【正文】 擠壓熟化飼料加工工藝 及配方管理 中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料研究室 水產(chǎn)飼料膨化擠壓加工工藝 發(fā)展史 1797— 英國人研制的手動活塞壓力機，制作無縫鉛管、瓦片、肥皂和通心面； 1869— 英 國人研制的雙螺桿連續(xù)擠壓機，制作肉腸； 1873— Phoenix Gummiwerke AG開發(fā)單螺桿擠壓機，加工橡膠； 1940s’熟化加壓機的開發(fā)，生產(chǎn)干的狗糧； 1950s’有了加壓的預調(diào)制器，達到 100℃ 預熟化； 1960s’— 半 濕的寵物飼料、糊化淀粉、餅干粉及組織大豆蛋白； 1980s’— 美 國的雙螺桿膨化機開始發(fā)展； 1990s’— 第 三代弱剪切 低熱擠壓機（ reduced shear/heat extruders)、預調(diào)制器、直接蒸汽注入和帶放氣孔的機鏜。 擠壓熟化的定義 是靠水、壓力、溫度和機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； 是將熱能和機械能導入食品 /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)生化學和物理變化，同時形成預定的形狀。 基本概念 按調(diào)制方法分 ?濕法膨化 ?干法膨化 按螺桿結構分 ?單螺桿擠壓機 （圖） ?雙螺桿擠壓機 （圖） 1. 料斗； ； ； ； ； 6. 模板； ； ； 基本詞匯 預調(diào)制器 — 一種 調(diào) 節(jié)原料水分和溫度的裝置，使物料進入擠壓機前部分或完全熟化； 螺桿 — 將物料輸送通過擠壓機的部件 （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 （圖 1） 索片 增加剪切力，后挫力，提高滯留時間，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 — 使制品出機時成型的末端裝置。可在模板上直接鉆孔，或?qū)⒛０遄龀蓤A孔狀，裝上設計復雜、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 ?物料滯留時間 膨化擠壓對飼料的綜合作用 ?飼料顆粒成型度 ?高蛋白質(zhì)原料經(jīng)擠壓加工顆粒（優(yōu)） ?高碳水化合物原料經(jīng)擠壓加工顆粒（中） ?普通硬顆粒飼料（差） ?飼料漂浮度（溶重： 480g/L(轉(zhuǎn)折點） ?全漂浮 ?慢沉或反復沉浮顆粒（漂浮 — 下沉 — 上?。? ?高度的多孔性和充分發(fā)展的蛋白間質(zhì)結構，緩慢釋放油脂和可溶性糖 ?下沉 工藝流程圖（原料準備） 不同類型飼料的擠壓技術 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 擠壓機內(nèi)溫度和壓力 蒸汽和水 淀粉含量 脂肪含量 預調(diào)制 優(yōu)點 ?提高擠壓機部件壽命 ?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，提高熱傳導性 DC 浸濕部分 預調(diào)制 Inlet 水， 70℃ ,23大氣壓 脂肪 蒸汽， ， 100℃ 出料， 7080℃ ，1830%水分， 1/3熟化 擠壓加工浮性魚飼料 調(diào)制器中注入蒸汽和水 螺桿 :L/D=::1 物料至少含 20%淀粉 擠壓產(chǎn)物在出模前溫度達到 125138℃ ， 3437個大氣壓， 擠壓后，容重為 320400g/L， 2530%水分 進一步干燥（水分 10%），還可增進漂浮性。 擠壓加工浮性魚飼料 12分鐘 喂料區(qū) （粉狀） 揉合區(qū) （面團狀） 熟化區(qū) （接近液態(tài)） 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 螺桿 :L/D=::1 調(diào)制器中注入水（不注入或少注入蒸汽） 擠壓產(chǎn)物在出模前達到 2630個大氣壓， 2830%水分 擠壓后，容重為 450550g/L，溫度 80℃ ，水分 2227% 帶放氣口的模頭可以降低產(chǎn)物溫度，水分和膨脹率 過度干燥會使沉性飼料上浮 擠壓加工沉性蝦飼料 調(diào)制器中蒸汽流量約為物料流量 57%，水流量為物料流量 1015% 擠壓產(chǎn)物在出模前達到 1316個大氣壓， 2830%水分 擠壓后，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 出烘干機水分 1216%，再冷卻降低到 10%以內(nèi) 擠壓加工沉性飼料 2530% 7085℃ 3040 放氣孔 擠壓機自變量 喂料速度 ?出預調(diào)制器的物流 ?蒸汽流 ?水流 ?其他添加成分（肉汁、油脂等） 擠壓機轉(zhuǎn)速 擠壓機結構配置 模板結構 擠壓機因變量 產(chǎn)品容重 出料口水分 出料口溫度 水分的重要性 1. 飼料性能 ? 成品率 ? 穩(wěn)定性 ? 營養(yǎng)保留率 ? 單位產(chǎn)量 ? 配方成品 2. 膨化機運轉(zhuǎn)成本 3. 膨化機最佳工作范圍 快速水分測定儀非常重要 擠壓物的膨脹 擠壓物膨脹，產(chǎn)品密度改變，顯著影響飼料外觀，質(zhì)地、適口性、水穩(wěn)定性和飄浮性等；其宏觀結構的變化可用產(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 /擠壓機模孔截面積 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)的關鍵是粘彈性物體在出模時溫度高于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，將增強擠壓物的膨脹； 擠壓物的膨脹 影響擠壓物膨脹的因素 — 淀粉 純淀粉的最大膨脹比是 500%，其次為全谷物粉（ 400%）、飼料混合物（ 200300%，淀粉含量 4050%）、油料（ 150200%，淀粉含量 010%）； 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將達到最大膨脹比，大多數(shù)天然淀粉含直鏈淀粉 2030%； 含水量和溫度對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能力，糙米膨化效果差。 影響擠壓物膨脹的因素 — 淀粉 常溫或低溫條件下，長期放置的 α淀粉會逐漸變硬，這種現(xiàn)象叫淀粉的凝沉或回生，也叫淀粉老化，成為 β淀粉；