挤压熟化饲料加工工艺及配方管理

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1、挤压熟化饲料加工工艺及配方管理薛敏中国农业科学院饲料研究所水产动物营养与饲料研究室xuemin@caas.net.cn水产饲料膨化挤压加工工艺发展史1797—英国人研制的手动活塞压力机，制作无缝铅管、瓦片、肥皂和通心面；1869—英国人研制的双螺杆连续挤压机，制作肉肠；1873—PhoenixGummiwerkeAG开发单螺杆挤压机，加工橡胶；1940s’--熟化加压机的开发，生产干的狗粮；1950s’--有了加压的预调制器，达到100℃预熟化；1960s’—半湿的宠物饲料、糊化淀粉、饼干粉及组织大豆蛋白；1980s’—美国的双螺杆膨化机开始

2、发展；1990s’—第三代弱剪切-低热挤压机（reducedshear/heatextruders)、预调制器、直接蒸汽注入和带放气孔的机镗。挤压熟化的定义是靠水、压力、温度和机械剪切的综合作用使得已着湿的、可膨胀的、淀粉类的和或蛋白类的物质塑化并熟化的连续工艺过程；是将热能和机械能导入食品/或饲料原料中的一种手段，使原料中的淀粉和蛋白质等基本成分发生化学和物理变化，同时形成预定的形状。基本概念按调制方法分湿法膨化干法膨化按螺杆结构分单螺杆挤压机（图）双螺杆挤压机（图）料斗；2.喂料绞龙；3.调制器；4.喂料段；5.蒸汽或水夹套调温部分；6.

3、模板；7.出料皮带输送机；8.变速器；9.主电机基本词汇预调制器—一种调节原料水分和温度的装置，使物料进入挤压机前部分或完全熟化；螺杆—将物料输送通过挤压机的部件（图1）螺套-增加行程螺片—螺杆的螺旋形输送表面，将物料向前推进（图1）索片-增加剪切力，后挫力，提高滞留时间，糊化度剪切—一种揉捏、搅拌作用，使输送的物料匀质、受热模板—使制品出机时成型的末端装置。可在模板上直接钻孔，或将模板做成圆孔状，装上设计复杂、用耐磨材料制成的压模嵌入件，使物料成型切刀—将挤压物切割成所要求的长度的装置图1螺杆螺距的作用螺距：容积（体积）位移能力（输送量）螺距

4、影响到：物料充盈程度物料滞留时间膨化挤压对饲料的综合作用饲料颗粒成型度高蛋白质原料经挤压加工颗粒（优）高碳水化合物原料经挤压加工颗粒（中）普通硬颗粒饲料（差）饲料漂浮度（溶重：480g/L(转折点）全漂浮慢沉或反复沉浮颗粒（漂浮—下沉—上浮）高度的多孔性和充分发展的蛋白间质结构，缓慢释放油脂和可溶性糖下沉工艺流程图（原料准备）不同类型饲料的挤压技术浮性饲料半湿性饲料沉性饲料慢沉性饲料螺杆模板开孔面积比挤压机内温度和压力蒸汽和水淀粉含量脂肪含量预调制优点提高挤压机部件寿命提高产量提高产品质量提高单螺杆挤压弹性降低机械能，增加热能输入目的物料初步熟

5、化搅拌使物料碎粒水合，干核(DryCore)消失，提高热传导性DC浸湿部分预调制Inlet水，70℃,2-3大气压脂肪蒸汽，2.5-3大气压，100℃出料，70-80℃，18-30%水分，1/3熟化挤压加工浮性鱼饲料调制器中注入蒸汽和水螺杆:L/D=13.5:1-15.5:1物料至少含20%淀粉挤压产物在出模前温度达到125-138℃，34-37个大气压，挤压后，容重为320-400g/L，25-30%水分进一步干燥（水分<10%），还可增进漂浮性。挤压加工浮性鱼饲料1-2分钟喂料区（粉状）揉合区（面团状）熟化区（接近液态）揉合区揉合组件特征输

6、送方向调整偏角索片宽度索片数目螺旋数目（单/双螺旋）挤压加工沉性鱼饲料螺杆:L/D=16.5:1-19.5:1调制器中注入水（不注入或少注入蒸汽）挤压产物在出模前达到26-30个大气压，28-30%水分挤压后，容重为450-550g/L，温度<80℃，水分22-27%带放气口的模头可以降低产物温度，水分和膨胀率过度干燥会使沉性饲料上浮挤压加工沉性虾饲料调制器中蒸汽流量约为物料流量5-7%，水流量为物料流量10-15%挤压产物在出模前达到13-16个大气压，28-30%水分挤压后，容重不低于550g/L，温度120℃，水分26%配有出气孔，并能抽

7、气，真空度为250mmHg出烘干机水分12-16%，再冷却降低到10%以内挤压加工沉性饲料25-30%70-85℃30-40放气孔挤压机自变量喂料速度出预调制器的物流蒸汽流水流其他添加成分（肉汁、油脂等）挤压机转速挤压机结构配置模板结构挤压机因变量产品容重出料口水分出料口温度水分的重要性饲料性能成品率稳定性营养保留率单位产量配方成品膨化机运转成本膨化机最佳工作范围快速水分测定仪非常重要挤压物的膨胀挤压物膨胀，产品密度改变，显著影响饲料外观，质地、适口性、水稳定性和飘浮性等；其宏观结构的变化可用产品的膨胀度和密度或容重（g/L)表示；膨胀度=膨化

8、制品的截面积/挤压机模孔截面积膨胀主要原因：压模膨胀和水的骤蒸发，后者的膨胀更大；水分的骤蒸发的关键是粘弹性物体在出模时温度高于100℃，粘弹体重的水