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关于挤压膨化工艺在浮性水产饲料中的应用

杨方勇
  
电子企业
2023年24期
浙江欣欣天恩水产饲料股份有限公司 浙江嘉兴 314000

摘要:随着时代的进步,水产养殖技术也在飞速发展,这为农民提供了更加高效的养殖方式,大大提升了养殖回报收益。现如今,挤压膨化技术得到了众多学者的研究关注,其已经用于浮性水产饲料生产领域,并且带动了该领域的技术革新。本文首先简述了挤压膨化的工艺流程以及影响其加工质量的因素,并分析了传统水产饲料以及浮性水产饲料的特点差异性,在此基础上针对挤压膨化工艺在加工浮性水产饲料方面引起的营养成分的变化进行了相关讨论,最后就挤压膨化工艺在浮性水产饲料方面的实际应用以及未来发展前景进行了介绍,希望能够对水厂养殖户经济收益的提升以及社会效益的增加提供发展思路。

关键词:挤压膨化;浮性水产饲料;工艺

在挤压膨化技术的支持下所获得的浮性水产饲料具有较小的污染性、浪费率低、生产效率高且转化率较为理想。挤压膨化技术在浮性水产饲料生产方面的应用不仅可以产出优质、安全的动物饲料,而且还能够有效地保障人们的身体健康,其将成为未来饲料工业的主要发展趋势。通过采用挤压膨化技术,能够大幅提升浮性水产饲料的加工效率,并且降低农民的生产成本,但是这种技术相对来说非常复杂。水产养殖业具有巨大的发展潜力,不仅能够为人类带来优质的水产品,满足消费者的基本需求,还能够保护和改善水体环境,从而实现经济和生态效益的双赢,因此,研究人员应该积极探索和开发出更先进的挤压膨化工艺,使其在浮性水产饲料领域得到更全面的推广。

一、挤压膨化工艺简述

(一)挤压膨化工艺流程

现如今,许多水产饲料制造商都在使用挤压膨胀技术。这种方法不仅能够提高农民的水产养殖效率,同时也能够在一定程度上控制浮性水产饲料生产成本。在水产养殖领域,膨化饲料的加工工艺表现出多元化趋势,但大多数情况下,它们的制作流程都是相似的。采用挤压膨化技术进行加工是一项极其复杂的工作,因此,必须对其生产流程进行精确控制。针对不同膨化饲料的加工流程进行共性分析:首先,生产工作者应该提前备好生产所需的混合物料,然后把它们放入膨化仓,并且根据实际情况调整水分和温度参数。将经过调质的物料输送至膨化腔,螺杆的高速旋转会使膨化腔内的温度不断升高,而操作者也可以根据实际情况来调节膨化腔内的压力。当物料运动至一定程度时,膨化温度、湿度和压力会逐步升高,直至达到预先设定的范围区间。随着膨化机的运行,混合物料被挤入模板孔,在大气压力与加工仓内的压力之间产生一个反差,这种压力差促进了混合物料中的水分快速挥发,随着加工完成,饲料颗粒将迅速膨胀,此外,这些膨胀物还必须经历烘干、喷涂和冷却等步骤。为了提高生产效率并减少成本,实际生产期间,经常将这些步骤结合起来进行饲料生产。在饲料完全冷却后,生产人员将对其进行精细的筛选和分类,并将筛选好的物料运输至膨化机械设备内,以便将其封装和储存。

(二)挤压膨化技术加工影响因素

1.原料水分

经过挤压膨化处理后,原料的水分含量一般可以被控制在15%~27%之间,随着水分含量的增加,水产饲料的比容会呈现降低趋势。当水分含量超过35%时,原料的收缩程度会变得更加明显,从而导致变形现象出现;当水分含量低于15%时,挤压过程的能源消耗和机械设备的使用成本会急剧上升。在挤压产品的过程中,其表面和内部结构也会发生显著的变化。实际上,物料流的不同可以显著地影响水产饲料的外观,因此,在选择原料时,应该综合考虑挤压膨化机的性能、模具孔径的尺寸以及饲料的配比,从而科学设定水分含量。

2.原料颗粒尺寸

实际上,由于挤压膨胀的作用,原料颗粒的尺寸变化将直接影响到水产饲料的品质。可以说,颗粒尺寸是影响水产饲料的组成结构和均匀性的关键因素,它将直接或间接地改变饲料的外观。研究表明,当颗粒尺寸较小时,其在受到挤压膨化的作用下,所产生的物质的比容量会更高。

3.淀粉、纤维素

当淀粉经历挤压膨化的时候,它的性质和结构将会发生较大程度的改变。淀粉在水产养殖中有着重要作用,它既可以提供给水产动物营养,也可以促进它们的生长发育,因此它被认为是水产养殖中的主要营养原料。淀粉是水产饲料的主要成分,它能够促进膨化和粘合,尤其是其粘合作用非常突出。经过实验测试,水产饲料中,淀粉的含量必须高于10%,而浮性饲料的淀粉含量则必须达到20%以上。

4.蛋白质饲料

以往由于氮溶解指数偏低,使得动物蛋白质的膨化性能受到了严重的限制;由于缺乏熟化处理,许多未熟化的蛋白质原料的NSI水平较高,因此更容易在挤压过程中产生化蛋白。因此,在水产饲料的制备中,淀粉量的控制重要性不言而喻。因为水生生物的数量、类型众多,它们所需的饲料营养成分各有差异。为了满足不同动物的摄食需求,在配置蛋白原料时必须考虑实际情况。通常来说,肉食性水产动物所摄入的蛋白质含量会更高。

二、水产饲料特点对比

对于传统水产饲料而言,其目前已经暴露出诸多缺陷,如由于水产养殖业的迅猛发展,传统饲料原料的供应量急剧减少,特别是优质豆粕和玉米的供需不平衡问题十分突出;水产养殖业中的饲料浪费问题非常突出。传统的粉状或颗粒饲料的硬度高,再加上易溶性突出,导致水产饲料中的营养物质在水中的溶失问题严重,导致了资源的大规模浪费,还有可能会对水体产生污染,损害生态环境;一些传统水产饲料生产商滥用非营养性粘合剂、防腐药物,这些物质对鱼、虾等动物的消化吸收极其不利,而且可能引发副作用,严重危害了水产品的质量安全,也威胁到了消费者的健康。相比之下,浮性膨化水产饲料则具有如下优势,故而得到了水产养殖业的一致青睐:(1)通过精细的研磨和高温处理,使得原材料变得更加容易被水产动物消化和吸收,特别是淀粉类物质的消化率大幅提升,从而大大提升了饲料的利用效率。(2)通过使用浮性水产饲料,其能够在水中漂浮超过12个小时,养殖户便可以根据水产动物的摄食情况来有效地控制投喂量,从而避免资源的浪费,并且使投喂管理变得更加简单。(3)经过高温灭菌处理的浮性水产饲料,可以有效地消除棉、菜粕中的有毒物质,减少对鱼类肝脏的损伤,从而降低鱼类患病的风险。(4)浮性水产饲料的溶解度更低,吸收率更强,进而可以大大降低对水体的污染,并且还可以增强水体的载鱼能力。(5)通过对原料进行膨化和喷涂鱼油等处理操作,可以显著改善饲料的口感,从而更好地满足牛蛙、黄鳝、黄颡鱼等动物的需求,为大规模养殖业的发展奠定坚实的基础。(6)经过膨化处理后在饲料上喷涂鱼油,能够满足幼鱼对高度不饱和脂肪的营养需求,可有效促进它们的健康成长。(7)使用浮性水产饲料可以使鱼类得到充分的营养,从而使商品鱼的体型变得更加统一。(8)在浮性水产饲料中,其含水率要比沉性颗粒料更低,这样可以有效地增加饲料的营养成分,且有助于长期储存。

三、挤压膨化对饲料营养成分的影响

(一)对淀粉的影响

当原料被挤压膨化时,其中的淀粉就会在高温条件下出现糊化。这种糊化的程度和原料中的淀粉含量和水分含量存在密切关联性。当原料受到挤压时,它的温度会上升,这会导致水分的渗透性变得更强;随着水分的不断渗入,物料中的水分被逐渐吸收,从而导致淀粉结构遭受破坏,最终导致糊化反应的产生。若是淀粉在密闭空间内受高温作用,其内部的大分子结构就会受损断开,导致其溶化,从而降低其总含量,同时糊精和还原糖的含量则相应提升。

(二)对蛋白质的影响

蛋白质对于水产动物来说非常重要,它们通常会占据整个饲料配方的很大一部分。通过提供优质的水产饲料,可以确保水生动物获得充足的营养,并且促进它们的健康发育,蛋白质在其中发挥着重要作用,其黏性和吸水率等性能水平和水产饲料的稳定性息息相关。随着温度、压力条件的改变,当温度区间介于140~200摄氏度,压力区间介于1.7~6.1兆帕时,蛋白质的塑性也会随之改变,从而进入熔融状态。在这种情况下,蛋白质会穿过挤压盘和模孔,并在一定的压力下进入常压环境,受到热蒸汽的影响,最终形成多孔的结构。

(三)对脂类物质的影响

通过使用挤压膨化技术,可以促进饲料中的脂肪物质的分解,使得脂肪氧化酶的活性降低,这有助于提高水产饲料的稳定性。通过使用挤压膨化技术,可以促进饲料中的脂肪物质的水解,使得脂肪氧化酶的活性降低,这有助于提高水产饲料的稳定性。然而,由于挤压膨化的温度极高,使得脂肪酸的稳定性受到严重损害,从而导致了水解、氧化等反应的产生。富含不饱和脂肪酸的鱼油可以与饲料中的金属离子,如铁、铜和锌,形成一种特殊的化学键,从而产生聚合作用。当聚合反应发生时,不饱和键会被破坏,从而导致脂肪酸的营养价值大幅度降低。

(四)对维生素、微量元素的影响

随着挤压膨化工艺流程的推进,维生素和微量元素的含量将会发生巨大的改变。随着膨化加工工艺的落实,维生素的流失量呈现出明显的上升趋势,这种变化与它们的化学组成有着密切的关系。一般来说,热敏性维生素Vc和Va更容易受到破坏,而且,加工环境也是影响微生物含量降低的原因之一。随着温度、压力和滞留时间的不断升高,维生素的损失程度将变得更为严重;当饲料中的水分显著减少的同时也会导致维生素的流失速度大幅提升。然而,在挤压膨化的过程中,大多数矿物质并未发生显著变化,但是由于植酸的存在,这些矿物质很容易被氧化,从而导致饲料的营养价值降低。

(五)对饲料中有害成分的影响

通过挤压膨化,可以有效地去除饲料中的有毒成分,如抗胰蛋白酶、黄曲霉素和脂肪氧化酶,同时也可以显著降低由棉籽粕、菜籽粕等作为原料制成的饲料的毒性,这是由于它们在挤压膨化的过程中被分解成芥子甙和棉酚,从而降低了饲料中的有毒物质含量。通过挤压膨化,可以有效地去除多余的有毒微生物,从而极大地改善饲料的营养安全系数。

四、挤压膨化在浮性水产饲料领域的应用

近年来,膨化浮性水产饲料的加工技术日益完善,使得许多水产养殖户能够更好地利用其独特的优势,从而获得更高的收益,如在青蛙、螃蟹、鱼等饲养过程中,膨化浮性水产饲料得到了较大规模的普及应用,其市场前景十分可观。用于水生动物养殖的饲料类型较多,每一种都能满足不同类型水生动物的饲养需求。膨化浮性水产饲料可以分为漂浮型、沉降型、慢沉降型以及软潮湿型四类。水产饲料的种类繁多,其密度和直径各异,因此其应用领域也各有差异。

与传统饲料相比,挤压膨化浮性水产饲料更加符合水产养殖需求,从而可以给水产品提供更优质、全面的营养。对于不同的用户而言,他们所需的水产饲料可能会有所不同,比如有些用户需要能够快速/慢速下降的饲料,有些用户需要反复沉降的颗粒状饲料,因此,应根据其特殊的需求,采取合适的密度和直径的水产饲料。为了确保用户的水产养殖活动能够顺利进行,设计人员必须根据不同的需求,生产出具有不同密度和直径的饲料。为了确保水产饲料的稳定性过关,对于下降型的水产饲料而言,要求其淀粉占比不得低于10%,而浮性水产饲料的含量不得低于10%。为了生产出具有良好浮力的水产饲料,必须确保下降型饲料的膨化冲膜孔率达到10%以上,而浮性饲料则要求达到50%。通过调整淀粉的用量,可以显著改变浮性水产饲料的密度,并且可以通过增加膨化蛋白质来增强其膨化性能和粘结性,从而有效地优化水产饲料中的淀粉水平。

五、浮性膨化水产饲料的发展趋势

膨化加工自开始一直发展到今天,已经过去了数十年,其在畜禽养殖领域的应用始于上世纪六十年代,七十年代初,其在宠物食品领域的应用达到了顶峰,然而,随着各种原因的出现,它在饲料生产方面的发展速度却逐渐降低。当下,随着工业化的迅猛发展,膨化加工设备的生产已经不再是一个棘手的问题,而且诸多专业人士也在努力探索这一领域的新知识,因此,促使挤压膨化技术在水产饲料的生产和管理方面得到了更为广泛的应用。当前,中国在饲料工业领域已经取得了较大的进步,大部分企业都在走向产业化。中国政府正在努力支持农民从事水产养殖业,并为此提供了大量的技术和资金支持。许多水产饲料制造商已经具备了高科技含量的设备、技术,以满足消费者的需求。随着科学技术的飞速发展,膨化饲料已经被广泛应用于水产养殖,然而,由于一些特殊的原因,一些水产品种无法使用这种饲料,因此,研究者们必须努力优化饲料配方。

总结

水产养殖已成为当今农村的一种重要经济形式,不仅能够提高当地居民的收入,而且还受到政府的高度重视和支持。通过将膨化加工技术应用于浮性水产饲料的生产领域,不仅具有革命性的意义,而且具有巨大的发展潜力。为了确保国家的水产养殖业发展战略得以有效执行,并且让水产养殖户获得更多的收益,必须持续改善和创新挤压膨化加工技术。

参考文献

[1]李军国,刘子奇,张嘉琦,等.缓沉性水产膨化饲料加工工艺参数优化[J].农业工程学报.2022(4).

[2]王昊,李军国,杨洁,等.膨化工艺参数对全植物蛋白水产饲料颗粒质量的影响[J].饲料工业.2021(17).

[3]王通,董延江,张岩彬,等.饲料膨化技术在动物生产中的应用研究[J].畜禽业.2022(8).

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