因?yàn)樗哂斜绕胀ǖ矸蹚?qiáng)得多的粘接功能，膨化生產(chǎn)過程中淀粉添加量可大大減少。這為其它原料的選擇提供了更多的余地，配方中可選擇更多種的廉價(jià)原料替代那些昂貴的原料，可以大量地降低成本而不會(huì)影響到產(chǎn)品品質(zhì)。 2、由于蛋白質(zhì)與淀粉基質(zhì)結(jié)合在一起，因此飼喂時(shí)不易流失，只有當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)消化酶分解淀粉時(shí)才將蛋白質(zhì)釋放出來，提高了蛋白質(zhì)的效價(jià)。膨化過程也使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，鈍化了許多抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)改變了蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，縮短了蛋白質(zhì)在腸道中的水解時(shí)間。對于反芻動(dòng)物來講，膨化生成瘤胃不可降解蛋白，即過瘤胃蛋白，可避免動(dòng)物產(chǎn)生氨中毒，提高蛋白質(zhì)的利用率。 3、膨化處理將原料分子中囊化油脂釋放出來，提高了脂肪的熱能值，膨化還將脂肪與淀粉或蛋白一起形成復(fù)合產(chǎn)物脂蛋白或脂多糖，降低了游離脂肪酸含量，同時(shí)鈍化了脂酶，抑制了油脂的降解，減少了產(chǎn)品貯存與運(yùn)輸過程中油脂成分的酸敗、哈敗。此外，膨化處理還減少了原料中的細(xì)菌、霉菌和真菌含量，提高了飼料的衛(wèi)生品質(zhì)，減少各種藥物成分的添加量；改善適口性；提高低質(zhì)原料效價(jià)，降低飼料成本。膨化用于飼料的目的及優(yōu)點(diǎn)目的優(yōu)點(diǎn)-化；-菌；-毒、鈍化抗?fàn)I養(yǎng)因子；-化成型-混合、研磨及產(chǎn)品均質(zhì)化-蒸脫水，增強(qiáng)貯藏、穩(wěn)定性-口性好-料無菌化，有益健康-高飼料利用率-生產(chǎn)高能量飼料-肉比可降低8-10% 膨化的原理膨化是對物料進(jìn)行高溫高壓處理后減壓，利用水分瞬時(shí)蒸發(fā)或物料本身的膨脹特性使物料的某些理化性能改變的一種加工技術(shù)。它分為氣流膨化和擠壓膨化（EXTRUDE）兩種。氣流膨化是在密閉容器里對物料施以高溫高壓蒸汽處理，然后減壓；擠壓膨化是利用螺桿、剪切部件對物料的擠壓升溫增壓，在出口處突然減壓。飼料工業(yè)中的膨化通常指擠壓膨化。 擠壓膨化技術(shù)的發(fā)展歷程1925年就有關(guān)于螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)等方面的專利文獻(xiàn)飼料工業(yè)中的膨化機(jī)源自糧食及食品工業(yè)1948年WENGER推出飼料膨化機(jī)ANDERSON在1950年推出寵物食品膨化機(jī)INSTAPRO建成于1961年，以干法膨化大豆兼榨油為主 膨化機(jī)的分類 從結(jié)構(gòu)上：按工作部分為一根軸或兩根軸分為單螺桿膨化機(jī)及雙螺桿膨化機(jī)；單螺桿又分為左旋右旋，雙螺桿又有同向平雙和異向平雙之分。從工作方式上：按照物料進(jìn)入膨化機(jī)機(jī)筒（膨化腔）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。蒸汽調(diào)質(zhì)的目的：提升料溫、軟化及部分予熟化物料、補(bǔ)充一定水分。因此，簡單的加水不能稱之為濕法。 一般地，可以從膨化機(jī)是否配備蒸汽調(diào)質(zhì)器判定其工作模式。干法機(jī)配上蒸汽調(diào)質(zhì)系統(tǒng)可以濕法生產(chǎn)，同樣濕法機(jī)型也可干法生產(chǎn)，但對某些物料只能用干法或濕法生產(chǎn)。 洋工機(jī)械及其膨化機(jī)產(chǎn)品 國內(nèi)最大的飼料膨化機(jī)專業(yè)制造商之一，北方地區(qū)最大的產(chǎn)銷廠家，僅東北地區(qū)75KW及以上設(shè)備保有量近一百三十臺套。 為正大、希望、大北農(nóng)、伊利、正邦、廣東溫氏、南寶、粵海、九江、金錢、福建華龍、哈爾濱華隆、沈陽雙良等提供膨化設(shè)備及生產(chǎn)線，并成為一些集團(tuán)的指定供應(yīng)商。產(chǎn)品批量出口歐洲、中東、東南亞及非洲等地。 全系列膨化機(jī)產(chǎn)品：EXT系列單螺桿：7.5132KW；TSE系列雙螺桿：22315KW成品車間一角 TSE150雙螺桿濕法膨化機(jī)，配備315KW變頻主機(jī)，已落戶亞洲最大的羅非魚養(yǎng)殖基地，是國內(nèi)最大的雙螺桿單機(jī)水產(chǎn)生產(chǎn)線之一 TSE98雙螺桿濕法膨化機(jī) （膨化魚蝦飼料和寵物食品） TSE65雙螺桿干法膨化機(jī)水產(chǎn)飼料及寵物食品，代表性客戶有：國家水產(chǎn)飼料質(zhì)量檢測鑒定中心、中國醫(yī)科院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心、北京農(nóng)科院等EXT200S單螺桿濕法膨化機(jī) （大型飼料企業(yè)普遍采用） EXT100S、135S、155S （增強(qiáng)型單螺桿濕法膨化機(jī)）EXT100G、135G、155G、200G單螺桿干法膨化機(jī)（膨化玉米的主力機(jī)型）膨化在飼料中的應(yīng)用 原料膨化：豆； 玉米； 玉米尿素； 棉籽餅粕； 魚粉； 羽毛粉； 其它（米糠、血粉、肉粉等） 膨化配合飼料： 水產(chǎn)飼料； 寵物食品； 乳豬料； 其它（雞飼料、奶牛飼料） 膨化玉米 玉米作為飼料中最重要的能量源，其籽粒成分含7075%的淀粉。生玉米內(nèi)其淀粉分子聚集成致密的淀粉粒結(jié)構(gòu)，存在相當(dāng)比例抗酸抗酶的晶體結(jié)構(gòu)而不利于動(dòng)物的消化利用，必須讓晶體結(jié)構(gòu)解體（即糊化）才能被酶充分水解而提高消化率。幼齡動(dòng)物如早期斷奶仔豬消化器官尚未發(fā)育成熟，消化酶活性很低，并且由于斷奶應(yīng)激使消化酶活性增長出現(xiàn)倒退，常因淀粉消化不良導(dǎo)致腹瀉，影響生產(chǎn)性能。當(dāng)玉米膨化后，淀粉糊化，淀粉晶體結(jié)構(gòu)不可逆地被破壞，在動(dòng)物小腸內(nèi)能迅速吸水膨脹，大大增加了淀粉酶的作用面積和穿透能力，使淀粉的水解速度和消化程度均提高，同時(shí)，糊化淀粉大幅度提高了-淀粉酶的敏感度，使其作用更迅速。此外，糊化淀粉還會(huì)刺激幼畜胃內(nèi)產(chǎn)生乳酸，可防止病原微生物的產(chǎn)生，從而減輕和消除下痢。 對于水產(chǎn)動(dòng)物，糊化淀粉的影響也甚為顯著，虹鱒對生淀粉的利用率僅為2024，而熟淀粉為5270；鯉魚對熟淀粉的消化率高達(dá)96，而生淀粉為38。水產(chǎn)飼料中的糊化淀粉還增強(qiáng)了飼料的粘結(jié)性能，提高其在水中的穩(wěn)定性。 由于以上原因，糊化淀粉在幼畜料、特種飼料、水產(chǎn)飼料中大量應(yīng)用。實(shí)際上，不僅玉米需要膨化，用作能量的其它谷物成分也需要膨化。 為什么要膨化玉米 膨化玉米飼喂研究 已有很多試驗(yàn)及研究證明在幼畜（尤其是乳豬）料中使用膨化玉米可以提高料肉比，改善生產(chǎn)性能，但結(jié)果不完全一致。 一些研究表明膨化玉米可以降低斷奶較后時(shí)期的料肉比，對斷奶后較早時(shí)期的生長性能沒有影響；也有報(bào)道膨化玉米可以改善斷奶后1425d和025d的平均日增重和料肉比，而對采食量沒有影響；另有些試驗(yàn)顯示仔豬日糧中，膨化玉米添加量占40%以上時(shí)，其有機(jī)物的消化率才有顯著提高；當(dāng)膨化玉米添加量占60%以上時(shí)，其粗淀粉消化率才有顯著提高。 造成這些研究結(jié)果有出入的很大一部分原因就在于玉米膨化工藝及膨化程度不一致。見諸報(bào)告的研究都沒有提及其使用的膨化玉米熟化度，或者是根本就沒有考慮到。 玉米擠壓膨化過程 玉米擠壓膨化是在水分、熱、機(jī)械剪切及壓力差的綜合作用下的淀粉糊化過程。 高溫、高壓及機(jī)械剪切使擠壓膨化比其他加工方式產(chǎn)生的淀粉糊化更徹底，一般糊化度可達(dá)80100，與常規(guī)的煮熟工藝相比，能使植物細(xì)胞壁破裂，淀粉鏈更短從而更有效地提高消化率。 水分、膨化溫度、膨化壓差及腔內(nèi)機(jī)械剪切力對膨化玉米影響很大。機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作方式及操作參數(shù)使得膨化玉米相差很大。 如何評價(jià)膨化玉米 飼料用膨化玉米，最重要的是要求熟化（亦即糊化度），至于膨化，是淀粉顆粒破裂、水分閃蒸的必然結(jié)果，一般以物料容重來表征膨化度大小。因此，膨化玉米有兩個(gè)方面的要求，熟化度和膨化度，分別用淀粉糊化度和物料容重來衡量。淀粉糊化度用淀粉葡萄糖苷酶法測定，物料容重則可用容重計(jì)測得。熟化度和膨化度是相互關(guān)聯(lián)的，熟化度高不一定膨化度就高，而膨化度高相應(yīng)的熟化度會(huì)高。 對于大多數(shù)飼料企業(yè)，不具備測量糊化度的條件，但容重則很容易測得，而通過容重反映的熟化度也比較準(zhǔn)確。因此，容重就成為目前飼料企業(yè)評價(jià)膨化玉米的重要指標(biāo)。膨化玉米的分類 根據(jù)終產(chǎn)品的容重（干燥冷卻后，2mm篩板粉碎），可以將膨化玉米分為三種： 1、膨化度產(chǎn)品。容重0.5kg/l,一般采用低溫膨化，80120C左右，成品水分較高，糊化度能做到6080，離乳后期仔豬可用，也可用于多維和酶制劑包被工藝。 2、等膨化度產(chǎn)品。容重0.30.5 kg/l，溫度100160C左右，成品水分610，糊化度能做到90以上，用于乳豬料，貉、狐及水貂等特種動(dòng)物飼料，水產(chǎn)飼料。 3、膨化度產(chǎn)品。容重0.10.3 kg/l，溫度在140170C和更高，成品水分48，可完全糊化，一般采用干法膨化，用于復(fù)合磷脂粉中載體，及鑄造工業(yè)、涂料工業(yè)。 需要指出的是：特種毛皮動(dòng)物要求的玉米膨化度比乳豬料要求的高，大部分容重在0.3左右，因此，北方地區(qū)膨化玉米的要求比南方要求高。目前來看，理論上0.40.5的容重均可用于乳豬料，但用戶有趨向于用狐貉料的要求來選擇膨化玉米。 膨化玉米指標(biāo)對照. 膨化玉米的應(yīng)用 玉米經(jīng)膨化后可獲得糊化淀粉，可以刺激動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生乳酸，增強(qiáng)動(dòng)物體的抗菌能力，膨化玉米粉加入蛋白還可以替代乳清粉 高檔乳豬料 特種皮毛動(dòng)物飼料 水產(chǎn)飼料（蝦、鰻魚） 膨化玉米粉還可用作某些難以在飼料中直接添加混合的油脂類載體，如生產(chǎn)復(fù)合大豆磷脂粉 -淀粉應(yīng)用于食品工業(yè)、鑄造工業(yè)及涂料工業(yè)返回 膨化玉米料樣. 膨化玉米生產(chǎn)線 膨化生產(chǎn)實(shí)況錄像 國內(nèi)玉米膨化機(jī)的發(fā)展較早的膨化玉米均是用生產(chǎn)小食品的谷物膨化機(jī)加工（15KW及以下），量不大。國內(nèi)仿制膨化機(jī)在上世紀(jì)80年代末，研制則始于90年代，主要以處理大豆為主。在上個(gè)世紀(jì)末，國產(chǎn)膨化設(shè)備也就到132KW止。國內(nèi)飼料工業(yè)中大量使用膨化玉米是從03年開始，首先是在北方市場上隨著特種毛皮動(dòng)物的發(fā)展，對膨化玉米需求激增，同時(shí)南方市場上高檔乳豬料、水產(chǎn)料也需要膨化玉米。 大機(jī)型工業(yè)化生產(chǎn)膨化玉米出現(xiàn)了很多技術(shù)問題。2004年，洋工機(jī)械推出了高效、穩(wěn)定的EXT干法系列玉米膨化機(jī)，至今在玉米膨化領(lǐng)域還具有相當(dāng)?shù)念I(lǐng)先優(yōu)勢。 此后，其它生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)推出適用于玉米膨化的機(jī)型。 糊化玉米尿素（緩釋尿素）反芻動(dòng)物因其獨(dú)特的瘤胃氮素營養(yǎng)方式可以利用尿素等非蛋白氮（ NPN）。業(yè)界一直在探索尿素飼喂從而節(jié)約飼料蛋白。 直接飼喂尿素缺點(diǎn)：適口性差吸收利用率低易中毒糊化玉米尿素是將玉米、尿素、緩釋劑等混合后經(jīng)膨化、冷卻、粉碎而得。由于尿素分子被淀粉基質(zhì)包埋，在瘤胃中釋放氨的速度減慢，使得瘤胃有時(shí)間合成大量的菌體蛋白再進(jìn)入真胃消化，達(dá)到充分利用NPN的目的。 糊化玉米尿素的優(yōu)點(diǎn)：適口性好釋放氨的速度減慢增重快、產(chǎn)奶多降低飼養(yǎng)成本返回 膨化機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)事宜2008年6月，國家成立全國飼料機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)。第一屆標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成員主要由科研機(jī)構(gòu)、大專院校、檢測機(jī)構(gòu)、主要設(shè)備生產(chǎn)商及集團(tuán)用戶代表組成。 飼料機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)歸屬“中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)”管理，秘書處設(shè)在江蘇牧羊集團(tuán)。標(biāo)委會(huì)成立后落實(shí)的第一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目單螺桿飼料原料膨化機(jī)。 原因：隨著膨化技術(shù)在飼料工業(yè)中的普及，越來越多的廠家涌入膨化設(shè)備制造領(lǐng)域，由于目前在膨化機(jī)方面沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)都是盲目仿制、無標(biāo)生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量低下。一方面市場上的膨化機(jī)產(chǎn)品眾多，質(zhì)量參差不齊，另一方面用戶缺乏相關(guān)的專業(yè)知識，難以甄別。 作為飼料膨化機(jī)專業(yè)制造商，我們參與了該標(biāo)準(zhǔn)的制定及審查工作。 膨化機(jī)的主要性能指標(biāo) 如何選擇適合的膨化設(shè)備 根據(jù)膨化的物料及目的從結(jié)構(gòu)上確定單螺桿膨化機(jī)：適用于處理各種原料及普通畜禽配合飼料雙螺桿膨化機(jī)：終產(chǎn)品要求很好成型及漂亮外觀，熟化度均勻一致且密度可調(diào)的配合飼料（水產(chǎn)料、寵物食品）以及高附加值的原料（ 淀粉、組織蛋白）等注：目前很多企業(yè)也用單螺桿生產(chǎn)水產(chǎn)飼料，雙螺桿與之相比有如下優(yōu)勢：出品率高顆粒成型好，粒形均勻一致雙螺桿的獨(dú)特的強(qiáng)泵送能力，確保無反噴、堵塞現(xiàn)象可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)各種小顆粒產(chǎn)品密度控制更為穩(wěn)定可靠更能適應(yīng)高能量配方生產(chǎn)易操作，生產(chǎn)過程穩(wěn)定 雙螺桿膨化機(jī)生產(chǎn)方式選擇產(chǎn)量要求低（500公斤/h以下）且不具有蒸汽條件，可以采用干法生產(chǎn)。其他均推薦用濕法，因?yàn)椴粌H膨化設(shè)備用蒸汽，而且烘干設(shè)備也要用蒸汽。 單螺桿膨化機(jī)生產(chǎn)方式選擇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原料膨化和乳豬料生產(chǎn)：膨化全價(jià)乳豬料只能用濕法生產(chǎn)膨化大豆玉米： 1.膨化大豆粉和玉米粉的期望產(chǎn)量。如兩種產(chǎn)品的期望產(chǎn)量大體相當(dāng)，則推薦使用干法機(jī)。因?yàn)闈穹C(jī)膨化玉米和大豆產(chǎn)量較懸殊，若使用中用于大豆膨化的時(shí)間很少，主要用于玉米膨化，這樣，蒸汽系統(tǒng)及調(diào)質(zhì)器配置等作用不明顯，就是說同樣的生產(chǎn)目標(biāo)，投資遠(yuǎn)高于干法機(jī)組。 產(chǎn)品的用途。膨化大豆粉自用，傾向于干法因?yàn)橛昧恳话悴粫?huì)太大，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；當(dāng)然，個(gè)別地區(qū)有專門生產(chǎn)干法膨化大豆粉的需求則另當(dāng)別論。膨化玉米粉如用于銷售，推薦干法機(jī)型，由于干法膨化玉米，膨化度可調(diào)節(jié)的范圍較寬，可以達(dá)到很高的膨化度（成品容重200g/L），能滿足不同用戶的要求，且投資少，見效快。如果自用（加工混合飼料），則可以考慮濕法，產(chǎn)量稍高于干法，淀粉糊化度可以達(dá)到85以上，雖然膨化度不及干法高，但制成混合料后效果也很好。