擠壓膨脹設(shè)備在畜禽料加工中的應(yīng)用和實踐

錢勝峰，彭君建，張 樂，王 梅，韓動梁，付 波，車晨曦

（1.江蘇豐尚油脂工程技術(shù)有限公司，江蘇 揚州 225009；2.國家飼料加工裝備工程技術(shù)研究中心，江蘇 揚州 225009；3.江蘇豐尚智能科技有限公司，江蘇 揚州 225009）

在配合飼料工業(yè)的發(fā)展歷程上，顆粒飼料生產(chǎn)技術(shù)的引入運用被公認為是具有技術(shù)突破性價值的進展。全球范圍的飼料生產(chǎn)的長期實踐證明，飼料制粒生產(chǎn)工藝發(fā)展至今，確實已成為配合飼料生產(chǎn)上各種技術(shù)組合應(yīng)用工藝的核心[1-3]。但顆粒料品質(zhì)對畜禽飼喂效果影響較大，顆粒飼料的含粉比例與增重速度成反比，進而影響了飼料的轉(zhuǎn)化率，增加了養(yǎng)殖成本[4]。因此越來越多的企業(yè)在進行工藝的優(yōu)化，以期提高顆粒料質(zhì)量，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

1 畜禽顆粒料生產(chǎn)的傳統(tǒng)加工工藝

畜禽顆粒料生產(chǎn)的傳統(tǒng)加工工藝流程見圖1。在該工藝下原料經(jīng)初清后粉碎，然后再經(jīng)配料混合、調(diào)質(zhì)、制粒、冷卻等過程，最后經(jīng)篩理、打包等工藝流程。

圖1 傳統(tǒng)加工工藝流程

2021 年國務(wù)院印發(fā)《糧食節(jié)約行動方案》，明確指出加強飼料糧減量替代，推廣豬雞飼料中玉米、豆粕減量替代技術(shù)，充分挖掘利用雜糧、雜粕、糧食加工副產(chǎn)物等替代資源。在引導(dǎo)飼料企業(yè)建立多元化飼料配方結(jié)構(gòu)的大背景下，為降低配方成本，提高產(chǎn)品競爭力，越來越多的廉價的非常規(guī)飼料資源引入到畜禽加工的配方中，隨著非常規(guī)原料的應(yīng)用，傳統(tǒng)加工工藝的生產(chǎn)面臨越來越多新的問題。例如：國內(nèi)某飼料企業(yè)按配方（玉米65%、豆粕18%、外加油6.5%、酒糟5%、其他成分5.5%）進行雞料的生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中存以下問題。

1.1 飼料生產(chǎn)過程中存在的難題

1.1.1 油脂添加量的問題

原料或飼料中的脂肪包括天然存在的及人工添加的，任何來源的脂肪均能增加制粒的生產(chǎn)效率，但脂肪含量太高時會嚴重影響成粒品質(zhì)。脂肪含量增大能使物料通過模孔的流動性增大，其摩擦阻力減小。當脂肪添加量超過3%時，會降低顆粒飼料成品的硬度，同時會影響淀粉的糊化，從而影響顆粒飼料成品的質(zhì)量和成品率[5]。

1.1.2 存在調(diào)質(zhì)溫度低、成型率低等問題

要獲得高質(zhì)量的顆粒料，需要適宜的水分和熱量。調(diào)質(zhì)后物料的含水量在16%～17%時制粒效果最佳，而在生產(chǎn)雞鴨等畜禽料時，由于配方原料的問題，普遍存在調(diào)質(zhì)溫度和調(diào)質(zhì)水分偏低，進而造成顆粒成型率低等問題。

1.1.3 含粉率高的問題

關(guān)于糊化度水平對禽料養(yǎng)殖效果的評價，業(yè)內(nèi)雖然結(jié)論并不統(tǒng)一，但糊化水平提升確實可以提高顆粒質(zhì)量，使含粉率降低，進而改善了飼料轉(zhuǎn)化率，這在行業(yè)中基本達成共識[5]。而傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，雞鴨等畜禽料的成品糊化度（熟化程度）比較低，一般在30%左右，由于糊化水平偏低，易造成顆粒中含粉偏高的問題。

1.2 問題分析——制粒系數(shù)計算

不同的原料具有不同的制粒特性，只有根據(jù)原料的制粒特性采用相應(yīng)的制粒條件，才能保證顆粒飼料產(chǎn)品的質(zhì)量[6]。因此，必須要了解飼料原料的狀況及其對顆粒料質(zhì)量的影響，某些原料具有很好的制粒性能，如小麥粉，而一些原料制粒卻較困難，如含纖維較多的酒糟和礦物質(zhì)等，還有的原料甚至對制粒具有負作用，如脂類。因此可根據(jù)制粒經(jīng)驗和工藝給每種原料確定一個顆粒質(zhì)量參數(shù)（PQF），最好的為10，最差的為0，起副作用的為負數(shù)[7]。普通制粒工藝條件下幾種常用原料的PQF值見表1。

表1 常用原料的PQF值[7]

對一般飼料廠而言，若飼料顆粒質(zhì)量因素（FPQF）值在4.7～5.0之間，就可認為此配方能制出較好質(zhì)量的顆粒。但有些飼料廠卻需要FPQF 值大于5 才能制得高質(zhì)量的顆粒。也有部分飼料廠在FPQF值小于4.7時也可以，這主要取決于粉碎粒度和調(diào)質(zhì)條件，如采用膨脹器（超級調(diào)質(zhì)器）的制粒生產(chǎn)線，對FPQF值的要求可低一些[8-10]。

式中：PQF—配方中各原料的顆粒質(zhì)量參數(shù)；η—配方中各原料的百分比。

通過計算得到前述飼料企業(yè)飼料配方的FPQF值，見表2。

表2 配方FPQF計算

該配方的FPQF值為1.605，這么低的制粒系數(shù)用于生產(chǎn)，顆粒飼料成形率低、粉化率高，制粒系統(tǒng)產(chǎn)能低等問題成為必然[11-12]。

鑒于存在以上生產(chǎn)問題，雞鴨等畜禽料生產(chǎn)線產(chǎn)量偏低，想要提高產(chǎn)能，進一步降低系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，傳統(tǒng)工藝不能解決。擠壓膨脹機與制粒機相結(jié)合的加工工藝為上述問題的解決提供了新的思路，并在國內(nèi)外得到逐步推廣和應(yīng)用。

2 膨脹制粒的畜禽飼料加工工藝

膨脹制粒的加工工藝流程見圖2。

圖2 膨脹制粒工藝流程

與傳統(tǒng)顆粒料加工工藝相比，擠壓膨脹機與制粒機相結(jié)合的加工工藝具有優(yōu)良的特點和功效：工藝中新增膨脹器（畜禽料膨化機）作為超級調(diào)質(zhì)器應(yīng)用；工藝靈活，可以兼顧不同物料需求；廠家越來越重視加工過程對于飼料營養(yǎng)價值、活性組分功效的保持以及飼料產(chǎn)品可靠的安全性，為避免維生素、酶制劑、微生物制劑的損失，工藝上考慮后噴涂工藝。但膨脹機與制粒機的聯(lián)合控制對設(shè)備穩(wěn)定性和操作方便性提出了較高的要求。

3 應(yīng)用前后對照分析

將工藝由傳統(tǒng)加工工藝優(yōu)化為擠壓膨脹制粒工藝后，傳統(tǒng)加工工藝存在的問題得到了根本性的解決，工藝更改前后的工藝參數(shù)詳見表3。

表3 不同工藝下工藝參數(shù)對照

工藝優(yōu)化后，具有以下積極效果：

（1）油脂添加量增加。油脂添加量從4%提升至最大8.8%，提升4.8百分點的添加量，提高了配方的能量值。

（2）調(diào)質(zhì)溫度提升。調(diào)質(zhì)溫度從80 ℃提升至91 ℃，提升11 ℃，熱量利用更充分，利于淀粉糊化效果的提升。

（3）成型率改善。成型率從92.5%提升至98.5%，成型率提高6百分點，顆粒品質(zhì)更完美。

（4）粉化率降低。粉化率由6.8%降至1.8%，降低5百分點，工藝回粉少，生產(chǎn)更高效。

（5）糊化度水平提升。糊化度由30%提升至42.5%，提升12.5 百分點，更利于畜禽消化和吸收，同時黏結(jié)性更好，顆粒穩(wěn)定性更高。

（6）產(chǎn)能提升。產(chǎn)能由7.3 t·h-1提升至10.1 t·h-1，提升2.8 t·h-1，生產(chǎn)效率提升38.4%，可見生產(chǎn)效率更高。

4 小 結(jié)

通過工藝的優(yōu)化和實踐，擠壓膨脹制粒工藝在畜禽料上的應(yīng)用可以給客戶帶來以下積極效果：

（1）拓寬原料選用范圍。降低配方成本，擴大了廉價非常規(guī)原料的應(yīng)用，降低了原料成本。

（2）提高動物對飼料的消化率和轉(zhuǎn)化率。經(jīng)高溫高壓和螺桿機械能綜合作用，淀粉糊化，蛋白質(zhì)變性，改善了顆粒質(zhì)量，增加了動物的消化率和飼料轉(zhuǎn)化率[13-14]。

（3）飼料成品衛(wèi)生指標得到提升。由于膨脹過程的高溫作用，消除了抗營養(yǎng)因子的不良影響，高溫高壓處理可使大腸桿菌和沙門氏菌被殺滅，衛(wèi)生指標提升。

（4）增大了液體飼料的添加量。由于螺桿的強烈攪拌作用，飼料配方中可以將糖蜜或者油脂的添加量進一步提升。

（5）提升了飼料品質(zhì)和制粒產(chǎn)能，節(jié)省能耗。由于加熱、水分和機械能的綜合作用，飼料的制粒性能和制粒質(zhì)量大為改善，飼料更堅實、光潔，同時制粒機生產(chǎn)能力得到提升。

在國家加強飼料糧減量替代，推廣豬雞飼料中玉米、豆粕減量替代技術(shù)，充分挖掘利用雜糧、雜粕、糧食加工副產(chǎn)物等替代資源，引導(dǎo)飼料企業(yè)建立多元化飼料配方結(jié)構(gòu)的大背景下，擠壓膨脹制粒工藝必將為飼料企業(yè)所關(guān)注，并將得到更進一步的推廣和應(yīng)用。