调质时间对颗粒饲料质量的影响

饲料加工工艺与质量控制技术研究进展秦玉昌研究员报告内容•粉碎技术•配料技术•混合技术•调制技术•制粒技术•挤压膨化技术•制粒后喷涂技术•饲料生产质量动态监控技术•安全卫生饲料生产技术•HACCP管理技术一、粉碎技术粉碎与饲料加工成本、重量损耗、饲料质量、畜禽生产性能和健康等有关。饲料粉碎技术改进有利于提高饲料生产效率、饲料产品质量和降低生产成本。最佳粉碎粒度最佳粉碎粒度应根据畜禽消化生理特点、粉碎的成本、后续加工工序和产品质量等要求来确定。国际饲料最佳粉碎粒度研究结果饲养动物饲养阶段推荐最佳粉碎粒度研究者仔猪断奶0~14d≤600μm(谷物)Behnke等,1999仔猪断奶14~35d300μmHealy等,1994500μmHealy等,1994生长育肥猪500~600μm(谷物)Behnke等,1999母猪500~600μm(谷物)Wondra等,1995生长猪15~30kg320μm(配合料)王卫国等,2000肉鸡700~900μm(谷物)Nir等，1994900μmDongglass,1990肉牛1~1.5cm(稻草、玉米秸)粉碎机•普通锤片粉碎机粉碎室形状和参数研究；锤片的厚度、密度、锤筛间隙研究；锤片和筛片的材质和热处理工艺研究。配ø3mm孔筛粉碎玉米电耗≤7kwh/t，性能好的机型电耗≤5.5kwh/t；锤片寿命≥400h，较好的可≥500h；筛片寿命≥100h。粉碎机----水滴型水滴形粉碎室设计，“Ｗ”形二次粉碎结构，产量提高２５％；充分优化的锤片排列，可调整的锤筛间隙，实现普通粉碎和微粉碎的转换；粉碎机-----立轴式•立轴式粉碎机采用360°环筛，全圆周出料，还有底面的筛板，筛理面积大，阶梯形锤片排列，粉碎效率和粉碎机产量有较大幅度的提高，粉碎电耗与普通锤片粉碎机相比可以节省25％左右，粉碎粒度更均匀；粉碎后物料温度低，减少粉碎过程中物料水分损失。立轴式粉碎机•对辊式粉碎机有支承的粉碎，粉碎效率比较高，节约能耗在60％以上。不适用于细粉碎，对多种物料的通用性也较差，维修需要专用设备。粉碎机•超微粉碎机成品细度可达60-300目可同时完成粉碎、分级、再粉碎过程粉碎工艺目前粉碎工艺有三种，即一次、二次和闭路粉碎工艺。与一次粉碎工艺相比，二次、闭路粉碎工艺可避免物料的过度粉碎，提高产量34％左右，降低能耗30％左右。二、配料技术配料精度影响饲料质量，配料时间影响产量。配料技术的改进就是缩短配料时间，提高配料精度。改进措施•组合称重，“大秤配大料”、“小秤配小料”•单、双绞龙喂料•变频控制技术•空中量自动修正技术•喂料绞龙特别设计•减少人工添加的部分组合配料称一次最多可配合三十多种物料，所有与配料精度、速度相关均在界面上进行设定，且可随时在运行中自动修正。根据用户生产规模，可灵活组合成一机一秤、一机二秤、一机三秤等。减重式配料减重式配料计量方法可以同时称量更多品种的原料，缩短配料周期（有可能达到1~1.5min），提高配料精确度，实现配料周期与快速混合机的匹配。三、混合技术饲料生产对混合技术的要求主要是提高混合均匀度，缩短混合时间，提高单位时间内的产量。各类混合机的混合性能型号混合时间混合均匀度特点卧式螺带混合机（小开门）卧式螺带混合机（大开门）卧式双轴桨叶混合机卧式单轴快速混合机普通螺旋立式混合机圆锥形立式混合机3~6min/批3~6min/批30~120s/批1.5~3min/批8~10min/批4~8min/批7%7%5%5%10%5%残留较多，混合时间较长残留较少，混合时间较长残留较少，混合时间短残留较少，混合时间较短残留多，混合时间长残留较少，混合时间长四、调质技术调质时间和温度是影响调质效果最重要的二个因素，调质技术的发展也是紧紧围绕这两个因素进行的。相关资料表明,影响颗粒耐久性的因素中,饲料配方的影响占40%,粉料粒度占20%,调质占20%,环模特征占15%,冷却占15%。调质作用调质过程,不仅可以提高饲料中的淀粉糊化适度，从而改善饲料的适口性与消化吸收,而且可以破坏或部分破坏饲料中的抗营养因子或杀灭原料中的大肠杆菌或沙门氏菌从而益于畜禽的健康。入模温度（℃）蒸汽压力（MPa）水分（%）粉化率（%）硬度（kg/cm2）75650.440.2317.115.510.114.37.05.6调质温度对颗粒饲料质量的影响颗粒直径（mm）调质时间（s）硬度（kg/cm2）粉化率（%）444615302.23.05.712.43.61.8调质时间对颗粒饲料质量的影响不同饲料原料配方工艺参数研究•玉米豆粕型•热敏感蛋白饲料（糖、乳清粉、干奶粉）•高蛋白补充料•奶牛料•蛋白补充料（6~15%的尿素，高含量矿物元素）调质设备•单道调质器•多道调质器•双轴差速调质器•制粒前的熟化器•制粒后熟化器•预制粒调质•膨胀调质器单道加长调质器多道调质器多道调质器的结构基本与单道相同，也带夹套加热，一般为三道，主要适应于普通水产饲料。它的总长度在7.0m左右，物料停留时间在1min左右，因而糊化度提高到50%左右双轴差速调质器•超大容积以及合理的桨叶分布使物料有充分的调质时间，最长可达180秒；•很强的“自洁”能力，有效避免了物料的粘壁滞留现象，使所有物料得到较均匀的调质，制粒前熟化器•制粒前的物料在水分、温度、搅拌的混合作用下，发生一系列物理化学变化，极大地提高了饲料品质，改善了物料的制粒性能；•调质时间可长达2-21分钟，尤其适合水产饲料的调质。制粒后熟化器•为提高颗粒料质量而配套的后熟化设备，是特种水产饲料生产的关键配套设备；•不改变颗粒原有营养成份，使颗粒料更加紧固；•不加粘结剂，提高饲料在水中的稳定性（可达２～５小时）；•适用于生产高品质的水产料、虾饲料及高档畜禽料。膨胀调质器挤出环隙膨胀调质工艺特点•具有生产卫生饲料的功效，以适应饲养业对于提高养殖动物健康、安全生长的需求。•扩大应用原料的适用性，开发应用廉价的原料资源。•提高应用糖蜜、脂肪和液体添加剂等液料配比用量，以增进饲料产品适口性和降低生产原料成本。•确保颗粒饲料产品的硬度、耐碎性和抗水稳定性等。•提高颗粒饲料产品熟化度和营养成分效价的功能参数指标。•提高制粒机的生产量。五、制粒机在线控制技术•检测制粒机主机电流，及时调整喂料速度•检测待制粒仓料位器，避免由于断料造成质量波动•调质器和环模腔内设置温度传感器，控制系统开始喂料时间，减少刚开机时的回料量，提高成品率。•通过PLC调节蒸汽阀的开度，始终保持调质器处于最佳温度范围内•检测制粒机出口料温，当偏离正常范围时立即报警，保证颗粒质量六、挤压膨化技术挤压膨化是个高温、高湿、高压的过程，工作条件一般是：压力3.0-10.0Mpa；筒体内温度120℃-200℃；物料在筒内停留时间10-30秒；原料通蒸气后水分20-30%。•向多功能、大型化、全自动方向发展•既能生产饲料，又能加工处理各种原料•计算机自动控制技术，使操作更准确，质量更稳定，提高生产效率、产量及安全性。•挤压膨化不可能完全取代制粒，但必将得到更为广泛的应用。挤压膨化设备•单螺杆挤压膨化机投资小、加工成本低；不能用于加工高脂肪、高水分的物料。•双螺杆挤压膨化机投资较大，加工费用相对较高；能满足不同饲料的加工要求，且成品质量稳定。单螺杆挤压膨化机双螺杆挤压膨化机应用•原料处理大豆饼粕、棉菜籽饼粕、加工全脂大豆粉、米糠保鲜处理、蓖麻籽饼粕的膨化去毒、用挤压膨化技术生产羽毛粉和血粉等。•膨化制粒不同规格、不同品质的畜禽料、水产料、宠物料等。挤压膨化对营养成分的破坏1．维生素的损失在120℃膨化的饲料中，维生素A、维生素D3，叶酸都损失约11%，单硝酸硫铵素与盐酸硫铵素的损失率为11%与17%，维生素K与维生素C的损失率为50%，在颗粒料中则损失率减半。挤压膨化2．酶制剂的损失由于酶是一种蛋白质，饲料加工过程对酶制剂的活性有重要影响。一般酶的最适温度在35℃~40℃之间，超过50℃将使酶很容易失活，但膨化制粒过程中的温度可达120℃~150℃以上，并伴有高湿、高压。在这样的条件下，目前大多数酶制剂的活性都将损失完。挤压膨化3.微生物制剂的损失微生物制剂可能是唯一比酶制剂受热的影响更大的商用饲料添加剂。目前应用比较多的有乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌和酵母，这些微生物对高温尤为敏感，当制粒温度超过85℃时，所有的活性全部丧失。正是由于微生物添加剂的热稳定性太差，限制了其在饲料工业中的推广应用。七、制粒后喷涂技术目前，制粒后喷涂主要包括一般喷涂和真空喷涂两种工艺。另外，在“十五”期间中国农业大学和中国农科院饲料研究所还进行了静电喷雾后喷涂技术研究。一般后喷涂•压力喷嘴雾化式利用压力喷嘴将液体雾化后喷于饲料表面，物料是在被向前推进和在喷涂室内翻转的过程中，完成与与液体雾滴的接触和均化，在推进和翻转的作用下物料易破损。•离心雾化式利用离心运动将液体雾化后喷入饲料表面的一种装置，干物料在从上向下流经锥体表面的过程中，形成一空心柱状“物料帘”，接受作旋转运动的喷嘴产生的“液体帘”。滚筒式液体喷涂机微量液体喷涂机立式液体喷涂机常规喷涂一般后喷涂，液体是喷涂在颗粒饲料的表面，很容易从表面剥落形成粉末，降低了颗粒饲料中液体添加剂的含量，从而造成营养成分损失和配方失真。真空后喷涂液体真空后喷涂亦称”液体渗透”和“核心喷涂”。通过真空抽除系统，在颗粒饲料内外产生较大的压力差，使喷在颗粒表面的液体能更多地渗入颗粒内部，在颗粒内外均匀分布，减少因摩擦和碰撞所造成的营养成分损失，达到配方保真。当前国际上真空喷涂设备的主要机型有三种:双轴桨叶式真空喷涂机、旋转式真空喷涂机和立式真空喷涂机静电喷雾后添加技术静电喷雾后添加工艺是“十五”攻关课题研究的一项内容，用静电喷雾方式对特殊饲料添加剂和热敏物质进行后添加，在国际饲料行业首先进行尝试。静电喷雾显著增加了饲料对酶制剂的吸附量，使酶制剂添加均匀度得到显著提高，饲料添加剂（如植酸酶）的保存率平均达90%~95%，该研究成果已申请了国家发明专利。024681012141618123456789实验号酶活损失量(%)普通喷雾静电喷雾普通喷雾与静电喷雾下添加方式下酶活损失百分数对比图01234567123456789实验号变异系数CV(%)普通喷雾静电喷雾普通喷雾与静电喷雾添加方式下变异系数的比较图八、饲料生产质量动态监控技术采用计算机技术进行质量管理和生产动态质量监控，解决生产过程中出现的质量问题，使加工过程达到最佳生产状态。饲料生产过程在线检测•原料品质在线检测•配方优化闭环在线控制及检测•原料仓储在线调度、配料工段联锁检测•关键设备（制粒机）工况在线检测及控制•物料流量跟踪检测•产品质量复核检测。在线检测信息数据库•原料信息数据库•配方信息数据库•配料误差历史信息数据库•设备运行状况信息数据库•生产过程参数数据库•故障历史信息数据库。配料质量的动态监控根据数据库进仓原料数据、配方数据、饲养标准、饲养标准误差、配料情况进行配料质量的动态监控，实现配料生产的即时信号报警和记录，把质量事故控制在萌芽状态。产品质量分析处理在饲料生产过程中，根据半成品、成品的营养指标及设备运行参数情况，进行统计分析，筛选、优化设备的工艺控制参数，及时跟踪并调整产品在配料过程中的营养指标误差，实现动态营养指标检测，为工艺参数的调整提供依据，使工艺加工过程达到最佳生产状态。动态显示在线检测采样参数变化利用计算机多媒体技术实时显示各采样点参数变化曲线及趋势，实时显示设备运行状态及故障信息，一旦工艺参数变化超出正常值时发出声光及语音报警。九、安全卫生饲料生产技术•减少交叉污染•预防性杀菌处理技术•卫生清洁饲料生产技术减少交叉污染措施•完善整个饲料厂的管理和清洁制度；•采用无残留或近乎零污染的输送设备；•采用壁面无粘挂、无结拱的料仓和排料装置；•采用满足精度要求的自动配料秤，并配以密闭和吹扫相结合的技术，减少残留和粉尘外溢；•采用满足混合均匀度要求的低残留混合机，并辅以必要的吹扫装置；•采用科学的计算机原料自动盘存技术和排序法生产不同品种的产品。预防性杀菌处理