(完整版)膨化饲料加工工艺及配方管理

挤压加工浮性鱼饲料
喂料区 揉合区
熟化区
（粉状） （面团状） （接近液态）
1-2分钟
揉合区揉合组件特征
输送方向调整 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，2830%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
2. 膨化机运转成本 3. 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 ℃，粘弹体重的水蒸气成为种核气泡（挤压物膨胀 示意图）； 注入CO2或添加碳酸氢钠之类的产气化合物，将增强 挤压物的膨胀；
▪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
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。
按调制方法分 •湿法膨化 •干法膨化
基本概念
挤压物的膨胀
影响挤压物膨胀的因素—淀粉
纯淀粉的最大膨胀比是500%，其次为全谷物粉（400%）、 饲料混合物（200-300%，淀粉含量40-50%）、油料（150200%，淀粉含量0-10%）；
直链淀粉与支链淀粉之比是决定饲料膨胀比的重要因素， 1:1将达到最大膨胀比，大多数天然淀粉含直链淀粉20-30%；
目的
•物料初步熟化 •搅拌 •使物料碎粒水合，干 核(Dry Core)消失，提 高热传导性
浸湿部分
DC
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。
挤压熟化饲料加工工艺 及配方管理
中国农业科学院饲料研究所水产动 物营养与饲料研究室
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—Phoenix Gummiwerke AG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发展； 1990s’—第三代弱剪切-低热挤压机（reduced shear/heat extruders)、预调制器、直接蒸汽注入和带放气孔的机镗。
放气孔
25-30% 70-85℃ 30-40
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
1 单位产量 • 配方成品
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，2830%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
含水量和温度对淀粉膨胀比影响显著； 不同来源淀粉存在差异，小麦、玉米、稻米中的谷物淀粉具 有较好的膨化效果，块茎淀粉不仅具有良好的膨化性能，还 具有十分好的粘结能力，糙米膨化效果差。
影响挤压物膨胀的因素—淀粉
常温或低温条件下，长期放置的α-淀粉会逐渐变硬，这种现象 叫淀粉的凝沉或回生，也叫淀粉老化，成为β-淀粉；
按螺杆结构分 •单螺杆挤压机（图） •双螺杆挤压机（图）
1. 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. 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）