微粉碎与熟化技术,一、水产饲料的加工工艺分类,水产饲料习惯上分为普通和特种水产饲料二种特种水产饲料隶属于水产饲料的范畴,伴随着饲料工业的深入发展而引伸的习惯叫法习惯上分为粉状饲料、颗粒饲料和螺旋挤压饲料三类,后二者又分为独立和组合工艺;整个工艺过程都贯穿着、微粉碎、熟化与环境治理等相关的技术一) 粉状特种水产饲料加工工艺(见图1-1),适用:甲、鳗鱼等特种水产饲料的生产,(二) 硬颗粒特种水产饲料生产工艺(见图1-2),适用:虾类等特种水产饲料的生产,(三)螺旋挤压特种水产饲料加工工艺(见图1-3),适用:海水鱼类、牛蛙、虾等特种饲料生产,二、影响水产饲料品质之非配方因素,好的饲养结果必须来自好的品种,好的管理和好的饲料,而所谓好的饲料,通常认为良好的营养配方就可获得好的饲料,事实上饲料品质的优劣,尚受到很多非营养因素所左右,这也就是为什么很多水产营养研究结果与实际应用存在很大差异的原因之一一) 饲料生产与饲料品质 1. 外形 基本上所有水产饲料必须投入水中后,才能被水生动物吸收,因此它们耐水性特别受到重视,一般水产饲料形态有下列形式: (1) 颗粒状:水生动物可分为速食性和缓食性两种,前者对颗粒饲料耐水性要求不高;后者如虾、蟹类,对颗粒耐水性特别重要,必须在水中2-3小时仍不崩解才算正常。
2)团状饲料:粉状、加水成团状供饲,如:鳗鱼、甲鱼料等3) 浮沉性颗粒:采用螺旋挤压料(膨化料)、浮性或沉性料,鱼、鳗鱼及虾等均能使用4) 半干半湿料:粉料加水制粒或生饲原料+粉状+粘结剂+油制生湿料,海水鱼或肉食鱼类,使用较广2. 粉碎 (1) 大部分水生动物的消化道均细而短,所以饲料原料比一般饲料要细,以利消化,但粉碎或细磨极易造成维生素破坏及饲料氧化,在设计工艺流程时考虑将对粉碎敏感的原料,如油,维生素,预混料等,在粉碎后才加入,否则对品质的影响相当严重 (2) 以维生素为例,粉碎会破坏维生素的保护膜并将维生素结晶切成小块,使其表面暴露在氧化还原反应下,效价会迅速降低3. 制粒 (1) 制粒的目的在于提高耐水性,防止污染,伴随着耐水性要求的增加必须通过提高蒸汽用量,延长造粒时间,营养的破坏亦随之更严重,太硬的颗粒对某些鱼类亦不适合,如果用虾饲料喂饲杂食性鱼类,虽然营养成分高,但吸收率不高2) 维生素在制粒过程中受压力、热力、温度及摩擦力的影响,损失较大,表2-1所示是不同制粒条件下对维生素效价,图2-1所示是不同剂型维生素C制粒后效价变化表2-1.制粒时工业维生素平均稳定性(BASF Michael Coelho 1996),MSBC=维生素K化合物 MPB=二甲基醇化维生素K,续上表,4. 挤压 挤压对维生素的破坏力最强,因为生产过程中采用高温 (125-200℃)、高压(0.7~2.5MPa)及高湿(30%水)。
表2-2所示是不同条件下挤压对维生素C效价的影响表2-2.挤压饲料生产过程中维生素的稳定性(Wenger 1999),名 称 损失幅度（%） 脂溶性维生素 VA 12~88 VE 7~86 水溶性维生素 C 0~87 B1 6~62 B2 0~40 B6 4~44 B12 1~40 烟酸 0~40 注:在实际生产中可考虑超量添加或采用后喷涂技术,,,,5. 混合均匀度 饲料均匀度对饲料品质影响很大,不良均匀度代表动物无法获得均衡的营养,表2-3、2-4所示虽然是指鸡和仔猪在不同均匀度下的饲养结果,但水生动物之采食量远低于畜产,不良均匀度的影响应更严重。
不良的均匀度大多由于混合机的设计缺陷,流程上死角,分离现象,筛网问题,管理问题等,必须逐一追踪解决表2-3 混合均匀度对维生素成绩的影响(鸡),6. 其他 (1) 交叉污染:涉及药物残留关系,交叉污染在畜产饲料中受到相当重视,生产出来的饲料常常含有非配方中所拥有成分,导致饲效不良,残留问题 (2) 预混料制造: 预混料含有配方中最重要的成分,品质优劣影响很大, 预混料生产技术也包括有原料选择,载体等选用,投料次序,设备等 (3) 温度、压力控制、计量秤准确性、流程设计、包装系统…等均会影响饲料的品质二) 饲料原料与饲料品质 再好的饲料配方,如果对原料认识不足,错用或误用均会造成无法弥补的损失,所以我们对饲料原料一定要有全面了解,对于原料所掌握的要点,一般有以下下几点: (1) 原料是否新鲜,稳定?及其判断方法为何? (2) 原料是否被掺假?是否有毒?是否有抗营养成份? (3) 原料是否有嗜口性问题? (4) 原料的规格,等级及分类如何? (5) 原料的制造过程如何?那些处理可能影响品质及 利用?,,(6) 原料的物理,化学性质是否造成使用上的限制? (7) 原料成份表上的资料是否正确?是否要修正? (8) 原料的价格是否有合理? 营养研究与实际应用间常有一些差距,原料是一项很重要关键,原料种类繁多,品质控制是一个系统工程。
举例:原料对耐水性的正负影响大体按以下顺序排序,面粉 棉粕 小麦 鱼粉 菜粕 豆粕 蚕蛹 麸皮 玉米黄粉 玉米 米糠,,,,,,,,,,,,(三) 储存与饲料品质变化 储存就是从原料进到使用期间,安全地储存,使其在质量上保持原有的性状,不受天气、湿度、霉菌、昆虫、鼠类及其他微生物的影响和侵害,而维持其所具有的营养及风味;但事实上,原料储存期间的品质绝不可能原封不动,营养价值随之降低,甚至有中毒的可能,因此了解储存期间品质变化的情况,可帮助我们对饲料的营养成分与价值判断有所帮助,储存期间品质之降低大可分三种,即饲料本身成分的变化,动物利用率的降低及因微菌,虫,鼠污染产生的毒素四) 品管与饲料品质 饲料虽然是给动物吃的,但这些动物最后还是转化为人类的食品,所以生产者有确保其产品安全的义务,只有完善的品质管制,才能生产品质稳定的产品,一般人常误认为品质管制只不过是单纯的检验工作,其实饲料工厂上上下下每一位员工均与品管有关,从原料采购开始,原料入库,生产制造,库存管理,运输产品至客户手中及养殖户使用后的结果,均包含在品质工作范围内,整个过程均纳入在一套体系内运作。
五) 饲料的物理特性与饲料品质 前面提到水产饲料是放在水里给鱼,虾采食的,所以针对鱼,虾种别水中的物理特性特别重要,其主要内容包括: 1. 粘弹性 鳗鱼用团状饲料必需有适当的粘弹性,因鳗鱼采食时,口器对饲料有拉扯行为,粘弹性太硬可能咬不动,太软则失去嚼感,影响粘弹性因素主要为鳗料所用原料的鱼粉及α-淀粉,事前的品管很重要,此外生产过程中的粉碎方式对粘弹性也有较大的影响2. 硬度 虾、蟹的采食以肯食为主,抱着颗粒慢慢啃,水中稳定性要求很高,而且在水中即使失去硬度后,也应保持外型不溃散,但一般杂食性鱼料,如果太硬,则可能造成食滞,使用的颗粒饲料又需要一定的吸水率,否则在体内会造成食滞现象,甚至鼓胀而死亡3.饲料的物理特性还包括以下内容 直径、长度、直径比、体积质量、含粉率、细度、粉化率(PDI)、耐水性、膨胀率等,不同鱼类,不同大小均有不同要求,详细的检测方法请参考有关书籍三、特种水产饲料的微粉碎技术 (一) 粒度要求 鱼虾由于其消化道的生理特性、食性和个体大小以及生活环境的特殊性,对饲料的粉碎要求较高。
原因主要有3个: 一是鱼虾生活在水中,对水体中的鲜活饵料易于消化,而对水体外的原料特别是植物性谷物和杂饼类消化吸收困难,必须粉碎至很细的粒度才行; 二是为防止饲料在水中的损失和便于鱼虾采食,必须对饲料制粒或膨化成型,提高其水中稳定性,这就必须将饲料粉碎得充分细,才能使饲料中的淀粉充分糊化,蛋白充分变性;,三是鱼虾个体很小,消化道短, 采食量少要使得它们以极少的食量吃到各种营养组分,也必须将饲料原料进行微粉碎通常,鱼饲料在制粒之前应粉碎至几何平均粒度0.5mm或以下(NRC,1993),这意味着锤片粉碎机的筛片孔直径应在1.2mm以下最好不大于1.0mm鱼的种类很多,因而对饲料的粉碎粒度要求也各异1.鲤鱼、草鱼、青鱼、扁鱼 幼鱼配合饲料的粉碎粒度应过50~60目筛(0.3mm~0.25mm)成鱼配合饲料的粉碎粒度应过30目~40目筛(0.60mm~0.355mm)对鲤鱼饲料粉碎的试验表明,锤片微粉碎机的筛片孔径采用1.0mm、0.8mm和0.6mm加工后期料、前期料和苗鱼料,与原先采用1.5mm、1.2mm筛孔的普通锤片粉碎机粉碎相比,鲤鱼的增重饲料比提高了5%~10%。
2.鳗鱼 鳗鱼饲料的粉碎粒度要求是:白仔鳗饲料98%通过100目筛,黑仔鳗饲料98%通过80目筛,成鳗饲料98%通过60目筛鳗鱼饲料的90%~95%的原料都需要进行微粉碎3.对虾 中国对虾饲料的粉碎粒度要求留存于0.425mm筛孔上的物料不超过3%,0.25mm筛孔上的留存物不超过20%Sorensen等人(1992)认为虾饲料粒度应95%小于0.25mm,在某些情况下要95%小于0.177mm(80目)也有人提出对虾饲料粉碎粒度应达到80目~100目4.鳖 鳖饲料的粉碎粒度要求是:稚鳖开口料,120目筛上物不大于5%;稚鳖饲料和幼鳖饲料,100目筛上物不大于5%;成鳖饲料和亲鳖饲料,80目筛上物不大于5%注:国内某单位的粉碎粒度标准为:鳗、海水、鱼、鳖料92%通过80目;虾料85%通过60目;膨化料85%通过60目(2mm以下), 2mm以上 70%通过60目二) 粉碎粒度对特种水产饲料的影响 1.影响饲料的消化率(饲喂效果) 2. 影响饲料调质效果和成型质量(耐水性) 3. 影响饲料的外观(光洁度) 4. 影响饲料的加工成本(见表3-1、3-2),表3-1 7种饲料原料在5种筛孔直径下粉碎后的对数几何平均粒度μm(王卫国2002),注:同一行内标有不同字母表示差异显著,标有相同字母表示差异不显著。
表3-2 在不同筛孔直径下粉碎不同饲料原料时的吨粉碎电耗(王卫国2002),气流分级无筛微粉碎机(见图3-2a),气流分级无筛微粉碎机(见图3-2b),2. 粉碎机选择 生产水产饲料时必须选择微粉碎机普通带筛片的微粉碎机的粉碎粒度达到0.25mm以下是困难的,否则效率将非常低下,它们可以满足一般鱼类(如鲤鱼、草鱼等)或较大鱼的饲料粉碎要求采用气流分级的有筛和无筛微粉碎机可以满足鳗鱼、虾饲料等的加工要求,其粒度可以方便地无级调整(在一定范围内)具有内置或外置分级装置的气流分级微粉碎机有较大的优越性它们可以简化设备的管理,节省投资。