水產飼料制作工藝 |
| 出處：網絡 作者： 水產養殖網 2011-10-20 15:45:00 |
前言
水產養殖是世界上增長最快的食品產業。根據聯合國糧農組織（ＦＡＯ）１９９８年報告，中華人民共和國是世界上最大的水產品生產國(表１)。要使水生動物更快生長，首先必須了解其營養需求，還要了解飼料制作技術。當然，遺傳學、生理學、生物化學和養殖技術也都十分重要。水產飼料加技術在以往２０年進展迅速，舉例說，水產飼料制作從蒸汽制粒幾乎完全轉成了擠壓熟化。擠壓的多項長處之一是可制作浮性飼料，這樣，養殖者就能根據水面余留的飼料量估計魚吃掉多少飼料。過度喂食不僅會造成浪費，增加生產成本，還會污染環境。盡管擠壓會降低飼料中某些養分的利用率，但仍是養殖場的首選，養殖者可以親眼看到魚的采食情況，即可更好地做到合理喂食，掌握魚情。本文闡述水產飼料制作工藝，并提出一些建議。
資料來源：聯合國糧農組織(ＦＡＯ)
?。?nbsp水產飼料廠設計
圖１是一個全程生產線水產飼料加工廠流程圖(Ｅｎｔｅｒｌｉｎｅ，１９９４)。飼料原料通過接料系統存放在粉碎車間料倉或原料倉內。飼料原料可分別粉碎，然后與維生素預混料、礦物質預混料、飼料添加劑和液體原料一起分批配料(這種配料前粉碎系統在北美很普遍)。該系統需要更多的儲料倉，輸送和儲藏都不如粉碎前的原料省事。也可將原料先分批配料再行粉碎(這種后粉碎系統在歐洲很普遍)，然后將維生素預混料、礦物質預混料、飼料添加劑和液體原料分批投配，一起攪拌。后粉碎系統很適合于處理含油量高的原料(如魚粉和家禽下腳粉)。這類原料也可與小麥、溶劑浸提后的油粕之類的谷物原料混合，這樣可以緩解含油高的原料在粉碎時的麻煩。后粉碎系統設有緩沖倉存放粉碎后的物料，由緩沖倉送到攪拌機，然后成形。這種系統之所以被大多數水產飼料加工廠采用，是因為飼料廠采用多種副產品作為飼料原料，將各種原料分別粉碎不象粉碎混合料那樣容易做到均勻。分批配料的原料經過攪拌之后，進行粉碎、再攪拌，然后送到車間料倉進行制?；驍D壓。
加工蝦飼料時，從車間料倉放出的已粉碎的原材料要經過一個雙層或三層的預調制器，其目的是加長物料滯留時間，在制粒前加蒸汽。蒸汽含有熱和水，熱使溫度上升，達到讓淀粉、小麥面筋之類粘結劑起作用所需要的溫度條件。沒有合適的時間、溫度和水分，淀粉就不能糊化，面筋不能成形。蝦是水底緩慢采食的，因此蝦飼料應當盡可能穩定，在水中長時間停留不致解體。圖２顯示蝦飼料浸水時間對水穩定性指標(ｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｔｙ ｉｎｄｅｘ，縮寫ＷＳＩ)的影響(程宗佳等，２００２)。飼料浸水時間越長，飼料損失量越大。圖３顯示物料水分與加工用水的溫度對用攪肉機制作的蝦飼料ＷＳＩ的影響(程宗佳等，２００２)。從圖３清楚看到，用絞肉機制粒，在１００℃、４０％水分條件下制作的蝦飼料，ＷＳＩ最高。
通過預調制器處理的原料，在制粒機內壓制成粒，然后通過一個制粒后熟化器，在這里有更多的蒸汽到達蝦飼料表面以加強熟化。最后顆粒通過烘干／冷卻機，干燥到合適的水分(低于１０％)，以便安全儲藏。
大多數魚飼料屬浮性飼料或慢沉飼料，是用擠壓技術制作的。擠壓過程也同制粒一樣，料倉出來的原料在擠壓機內，以適宜的機鏜、螺桿和剪切鎖配置創造適宜的加工條件，制成魚飼料。物料擠壓成一定的形狀并切割成一定大小之后，送到烘干／冷卻機干燥冷卻。養殖場從擠壓加工可以得到的最大好處
是改進飼料效率。擠壓加工的魚飼料，其持久性和水穩定性都比蒸汽制?；蚶鋽D壓的產品要好。擠壓加工對制作一些配方中添加大量油脂的魚飼料也很有利，如高能量的鮭魚和鱒魚飼料。對于這類魚，高能量飼料可節約日糧蛋白，改進飼料效率。幼年虹鱒魚飼料的飼料效率可達１．０ｇ飼料／ｇ增重，整個生產周期的飼料效率約為１．２ｇ飼料／ｇ增重，在美國，虹鱒魚上市重量通常約為０．７５ｋｇ。
飼料干燥／冷卻之后，過篩除去碎末。如需在顆粒上外涂油脂，應在顆粒從烘干機出機后趁熱噴涂。然后，將顆粒飼料送入散裝倉等待散運出廠，或裝進包裝袋運出廠。
?。?nbsp粉碎
制作水產飼料用的多數原料都要經過粉碎(降低粒度)。粉碎的目的是得到適合于制作優質飼料并最適合于動物消化的物料(Ｍａｒｔｉｎ，１９８３)。Ｓｔｅｖｅｎｓ(１９６１)指出原料粉碎有下列理由：粉碎可加大物料的暴露表面積；使物料更易于消化；加工時易于輸送；粉碎可改進攪拌的均勻度，這對采食量小的幼小動物尤為重要；粉碎還有助于制粒和擠壓。
制作魚蝦飼料，特別是蝦飼料，需要進行原料粉碎，這樣制成的顆粒飼料才有更好的水穩定性，并可增進動物生產表現。Ｐａｌａｎｉｓｗａｍｙ和Ａ１ｉ(１９９１)進行研究，將原料粒度分別降為５００、４２０、３００、２５０、２１０、５０μｍ(微米，下同)，結果表明，所得顆粒飼料的水穩定性以２１０μｍ最好。印度白對蝦(Ｐｅｎａｅｕｓｉｎｄｉｃｕｓ)在用原料粒度為２１０μｍ的日糧喂養時，生長速度最快，飼料轉化率最好，消化率也最高。Ｏｂａｌｄｏ等人(１９９８)將一種蝦日糧的原料顆粒從６０３μｍ減為５８６、５２ｌ、４０８、２７２、１２４、６９μｍ，發現用１２４μｍ的原料顆粒制成的飼料可提高顆粒的水穩定性、顆粒持久性、淀粉糊化率、蝦的活重和增重。水穩定性不佳的顆粒飼料會產生很多碎末，不僅造成浪費，加大生產成本，還污染環境。不過，原料粉碎會增加電力消耗和生產過程中的水分、粉末損失，使得生產成本加大。
錘片粉碎機和輥磨用來粗磨谷物，制成３００－１２００μｍ碎粒，效率很高。用錘片粉碎機加工高脂或高油原料時，篩板容易堵塞。粉碎高脂原料如魚粉和家禽下腳粉時，摻入一些谷物可以粉碎得更好。粉碎機加工時，粉碎流程中應加一臺篩子，將粗粒返回到粉碎機進一步粉碎，這樣可以穩定地得到所需要的粒度。
超微粉碎機是蝦飼料和魚苗飼料最常用的粉碎機。超微粉碎機，或空氣分級磨，可將原料粉碎到１００μｍ以下（Ｓｏｒｅｎｓｏｎａｎｄ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，１９９４）。超微粉碎機可藉改變氣流量、喂料速度、磨子轉速或同時改變這３個因素，將原料粉碎到各種粒度。圖４是一個超微粉碎機流程圖。這種空氣分級超微粉碎機沒有篩板，這就避免了像錘片粉碎機發生的油脂堵塞篩孔的現象，從而減少停機，做到更好的質量控制。不過，高脂原料也可能使切刀和超微粉碎機的粉碎室發生堵塞。表２(程宗佳等，２００１)顯示了家禽下腳粉在超微粉碎機加工后粒度降低的情況。超微粉碎機處理羽毛粉的粒度下降幅度最大。
脂肪對物料粉碎有負影響，因為在粉碎過程中脂肪會液化，使粉碎過程中斷。液體還會使原料變得柔軟而難于粉碎，結果產品粒度過大。纖維素對物料
粉碎也有負影響。
選擇粉碎設備時要考慮許多因素。電力消耗是最重要因素之一。電力消耗可用下列方程式計算：
電力消耗(ｋｗｈ／ｔｏｎ)＝√３×Ａ×Ｖ×ＥＦＦ×ＰＦ／(ｔｏｎ／ｈｒ×１０００)
其中，ｋｗｈ／ｔｏｎ＝每噸消耗的千瓦小時：
?。粒桨才?；Ｖ＝伏特；ＥＦＦ＝效率因子；
?。校疲焦β室蜃?；ｔｏｎ／ｈｒ＝每小時噸數。
作為舉例，表３列出用超微粉碎機粉碎一些家禽下腳粉和羽毛粉的電耗(程宗佳等，２００１)。用超微粉碎機粉碎這些動物蛋白粉的電耗(７０．９－９７．７ｋｗｈ／ｔｏｎ)比用輥磨粉碎谷物要大。Ｈｅｉｍａｎｎ(１９８３)報道，用輥磨將玉米粉碎到粒度４３２μｍ和６４９μｍ，電耗分別是２６．３２和１１.９８ｋｗｈ／ｔｏｎ；用錘片粉碎機將玉米粉碎到粒度３９９μｍ、５４８μｍ、６４７μｍ，電耗分別是３１．２５、１６.３９、１６．２６ｋｗｈ／ｔｏｎ。粉碎還造成水分丟失。ＭｃＥｌｌｈｉｎｅｙ(１９８０)報道，用錘片粉碎機粉碎玉米，平均水分丟失１.１％至１．５％。Ｒｅｍｅｎ(１９７６)試驗顯示，水分１５％或更多的整粒玉米，在氣力輸送系統中平均丟失水分１.２％，而水分１４％或更少的整粒玉米平均丟失０．８１％。Ｗｏｌｆｅ(１９８２)用錘片粉碎機處理玉米，在４個月期間得出，玉米細粉碎(３．２ｍｍ篩，機械輸送)丟失水分１．１％，粗粉碎(４．７ｍｍ篩，機械輸送)丟失水分１．０５％。用超微粉碎機進行細粉碎的動力消耗比用錘片粉碎機或輥磨粉碎要大。
３ 制粒
飼料加工業在以往２０年有巨大變化，膨脹加工家禽飼料和小豬飼料，以及擠壓加工魚飼料都被普遍接受和采用。但是，蝦飼料生產仍然采用制粒技術，因為制粒成本比膨脹和擠壓要低，而蝦是水底采食，飼料廠家只要能找到改進顆粒水穩定性的辦法，就不一定用擠壓生產蝦飼料。
制粒的定義是用綜合了熱、水和壓力的機械加工手段將飼料原料壓實并強使通過?？?Ｄｏｍｉｎｙ等，１９９４)。熱和水都以蒸汽形式存在，可以軟化蛋白質和淀粉，使蛋白變性，淀粉糊化。變性的蛋白和糊化的淀粉可粘合在一起，使制粒生產的飼料更為持久，在水中更為穩定。原料經制粒后，飼料效率得到改進，各種原料更加融合，還可減少刮風拋撒損失，提高散裝容重。
制粒機由喂料器、調制器和制粒室組成。圖５是一個制粒流程圖。喂料器將原料輸送到調制器，然后到制粒室。有裝置能阻止調制器的蒸汽逆行進入喂料斗。調制器提供熱和水軟化蛋白質和淀粉，使蛋白變性，淀粉糊化，此外還可減少像大豆的抗胰蛋白酶之類的抗營養因子，減少細菌和霉菌數，改善適口性。市上出售有單層、雙層和三層調制器。三層調制器滯留時間最長。通常９０秒滯留時間足以使熱和水透過物料。調制器應使用ｌ－２ｋｇ／ｃｍ２的飽和蒸汽。９０℃或更高的溫度通常足夠使粘結劑發揮作用。一般地說，物料水分在到達制粒模前應為１６－１８％。雖然水分多一些會使材料粘合得更好，但水分太高會阻塞制粒模造成停機，烘干時耗費更多熱量而加大烘干費用。蒸汽調制通常使水分增加２％，原料水分通常是１０－１２％，因此，在攪拌中可加進大約２％的水分，使物料到達制粒環模前有１６－１８％水分，才能制成質優、持久、高水穩定的飼料。制粒后可噴涂油脂，顆粒水分應干燥到１２％以下，以便安全儲藏。
制粒室使物料成形為顆粒，它有兩部分：環模和壓輥。有３種鋼材可以用來制造環模：碳級合金(ｃａｒｂｏｎ ｇｒａｄｅａｌｌｏｘ)、滲碳不銹鋼、中性硬化鉻不銹鋼(ｎｅｕｔｒａｌ ｈａｒｄｅｎｅｄｃ ｈｒｏｍｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ)。生產蝦飼料，中性硬化鉻不銹鋼環模是首選，因為高鉻含量可以防止飼料對環模的腐蝕，從而防止飼料產量下降，并提高顆粒質量(Ｄｏｍｉｎｙ等，１９９４)。其次的選擇是滲碳不銹鋼環模，這種環模由于滲碳加工而有較高的摩擦系數，能以更快速度推壓物料，但其防腐蝕性能不及中性硬化鉻不銹鋼環模。碳級合金環模在蝦飼料生產中很少使用，因為其抗腐蝕性不佳，且環模使用期短。蝦飼料通常要求顆粒直徑為２．０－２．５ｍｍ，環模厚度通常在４５－５０ｍｍ范圍。除環模之外，制粒室還有２或３個壓輥。壓輥應當設計合理，應有足夠的支承力以承受負載壓力，防止雜物進入軸承，并有盡量大的推進(粉料)力(Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ，１９９４)。壓輥面有３種可供選擇：硬質合金壓輥面、刻痕壓輥面和齒槽壓輥面。齒槽壓輥面在蝦飼料生產中使用最為普遍。它的末端可以是開口的也可以是封閉的，增加齒槽數縮小齒槽寬度可增強推進力，防止環模堵塞。壓輥控制著物料通過環模的效率，因而也控制飼料產量，而且還控制環模表面磨損。壓輥與環模之間的料層應當盡可能薄，每天都要對壓輥進行檢查調整。為了實現最大生產效率，新換的環模必須配用新的壓輥。
４ 烘干／冷卻
飼料制粒、擠壓后都要進行烘干或冷卻。有兩類烘干機：立式和臥式。臥式烘干機適合于烘干／冷卻高水分水產飼料。顆粒飼料在制?；驍D壓后，即按一定厚度均勻地鋪在烘干機的移動輸送帶上。烘干機可用天然氣也可用蒸汽，天然氣燃料烘干機比蒸汽的效率更高。熱風溫度在１００－２００℃范圍，飼料在此溫度下可停留４－６分鐘，之后應降低熱風溫度，以防止美拉德反應(非酶褐變)影響飼料營養價值。熱風穿過顆粒時，吸收水分而使顆粒溫度下降，部分達到烘干／冷卻的目的。烘干機排出的部分廢氣可以再循環返回烘干機，以降低加熱費用。市上有單層、兩層和三層的臥式烘干機。兩層烘干機在水產飼料加工業比較普遍。顆粒在這種烘干機里沿著上層傳送帶移動(顆粒厚度約ｌ０ｃｍ)，再落到下層傳送帶(顆粒厚度約１５－２０ｃｍ)，僅這一轉位過程就能丟失約３個百分點的水分，然后顆粒從烘干機的出口端卸料。烘干后，顆粒應當冷卻，通常是選擇一臺烘干／冷卻機完成這一作業。舉一種兩層烘干機為例，其下層傳送帶可延伸到烘干機之外，室溫穿過顆粒使顆粒冷卻(Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ，１９９４)。如果需給顆粒噴涂油脂，通常是趁熱噴涂，即緊接烘干之后而在冷卻之前，這樣可促進動物油脂吸收。烘干冷卻之后，飼料應儲藏在干燥通風室內以保持品質。適宜的烘干／冷卻使得飼料更易于儲藏，因此是飼料加工的重要環節。
(１、美國大豆協會北京辦事處；２、美國愛達荷大學Ｈａｇｅｒｍａｎ養魚實驗站；３、美國海洋研究所水產飼料和營養專業；４、美國堪薩斯州立大學谷物科學技術系) （本文已被瀏覽 62734 次） |
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