饲料加工工艺论文
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浅谈饲料加工工艺的进展
摘要:饲料加工工艺是饲料生产中一个很重要的环节,是确保饲料工业健康稳定发展的坚强支柱之一。但随着饲料原料品种的不断增加,添加剂量的减少等诸多因素的影响,要求加工工艺进行相应的变化,以增强饲料厂竞争能力。加上目前随着动物营养研究的不断深入、人们对饲料产品的不断认识以及饲料厂竞争的加剧,饲料加工工艺不断发生变化,饲料加工中的新概念、新工艺、新设备不断地出现。而本文主要讨论饲料加工业的研究进展和发展趋势。
关键词:饲料、加工工艺、进展
优化的饲料配方和先进的加工技术可降低生产成本,满足动物生长的需要,提高企业的生产效益。推动饲料加工技术进步的因素是多方面的,随着动物生产性能的提高和营养研究的进步,饲料配方的品种不断增多,添加的量越来越少,有些添加的成分有其特殊的要求,这就需要相应的加工技术。畜牧业的发展带来环境的污染压力已引起关注,应用合适的加工技术,可以提高饲料利用率,减少环境污染。应用合适的饲料加工工艺和其设备可以保证饲料产品质量,动物营养研究与养殖技术的进步促进了加工工艺和其设备的发展。
1、原料接收、清理及料仓技术
原料接收是保证饲料产品质量的第一道工序,接收设备与工艺的设置要保证原料产品的安全贮存,接收过程中要合理组合原料的清理设备。对于接收后各批次原料品质差异较大的,要采用分级技术来保证加工产品的质量。这一技术的应用需要有高度灵活性的原料储存仓库,严格的管理、快速有效的分析技术作保证。
由于饲料原料来源的复杂性以及对饲料加工设备的保护,目前清理过程主要去除磁性杂质和大型杂质。但球形磁性杂质和特殊材料杂质去除值得重视。在清理加工中还需要进一步解决初清筛的噪声、细小杂质对设备部件的磨损和产品质量的稳定性影响。
料仓研究主要防止仓内物料结拱,保证合适的料仓储量。整体流动是一种特殊的设计观念,其优势在于料仓一打开,仓中整体物料就向下移动,从而可避免出现物料挤压、结块和自动分级现象。料仓设计通常要综合考虑料仓的可利用空
间,所需的储存量和料仓与加工工序间的关系, 以保证料仓下料更均匀。
2、粉碎技术
粉碎工序是饲料厂的主要工序之一。粉碎质量直接影响到饲料生产的质量、产量和电耗等综合成本,同时也影响到饲料的内在品辱和饲养效果。粉碎加工一直是饲料加工中一个活跃的研究领域,主要研究粉碎粒度、均匀性、电耗以及与粉碎相关的领域。
2. 1粉碎机结构与形式
锤片粉碎机的粉碎原理是无支承的冲击粉碎。粉碎物料的均匀性差,尤其是在细粉碎时,粉碎的产量低、能耗大,物料的温升高,水分损失大。
水滴型粉碎机是将粉碎室从圆形变为水滴形,这样既增大了粉碎室筛板的有效筛理面积,又可避免物料在粉碎室形成环流,有利于粉碎后物料排出粉碎室, 粉碎效率提高15%;另外水滴型粉碎机有主粉碎室和再粉碎室,物料在粉碎室内可经受二次锤片打击,同一台粉碎机就能实现粗、细、微细三种粉碎形式。
对辊粉碎机是有支承的粉碎。物料的粉碎效率比较高,大大降低了粉碎的能耗。在粗粉碎中(粒度> 1 000μm),辊式粉碎机与锤片粉碎机相比具备显著的节能效果。
立轴式粉碎机也是锤片粉碎机的一种,粉碎过程可分成预粉碎和主粉碎二个区域,其特征是采用了360°环筛,还有底面的筛板,筛理面积大,有助于粉碎后物料快速排料。同时由于物料的重力作用,环筛的垂直筛面上粘附物料少,筛孔通过能力强。
横宽形振动筛粉碎机是一种新型粉碎机,结构独特,具有两层可振动的筛片,内筛孔径大,使物料迅速通过筛面。外筛孔径小,可精确控制物料的粒度,粉碎粒度均匀。
2. 2 粉碎工艺
粉碎工艺的选择应根据产品质量和粉碎粒度要求,以及加工成本和投资额等来确定。按粉碎的先后划分包括先配料后粉碎、先粉碎后配料或者是两者的综合;按粉碎的次数划分有一次粉碎、二次粉碎和单一循环粉碎。先配料后粉碎工艺有利于控制饲料产品粒度的均匀性,有利于某些油性物料和粘性物料等的粉碎,适合于加工原料品种粉碎较多的畜禽饲料、水产饲料和宠物饲料;先粉碎后配料工
艺可根据物料的特性配备相应的粉碎机,针对性强,但不利于粉碎多品种物料;对较粗的粒料进行先粉碎,然后与其它物料配料混合后进行粉碎,是先粉碎与后粉碎工艺综合应用,有利于物料混合均匀,控制粒度的一致性,有利于物料粉碎粒度的进一步减小,该工艺适合生产特种水产饲料。
3、配料系统
配料系统的变化主要是适应添加品种的增加,添加量的减少,称量准确性的提高,同时要缩短称量的周期,提高单位时间内的生产量。在线配方是有待发展的领域之一。
称量准确性是另一个发展领域。现有的分批配料系统主要是加量配料系统,在称量的准确性和称量的时间上均有待改进。在称量过程中不可避免会出现空中量,尽管可以采用一些技术减少空中量,但不可能完全消除,影响物料称量准确性。加量称量系统也使物料称量的周期延长。现在已经有几种微量配料系统,是采用减重方式来计量的。
粉碎工艺与配料工艺有着密切的联系。按其组合方式可分为先配料后粉碎(简称先配后粉)和先粉碎后配料(简称先粉后配)2类工艺。目前国内普遍采用的是先粉后配工艺,也有一些饲料厂采用先配后粉工艺。
4、混合加工技术
混合加工设备研究的领域主要是提高混合均匀度、缩短混合时间,提高单位时间内的产量。混合设备的形式很多,常用混合设备有卧式螺带混合机、卧式桨叶混合机、卧式双轴桨叶式混合机。
在饲料加工中,为了适应家畜不同阶段的营养需要,就应采用不同的配方。但配方越多,饲料厂的生产效率就会受到影响。如何解决多配方与生产效率的矛盾,是饲料生产中必须考虑的问题。
5、颗粒加工
颗粒加工是饲料加工中的一个深加工过程,由于人们对加工产品的质量认识以及加工过程的复杂性,在这方面的研究比较多。从调质器、制粒机和膨化机等部件的改进,到冷却器的设计、制粒后颗粒稳定、液体添加系统,这些研究都是为了获得高质量颗粒饲料。
5.1调质
调质是饲料制粒前进行水热处理,软化粉料的加工过程。在传统的饲料厂,制粒前的调质是较难操作的环节,而且任何单一的调质时间都不可能是所有饲料的最佳调质时间,因此需要对调质时间加以变动。人们很早就知道调质滞留时间对调质和制粒质量都有影响。近年来欧洲对此作出了几项革新,包括调质器角度、桨叶角度调节和蒸汽或粉料的堵头。
5.2 制粒
颗粒饲料具有许多优越性,经蒸汽热能、机械摩擦能和压力等因素的综合作用,达到灭菌、提高饲料消化率的诸多功能,但过度的热加工会造成热敏性营养成分的失效,降低饲料效果,因此有效加工是最新的发展趋势。美国的Wenger 公司研制成功了通用熟化制粒机(Universal Pellet Cooker, UPC),这种机器用于许多专用产品上,其淀粉熟化达60%~80%,耐久性指数(PDI)超过95%,可以制成高脂肪和高糖蜜的颗粒饲料,容积密度为550 g L~750 g L。用UPC 可以达到非常好的颗粒质量。颗粒饲料的成形是在挤压室内完成的, 现时的制粒机只有一个挤压室和一套压辊压模。
5.3膨化
目前生产膨化饲料的主要设备是螺杆式挤压膨化机,它又可分为干法挤压膨化机和湿法挤压膨化机。目前的挤压膨化设备多为干湿两用。今后所要研究开发的重点是更先进的双螺杆挤压膨化机,具有特殊用途的专用挤压膨化机,提高膨化机的生产能力和生产性能。因为制粒和膨化的调质成形温度均超过80℃,对热敏性营养成分都有较大的影响,所以未来的发展要求是既要保全热敏性营养成分,同时要提高饲料的消化率和灭菌效果。
5.4冷却
几乎所有新建饲料厂都采用逆流冷却器。但是,目前的冷却器设计都未能解决最终产品的水分控制问题。因此,未来的冷却器应装有水分感应和控制设备,应当将产品既能冷却又能干燥到安全水平,这就要求厂家提供的冷却器具有加热区、气流控制以及精巧的控制设计。
5.5制粒后液体添加
由于饲料厂设备中越来越多的采用热加工设备,如膨化机、挤压机或其他高温短时加工设备,使饲料在制粒、挤压和膨化过程中受温度、水分和压力的强烈