物料經(jīng)過(guò)粉碎和配料工藝后,必須經(jīng)過(guò)混合?;旌蠙C的混合均勻度在飼料加工中非常重要,它是影響飼料質(zhì)量的一個(gè)重要因素,因此,這樣選擇合適的混合機非常重要。
混合機有臥式、立式、鼓式和行星式混合機等。常用臥式混合機有螺帶式混合機、漿葉式混合機和雙軸漿葉式混合機,在這三種混合機中,混合均勻度以雙軸漿葉式混合機最好,混合后,物料的變異系數小于5% 。在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中,粉碎前的混合由于對混合均勻度要求不高,可以選用螺帶式混合機或單軸漿葉式混合機。對于混合均勻度要求較高的后道混合,最好選用雙軸漿葉式混合機。
臥式雙軸漿葉式混合機是一種高效短周期的混合機,由兩個(gè)旋轉方向相反的轉子組成,轉子上焊有多個(gè)不同角度的漿葉,漿葉一方面帶動(dòng)物料沿內壁旋轉,一方面帶動(dòng)物料左右翻動(dòng),在兩個(gè)轉子的交叉處重疊,形成一個(gè)失重區,在此區域內,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),以使物料形成全方位連續循環(huán)翻動(dòng),相互交錯剪切,從而達到快速柔和及混合均勻的效果。因而,在水產(chǎn)飼料混合工藝中應用較多。
水產(chǎn)飼料由于粉碎較細,加工中物料水分損失較大(特別是在經(jīng)過(guò)微粉碎和風(fēng)運后),因此在混合過(guò)程中加入適量的水,有利于顆粒的加工,但添加的水要求以霧化形式均勻分布到物料中,另外,由于物料粒徑太小,混合過(guò)程中由于磨擦等原因,會(huì )帶有靜電,這會(huì )影響混合的均勻度,對混合機進(jìn)行有效接地處理或加入植物油等防靜電劑,可有效解決這一問(wèn)題。
飼料中添加的維生素、微量元素、藥物及其它添加量小的組分,為了保證其均勻分布,需要先預混合,逐級稀釋后,再從飼料混合機頂部的開(kāi)口直接倒入混合機進(jìn)行混合。一般飼料廠(chǎng)的預混合工藝相對比較簡(jiǎn)單,但對混合均勻度要求高,因此,對配料和混合的要求較高。配料通常采用電子稱(chēng)人工配料,配好后直接倒入混合機攪拌。預混合中常用的混合機主要有鼓式混合機、行星式混合機和雙軸槳葉式混合機等。維生素、微量元素、藥物等微量組分可先在鼓式混合機中稀釋?zhuān)缓笈c其它需要預混合的組分在雙軸槳葉式混合機或行星式混合機內稀釋。
第三節 水產(chǎn)飼料制粒工藝及設備
顆粒的加工是飼料加工中的一個(gè)深加工過(guò)程。制粒工藝的設計及相關(guān)設備的選擇是影響水產(chǎn)飼料質(zhì)量的重要因素,它包括調質(zhì)、制粒(或膨化)、顆粒的穩定、冷卻和液體的外添加等工藝。
一. 調質(zhì)
調質(zhì)是對飼料進(jìn)行濕熱處理,使其淀粉糊化,蛋白質(zhì)變性、物料軟化的加工過(guò)程。水產(chǎn)飼料(特別是特種水產(chǎn)料)由于要求有較高的水中穩定性和可消化性,調質(zhì)顯得尤為重要。調質(zhì)通常包括制粒前調質(zhì)和制粒后調質(zhì)(后熟化)兩種,兩者可單獨使用,也可一起使用,水產(chǎn)飼料中通常是一起使用。
1. 圓筒調質(zhì)器調質(zhì)
圓筒調質(zhì)器是飼料廠(chǎng)常用的調質(zhì)器,它通過(guò)蒸汽量的添加,漿葉的輸送速度和攪拌來(lái)控制調質(zhì),夾套通上蒸汽后用來(lái)保溫和加溫。為了加強調質(zhì)效果,現在多采用兩個(gè)或三個(gè)雙層夾套調質(zhì)器組合,以延長(cháng)調質(zhì)時(shí)間,提高調溫,使飼料的淀粉糊化率和蛋白質(zhì)變性程度提高,從而提高飼料的質(zhì)量。但是圓筒調質(zhì)器從目前的使用效果來(lái)看,并不是很理想。為了強化調質(zhì)效果,我們可以作以下幾項改進(jìn):
(1) 調質(zhì)器角度的改變 現用圓筒調質(zhì)器通常都是水平安裝的,電機轉速也是固定的,對調質(zhì)時(shí)間通常無(wú)法控制。在調質(zhì)器后面加一活頁(yè)和一個(gè)可使用調質(zhì)器提高的裝置,使用柔性喂料和卸料口,減速電機改為調速電機(降低電機的轉速也有效果),就可實(shí)現對滯留時(shí)間近乎任意的調節。在正常作業(yè)條件下,調質(zhì)器是水平的,一旦獲得穩定的作業(yè)條件,調質(zhì)器就可以?xún)A斜,以延長(cháng)滯留時(shí)間到所希望的要求。
(2) 調質(zhì)器漿葉的調節 在調質(zhì)室前1/3漿葉采用漿葉與軸成45o角,對后2/3漿葉的角度進(jìn)行適當調整,使調質(zhì)室后段基本充滿(mǎn),有利于物料的充分攪拌,同時(shí)延長(cháng)物料在調質(zhì)室的滯留時(shí)間。
(3) 安裝擋板 對圓通調質(zhì)器的改造,一個(gè)相當簡(jiǎn)單而有效的措施就是安裝擋板。上部擋板用來(lái)防止蒸汽不與物料接觸就沿調質(zhì)器內壁逸出,底部擋板起一個(gè)堵頭作用,用來(lái)提高物料在調質(zhì)室的充滿(mǎn)度。在這種情況下要認真對待殘留問(wèn)題,因為在每次結束時(shí),會(huì )有25—100kg的物料留在調質(zhì)器內。
2. 差速雙軸漿葉調質(zhì)器調質(zhì)
不同直徑水平布置差速雙軸漿葉調質(zhì)器(簡(jiǎn)稱(chēng)DDC),該產(chǎn)品的顯著(zhù)特點(diǎn)是:調質(zhì)時(shí)間長(cháng),平均物料滯留時(shí)間150—180s;淀粉糊化程度高,可達40—50%;調質(zhì)過(guò)程中液體和脂肪可添加比例高,物料水分含量可達19—20%。常用于蝦、蟹等高檔水產(chǎn)飼料的生產(chǎn)工藝中。
3. 膨脹調質(zhì)
它實(shí)際上是一種高溫短時(shí)間調質(zhì)方法,主要是利用高溫壓,使淀粉的糊化度更高,蛋白質(zhì)的變性程度更高,從而提高顆粒飼料的耐水性和消化率。采用膨脹調質(zhì)可以降低對原料粉碎細度和原料品種的要求,既能提高產(chǎn)量,又能降低飼料配方成本。
4. 穩定器調質(zhì)(后熟化)
制粒后,熱顆粒直接進(jìn)入顆粒穩定器,利用本身的熱量和水分,加上夾套和蒸汽管內蒸汽的保溫、加熱作用,使顆粒內外(特別是顆粒的外表面)淀粉糊化和蛋白質(zhì)變性進(jìn)一步加強,從而提高飼料的水中穩定性。
5. 蒸汽包
蒸汽包的作用主要用于穩定蒸汽的壓力,提高蒸汽的質(zhì)量,這在調質(zhì)過(guò)程中非常重要。為了更加有效地提高蒸汽的質(zhì)量,蒸汽包內可以安裝一些上下交錯的葉片,用以凝集蒸汽中的水分。
二. 制粒
制粒工藝的設計及其有關(guān)設備的選擇是影響水產(chǎn)飼料質(zhì)量的重要因素。目前,用于制粒的設備有硬制粒機、擠壓膨脹機等,相關(guān)設備有顆粒冷卻器、碎粒機、分級篩等。
1. 硬顆粒機
水產(chǎn)飼料大多數為硬顆粒,制粒機的性能對顆粒質(zhì)量有相當重要的影響。水產(chǎn)飼料顆粒機與畜禽飼料顆粒機相比,有以下變化:(1)環(huán)模壓縮比更大。普通魚(yú)料不銹鋼環(huán)模壓縮比大約在11—13,合金鋼環(huán)模壓縮比大約在9—11,蝦、蟹料不銹鋼環(huán)模壓縮比大約在21—25;(2)壓輥由粗齒改為細齒;(3)為了提高產(chǎn)量,增加了環(huán)模寬度;(4)主電機由四級改為六級,功率加大;(5)顆粒機齒輪箱內的齒數比有所下降;(6)喂料速度慢。
2. 擠壓膨脹機
目前,用于生產(chǎn)的膨化設備主要是單螺桿式擠壓膨脹機,其又可分為干法擠壓膨化機和濕度擠壓膨化機,現在使用的擠壓膨化設備多為干濕兩用。采用不同的參數,利用膨化機可生產(chǎn)浮性、沉性、慢沉性飼料和半濕性飼料,能適應各種水生動(dòng)物攝食要求。不過(guò),膨化設備由于操作較復雜,設備價(jià)格高,維修費用大,生產(chǎn)成本高,故多用于高檔水產(chǎn)飼料的生產(chǎn)工藝中。另外,由于膨化過(guò)程產(chǎn)生高溫,對一些熱敏性物質(zhì)的破壞較大。對于魚(yú)粉、豆粕這樣的優(yōu)質(zhì)原料來(lái)說(shuō),膨化不但沒(méi)有增加其消化吸收利用率,反而出現下降趨勢。因此,如果生產(chǎn)沉性顆粒飼料,對于一些品質(zhì)較差的原料可先膨化,然后再用硬顆粒機制粒。
3. 顆粒冷卻器
制粒后的熱顆粒經(jīng)過(guò)后熟化,進(jìn)入冷卻器冷卻。由于水產(chǎn)顆粒飼料對耐水性有較高要求,因此,冷卻速度不宜過(guò)快,以免顆粒表面產(chǎn)生裂紋。飼料廠(chǎng)家應用較多的冷卻設備是逆流式冷卻器,冷卻效果不錯。但是,目前的冷卻器設計都未能解決最終產(chǎn)品的水分控制問(wèn)題,操作人員多數憑經(jīng)驗行事。
4. 碎粒機與分級篩
原則上,硬顆粒水產(chǎn)飼料生產(chǎn)工藝中盡量不使用碎粒機 ,因為碎粒會(huì )影響飼料的耐水性,況且隨著(zhù)環(huán)模制造技術(shù)和制粒技術(shù)的提高,生產(chǎn)粒徑較小的顆粒飼料已成為可能。
用擠壓膨化機生產(chǎn)的顆粒,可以通過(guò)碎粒來(lái)得到較小顆粒,以滿(mǎn)足幼小水生動(dòng)物的需求,提高生產(chǎn)率,降低能耗。不過(guò),水產(chǎn)用碎粒機其對輥最好選用細齒對輥。一些常見(jiàn)養殖品種在不同生長(cháng)階段對顆粒粒徑的要求請參見(jiàn)表一。
分級篩主要用來(lái)篩選所需要粒徑的飼料,篩網(wǎng)的選擇可根據需要而定。篩網(wǎng)中的橡皮球最好選用彈性好且耐磨的產(chǎn)品,以提高其篩分能力和使用壽命。
三. 液體外添加
1. 油脂添加 水生動(dòng)物能夠較好地利用脂肪,因此,水產(chǎn)飼料中油脂含量一般都較高,而飼料原料中的脂肪含量往往不滿(mǎn)足其需要,需要另外添加。油脂的添加有制粒前添加和制粒后添加兩條途徑。硬制粒飼料,在制粒前添加過(guò)多會(huì )使產(chǎn)品結構松散、耐水性差,所以一般控制在3%以?xún)?,其余的油脂可放在硬制粒后添加。若是膨化制粒,則可一次性加足而不影響顆粒的加工質(zhì)量。
2. 熱敏組分的添加 水產(chǎn)飼料在加工中一般都要經(jīng)過(guò)強化調質(zhì)、制粒(或膨化)、后熟化等工藝,在這些過(guò)程中,受溫度、水分和壓力的強烈作用下,飼料中的維生素、酶制劑、微生態(tài)制劑、藥物等熱敏組分的活性會(huì )遭受較大的破壞。為解決這一問(wèn)題,后置添加工藝是一個(gè)較好的選擇。后置添加工藝不僅可以減少熱敏組分的添加量,降低生產(chǎn)成本,還可以避免藥物的交叉污染,并可根據客戶(hù)要求靈活添加些微量熱敏組分等。
3. 液體外添加工藝
水產(chǎn)飼料的油脂與熱敏組分通常利用噴涂設備,在顆粒冷卻后直接噴涂到顆粒表面,這樣可保護活性組分,但由于冷卻后的顆粒對這些組分的吸收不是很好,大量的油脂和活性組分粘附在顆粒表面,影響顆粒的流動(dòng)性,投入到水中后,部分油脂還會(huì )漂浮在水面上,污染水質(zhì),而一些水溶性組分則會(huì )散失在水中。針對這一不足,一種新的后置添加工藝——真空外涂(亦稱(chēng)液體滲透或核心噴涂)技術(shù)應運而生。其特點(diǎn)是保證了液體噴涂的準確性和均勻性,可大幅增加液體的添加量,微量組分能滲透到顆粒內部,從而減少了使用過(guò)程中微量組分的損失和油脂對水面的污染,但這種工藝對設備要求較高,設備的投資也較大。
總之,水產(chǎn)飼料加工工藝和設備的選擇可以根據養殖品種、料型、飼料加工質(zhì)量的要求,結合加工成本、場(chǎng)地、投資規模等靈活選擇。