影響飼料制粒工藝效果的因素
王凈 河北北方學(xué)院
顆粒飼料是一種由全價配合粉料或單一原料(如牧草和餅粕等)經(jīng)擠壓作用而制成的粒狀飼料。顆粒飼料雖然制造成本較高,但是經(jīng)過大量的畜禽飼養(yǎng)試驗,證明它的飼喂效果有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。近年來,隨著飼料工業(yè)的飛速發(fā)展,顆粒飼料已逐漸被廣大養(yǎng)殖戶所接受,且用量有繼續(xù)增長的趨勢。顆粒飼料也有諸多優(yōu)點,但其質(zhì)量受多種因素影響。早在1992年Reimer就曾報道了影響顆粒飼料質(zhì)量的因素之間存在一定的比例關(guān)系,其中飼料配方40%、粉碎粒度20%、調(diào)質(zhì)20%、環(huán)模規(guī)格15%、冷卻干燥5%??梢婏暳显系倪x擇最重要,下面就針對這幾個因素加以分析。
1 顆粒飼料的優(yōu)越性
顆粒飼料具有廣泛的適用性,喂飼顆粒飼料可以顯著改善畜禽的生長性能,這主要是因為顆粒料有以下優(yōu)點:1)縮短動物采食時間,并可避免動物挑食;2)制粒工藝使飼料各組分的相對比例固定,可降低飼料組分分級;3)在調(diào)質(zhì)過程中,約90%的沙門氏菌殺滅,飼料不易霉變生蟲;4)制粒過程中的水分、溫度、壓力三者綜合作用下使飼料組分熟化,利于動物消化吸收,提高消化率,改善了適口性;5)在制粒機(jī)擠壓作用下,飼料顆粒相互黏接,飼料密度提高,易于包裝、運輸;6)可以對飼料配方優(yōu)化組合即保證了飼料的全價性又降低了成本;7)飼喂方便,節(jié)約了勞動力;8)顆粒飼料的表面光滑,流動性好,便于貯存。
雖然顆粒飼料優(yōu)點很多,但是也存在缺點,主要是成本高,另外就是在加熱、擠壓過程中一些營養(yǎng)成分或多或少受到損失。這就需要在生產(chǎn)的過程中控制好,使影響制粒的因素盡量的減少。
2 顆粒飼料加工質(zhì)量
影響制粒的因素很多,包括物料、設(shè)備,操作及其綜合作用的影響。
2.1 飼料原料物理性質(zhì)的影響
2.1.1 粒度
一般認(rèn)為,制粒用的粒度越小越好,粒度越小表面積就越大,越容易吸收水熱,這樣,粉料的黏著性就越強(qiáng),另一方面,原料粒度中粗、中、細(xì)比例要適當(dāng),即均勻度模數(shù)要適中,這樣制得的顆粒堅實度高,否則,質(zhì)脆,粉化率高。不過很多研究表明,壓制不同直徑的顆粒飼料制品,應(yīng)采用相應(yīng)的原料粒度,一般豬料通過3~3.5mm圓孔篩,雞料通過4mm圓孔篩。總的來說,飼料粒度分布基本均勻(不含有大粒)和粒度大小恰當(dāng)?shù)牧先?其顆粒制品的外觀質(zhì)量就好,產(chǎn)量可增加10%~15%。
2.1.2 雜質(zhì)
飼料中雜質(zhì)(如鐵)不僅會加劇機(jī)械設(shè)備的磨損,還會在成品中殘留,影響飼料的品質(zhì)。生產(chǎn)工藝中,要求原料在進(jìn)入制粒機(jī)前必須經(jīng)過初清篩和除鐵雜。
2.1.3 其他
原料的容重、水分、溫度也會影響制粒。一般容重大的物料比容重小的物料容易成型,而且產(chǎn)量高,能耗少,用蒸氣調(diào)質(zhì)的粉料比用冷水調(diào)質(zhì)的粉料產(chǎn)量高,硬度大,堅實度高,冷水調(diào)質(zhì)的粉料所制成的顆粒水分含量高,粉化率高,易發(fā)霉破碎。
2.2 飼料原料化學(xué)性質(zhì)的影響
2.2.1 淀粉
淀粉對制粒的影響受溫度和水分的制約。淀粉在水和熱作用下發(fā)生糊化,具有較強(qiáng)的黏著力,易成型。如果制粒條件不好,這種黏結(jié)作用就小,甚至變得脆而易碎。此外,還與淀粉的種類有關(guān),如大麥、小麥的淀粉黏著力比玉米和高粱的黏著力好,這除了與各種淀粉的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)有關(guān)外,還與粉碎粒度有關(guān),故此在用玉米及高粱作為主要原料時,制粒前粉碎粒度要小。
淀粉含量高的飼料,飼料的密度大,易于制粒。但淀粉含量高的飼料往往蛋白質(zhì)含量低,這就影響了制粒的性能。
2.2.2 蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)具有熱塑性和黏結(jié)性,所以蛋白質(zhì)含量高的原料生產(chǎn)出的顆粒質(zhì)量較好。天然蛋白質(zhì)在溫度和水分作用的條件下變性,塑性較好,增加了物料間的黏結(jié)力,故壓粒質(zhì)量和產(chǎn)量都高。
2.2.3 脂肪
脂肪具有潤滑作用,能減少物料通過??讜r的摩擦阻力,可以延長壓模壽命,同時降低能耗和提高產(chǎn)量。添加量一般以1%~3%為宜,當(dāng)需要添加油脂數(shù)量較多時,超過部分可以采用制粒后涂脂的方法來實現(xiàn)。添加量超過3%,會起松散劑的作用,導(dǎo)致硬度低,粉化率高。如果選擇一些物料作為油脂的載體,如大豆和菜籽等,就能添加較大劑量的油脂,且不會影響顆粒的硬度。
2.2.4 纖維
纖維本身無黏著性,但原料中含有適量的纖維可起牽連作用,有利于制粒。由于纖維物質(zhì)的摻人,制粒時通過摸孔的阻力增大,可以生產(chǎn)出硬度較大的顆粒。如果摻入量過多,阻力過大,產(chǎn)量會減少,而且壓模容易磨損。
對于壓制含纖維多的物料,如米糠和葉粉顆粒,由于內(nèi)部松散多孔,應(yīng)采用水分12%~13%、溫度55~60℃制粒為宜。若水分高,溫度高,則顆粒出模后會迅速膨脹而開裂。
2.2.5 糖蜜
為增強(qiáng)適口性和提高飼料能量,通常在原料中添加糖蜜。添加適量可提高顆粒黏結(jié)效果,但添加過多則易使顆粒軟化、破碎。同時,糖蜜含量高的飼料對蒸氣調(diào)質(zhì)有影響,因為高糖蜜的飼料制粒時只能添加一點或不加蒸氣。
2.2.6 熱敏性
物質(zhì)熱敏性物質(zhì)(蔗糖、葡萄糖、脫脂奶粉、乳清粉等)經(jīng)水熱處理后,黏性變高,使顆粒硬度提高,粉化率降低,但加熱過度時,易焦化,黏度增大易堵塞環(huán)??锥荒苌a(chǎn)。在這種情況下應(yīng)控制蒸氣添加量。
2.2.7 黏結(jié)劑
飼料配方時淀粉、蛋白質(zhì)、粗纖維或其他具有黏結(jié)作用的成分不足,這就需要另外添加一種黏結(jié)劑,使顆粒達(dá)到希望的結(jié)實程度。常用的黏結(jié)劑有:膨潤土、動物血粉、糖蜜等。添加黏結(jié)劑可減少制粒過程中粉塵損失,減少制粒后的破碎,提高制粒成型率、顆粒硬度,增加顆粒牢固度。
2.3 水分、蒸氣、調(diào)制時間的影響
2.3.1 水分
為保證顆粒的質(zhì)量,物料水分要有一定限制,水分分原料本身含有和添加2種,一般物料總水分為16%~18%為宜。最佳入模溫度為75~90℃。較高的入模水分會使物料易于通過???而不能很好地受到擠壓,從而達(dá)到緊密狀態(tài);過高的含水量往往使顆粒出模時夾雜的粉料較多,或者顆粒松散,過高的含水量還會停止出料。若水分太低,勢必要添加更多的蒸氣;較低的入模水分也會使物料中淀粉糊化時吸水不足,而使內(nèi)部相互黏結(jié)力差。
當(dāng)物料的水分含量超過一定數(shù)值時,水分將以自由態(tài)的形式存在(通常稱為自由水)。適量的自由水分附著在顆粒表面形成水膜,可以減少物料通過??椎哪Σ磷枇?延長壓模的使用壽命,另外,它能水化天然黏結(jié)劑,有助于改善制粒質(zhì)量。但是自由水分含量不宜大于6%,否則顆粒將變得過軟,壓輥容易“打滑”,難以通過???反而會降低產(chǎn)量和質(zhì)量。
2.3.2 蒸氣|
調(diào)質(zhì)的主要內(nèi)容是添加適量的蒸氣。加入蒸氣過多,會使物料變得過軟,易堵塞???蒸氣不足,會使物料糊化度差,難于成型。通常畜禽配合飼料調(diào)質(zhì)蒸氣添加是進(jìn)料量的3%~6%,一般按物料的5%來計算所需蒸氣量。
2.3.3 調(diào)制時間
在一定的范圍內(nèi),調(diào)質(zhì)時間越長,原料熟化度越好,淀粉糊化度及黏結(jié)性越高,顆料質(zhì)量就越好。反之,飼料質(zhì)量就差。調(diào)制的理想時間以10~30s為宜,如果想進(jìn)一步提高調(diào)質(zhì)溫度,可將調(diào)質(zhì)時間延長到45~60s。
2.4 壓模與壓輥的影響
2.4.1 壓模
壓模越厚顆粒越硬,但產(chǎn)量較低;壓模越薄顆粒越軟,但產(chǎn)量較高。此外,壓模孔徑越小顆粒硬度越大,但產(chǎn)量較低;壓??讖皆酱箢w粒越軟,但產(chǎn)量較高。
壓模速度影響顆粒質(zhì)量,速度過高,有可能使原料中斷,形成斷層,不能連續(xù)壓粒;速度過低,物料在壓粒室內(nèi)累積多,產(chǎn)量下降,顆粒堅實度降低。
2.4.2 模輥間隙
當(dāng)模輥間隙增大時,物料層加厚,擠壓時需要的壓力增加,能耗也相應(yīng)增大。而且物料層過厚,會造成擠壓區(qū)內(nèi)對物料壓力減小,壓輥會在壓模上產(chǎn)生打滑現(xiàn)象,從而降低顆粒產(chǎn)量,甚至壓不出顆粒。若模輥間隙過小,則會加速設(shè)備的磨損。一般要求模輥間隙為0.1~0.4mm,壓制草粉顆粒時宜采用0.5mm的模輥間隙。
2.5 冷卻器的影響
冷卻器的效率對顆粒質(zhì)量影響很大,冷卻時應(yīng)當(dāng)保證足夠的風(fēng)量,冷空氣穿過的物料層應(yīng)均勻,顆粒與冷空氣有足夠的接觸時間。
制粒機(jī)壓出的顆粒溫度大約在65~100℃,水分含量超過13%,需對顆粒產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)冷卻。如果冷卻時間過長,會影響產(chǎn)量,冷卻時間過短則往往達(dá)不到冷卻要求,飼料水分含量偏高;而冷卻過快,會導(dǎo)致顆粒表面收縮速度過快,不利水分向外擴(kuò)散,中心部位的水分難以揮發(fā),造成外干內(nèi)潮的狀況,顆粒表面產(chǎn)生裂紋,這樣會降低顆粒的硬度與耐磨性,并增加產(chǎn)品的粉末。陸勤豐報道,冷卻時間一般在5~25s為佳。
冷卻時間與顆粒大小及其成分有關(guān),顆粒中脂肪含量越高,顆粒冷卻越困難。另外在制粒后噴涂脂肪時,包在顆粒表面的脂肪層也會使顆粒中的水分難以排除。因此,冷卻時間應(yīng)相應(yīng)延長。
2.6 物料流量的影響
物料流量要適中,不要忽大忽小。進(jìn)料速度快,產(chǎn)量大,但原料中淀粉加熱糊化時間短,致使黏結(jié)力下降,耐水性差;降低進(jìn)料速度,延長粉料加熱時間,可使淀粉充分糊化,顆粒料的耐水性提高,但產(chǎn)量降低,影響生產(chǎn)效率。
成品顆粒飼料可以為動物提供全價的營養(yǎng),是動物的美食,但是受制作工藝的影響,所以在制作過程中應(yīng)當(dāng)考慮這些因素,把影響因素限制到最小。 |