膨化料的特点.docx

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膨化料的特点

膨化技术应用情况及标准化

   食品安全是关系到国计民生的大事，其中最重要的环节就是抓好饲料的安全。

从我国近二十年来饲料工业的发展来看，不仅产量在逐年上升，产品的质量要求也在不断提高，九十年代初瘦肉精还被大量用于饲料中，但药品残留问题很快导致其被禁用，而后几年内又有几十种药物被明令禁止用于饲料，也体现出国家对食品安全的重视。

饲料中不能使用药物，动物体摄食生饲料染病的风险就大大增加，如何在绿色养殖过程中提供安全的动物产品，就成了饲料加工业迫切需要解决的问题。

   随着科技发展，高新技术在饲料工业上得到大量应用，膨化技术就是其中之一。

   饲料膨化，最基本的就是为动物体提供无菌化、熟化饲料，从而减少动物体患病风险，同时还可以改善动物体的生产性能。

   膨化对饲料主成分的影响

膨化、膨胀改变了饲料原料中各成分的物理结构和化学特性。

  1、提高了淀粉的糊化度，生成改性淀粉，具有很强的吸水性和粘接功能。

由于它的高度吸水性，使得我们可向产品中添加更多的液体成份（如油脂、糖蜜等），同时，因为它具有比普通淀粉强得多的粘接功能，膨化生产过程中淀粉添加量可大大减少。

这为其它原料的选择提供了更多的余地，配方中可选择更多种的廉价原料替代那些昂贵的原料，可以大量地降低成本而不会影响到产品品质。

   2、由于蛋白质与淀粉基质结合在一起，因此饲喂时不易流失，只有当动物体内消化酶分解淀粉时才将蛋白质释放出来，提高了蛋白质的效价。

膨化过程也使蛋白质发生变性，钝化了许多抗营养因子，同时改变了蛋白质的三级结构，缩短了蛋白质在肠道中的水解时间。

对于反刍动物来讲，膨化生成瘤胃不可降解蛋白，即过瘤胃蛋白，可避免动物产生氨中

毒，提高蛋白质的利用率。

  3、膨化处理将原料分子中囊化油脂释放出来，提高了脂肪的热能值，膨化还将脂肪与淀粉或蛋白一起形成复合产物脂蛋白或脂多糖，降低了游离脂肪酸含量，同时钝化了脂酶，抑制了油脂的降解，减少了产品贮存与运输过程中油脂成分的酸败、哈败。

此外，膨化处理还减少了原料中的细菌、霉菌和真菌含量，提高了饲料的卫生品质，减少各种药物成分的添加量；改善适口性；提高低质原料效价，降低饲料成本。

膨化用于饲料的目的及优点

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目的

优点

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-化；

-菌；

-毒、钝化抗营养因子；

-化成型

-混合、研磨及产品均质化

-蒸脱水，增强贮藏、稳定性

-口性好

-料无菌化，有益健康

-高饲料利用率

-生产高能量饲料

-肉比可降低8-10%

   膨化的原理

膨化是对物料进行高温高压处理后减压，利用水分瞬时蒸发或物料本身的膨胀特性使物料的某些理化性能改变的一种加工技术。

它分为气流膨化和挤压膨化（EXTRUDE）两种。

气流膨化是在密闭容器里对物料施以高温高压蒸汽处理，然后减压；挤压膨化是利用螺杆、剪切部件对物料的挤压升温增压，在出口处突然减压。

饲料工业中的膨化通常指挤压膨化。

   挤压膨化技术的发展历程 

1925年就有关于螺杆挤压机结构等方面的专利文献

饲料工业中的膨化机源自粮食及食品工业

1948年WENGER推出饲料膨化机

ANDERSON在1950年推出宠物食品膨化机

INSTAPRO建成于1961年，以干法膨化大豆兼榨油为主

   膨化机的分类

   从结构上：

按工作部分为一根轴或两根轴分为单螺杆膨化机及双螺杆膨化机；单螺杆又分为左旋右旋，双螺杆又有同向平双和异向平双之分。

从工作方式上：

按照物料进入膨化机机筒（膨化腔）前是否经蒸汽调质分为干法膨化机和湿法膨化机。

若经蒸汽调质，则为湿法工作模式；反之，则为干法。

蒸汽调质的目的：

提升料温、软化及部分予熟化物料、补充一定水分。

因此，简单的加水不能称之为湿法。

   一般地，可以从膨化机是否配备蒸汽调质器判定其工作模式。

干法机配上蒸汽调质系统可以湿法生产，同样湿法机型也可干法生产，但对某些物料只能用干法或湿法生产。

   洋工机械及其膨化机产品

•国内最大的饲料膨化机专业制造商之一，北方地区最大的产销厂家，仅东北地区75KW及以上设备保有量近一百三十台套。

•为正大、希望、大北农、伊利、正邦、广东温氏、南宝、粤海、九江、金钱、福建华龙、哈尔滨华隆、沈阳双良等提供膨化设备及生产线，并成为一些集团的指定供应商。

产品批量出口欧洲、中东、东南亚及非洲等地。

•全系列膨化机产品：

EXT系列单螺杆：

7.5~132KW；TSE系列双螺杆：

22~315KW

成品车间一角

   TSE150双螺杆湿法膨化机，配备315KW变频主机，已落户亚洲最大的罗非鱼养殖基地，是国内最大的双螺杆单机水产生产线之一

  TSE98双螺杆湿法膨化机（膨化鱼虾饲料和宠物食品）

   TSE65双螺杆干法膨化机

水产饲料及宠物食品，代表性客户有：

国家水产饲料质量检测鉴定中心、中国医科院实验动物中心、北京农科院等

EXT200S单螺杆湿法膨化机（大型饲料企业普遍采用）

   EXT100S、135S、155S（增强型单螺杆湿法膨化机）

EXT100G、135G、155G、200G单螺杆干法膨化机（膨化玉米的主力机型）

膨化在饲料中的应用

•原料膨化：

豆；玉米；玉米尿素；棉籽饼粕；鱼粉；羽毛粉；其它（米糠、血粉、肉粉等）

•膨化配合饲料：

水产饲料；宠物食品；乳猪料；其它（鸡饲料、奶牛饲料）

   膨化玉米

   玉米作为饲料中最重要的能量源，其籽粒成分含70～75%的淀粉。

生玉米内其淀粉分子聚集成致密的淀粉粒结构，存在相当比例抗酸抗酶的晶体结构而不利于动物的消化利用，必须让晶体结构解体（即糊化）才能被酶充分水解而提高消化率。

幼龄动物如早期断奶仔猪消化器官尚未发育成熟，消化酶活性很低，并且由于断奶应激使消化酶活性增长出现倒退，常因淀粉消化不良导致腹泻，影响生产性能。

当玉米膨化后，淀粉糊化，淀粉晶体结构不可逆地被破坏，在动物小肠内能迅速吸水膨胀，大大增加了淀粉酶的作用面积和穿透能力，使淀粉的水解速度和消化程度均提高，同时，糊化淀粉大幅度提高了ɑ-淀粉酶的敏感度，使其作用更迅速。

此外，糊化淀粉还会刺激幼畜胃内产生乳酸，可防止病原微生物的产生，从而减轻和消除下痢。

   对于水产动物，糊化淀粉的影响也甚为显著，虹鳟对生淀粉的利用率仅为20～24％，而熟淀粉为52～70％；鲤鱼对熟淀粉的消化率高达96％，而生淀粉为38％。

水产饲料中的糊化淀粉还增强了饲料的粘结性能，提高其在水中的稳定性。

   由于以上原因，糊化淀粉在幼畜料、特种饲料、水产饲料中大量应用。

实际上，不仅玉米需要膨化，用作能量的其它谷物成分也需要膨化。

   为什么要膨化玉米

    膨化玉米饲喂研究

   已有很多试验及研究证明在幼畜（尤其是乳猪）料中使用膨化玉米可以提高料肉比，改善生产性能，但结果不完全一致。

   一些研究表明膨化玉米可以降低断奶较后时期的料肉比，对断奶后较早时期的生长性能没有影响；也有报道膨化玉米可以改善断奶后14～25d和0～25d的平均日增重和料肉比，而对采食量没有影响；另有些试验显示仔猪日粮中，膨化玉米添加量占40%以上时，其有机物的消化率才有显著提高；当膨化玉米添加量占60%以上时，其粗淀粉消化率才有显著提高。

   造成这些研究结果有出入的很大一部分原因就在于玉米膨化工艺及膨化程度不一致。

见诸报告的研究都没有提及其使用的膨化玉米熟化度，或者是根本就没有考虑到。

   玉米挤压膨化过程

   玉米挤压膨化是在水分、热、机械剪切及压力差的综合作用下的淀粉糊化过程。

   高温、高压及机械剪切使挤压膨化比其他加工方式产生的淀粉糊化更彻底，一般糊化度可达80～100％，与常规的煮熟工艺相比，能使植物细胞壁破裂，淀粉链更短从而更有效地提高消化率。

   水分、膨化温度、膨化压差及腔内机械剪切力对膨化玉米影响很大。

机械结构、工作方式及操作参数使得膨化玉米相差很大。

   如何评价膨化玉米

   饲料用膨化玉米，最重要的是要求熟化（亦即糊化度），至于膨化，是淀粉颗粒破裂、水分闪蒸的必然结果，一般以物料容重来表征膨化度大小。

因此，膨化玉米有两个方面的要求，熟化度和膨化度，分别用淀粉糊化度和物料容重来衡量。

淀粉糊化度用淀粉葡萄糖苷酶法测定，物料容重则可用容重计测得。

熟化度和膨化度是相互关联的，熟化度高不一定膨化度就高，而膨化度高相应的熟化度会高。

   对于大多数饲料企业，不具备测量糊化度的条件，但容重则很容易测得，而通过容重反映的熟化度也比较准确。

因此，容重就成为目前饲料企业评价膨化玉米的重要指标。

膨化玉米的分类

   根据终产品的容重（干燥冷却后，2mm筛板粉碎），可以将膨化玉米分为三种：

   1、膨化度产品。

容重>0.5kg/l,一般采用低温膨化，80～120ºC左右，成品水分较高，糊化度能做到60～80％，离乳后期仔猪可用，也可用于多维和酶制剂包被工艺。

   2、等膨化度产品。

容重0.3～0.5kg/l，温度100～160ºC左右，成品水分6～10％，糊化度能做到90％以上，用于乳猪料，貉、狐及水貂等特种动物饲料，水产饲料。

   3、膨化度产品。

容重0.1～0.3kg/l，温度在140～170ºC和更高，成品水分4～8％，可完全糊化，一般采用干法膨化，用于复合磷脂粉中载体，及铸造工业、涂料工业。

   需要指出的是：

特种毛皮动物要求的玉米膨化度比乳猪料要求的高，大部分容重在0.3左右，因此，北方地区膨化玉米的要求比南方要求高。

目前来看，理论上0.4~0.5的容重均可用于乳猪料，但用户有趋向于用狐貉料的要求来选择膨化玉米。

   膨化玉米指标对照

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   膨化玉米的应用

•玉米经膨化后可获得糊化淀粉，可以刺激动物体内产生乳酸，增强动物体的抗菌能力，膨化玉米粉加入蛋白还可以替代乳清粉

•高档乳猪料

•特种皮毛动物饲料

•水产饲料（虾、鳗鱼）

•膨化玉米粉还可用作某些难以在饲料中直接添加混合

的油脂类载体，如生产复合大豆磷脂粉

•α-淀粉应用于食品工业、铸造工业及涂料工业返回

   膨化玉米料样

 .  

   膨化玉米生产线

   膨化生产实况录像

   国内玉米膨化机的发展

较早的膨化玉米均是用生产小食品的谷物膨化机加工（15KW及以下），量不大。

国内仿制膨化机在上世纪80年代末，研制则始于90年代，主要以处理大豆为主。

在上个世纪末，国产膨化设备也就到132KW止。

国内饲料工业中大量使用膨化玉米是从03年开始，首先是在北方市场上随着特种毛皮动物的发展，对膨化玉米需求激增，同时南方市场上高档乳猪料、水产料也需要膨化玉米。

   大机型工业化生产膨化玉米出现了很多技术问题。

2004年，洋工机械推出了高效、稳定的EXT干法系列玉米膨化机，至今在玉米膨化领域还具有相当的领先优势。

   此后，其它生产企业陆续推出适用于玉米膨化的机型。

   糊化玉米尿素（缓释尿素）

反刍动物因其独特的瘤胃氮素营养方式可以利用尿素等非蛋白氮（NPN）。

业界一直在探索尿素饲喂从而节约饲料蛋白。

   直接饲喂尿素缺点：

•适口性差

•吸收利用率低

•易中毒

糊化玉米尿素是将玉米、尿素、缓释剂等混合后经膨化、冷却、粉碎而得。

由于尿素分子被淀粉基质包埋，在瘤胃中释放氨的速度减慢，使得瘤胃有时间合成大量的菌体蛋白再进入真胃消化，达到充分利用NPN的目的。

   糊化玉米尿素的优点：

•适口性好

•释放氨的速度减慢

•增重快、产奶多

•降低饲养成本返回

   膨化机国家标准相关事宜

2008年6月，国家成立全国饲料机械标准化委员会。

第一届标准化委员会成员主要由科研机构、大专院校、检测机构、主要设备生产商及集团用户代表组成。

   饲料机械标准化委员会归属“中国机械工业联合会”管理，秘书处设在江苏牧羊集团。

标委会成立后落实的第一项标准化项目——单螺杆饲料原料膨化机。

   原因：

随着膨化技术在饲料工业中的普及，越来越多的厂家涌入膨化设备制造领域，由于目前在膨化机方面没有相关的国家标准，很多企业都是盲目仿制、无标生产，产品质量低下。

一方面市场上的膨化机产品众多，质量参差不齐，另一方面用户缺乏相关的专业知识，难以甄别。

   作为饲料膨化机专业制造商，我们参与了该标准的制定及审查工作。

   膨化机的主要性能指标

如何选择适合的膨化设备

􀂉根据膨化的物料及目的从结构上确定

—单螺杆膨化机：

适用于处理各种原料及普通畜禽配合饲料

—双螺杆膨化机：

终产品要求很好成型及漂亮外观，熟化度均匀

一致且密度可调的配合饲料（水产料、宠物食品）以及高附加值

的原料（ɑ淀粉、组织蛋白）等

注：

目前很多企业也用单螺杆生产水产饲料，双螺杆与之相比有如下优势：

—出品率高

—颗粒成型好，粒形均匀一致

—双螺杆的独特的强泵送能力，确保无反喷、堵塞现象

—可连续稳定生产各种小颗粒产品

—密度控制更为稳定可靠

—更能适应高能量配方生产

—易操作，生产过程稳定

􀂉双螺杆膨化机生产方式选择

—产量要求低（500公斤/h以下）且不具有蒸汽条件，

可以采用干法生产。

其他均推荐用湿法，因为不仅膨化设备用蒸汽，而且烘干设备也要用蒸汽。

􀂉单螺杆膨化机生产方式选择

从目前的市场情况来看，单螺杆膨化机大部分是用来做大豆玉米等原料膨化和乳猪料生产：

—膨化全价乳猪料只能用湿法生产

—膨化大豆玉米：

   1.膨化大豆粉和玉米粉的期望产量。

如两种产品的期望产量大体相当，则推荐使用干法机。

因为湿法机膨化玉米和大豆产量较悬殊，若使用中用于大豆膨化的时间很少，主要用于玉米膨化，这样，蒸汽系统及调质器配置等作用不明显，就是说同样的生产目标，投资远高于干法机组。

  产品的用途。

膨化大豆粉自用，倾向于干法因为用量一般不会太大，对产品的含水率不敏感，干法机较合适。

如大豆粉用于销售，推荐使用湿法机型，首先是效率比干法高很多，生产成本明显低于干法，其次，成品含水率较易掌握；部分地区要求有干法膨化大豆粉产品，则可停汽生产，同样能满足要求；当然，个别地区有专门生产干法膨化大豆粉的需求则另当别论。

膨化玉米粉如用于销售，推荐干法机型，由于干法膨化玉米，膨化度可调节的范围较宽，可以达到很高的膨化度（成品容重≤200g/L），能满足不同用户的要求，且投资少，见效快。

如果自用（加工混合饲料），则可以考虑湿法，产量稍高于干法，淀粉糊化度可以达到85％以上，虽然膨化度不及干法高，但制成混合料后效果也很好。

此外，如果膨化玉米粉用于特种动物饲料（貂、狐、貉等），因为膨化及熟化度要求高，推荐采用干法（洋工机械的干法膨化机在该领域市场占有量最大）；如果用于乳猪料制备等，干湿法均可。

3.有无蒸汽条件。

对于无蒸汽条件，近期也不打算上蒸汽锅炉的用户，推荐用干法；反之，则用湿法。

4.用途。

虽然大多数用户以膨化玉米、大豆为主，但也有一些用户，可能兼有它用的目的，如兼用于其它原料处理，则干、湿均可。

5.其它条件。

有些用户所处地区电力充足，费用较低，或燃煤蒸汽锅炉不能烧，建议用干法；相反，则选用湿法。

另外，预计投资额，也是制约选择机型的重要因素，资金充足者可选择大型号湿法机型；反之，则选择小型号干法机。