膨化飼料加工工藝及配方管理

1、擠壓熟化飼料加工工藝及配方管理中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究室水產(chǎn)飼料膨化擠壓加工工藝水產(chǎn)飼料膨化擠壓加工工藝發(fā)展史 1797英國(guó)人研制的手動(dòng)活塞壓力機(jī)，制作無縫鉛管、瓦片、肥皂和通心面； 1869英國(guó)人研制的雙螺桿連續(xù)擠壓機(jī)，制作肉腸；1873Phoenix Gummiwerke AG開發(fā)單螺桿擠壓機(jī)，加工橡膠；1940s-熟化加壓機(jī)的開發(fā)，生產(chǎn)干的狗糧；1950s-有了加壓的預(yù)調(diào)制器，達(dá)到100預(yù)熟化；1960s半濕的寵物飼料、糊化淀粉、餅干粉及組織大豆蛋白；1980s美國(guó)的雙螺桿膨化機(jī)開始發(fā)展；1990s第三代弱剪切-低熱擠壓機(jī)（reduced shear/heat ex

2、truders)、預(yù)調(diào)制器、直接蒸汽注入和帶放氣孔的機(jī)鏜。擠壓熟化的定義是靠水、壓力、溫度和機(jī)械剪切的綜合作用使得已著濕的、可膨脹的、淀粉類的和或蛋白類的物質(zhì)塑化并熟化的連續(xù)工藝過程；是將熱能和機(jī)械能導(dǎo)入食品/或飼料原料中的一種手段，使原料中的淀粉和蛋白質(zhì)等基本成分發(fā)生化學(xué)和物理變化，同時(shí)形成預(yù)定的形狀?；靖拍畎凑{(diào)制方法分濕法膨化干法膨化按螺桿結(jié)構(gòu)分單螺桿擠壓機(jī)（圖）雙螺桿擠壓機(jī)（圖）料斗；2.喂料絞龍；3.調(diào)制器；4.喂料段；5.蒸汽或水夾套調(diào)溫部分；6. 模板；7.出料皮帶輸送機(jī)；8.變速器；9.主電機(jī)基本詞匯 預(yù)調(diào)制器一種調(diào)節(jié)原料水分和溫度的裝置，使物料進(jìn)入擠壓機(jī)前部分或完全熟化； 螺

3、桿將物料輸送通過擠壓機(jī)的部件（圖1） 螺套-增加行程 螺片螺桿的螺旋形輸送表面，將物料向前推進(jìn)（圖1） 索片-增加剪切力，后挫力，提高滯留時(shí)間，糊化度 剪切一種揉捏、攪拌作用，使輸送的物料勻質(zhì)、受熱 模板使制品出機(jī)時(shí)成型的末端裝置?？稍谀０迳现苯鱼@孔，或?qū)⒛０遄龀蓤A孔狀，裝上設(shè)計(jì)復(fù)雜、用耐磨材料制成的壓模嵌入件，使物料成型 切刀將擠壓物切割成所要求的長(zhǎng)度的裝置圖1 螺 桿螺距的作用螺距：容積（體積）位移能力（輸送量）螺距影響到：物料充盈程度物料滯留時(shí)間膨化擠壓對(duì)飼料的綜合作用膨化擠壓對(duì)飼料的綜合作用飼料顆粒成型度飼料顆粒成型度高蛋白質(zhì)原料經(jīng)擠壓加工顆粒（優(yōu)）高蛋白質(zhì)原料經(jīng)擠壓加工顆粒（優(yōu)）高碳

4、水化合物原料經(jīng)擠壓加工顆粒（中）高碳水化合物原料經(jīng)擠壓加工顆粒（中）普通硬顆粒飼料（差）普通硬顆粒飼料（差）飼料漂浮度（溶重：飼料漂浮度（溶重：480g/L(480g/L(轉(zhuǎn)折點(diǎn)）轉(zhuǎn)折點(diǎn)）全漂浮全漂浮慢沉或反復(fù)沉浮顆粒（漂浮慢沉或反復(fù)沉浮顆粒（漂浮下沉下沉上?。┥细。└叨鹊亩嗫仔院统浞职l(fā)展的蛋白間質(zhì)結(jié)構(gòu)，緩高度的多孔性和充分發(fā)展的蛋白間質(zhì)結(jié)構(gòu)，緩慢釋放油脂和可溶性糖慢釋放油脂和可溶性糖下沉下沉工藝流程圖（原料準(zhǔn)備）工藝流程圖（原料準(zhǔn)備）不同類型飼料的擠壓技術(shù)不同類型飼料的擠壓技術(shù)浮性飼料半濕性飼料沉性飼料慢沉性飼料螺桿模板開孔面積比擠壓機(jī)內(nèi)溫度和壓力蒸汽和水淀粉含量脂肪含量預(yù)調(diào)制預(yù)調(diào)制優(yōu)點(diǎn)提高

5、擠壓機(jī)部件壽命提高產(chǎn)量提高產(chǎn)品質(zhì)量提高單螺桿擠壓彈性降低機(jī)械能，增加熱能輸入目的物料初步熟化攪拌使物料碎粒水合，干核(Dry Core)消失，提高熱傳導(dǎo)性DC浸濕部分預(yù)調(diào)制預(yù)調(diào)制Inlet水，70,2-3大氣壓脂肪蒸汽，2.5-3大氣壓，100出料，70-80，18-30%水分，1/3熟化擠壓加工浮性魚飼料擠壓加工浮性魚飼料調(diào)制器中注入蒸汽和水螺桿:L/D=13.5:1-15.5:1物料至少含20%淀粉擠壓產(chǎn)物在出模前溫度達(dá)到125-138，34-37個(gè)大氣壓，擠壓后，容重為320-400g/L， 25-30%水分進(jìn)一步干燥（水分10%），還可增進(jìn)漂浮性。擠壓加工浮性魚飼料擠壓加工浮性魚飼料1

6、-2分鐘喂料區(qū)（粉狀）揉合區(qū)（面團(tuán)狀） 熟化區(qū)（接近液態(tài)）揉合區(qū)揉合組件特征揉合區(qū)揉合組件特征輸送方向調(diào)整偏角索片寬度索片數(shù)目螺旋數(shù)目（單/雙螺旋）擠壓加工沉性魚飼料擠壓加工沉性魚飼料螺桿:L/D=16.5:1-19.5:1調(diào)制器中注入水（不注入或少注入蒸汽）擠壓產(chǎn)物在出模前達(dá)到26-30個(gè)大氣壓，28-30%水分?jǐn)D壓后，容重為450-550g/L，溫度80，水分22-27%帶放氣口的模頭可以降低產(chǎn)物溫度，水分和膨脹率過度干燥會(huì)使沉性飼料上浮擠壓加工沉性蝦飼料擠壓加工沉性蝦飼料調(diào)制器中蒸汽流量約為物料流量5-7%，水流量為物料流量10-15%擠壓產(chǎn)物在出模前達(dá)到13-16個(gè)大氣壓，28-30%

7、水分?jǐn)D壓后，容重不低于550g/L，溫度120，水分26%配有出氣孔，并能抽氣，真空度為250mmHg出烘干機(jī)水分12-16%，再冷卻降低到10%以內(nèi)擠壓加工沉性飼料擠壓加工沉性飼料25-30%70-8530-40放氣孔擠壓機(jī)自變量擠壓機(jī)自變量 喂料速度出預(yù)調(diào)制器的物流蒸汽流水流其他添加成分（肉汁、油脂等）擠壓機(jī)轉(zhuǎn)速擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)配置模板結(jié)構(gòu)擠壓機(jī)因變量擠壓機(jī)因變量 產(chǎn)品容重出料口水分出料口溫度 水分的重要性水分的重要性飼料性能成品率穩(wěn)定性營(yíng)養(yǎng)保留率單位產(chǎn)量配方成品膨化機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)成本膨化機(jī)最佳工作范圍快速水分測(cè)定快速水分測(cè)定儀非常重要儀非常重要擠壓物的膨脹擠壓物的膨脹 擠壓物膨脹，產(chǎn)品密度改變，顯著影

8、響飼料外觀，質(zhì)地、適口性、水穩(wěn)定性和飄浮性等；其宏觀結(jié)構(gòu)的變化可用產(chǎn)品的膨脹度和密度或容重（g/L)表示；膨脹度=膨化制品的截面積/擠壓機(jī)?？捉孛娣e膨脹主要原因：壓模膨脹和水的驟蒸發(fā)，后者的膨脹更大；水分的驟蒸發(fā)的關(guān)鍵是粘彈性物體在出模時(shí)溫度高于100 ，粘彈體重的水蒸氣成為種核氣泡（擠壓物膨脹示意圖）；注入CO2或添加碳酸氫鈉之類的產(chǎn)氣化合物，將增強(qiáng)擠壓物的膨脹；擠壓物的膨脹影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素淀粉淀粉純淀粉的最大膨脹比是純淀粉的最大膨脹比是500%，其次為全谷物粉（，其次為全谷物粉（400%）、）、飼料混合物（飼料混合物（200-300%，淀粉含量，淀粉含量40-50%

9、）、油料（）、油料（150-200%，淀粉含量，淀粉含量0-10%）；）；直鏈淀粉與支鏈淀粉之比是決定飼料膨脹比的重要因素，直鏈淀粉與支鏈淀粉之比是決定飼料膨脹比的重要因素，1:1將達(dá)到最大膨脹比，大多數(shù)天然淀粉含直鏈淀粉將達(dá)到最大膨脹比，大多數(shù)天然淀粉含直鏈淀粉20-30%；含水量和溫度對(duì)淀粉膨脹比影響顯著；含水量和溫度對(duì)淀粉膨脹比影響顯著；不同來源淀粉存在差異，小麥、玉米、稻米中的谷物淀粉具不同來源淀粉存在差異，小麥、玉米、稻米中的谷物淀粉具有較好的膨化效果，塊莖淀粉不僅具有良好的膨化性能，還有較好的膨化效果，塊莖淀粉不僅具有良好的膨化性能，還具有十分好的粘結(jié)能力，糙米膨化效果差。具有十分

10、好的粘結(jié)能力，糙米膨化效果差。影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素淀粉淀粉 常溫或低溫條件下，長(zhǎng)期放置的-淀粉會(huì)逐漸變硬，這種現(xiàn)象叫淀粉的凝沉或回生，也叫淀粉老化，成為-淀粉；老化淀粉不再溶于水，也不能被酶分解；一般聚合程度高的淀粉易老化，直鏈淀粉較支鏈淀粉易老化。直鏈淀粉含量對(duì)膨脹度的影響直鏈淀粉含量對(duì)膨脹度的影響影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素模模板板加大壓模尺寸會(huì)減弱壓模正常受力，剪切率和溫度下降，導(dǎo)致加大壓模尺寸會(huì)減弱壓模正常受力，剪切率和溫度下降，導(dǎo)致粘度加大，從而減弱膨脹，提高容重。粘度加大，從而減弱膨脹，提高容重。完全熟化但膨脹較低的沉性水產(chǎn)或?qū)櫸镲暳鲜褂玫哪ｎ^開孔面

11、積為550-600mm2 /噸/小時(shí)；高度膨脹食品或浮性水產(chǎn)飼料使用的模頭開孔面積為200-250mm2 /噸/小時(shí)；慢沉性飼料模頭開孔面積為300-350 /噸/小時(shí)。模板孔徑與淀粉的共同作用模板孔徑與淀粉的共同作用螺桿形狀對(duì)膨脹的影響螺桿形狀對(duì)膨脹的影響螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)膨脹的影響螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)膨脹的影響螺桿轉(zhuǎn)速增加提高單位產(chǎn)品機(jī)械能單位產(chǎn)品機(jī)械能提高降低產(chǎn)品容重，利于膨脹膨脹比膨脹比-直鏈淀粉含量、直鏈淀粉含量、溫度和水分溫度和水分最大膨脹比擠壓條件：機(jī)鏜溫度最大膨脹比擠壓條件：機(jī)鏜溫度140，水分，水分14%；100-170 之間，提高溫度可增強(qiáng)膨脹，再升高溫度則減弱；之間，提高溫度可增強(qiáng)膨脹，再

12、升高溫度則減弱；增加含水量通常使膨脹急劇減弱。增加含水量通常使膨脹急劇減弱。影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素其它其它 麩皮顆粒易使處于臨界厚度的氣泡孔壁破裂而降低膨脹程度；增加脂肪含量（5%以內(nèi)）可增強(qiáng)擠壓膨脹，超過此限則膨脹急劇減弱；（寵物料）加糖（1-15%）削弱膨脹，加鹽（0-3%）只輕微削弱膨脹或沒有影響；模?？谛螤顚?duì)飼料產(chǎn)品外觀的影響口形狀對(duì)飼料產(chǎn)品外觀的影響模口形狀裝載量 物料容重（g/L) 糊化度 飼料外觀96.7% 304 92%70.0% 336 80% 表面光滑致密，圓柱形飼料多孔狀表面，球形飼料LL=1.5*die,縱向膨脹LL=1.0*die,輻射膨脹真空對(duì)產(chǎn)品

13、密度的影響真空對(duì)產(chǎn)品密度的影響飼料容重不抽真空抽真空6mm0.871.2320mm0.921.14幾種常見飼料原料平均容重（幾種常見飼料原料平均容重（g/L)飼料原料容重飼料原料容重魚粉480-641次粉288-400蝦粉400小麥面粉513-673肉骨粉785玉米粉609-641雞肉粉545-593玉米蛋白粉416-529粗血粉617膨潤(rùn)土801-962豆粕44%561-609米糠320-336花生粕464干酵母657棉粕593-641麥芽根208-256亞麻粕497-529烘干烘干/冷卻冷卻烘干烘干/冷卻設(shè)備冷卻設(shè)備單層：對(duì)于產(chǎn)量低的生產(chǎn)線較理想設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，常用做實(shí)驗(yàn)室設(shè)備雙層：最常用、最流

14、行的設(shè)備膨化產(chǎn)品最理想的干燥設(shè)備干燥/冷卻一體或分體多層：對(duì)于高品質(zhì)、高知水產(chǎn)飼料十分合適干燥/冷卻一體或分體節(jié)省地面空間烘干烘干/冷卻設(shè)備冷卻設(shè)備*Wenger Dryer烘干烘干/冷卻（后熟化過程）冷卻（后熟化過程） 產(chǎn)品均勻地散布在移動(dòng)中的輸送器上，熱空氣一般以1m/s的勻速穿過，作用溫度為100-200；最初4-6分鐘，物料可承受177-199 的烘干溫度，而不破壞營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，之后，空氣溫度應(yīng)降低，以免發(fā)生美拉德反應(yīng)；產(chǎn)品本身決定烘干條件，如淀粉含量高，則不宜太厚，否則影響產(chǎn)品形狀；2層或多層的烘干機(jī)，不僅有效提高烘干面積，還能防止結(jié)塊；飼料形狀及物料厚度決定烘干時(shí)間長(zhǎng)短，防止產(chǎn)生濕心現(xiàn)

15、象；Zone 1, 150; Zone 2,3,490 Zone 1Zone 2Zone 3Zone 4現(xiàn)實(shí)中的問題：現(xiàn)實(shí)中的問題：上層上層2區(qū)還是區(qū)還是3區(qū)？區(qū)？典型的干燥周期典型的干燥周期加熱作業(yè)空氣 新鮮風(fēng)補(bǔ)入替代排風(fēng) 加熱空氣由循環(huán) 風(fēng)機(jī)吸入部分循環(huán)風(fēng)被排掉 熱空氣施加于產(chǎn)品上 水蒸氣被循環(huán)風(fēng)帶走 熱空氣將能量傳遞給產(chǎn)品熱空氣中的熱量蒸發(fā)掉產(chǎn)品表面的水分控制干燥工藝的主要變量控制干燥工藝的主要變量 操作溫度 以盡可能高的溫度空氣濕度 盡可能干的空氣，但不 能犧牲整個(gè)系統(tǒng)的效率空氣分配 均勻分配干燥時(shí)間 適當(dāng)產(chǎn)品分布 均勻的分布厚度產(chǎn)品種類 物力、化學(xué)性能、形狀、尺寸等飼料形狀與烘干時(shí)間

16、飼料形狀與烘干時(shí)間飼料形狀烘干時(shí)間(分鐘）球狀，=0.520.8圓柱形， =0.5, 長(zhǎng)=0.2524.7圓柱形， =0.5, 長(zhǎng)=0.524.8圓柱形， =0.5, 長(zhǎng)=0.7524.9Y字形，高=0.5，厚度=0.2414.8*Wenger Process Description高油脂飼料的生產(chǎn)高油脂飼料的生產(chǎn) 盡量利用飼料原料中的油脂，主機(jī)中可處理12%油脂，其余部分需要后加工；加壓調(diào)制器真空或常壓后噴涂機(jī)油脂及熱敏性物質(zhì)的后添加技術(shù)油脂及熱敏性物質(zhì)的后添加技術(shù)先噴涂水溶性熱敏物質(zhì)，后噴涂油脂烘干之后冷卻之前噴涂油脂，可促進(jìn)動(dòng)物油脂吸收。常壓噴涂后真空噴涂后返工料返工料（開機(jī)廢品和細(xì)粉回

17、料）（開機(jī)廢品和細(xì)粉回料） 返工物料為混合料總量活干料喂入量的5%，不得超過10%返工料對(duì)飼料成品的影響返工料對(duì)飼料成品的影響 顏色加深膨脹減小，增加容重熟化度提高，可能過度熟化外形輪廓更分明蛋白原料的功能性下降如連續(xù)2批之間，一批加返工料，另一批未加，產(chǎn)品性能區(qū)別較大，需調(diào)整擠壓機(jī)參數(shù)沉性飼料可以適當(dāng)提高添加量，但飼料水中穩(wěn)定性會(huì)降低包裝與貯存包裝與貯存較為徹底殺滅細(xì)菌、病毒等有害微生物較為徹底殺滅細(xì)菌、病毒等有害微生物高壓下，還可殺死耐熱性很強(qiáng)的芽孢高壓下，還可殺死耐熱性很強(qiáng)的芽孢飼料水分控制飼料水分控制8%8%以下，可以較普通硬顆粒保以下，可以較普通硬顆粒保存更長(zhǎng)時(shí)間。存更長(zhǎng)時(shí)間。帶內(nèi)襯

18、的牛皮紙袋包裝帶內(nèi)襯的牛皮紙袋包裝保證烘干均勻，沒有濕心，水分保證烘干均勻，沒有濕心，水分10%10%對(duì)于半濕飼料，保證對(duì)于半濕飼料，保證水分活度（水分活度（Aw)Aw)在在0.650.65以內(nèi)，可以抑制大部分微生物生長(zhǎng)以內(nèi)，可以抑制大部分微生物生長(zhǎng)膨化工藝對(duì)微生物菌群的影響膨化工藝對(duì)微生物菌群的影響標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)法標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)法 (CFU/G)酵母酵母 & 霉菌霉菌配方配方 2,200,000 74,000膨化膨化* 3,700 10 * 沙門氏菌呈現(xiàn)陰性沙門氏菌呈現(xiàn)陰性飼料中防止微生物生長(zhǎng)的措施飼料中防止微生物生長(zhǎng)的措施最大限度降低加工后污染的可能性；最大限度降低加工后污染的可能性；

19、加工過程中控制水分活度加工過程中控制水分活度(Aw)(Aw)，而不僅僅是而不僅僅是水分含量；水分含量；避免在加工后提高水分活度的條件的存在；避免在加工后提高水分活度的條件的存在；添加防霉劑添加防霉劑措施措施1 1：降低加工后污染可能性：降低加工后污染可能性 空氣 衛(wèi)生 水分 設(shè)備 人 原料 包裝措施措施2 2：加工過程中控制產(chǎn)品的：加工過程中控制產(chǎn)品的水分活度水分活度 干飼料中微生物生長(zhǎng)有水分含量，或更確切地說是由水分活度決定的。 水分活度定義（水分活度定義（Aw)Aw)水分活度表示微生物生長(zhǎng)所需水分的數(shù)量指標(biāo)：Aw=Pb/Pf =相對(duì)濕度/100Pb:試樣表面水分壓Pf:敞開水面水分壓實(shí)驗(yàn)室

20、儀器可以在5min內(nèi)測(cè)定水分活度 幾種微生物生長(zhǎng)最低幾種微生物生長(zhǎng)最低AwAw需求需求無微生物生長(zhǎng)區(qū)00.60.70.80.91.0除耐干燥種類之外的酵母和霉菌大部分麥霉及酵母噬鹽性菌大部分青霉及耐受力較低的酵母大部分酵母菌、霉菌和青霉大部分G+菌沙門氏菌及大部分G-菌 控制產(chǎn)品水分活度的途徑控制產(chǎn)品水分活度的途徑 配方及營(yíng)養(yǎng)成分分析數(shù)據(jù)基于水分值； 飼料加工過程中盡量減少變量，特別是在干燥過程中。措施措施3 3：盡量減少加工后水分活：盡量減少加工后水分活度提高的條件度提高的條件 避免大型包裝暴露在高濕度環(huán)境中 避免由于溫度變化而造成的水分重新分配措施措施4 4：添加防霉劑：添加防霉劑 當(dāng)其它

21、措施出現(xiàn)問題時(shí)，防霉劑可以提供保證； 防霉劑不能替代其它措施，也不能完全抑制霉菌生長(zhǎng)。優(yōu)化防霉劑性能最佳劑量和施用點(diǎn)；如果添加量適當(dāng)并完全分散，不會(huì)影響適口性。不同材料包裝飼料的生霉情況不同材料包裝飼料的生霉情況包裝材料包裝大?。╧g)生 霉 程 度*14天21天23天35天PB*11.3+PB*22.6+PL*11.3-(+)PL*22.6-+* + 嚴(yán)重生霉；嚴(yán)重生霉； +中毒生霉；中毒生霉； +輕微生霉；輕微生霉； （+）極輕微生霉）極輕微生霉* PB, 15.9kg強(qiáng)度防油紙襯里袋；強(qiáng)度防油紙襯里袋； PL, 75號(hào)聚丙烯襯里袋（號(hào)聚丙烯襯里袋（Stone Container)保存環(huán)境

22、：保存環(huán)境：38/90%RH聚丙烯襯里袋包裝的寵物飼料從聚丙烯襯里袋包裝的寵物飼料從38/90%RH38/90%RH轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到23/50%RH23/50%RH后的水分變化后的水分變化(%)(%)包裝大小(kg) 轉(zhuǎn)移后天數(shù) 外層中部11.308.78.778.98.9148.98.7218.68.722.608.78.778.98.7148.88.7218.78.7雙螺桿擠壓機(jī)特點(diǎn)可加工高油脂飼料，油脂含量可大于17%；可加工添加有鮮肉漿或其它水分含量超過30%的高水分物料；可加工小顆粒水產(chǎn)飼料（0.8-1.0mm)；加工特定形狀/尺寸的產(chǎn)品；物料在機(jī)內(nèi)滯留時(shí)間分布范圍較窄，物料溫度較易控制，能

23、量利用充分，產(chǎn)量和質(zhì)量均很穩(wěn)定；投資大，單螺桿擠壓機(jī)的1-1.5倍。雙螺桿與單螺桿擠壓機(jī)比較單螺桿擠壓機(jī)雙螺桿擠壓機(jī)水分水平油脂水平纖維水平蛋白質(zhì)水平機(jī)械能輸入產(chǎn)量耐磨損性擠壓機(jī)的選擇擠壓機(jī)的選擇選擇什么類型的擠壓機(jī)取決于：選擇什么類型的擠壓機(jī)取決于：所用原材料的種類；制作什么樣的產(chǎn)品；單位產(chǎn)量；投資費(fèi)用；運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。水產(chǎn)膨化飼料的原料選擇和配方技術(shù)水產(chǎn)膨化飼料的原料選擇和配方技術(shù)膨化工藝的優(yōu)點(diǎn)膨化工藝的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性適應(yīng)性 (可調(diào)節(jié)飼料的漂浮性可調(diào)節(jié)飼料的漂浮性)飼料性狀飼料性狀 (外形外形,顏色顏色, 質(zhì)地等質(zhì)地等.)高產(chǎn)及自動(dòng)化控制高產(chǎn)及自動(dòng)化控制高品質(zhì)高品質(zhì)提高蛋白（變性）和淀粉（糊化）的消

24、化率提高蛋白（變性）和淀粉（糊化）的消化率破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子:胰蛋白酶抑制因子胰蛋白酶抑制因子, 棉酚等棉酚等.增加脂肪等液體物質(zhì)的添加空間增加脂肪等液體物質(zhì)的添加空間水產(chǎn)膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)水產(chǎn)膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)密度控制漂浮料懸浮料慢沉性料快沉性料原料來源更廣原料成本更低水產(chǎn)膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)水產(chǎn)膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)量更高水中穩(wěn)定性增強(qiáng)減少對(duì)養(yǎng)殖水體的污染降低死亡率減少有害微生物的繁殖飼料轉(zhuǎn)化率提高 (10-20%)提高飼料消化率降低飼料消耗沉性飼料沉性飼料蝦 黃尾鰤 鮭魚牙鲆 鯛 鱒魚鱸魚 鰈 鱈魚Moi Maimai 大菱鲆浮性飼料浮性飼料羅非魚 鰻鱺鯰魚 遮目魚鯉科魚膨化擠壓在飼料行業(yè)中的應(yīng)用

25、膨化擠壓在飼料行業(yè)中的應(yīng)用廣泛的適用性廣泛的適用性各種養(yǎng)殖方式：工廠化、池塘、各種養(yǎng)殖方式：工廠化、池塘、 網(wǎng)箱等網(wǎng)箱等各類吃食性養(yǎng)殖品種：魚、蝦、各類吃食性養(yǎng)殖品種：魚、蝦、蟹、龜?shù)刃?、龜?shù)葘櫸锸臣Z及觀賞性魚類飼料寵物食糧及觀賞性魚類飼料概概 述述特點(diǎn)特點(diǎn)綜合水、壓力、溫度和機(jī)械綜合水、壓力、溫度和機(jī)械剪切的作用剪切的作用溫度：溫度：90-20090-200延續(xù)時(shí)間：延續(xù)時(shí)間：2-302-30s s物理、化學(xué)變化物理、化學(xué)變化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)高溫、高壓、高剪切力，使得蛋白質(zhì)適度變高溫、高壓、高剪切力，使得蛋白質(zhì)適度變性，蛋白酶更易進(jìn)入蛋白質(zhì)內(nèi)部，消化率提高，性，蛋白酶更易進(jìn)入蛋白質(zhì)內(nèi)部，消化率提

26、高，彈性增強(qiáng)，可溶性物質(zhì)與淀粉間質(zhì)相溶和彈性增強(qiáng)，可溶性物質(zhì)與淀粉間質(zhì)相溶和蛋白可塑性增強(qiáng)，提高制粒效率，降低粉化蛋白可塑性增強(qiáng)，提高制粒效率，降低粉化率率適度的熱處理，鈍化抗?fàn)I養(yǎng)因子如抗胰蛋白適度的熱處理，鈍化抗?fàn)I養(yǎng)因子如抗胰蛋白酶因子、棉酚、毒蛋白等，提高植物蛋白利用酶因子、棉酚、毒蛋白等，提高植物蛋白利用價(jià)值，降低配方成本價(jià)值，降低配方成本蛋白質(zhì)擠壓過程中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化蛋白質(zhì)擠壓過程中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化變性締合加熱或剪切導(dǎo)致部分或全部締合物破裂而形成濃縮溶液或熔化相高溫下可能形成的一些共價(jià)鍵冷卻時(shí)形成的非共價(jià)鍵和二硫鍵在足夠低的水分條件下非晶體區(qū)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化動(dòng)物蛋白綜合特征動(dòng)物蛋白綜合特

27、征氮溶解指數(shù)（NSI)低功能性差（吸水性和粘合特性）氨基酸結(jié)構(gòu)平衡，一般動(dòng)物生長(zhǎng)會(huì)超過高植物蛋白飼料低溫干燥動(dòng)物蛋白的質(zhì)量最佳新鮮的原料和噴霧干燥加工后，會(huì)具有很高的粘合性植物蛋白綜合特征植物蛋白綜合特征氮溶解指數(shù)（NSI)高功能性（吸水性和粘合特性）好一般缺乏某種或某幾種氨基酸未榨油原料是很好的能量原料小麥面筋粉是膨脹型最好的植物蛋白水產(chǎn)飼料中植物蛋白的作用水產(chǎn)飼料中植物蛋白的作用制作浮性飼料有更大的膨脹潛力；提高粘合性，增進(jìn)顆粒持久性；降低原料成本；外涂作業(yè)時(shí)有較高吸油水平；灰分含量低，在螺桿和壓模上的白色礦物沉積少大豆蛋白在熱處理中的分子變化大豆蛋白在熱處理中的分子變化擠壓的主要影響是將

28、蛋白質(zhì)拆散而后又重新連接擠壓的主要影響是將蛋白質(zhì)拆散而后又重新連接在一起，在一起，NSINSI下降，吸水性和膨脹性提高。下降，吸水性和膨脹性提高。不同擠壓溫度下大豆分離蛋白的溶解性能不同擠壓溫度下大豆分離蛋白的溶解性能0%20%40%60%80%100%120%未擠壓507090110130加工溫度大豆蛋白溶解性能生產(chǎn)組織蛋白溫度一般為生產(chǎn)組織蛋白溫度一般為140-160，水分，水分20-40%，若產(chǎn)品要，若產(chǎn)品要求較好的溶解度，則溫度可低一些。求較好的溶解度，則溫度可低一些。非酶褐變非酶褐變美拉德反應(yīng)美拉德反應(yīng)v過度膨化過度膨化-異味、消化率下降、異味、消化率下降、LysLys損失嚴(yán)重?fù)p失嚴(yán)

29、重還原糖與游離氨基酸之間的一種反應(yīng)，對(duì)導(dǎo)致氨基酸，特別是賴氨酸的損失，并形成有色化合物而影響擠壓物的外觀；擠壓熟化過程中的高溫和低水分有利于美拉德反應(yīng)；提高溫度會(huì)增加損失，增加物料水分、加快喂料速度可顯著減少損失；提高螺桿轉(zhuǎn)速可縮短滯留時(shí)間，本應(yīng)減輕褐變，但提高螺桿轉(zhuǎn)速會(huì)加強(qiáng)剪切，提高溫度，反而可能導(dǎo)致褐變加重。碳水化合物碳水化合物淀粉淀粉( (糊化與碎化）糊化與碎化）淀粉發(fā)生糊化（淀粉發(fā)生糊化（-化），高分子結(jié)構(gòu)斷裂，變化），高分子結(jié)構(gòu)斷裂，變成低分子物質(zhì)，易于消化吸收，同時(shí)還起到重要成低分子物質(zhì)，易于消化吸收，同時(shí)還起到重要的粘合作用，保持水中穩(wěn)定性，降低飼料散失，的粘合作用，保持水中穩(wěn)定

30、性，降低飼料散失，減少工業(yè)合成粘合劑的添加，無毒性。減少工業(yè)合成粘合劑的添加，無毒性。轉(zhuǎn)化成葡萄糖、麥芽糖等碎化多糖，產(chǎn)生甜味轉(zhuǎn)化成葡萄糖、麥芽糖等碎化多糖，產(chǎn)生甜味增加適口性增加適口性纖維素纖維素經(jīng)擠壓后，可溶性膳食纖維的量增加，保健作經(jīng)擠壓后，可溶性膳食纖維的量增加，保健作用用葡萄糖、蔗糖等葡萄糖、蔗糖等影響淀粉的糊化，與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，飼料效影響淀粉的糊化，與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，飼料效率降低。率降低。淀粉淀粉 碳水化合物碳水化合物能量來源能量來源 有利于飼料的膨脹有利于飼料的膨脹 提高飼料的粘合性和穩(wěn)定性提高飼料的粘合性和穩(wěn)定性 以兩種形式存在以兩種形式存在直鏈淀粉直鏈淀粉 支鏈淀粉支鏈淀粉

31、 -淀粉：淀粉：淀粉粒有許多淀粉分子排列成放射狀微晶束構(gòu)淀粉粒有許多淀粉分子排列成放射狀微晶束構(gòu)成。這種微晶束系直鏈、支鏈淀粉分子相互平成。這種微晶束系直鏈、支鏈淀粉分子相互平行且彼此間以氫鍵結(jié)合而成。水分子在熱作用行且彼此間以氫鍵結(jié)合而成。水分子在熱作用下進(jìn)入淀粉粒內(nèi)微晶束間隙與淀粉分子中游離下進(jìn)入淀粉粒內(nèi)微晶束間隙與淀粉分子中游離基團(tuán)結(jié)合。溫度繼續(xù)升高，一部分直鏈淀粉被基團(tuán)結(jié)合。溫度繼續(xù)升高，一部分直鏈淀粉被水溶解和滲出，使更多的水分子進(jìn)入淀粉粒內(nèi)水溶解和滲出，使更多的水分子進(jìn)入淀粉粒內(nèi)部，從而使微晶束分離，形成一種間隙大且不部，從而使微晶束分離，形成一種間隙大且不規(guī)則的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，中間

32、充滿水或溶液，處規(guī)則的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，中間充滿水或溶液，處于這種糊化狀態(tài)的淀粉稱于這種糊化狀態(tài)的淀粉稱-淀粉。淀粉。常見能量飼料原料的淀粉含量常見能量飼料原料的淀粉含量原料%淀粉（干物質(zhì)）全玉米70-75面粉75-80麩皮5-8冬小麥65.5-82次粉21.5高粱71.6全稻米81全大麥60全燕麥4544%豆粕0.5浮性飼料需要至少浮性飼料需要至少18-20%的淀粉含量的淀粉含量淀粉的糊化過程淀粉的糊化過程調(diào)制器30%-化環(huán)模造粒40%環(huán)形間隙膨脹機(jī)60%單螺桿膨化機(jī)85%雙螺桿膨化機(jī) 100%淀粉糊化度淀粉糊化度擠壓溫度物料水分剪切力螺桿結(jié)構(gòu)在機(jī)腔內(nèi)滯留時(shí)間高水分、低溫?cái)D壓使淀粉部分糊化高水分

33、、低溫?cái)D壓使淀粉部分糊化低水分、高溫?cái)D壓有利于提高淀粉的糊化度低水分、高溫?cái)D壓有利于提高淀粉的糊化度脂脂 肪肪使原料中微生物分解的脂肪酶完全失活，提高飼使原料中微生物分解的脂肪酶完全失活，提高飼料的貯藏性能料的貯藏性能使油脂從顆粒內(nèi)部滲透到表面，使飼料產(chǎn)生特殊使油脂從顆粒內(nèi)部滲透到表面，使飼料產(chǎn)生特殊的香味，提高飼料適口性和外觀效果的香味，提高飼料適口性和外觀效果網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠吸附更過的脂肪，冷水性魚類科利網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠吸附更過的脂肪，冷水性魚類科利用高達(dá)用高達(dá)40%40%脂肪的高能飼料，減少氮污染脂肪的高能飼料，減少氮污染形成蛋白形成蛋白- -脂肪復(fù)合物，這部分脂肪仍然可以被脂肪復(fù)合物，這部分脂

34、肪仍然可以被魚類正常利用，但索氏抽提法不適用于膨化飼料，魚類正常利用，但索氏抽提法不適用于膨化飼料，應(yīng)采用酸水解法，應(yīng)采用酸水解法，三高條件下，甘油三酯會(huì)部分水解，與直鏈淀粉絡(luò)合，三高條件下，甘油三酯會(huì)部分水解，與直鏈淀粉絡(luò)合，影響膨化效果，淀粉的溶解性和消化率降低。影響膨化效果，淀粉的溶解性和消化率降低。熱敏性物質(zhì)在膨化過程中的損失熱敏性物質(zhì)在膨化過程中的損失維生素維生素反應(yīng)敏感反應(yīng)敏感依次為維生素依次為維生素K K3 3, C, D, C, D3 3, A, E, A, E反應(yīng)不敏感反應(yīng)不敏感其他其他B B族族維生素維生素酶制劑酶制劑完全失活完全失活活菌制劑活菌制劑120120乳酸桿菌、鏈

35、球菌、酵母、芽孢桿菌全部失活乳酸桿菌、鏈球菌、酵母、芽孢桿菌全部失活維生素在膨化過程中的損失維生素在膨化過程中的損失維生素保留取決于： 原料配方 溫度 水分 滯留時(shí)間維生素在膨化過程中的穩(wěn)定性（保存率維生素在膨化過程中的穩(wěn)定性（保存率% %）選擇熱穩(wěn)定劑型：交聯(lián)反應(yīng)型選擇熱穩(wěn)定劑型：交聯(lián)反應(yīng)型V VA A微粒膠微粒膠囊、微囊型囊、微囊型V VE E醋酸酯、高穩(wěn)性醋酸酯、高穩(wěn)性V VC C磷酸酯，磷酸酯，蝦青素蝦青素10-15%10-15%的損耗的損耗根據(jù)保存率，超量添加！根據(jù)保存率，超量添加！膨化溫度/在機(jī)滯留時(shí)間（min)121/3132/3149/3154/3166/3VA(微粒膠囊）91

36、88807771VD3(微粒膠囊）9492878583VE(醋酸酯）9796949493VE(醇）554522155VK(甲萘醌）6354373325VC5747312515膽堿9897969594其他B族維生素90-9685-9578-8976-8771-82蝦青素在加工過程中的損失蝦青素在加工過程中的損失63.663.159.158.848.2010203040506070粉碎調(diào)制器擠壓機(jī)干燥、冷卻真空噴涂蝦青素含量（ppm DM)加魚油注:噴涂魚油的“稀釋”作用導(dǎo)致蝦青素含量下降。礦物質(zhì)礦物質(zhì)反應(yīng)不敏感，報(bào)道較少反應(yīng)不敏感，報(bào)道較少植物蛋白中的植酸可能同鋅、錳等絡(luò)合，植物蛋白中的植酸可能

37、同鋅、錳等絡(luò)合，降低效價(jià)降低效價(jià)糊化淀粉對(duì)礦物質(zhì)的包被作用，可使礦糊化淀粉對(duì)礦物質(zhì)的包被作用，可使礦物質(zhì)的氧化還原、吸濕返潮等向著有利物質(zhì)的氧化還原、吸濕返潮等向著有利的方向發(fā)展的方向發(fā)展膨化擠壓影響虹鱒對(duì)幾種原料表觀養(yǎng)分消化率（膨化擠壓影響虹鱒對(duì)幾種原料表觀養(yǎng)分消化率（%）干物質(zhì)蛋白質(zhì)* 粗脂肪總能豆粕75.3598.1073.0179.05擠壓豆粕78.3898.0886.1381.85大麥43.6095.5872.5748.53擠壓大麥67.2294.31 80.7469.88玉米蛋白粉74.2487.3975.6878.95擠壓玉米蛋白粉擠壓玉米蛋白粉86.0375.4576.0488

38、.89小麥46.7495.5677.2554.05擠壓小麥71.1490.2077.4577.09*擠壓溫度稍高，蛋白質(zhì)部分褐變，消化率降低擠壓溫度稍高，蛋白質(zhì)部分褐變，消化率降低虹鱒對(duì)不同加工后的全脂大豆的表觀消化率（虹鱒對(duì)不同加工后的全脂大豆的表觀消化率（%）全脂大豆（生） 擠壓全脂大豆擠壓全脂大豆+200FTU/kg植酸酶豆粕+200FTU/kg植酸酶干物質(zhì)74.51.673.88.273.63.675.93.3粗蛋白88.0 0.4a97.21.1b 96.80.6b97.90.2bMg68.5 0.4a59.62.7b 74.71.2c68.03.3a總磷21.20.1a12.54.

39、8b 81.33.4c31.76.5d植酸磷29.91.2a19.66.1a60.91.9b60.60.2Cu89.90.293.31.292.11.692.72.7Mn20.30.4a13.51.2a46.22.9b16.80.9aZn14.65.7a7.20.3b48.43.3c15.75.6a膨化擠壓影響虹鱒對(duì)幾種原料礦物質(zhì)利用率（膨化擠壓影響虹鱒對(duì)幾種原料礦物質(zhì)利用率（%）CaKMg S總P植酸PCu FeMn Zn豆粕7.499.878.998.163.20.994.977.230.664.7擠壓豆粕8.699.778.497.960.641.094.254.032.358.1大麥2

40、9.499.389.796.576.35.788.355.943.855.4擠壓大麥24.499.489.496.470.624.981.753.442.748玉米蛋白粉1.599.676.694.765.67.485.278.742.553.0擠壓擠壓玉米蛋白粉玉米蛋白粉7.799.575.391.864.714.677.333.442.245.4小麥20.999.188.096.771.1086.654.436.556.0擠壓小麥19.899.585.994.867.426.479.447.526.940.9擠壓熟化對(duì)菜籽擠壓熟化對(duì)菜籽大豆混合料（重量大豆混合料（重量1：1）中芥子甙總含量

41、的影響（）中芥子甙總含量的影響（mol/g)低芥子甙菜籽-大豆混合料高芥子甙菜籽-大豆混合料未擠壓18.491.6150擠壓13.473.73%堿液中11.256.63%（NH4)2SO4溶液中11.1/3%甲酸溶液中6.4/5%堿+1%Fe2(SO4)3溶液中/14.9*資料來源：Fenwich et al., 1986)水分和溫度對(duì)抗胰蛋白酶（水分和溫度對(duì)抗胰蛋白酶（TI)活力的影響活力的影響020406080100120水分（%）010203040100120140TI 活力（%）配方配方密度密度硬度硬度光潔度光潔度一致性一致性外形外形+淀粉淀粉-+?+油油 (內(nèi)源性的）內(nèi)源性的）+-+

42、纖維纖維?-(1)?+功能蛋白功能蛋白-+(2)?+非功能蛋白非功能蛋白+-+?+返工返工+-+Function of grind and partical sizeLarge cell structure對(duì)于功能性差的魚粉的應(yīng)對(duì)措施對(duì)于功能性差的魚粉的應(yīng)對(duì)措施 提高粉碎細(xì)度； 在預(yù)調(diào)制器中提高水或魚油的量； 需要更高性能的預(yù)調(diào)制器； 提高功能性蛋白的使用量。草魚膨化飼料養(yǎng)殖效果的中試草魚膨化飼料養(yǎng)殖效果的中試材料與方法材料與方法 池塘條件：池塘條件： 育成池塘條件：育成池塘條件：2 2個(gè)池塘，試驗(yàn)池個(gè)池塘，試驗(yàn)池10.0710.07畝；畝； 對(duì)照池對(duì)照池10.0210.02畝；水深均為畝；水

43、深均為2 2米左右。米左右。試驗(yàn)魚試驗(yàn)魚主養(yǎng)魚種：草魚主養(yǎng)魚種：草魚搭配魚種：鰱、鳙及鯽魚搭配魚種：鰱、鳙及鯽魚放養(yǎng)規(guī)格和密度放養(yǎng)規(guī)格和密度1000010000尾草魚，尾草魚，130g/130g/尾、尾、50005000尾鯽魚，尾鯽魚，50g/50g/尾、尾、550550尾鳙，尾鳙，120g/120g/尾、尾、2000-25002000-2500鰱，鰱， 70g/70g/尾。尾。 試驗(yàn)飼料試驗(yàn)飼料粗蛋白粗蛋白粗脂肪粗脂肪水分水分粗灰分粗灰分環(huán)保型魚環(huán)保型魚種飼料種飼料36.2636.263.533.536.926.929.429.42硬顆粒魚硬顆粒魚種飼料種飼料39.0339.033.893.

44、898.658.659.969.96環(huán)保型成環(huán)保型成魚飼料魚飼料27.3027.302.572.578.58.58.98.9硬顆粒成硬顆粒成魚飼料魚飼料29.5129.512.532.5310.4610.469.489.48飼養(yǎng)管理飼養(yǎng)管理 日投喂率與投喂次數(shù)日投喂率與投喂次數(shù) 2%3%2%3% 4 4次次/ /天。天。 水質(zhì)監(jiān)測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè) DO, NHDO, NH3 3-N, NO-N, NO2 2-N-N育成期中試結(jié)果育成期中試結(jié)果實(shí)驗(yàn)池實(shí)驗(yàn)池對(duì)照池對(duì)照池草魚草魚鯽魚鯽魚鰱鳙魚鰱鳙魚草魚草魚鯽魚鯽魚鰱鳙魚鰱鳙魚育育成成階階段段收獲量收獲量( kg)6863978165160528051342

45、飼料系數(shù)飼料系數(shù)1.272.09單價(jià)單價(jià)(元元/kg)7.09.04.07.09.04.0總收入總收入(元元)6344754977成本成本(元元)4109942721總盈利總盈利(元元)2234812256投入產(chǎn)出投入產(chǎn)出比比1:1.541:1.28對(duì)水質(zhì)的影響：對(duì)水質(zhì)的影響：7979月份草魚育成月份草魚育成階段池塘水質(zhì)變化圖階段池塘水質(zhì)變化圖00.10.20.30.40.50.60.77-107-177-247-318-78-148-218-289-4（m g/L）氨氮 實(shí)驗(yàn) 組氨氮 對(duì)照 組亞硝酸鹽 實(shí)驗(yàn)組亞硝酸鹽 對(duì)照組監(jiān)測(cè)日期膨化飼料與硬顆粒飼料的比較膨化飼料與硬顆粒飼料的比較 比較項(xiàng)目膨化飼料性狀 比較項(xiàng)目膨化飼料性狀養(yǎng)殖方面：1.浮性對(duì)沉性2，水中的穩(wěn)定性3，顆粒的黏結(jié)度4，因掉入池中而造成的損失5，粉化率（不成顆粒的粉狀飼料）6，飼料的轉(zhuǎn)化率7，投飼的管理有利好強(qiáng)少少高方便8，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消