飼料加工工藝的最新研究進(jìn)展.rar

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飼料加工工藝的最新研究進(jìn)展.rar

龍城飛將

2002年的資料,恐怕不能叫做最新吧,題目到是挺吸引眼球的:wulai:

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飼料加工工藝的最新研究進(jìn)展
　　　 　　 2002年11月7日
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　　鄧君明 張　曦 云南省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

　　摘 要：隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究的不斷深入、人們對(duì)飼料產(chǎn)品的不斷認(rèn)識(shí)以及飼料廠競(jìng)爭(zhēng)的加劇，飼料加工工藝不斷發(fā)生變化，飼料加工中的新概念、新工藝、新設(shè)備不斷地被提出。本文主要討論飼料加工業(yè)的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：飼料、加工工藝、進(jìn)展
　　飼料加工工藝是飼料生產(chǎn)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，是確保飼料工業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)支柱之一。但隨著飼料原料品種的不斷增加，添加劑量的減少等諸多因素的影響，要求加工工藝進(jìn)行相應(yīng)的變化，以增強(qiáng)飼料廠競(jìng)爭(zhēng)能力。

　　1．粉碎加工
　　粉碎工序是飼料廠的主要工序之一。粉碎質(zhì)量直接影響到飼料生產(chǎn)的質(zhì)量、產(chǎn)量和電耗等綜合成本，同時(shí)也影響到飼料的內(nèi)在品質(zhì)和飼養(yǎng)效果。粉碎加工一直是飼料加工中一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域，主要研究粉碎粒度、均勻性、電耗以及與粉碎相關(guān)的領(lǐng)域。
　　粉碎設(shè)備主要有臥式錘片粉碎機(jī)、輥式粉碎機(jī)和立式錘片粉碎機(jī)三種。其中輥式粉碎機(jī)粉碎粒度比較均勻，能控制粒度的分布范圍；綜合各項(xiàng)指標(biāo)，立式錘片粉碎機(jī)是優(yōu)先發(fā)展的機(jī)型[1]。飼料生產(chǎn)中不同的料型、不同的飼喂對(duì)象具有不同的要求，因此根據(jù)需要在工藝中組合使用已成為發(fā)展的趨勢(shì)。
　　傳統(tǒng)的粉碎工藝為一次性開(kāi)放式粉碎工藝，但隨著飼料原料的多樣性要求粉碎工藝作出相應(yīng)的調(diào)整。目前粉碎工藝有三種，即一次、二次和閉路粉碎工藝。與一次粉碎工藝相比，二次、閉路粉碎工藝能耗低，易提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量，因此多被大、中型飼料廠采用[2]。

　　 2．配料系統(tǒng)
　　配料系統(tǒng)的變化主要是適應(yīng)添加品種的增加，添加量的減少，稱(chēng)量準(zhǔn)確性的提高，同時(shí)要縮短稱(chēng)量的周期，提高單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)量。在線(xiàn)配方是有待發(fā)展的領(lǐng)域之一[3]。目前正在試驗(yàn)一種儀器，安裝在進(jìn)行的設(shè)備上，對(duì)要使用的原料進(jìn)行化學(xué)成分在線(xiàn)分析，用它可以測(cè)定各種化學(xué)成分，如氨基酸、水分、粗纖維和淀粉等。因此，將有可能做到一批一批地重組飼料配方，十分準(zhǔn)確地制成所需的飼料，使生產(chǎn)的飼料品質(zhì)穩(wěn)定，減少由于原料的變化對(duì)飼料品質(zhì)的影響。
　　稱(chēng)量準(zhǔn)確性是另一個(gè)發(fā)展領(lǐng)域[3]。現(xiàn)有的分批配料系統(tǒng)主要是加量配料系統(tǒng)，在稱(chēng)量的準(zhǔn)確性和稱(chēng)量的時(shí)間上均有待改進(jìn)。在稱(chēng)量過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)空中量，盡管可以采用一些技術(shù)減少空中量，但不可能完全消除，影響物料稱(chēng)量準(zhǔn)確性。加量稱(chēng)量系統(tǒng)也使物料稱(chēng)量的周期延長(zhǎng)?，F(xiàn)在已經(jīng)有幾種微量配料系統(tǒng)，是采用減重方式來(lái)計(jì)量的。采用減重的方式可以避免空中量的出現(xiàn)，提高稱(chēng)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)有可能稱(chēng)量10個(gè)或更多物料的重量，這就縮短了配料周期(有可能達(dá)到1~1.5分鐘)，而且精確度比較高，能與周期很短的混合機(jī)相匹配。
　　粉碎工藝與配料工藝有著密切的聯(lián)系。按其組合方式可分為先配料后粉碎(簡(jiǎn)稱(chēng)先配后粉)和先粉碎后配料(簡(jiǎn)稱(chēng)先粉后配)兩類(lèi)工藝。目前國(guó)內(nèi)普遍采用的是先粉后配工藝，也有一些飼料廠采用先配后粉工藝。先配后粉工藝有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有以下缺點(diǎn)：
　　 ①自動(dòng)化控制要求高；
　　 ②粉碎機(jī)換篩、換錘片致使后路停止工作；
　　 ③粉碎機(jī)周期性空運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　但隨著機(jī)械電子行業(yè)的發(fā)展，電子元件的質(zhì)量及使用范圍擴(kuò)大，車(chē)間作業(yè)安排更具合理性與先進(jìn)性，這些缺點(diǎn)能得以較好的解決；隨著飼料原料的開(kāi)發(fā)，油菜籽、葵花籽等富含油又富含蛋白質(zhì)原料的使用在逐漸增加，因這類(lèi)含油高的原料單一粉碎比較困難，因此采用先配后粉工藝將會(huì)越來(lái)越多[2]。

　　3．混合加工
　　混合加工設(shè)備研究的領(lǐng)域主要是提高混合均勻度、縮短混合時(shí)間，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。混合設(shè)備的形式很多，常用混合設(shè)備有臥式螺帶混合機(jī)、臥式槳葉混合機(jī)、臥式雙軸槳葉式混合機(jī)(Forberg)。
　　Forberg是一種高效短周期混合機(jī)，由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子上焊有多個(gè)特殊角度的槳葉，槳葉一方面帶動(dòng)物料沿機(jī)槽內(nèi)壁作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一方面帶動(dòng)物料左右翻動(dòng)，在兩個(gè)轉(zhuǎn)子的交叉處重疊，形成了一個(gè)失重區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，不管物料的形狀、大小和密度如何，都能上浮，處于瞬間失重狀態(tài)，以使物料在機(jī)槽內(nèi)形成全方位連續(xù)循環(huán)翻動(dòng)，相互交錯(cuò)剪切，從而達(dá)到快速柔和及混合均勻的效果。但受配料系統(tǒng)能力的限制，混合效果有限[5]。臥式單軸快速混合機(jī)混合時(shí)間在1.5分鐘以上，較Forberg型更能適合配料系統(tǒng)的生產(chǎn)，同時(shí)又適宜老飼料廠擴(kuò)容改造的需求，二者均屬于發(fā)展型混合設(shè)備。

　　4．顆粒加工
　　顆粒加工是飼料加工中的一個(gè)深加工過(guò)程，由于人們對(duì)加工產(chǎn)品的質(zhì)量認(rèn)識(shí)以及加工過(guò)程的復(fù)雜性，在這方面的研究比較多。從調(diào)質(zhì)器、制粒機(jī)和膨化機(jī)等部件的改進(jìn)，到冷卻器的設(shè)計(jì)、制粒后顆粒穩(wěn)定、液體添加系統(tǒng)，這些研究都是為了獲得高質(zhì)量顆粒飼料。

　　4.1 調(diào)質(zhì)
　　調(diào)質(zhì)是飼料制粒前進(jìn)行水熱處理，軟化粉料的加工過(guò)程。在傳統(tǒng)的飼料廠，制粒前的調(diào)質(zhì)是較難操作的環(huán)節(jié)，而且任何單一的調(diào)質(zhì)時(shí)間都不可能是所有飼料的最佳調(diào)質(zhì)時(shí)間，因此需要對(duì)調(diào)質(zhì)時(shí)間加以變動(dòng)。人們很早就知道調(diào)質(zhì)滯留時(shí)間對(duì)調(diào)質(zhì)和制粒質(zhì)量都有影響。近年來(lái)歐洲對(duì)此作出了幾項(xiàng)革新，包括調(diào)質(zhì)器角度、槳葉角度調(diào)節(jié)和蒸汽或粉料的堵頭[6]。
　　對(duì)調(diào)質(zhì)器角度來(lái)說(shuō)，幾乎每臺(tái)調(diào)質(zhì)器都是水平安裝的。在調(diào)質(zhì)器后面加一活頁(yè)和一個(gè)可使調(diào)質(zhì)器提高的裝置，使用柔性喂料和卸料口，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)滯留時(shí)間近乎任意的調(diào)節(jié)。在正常作業(yè)條件下，調(diào)質(zhì)將始于水平安裝的調(diào)質(zhì)器，一旦獲得穩(wěn)定的作業(yè)條件，調(diào)質(zhì)器就可傾斜以延長(zhǎng)滯留時(shí)間至所希望的水平。
　　對(duì)槳葉角度調(diào)節(jié)而言，已經(jīng)新開(kāi)發(fā)出一種裝置。在調(diào)質(zhì)室的前1/3槳葉采用槳葉與軸成45°角，對(duì)后2/3槳葉進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可使調(diào)質(zhì)室后段基本充滿(mǎn)粉料有利于物料的充分?jǐn)嚢?；可以在作業(yè)過(guò)程中改變?nèi)~片角度，以利于根據(jù)物料的性質(zhì)和調(diào)質(zhì)的要求變換槳葉的角度，使物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)滯留時(shí)間任意調(diào)節(jié)。
　　對(duì)調(diào)質(zhì)器的一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單而有效的措施是安裝一個(gè)堵頭或擋板以堵塞蒸汽出口或物料出口。上部擋板可防止蒸汽不與物料接觸就穿過(guò)整個(gè)調(diào)質(zhì)器排出。底部擋板起一個(gè)堵頭的作用，迫使葉片把調(diào)質(zhì)的物料提升到擋板開(kāi)口上方。在這種情況下，要認(rèn)真對(duì)待藥劑殘留問(wèn)題，因?yàn)樵诿看芜\(yùn)行結(jié)束時(shí)有25~100kg物料會(huì)留在調(diào)質(zhì)器里面。
　　長(zhǎng)時(shí)間調(diào)質(zhì)是采用增加調(diào)質(zhì)時(shí)間的方式來(lái)達(dá)到加強(qiáng)調(diào)質(zhì)的目的。傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)通常由制粒機(jī)自帶調(diào)質(zhì)器或者普通正常短時(shí)調(diào)質(zhì)器完成。由于物料在調(diào)質(zhì)器內(nèi)停留時(shí)間較短，因此調(diào)質(zhì)效果不太理想，顆粒中的糊化率只有16~25%。隨著飼料質(zhì)量要求的不斷提高、特種水產(chǎn)養(yǎng)殖的迅猛發(fā)展，相繼出現(xiàn)了多級(jí)調(diào)質(zhì)、制粒后熟化調(diào)質(zhì)和高壓環(huán)隙膨脹調(diào)質(zhì)等調(diào)質(zhì)方法。多級(jí)調(diào)質(zhì)通過(guò)延長(zhǎng)調(diào)質(zhì)時(shí)間來(lái)提高調(diào)質(zhì)效果，淀粉糊化效果程度可達(dá)到40%~60%。制粒后熟化調(diào)質(zhì)是將剛壓制出的顆粒(約70~80℃)進(jìn)行保溫，讓熱顆粒在高溫、高濕的環(huán)境下持續(xù)一端時(shí)間，使顆粒飼料中淀粉充分糊化，蛋白質(zhì)充分變性。同時(shí)使前期產(chǎn)生的裂紋再次糊合，提高飼料的耐久性，以滿(mǎn)足水產(chǎn)飼料的特殊要求。高壓環(huán)隙膨脹調(diào)質(zhì)是一種針對(duì)粉狀飼料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的先進(jìn)的、新型的方法。它采用的是一種高壓環(huán)隙膨脹調(diào)質(zhì)器，物料在工作區(qū)與蒸汽進(jìn)行強(qiáng)烈的擠壓和加壓調(diào)質(zhì)作用，使得固、液、氣三相物料整體在受剪切力、擠壓力和蒸汽壓力的綜合力狀態(tài)下，被強(qiáng)制推動(dòng)通過(guò)可調(diào)環(huán)隙圓錐形排料閥，整個(gè)處理過(guò)程僅為幾秒鐘，但最高壓力可達(dá)100Mpa，最高料溫可達(dá)170℃，使物料能充分地調(diào)質(zhì)和熟化。

　　4.2 制粒
　　顆粒飼料具有眾多優(yōu)越性，其通過(guò)蒸汽熱能、機(jī)械摩擦能和壓力等因素的綜合作用，達(dá)到滅菌、提高飼料消化率的諸多功能，但過(guò)度的熱加工會(huì)造成熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分的實(shí)效，降低飼效，因此有效加工是最新的發(fā)展趨勢(shì)。美國(guó)的Wenger公司研制成功了通用熟化制粒機(jī)(Universal Pellet Cooker, UPC)，這種機(jī)器用于許多專(zhuān)用產(chǎn)品上，其淀粉熟化達(dá)60~80%，耐久性指數(shù)(PDI)超過(guò)95%，可以制成高脂肪和高糖蜜的顆粒飼料，容積密度為550g/l~750g/l。用UPC可以達(dá)到非常好的顆粒質(zhì)量[6,7]。
　　顆粒飼料的成形是在擠壓室內(nèi)完成的，現(xiàn)時(shí)的制粒機(jī)只有一個(gè)擠壓室和一套壓輥壓模。近年，人們又提出了一種新的制粒工藝——重復(fù)制粒。重復(fù)制粒是指經(jīng)過(guò)制粒加工的熱飼料，立即通過(guò)第二個(gè)壓模對(duì)熱而軟的顆粒飼料進(jìn)行重復(fù)制粒。重復(fù)制粒工藝由于對(duì)飼料進(jìn)行兩次擠壓，改進(jìn)了顆粒質(zhì)量，改進(jìn)了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高了制粒效果等。由于飼料品種的變化，制粒機(jī)壓輥壓模間隙的設(shè)定需要經(jīng)常調(diào)整，為了節(jié)約調(diào)整時(shí)間，在線(xiàn)的壓輥調(diào)節(jié)能解決這一問(wèn)題[8]。

　　4.3 膨化
　　目前生產(chǎn)膨化飼料的主要設(shè)備是螺桿式擠壓膨化機(jī)，其又可分為干法擠壓膨化機(jī)和濕法擠壓膨化機(jī)。目前的擠壓膨化設(shè)備多為干濕兩用。今后所要研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是更先進(jìn)的雙螺桿擠壓膨化機(jī)，具有特殊用途的專(zhuān)用擠壓膨化機(jī)，提高膨化機(jī)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)性能[6]。
　　因?yàn)橹屏：团蚧恼{(diào)質(zhì)成形溫度均超過(guò)80℃以上，對(duì)熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分都有較大的影響，所以未來(lái)的發(fā)展要求是既要保全熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)要提高飼料的消化率和滅菌效果[9]。

　　4.4 冷卻
　　幾乎所有新建飼料廠都采用逆流冷卻器。但是，目前的冷卻器設(shè)計(jì)都未能解決最終產(chǎn)品的水分控制問(wèn)題。因此，未來(lái)的冷卻器應(yīng)裝有水分感應(yīng)和控制設(shè)備，應(yīng)當(dāng)將產(chǎn)品既能冷卻又能干燥到安全水平，這就要求廠家提供的冷卻器具有加熱區(qū)、氣流控制以及精巧的控制設(shè)計(jì)[6]。

　　4.5 制粒后液體添加
　　由于飼料廠設(shè)備中越來(lái)越多的采用熱加工設(shè)備，如膨化機(jī)、擠壓機(jī)或其他高溫短時(shí)加工設(shè)備，使飼料在制粒、擠壓和膨化過(guò)程中受溫度、水分和壓力的強(qiáng)烈作用，這會(huì)破壞維生素、酶制劑、微生態(tài)制劑及其他添加劑的大部分的功效。而后置添加技術(shù)就是解決這一問(wèn)題的新技術(shù)，即將熱敏性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)放在熱加工工序的后面添加。后置添加技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　 ①可使熱敏性微量組分免受熱加工的損害，減少這些組分的添加量，從而降低生產(chǎn)成本。例如，采用液體后置添加技術(shù)，大大提高了維生素的活性保持率；
　　 ②將藥物的添加放在后面而不是加于混合機(jī)中，有利于減少混合機(jī)及后路設(shè)備的藥物殘留，減少交叉污染，如雞飼料中絕不允許出現(xiàn)在豬飼料中使用的一些抗生素，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性；
　　 ③把酶制劑等微量組分的添加設(shè)置在制粒或膨化之后，采用離線(xiàn)噴涂工藝，有利于根據(jù)用戶(hù)的需求來(lái)添加，從而可以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求；
　　 ④可以做到“即售即噴”，始終為用戶(hù)提供新鮮產(chǎn)品；
　　 ⑤通過(guò)采用離線(xiàn)噴涂工藝，飼料廠不僅可以節(jié)省成品倉(cāng)的數(shù)量，而且也可以取代價(jià)格昂貴、占用空間較大的微量配料系統(tǒng)，進(jìn)而降低飼料廠的一次性投資[10]。

　　5．不斷完善的自動(dòng)化控制
　　在計(jì)算機(jī)屏上操作管理的自動(dòng)化生產(chǎn)在化工、醫(yī)藥行業(yè)已得到了較廣泛的應(yīng)用，而飼料生產(chǎn)管理還處于相對(duì)落后的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)“九五”技術(shù)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程控制自動(dòng)化及計(jì)算機(jī)生產(chǎn)管理，使飼料廠的自動(dòng)化水平大大提高。但是，計(jì)算機(jī)的引入主要還是解決生產(chǎn)自動(dòng)化問(wèn)題，對(duì)于改善產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品品種還沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用。從大多數(shù)飼料廠的現(xiàn)狀來(lái)看，由于目前大量信息在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)只是作記錄，來(lái)不及分析和處理，往往是出現(xiàn)問(wèn)題后再調(diào)查，再分析和處理，無(wú)法把事故控制在萌芽狀態(tài)，給企業(yè)造成不必要的損失和浪費(fèi)。為此，國(guó)家糧食儲(chǔ)備局無(wú)錫科學(xué)研究設(shè)計(jì)院提出采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量管理和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)質(zhì)量監(jiān)控，開(kāi)發(fā)了飼料生產(chǎn)質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，使大量存在于生產(chǎn)過(guò)程中的與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)得到有效的采集、存儲(chǔ)、評(píng)估和控制，并產(chǎn)生一系列的控制環(huán)，以解決生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，使加工過(guò)程達(dá)到最佳生產(chǎn)狀態(tài)[11]。
　　總之，縱觀世界飼料科技的發(fā)展，要求飼料加工工藝不斷改進(jìn)，而飼料加工工藝的每一步改進(jìn)還將擴(kuò)大飼料來(lái)源及其利用率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)出與投入比。

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