水产膨化饲料的研究进展.doc

饲料学课题： 专业： 班级： 姓名： 学号： 水产膨化饲料的研究进展一、膨化饲料综述随着水产养殖业向规模化、集约化、专业化的方向发展，对水产饲料的要求也越来越高。一方面，水产养殖的品种众多，由于它们的生活习性不同，所以对饲料性状的要求也不同：为了使水产养殖动物有足够的摄食时间，除了使饲料颗粒能完整保持一定时间外，还应该相应制成浮性（针对上层鱼类、蛙类）、慢沉性（针对中下层鱼类）和沉性（针对虾蟹类）三类饲料，以满足各种水产养殖动物的摄食需要；另一方面，膨化料粘合性较好，不易散失，而且能够准确掌握投料数量，减少浪费-这也是为了适应当前人们对环境保护的要求。目前许多水产养殖发达的国家和地区都在大量使用膨化水产饲料。例如在挪威，大西洋鲑的养殖全部使用高能低蛋白膨化饲料，饵料系数在1.1以下，不仅提高了经济效益，而且减轻了饲料对环境带来的负担。1水产膨化饲料也能很好地满足水产养殖业对饲料环保、高效的要求。工欲善其事必先利其器，本文从水产饲料的工艺、机器方面着眼，来分析水产膨化饲料的研究进展。水产膨化饲料的特点1.1便于饲养管理水产膨化饲料能较长时间悬浮于水面(水中)，投饲时不需专设投饲台，只需定点投饲即可；鱼采食时需出水面，能直接观察鱼的采食情况，及时调整投饲量，并能及时了解鱼类的生长情况和健康状况，因此采用水产膨化饲料有助于进行科学的饲养管理，既节约大量时间，又能提高劳动生产率。1.2防止饲料浪费水产膨化饲料在水中稳定性很好。一般2小时内(有的长达l0多小时)不溶解，因而能避免饲料中营养成份在水中溶解散失和饲料沉入泥中，而且残饵也容易捞起晒干，能最大限度防止饲料浪费。据试验表明一般采用水产膨化饲料比粉状或硬颗粒饲料节约饲料10左右。l-3降低水质污染水产膨化饲料在水中不溶解，不下沉，因而能避免饲料在水中残留发酵，降低了水中有机物的耗氧量，从而有效地降低水质污染。14饲料利用率高膨化时高温处理，使淀粉糊化、脂肪稳定，并破坏和软化纤维结构和细胞壁，从而提高各营养成份的利用率，挤压膨化可显著降低棉籽及棉籽粕中游离棉酚的含量，对菜籽粕中的芥子甙、蓖麻籽粕中的有毒蛋白等，也有较好的脱毒效果。同时膨化过程也破坏了豆粕中的抗胰蛋白酶等有害物质和抗营养因子。从而提高了原料的适口性和消化率，因此水产膨化饲料较粉状和颗粒饲料的利用率提高。15饲料保存期长水产膨化饲料由于经过烘干处理，水分较低，颗粒较硬，颗粒粉化率降低，并且膨化过程中大多数的微生物和菌虫被杀死，因此其保存期较长，便于贮藏和运输。16防止疾病发生饲料经膨化瞬时的高温处理，能有效地杀死大肠杆菌、沙门氏菌等病菌，而且膨化饲料，吸水(油)性强，便于防病药物的添加，从而可以防止饲料的不洁而引发各类消化道疾病，提高成活率。17提高饲料能量硬颗粒饲料难以提高油脂添加量而膨化饲料能够根据水产动物的营养需要，通过添加油脂，使油脂均匀分散在饲料中，提高能量水平，以充分满足水产动物生长的需要。18适应多种需求由于膨化机的膨化工作温度及压力是可调控的，所以既能生产浮性饲料(针对上层鱼类、蛙类)、慢沉性(针对中下层鱼类)和沉性(针对虾蟹类)；同时亦能满足一些特定性的要求，如低水分饲料、高纤维饲料等。2水产膨化饲料的缺点21生产成本较高膨化饲料的工艺比一般颗粒饲料复杂，设备投入多，电耗高，产量低，因而成本较高，一般比颗粒饲料的成本要高20左右。22营养成分损失221蛋白质和氨基酸膨化过程中的高温使原料中的一部分还原糖与游离的氨基酸发生美拉德反应，降低了部分蛋白质的利用率，加热最易受损失的是赖氨酸，其次是精氨酸和组氨酸。222维生素温度、压力、摩擦和水分都会导致维生素的损失。据美国学者报道，在膨化饲料中，维生素a、维生素 和叶酸损失1l，单硝酸硫铵素与盐酸态铵素的损失率为1l与17，维生素k和维生素c的损失为50070，而同样在硬颗粒饲料中损失则减半。而且温度越高，时间越长，这种维生素破坏就越多。22.3酶制剂由于酶是一种蛋白质，膨化加工的过程对酶制剂的活性有着不利的影响。一般酶的适宜温度为354jd ，最高不超过50，而膨化制粒过程中温度通常都高于100 ，并伴有高压，因此酶制剂的活性将受到很大的损失。israelsen报道，110植酸酶的活性存留率为零；van der poel报道，110时，b一葡萄糖酶和纤维素酶的活力已经无法测得；gadient报道，淀粉酶在80下活力明显大度下降。224微生物制剂目前饲料中应用较多的微生物制剂主要有乳酸杆菌、酵母、芽孢杆菌等，这些微生物制剂对温度尤为敏感，当膨化制粒温度超过85时其活性将全部丧失。贾艳菊 杨振才 在膨化饲料与粉状饲料对稚鳖生长的影响2 中认为：粉状饲料和膨化料在物理性质上有所不同，粉状饲料比较柔软，适口性比膨化料好，鳖比较喜欢吃；(2)粉状饲料的鱼腥味比膨化料浓，诱食性比膨化饲料好。3水产膨化饲料的传统生产工艺31饲料配方水产膨化饲料的饲料配方应根据水产动物品种的营养需求结合膨化的特点进行设计，应保证原料配比中有较高量的淀粉类原料，添加剂应选用耐受高温的，特别是维生素应选用耐高温品种或增加其用量。32生产工艺水产膨化浮性饲料的生产工艺流程为：配料一微粉碎一混合一加水混合一膨化制粒一冷却、烘干 包装。原料的粉碎粒度应在05mm以下，这样既有利于膨化制粒，又能提高原料中营养成份的利用率；加水混合是一个关键步骤，应控制原料含水量在23-30 之间，水分过低，难于膨化，容易堵塞，水分太高，则可能膨化不充分，影响成型；膨化制粒一般采用湿法挤压膨化机，原料在膨化机中螺旋的挤压和推动下，产生高温高压，在通过模孔的瞬间，温度和压力急剧下降，使原料中的水分迅速蒸发，体积膨胀，比重变轻，经过料口的切口切割成型，再经冷却和烘干至室温和水分12以下包装。33影响膨化的因素原料的配比、原料中的淀粉含量及水分含量、膨化温度及压力、膨化机的转速都影响到膨化的质量，特别是原料中的淀粉含量和水分含量以及膨化温度影响较大。应综合调节这些因素，才能生产出质量较好的水产膨化浮性饲料。4水产膨化饲膨化工艺的改进41后添加(喷涂)方法411直接添加悬浮液或胶体kvanta(1987)报道了可将含有少量生物活性的物质(包括维生素、激素、酶、细菌等，或其中的某一种)，结合到加工过的食物或饲料中，将含有生物活性的物质，先与一种惰性载体混合成泥状，这时是不可溶的，然后形成均匀的悬浮液，悬浮液再通过一种设备转化为一种可作用于粒料的形态，形成均匀的一层薄膜，覆盖于粒料的表面。lavery(1996)也报道了与一种粘性胶体混合后，再与饲料颗粒混合。这种覆盖胶体的颗粒基本上是均匀的，对混合机的污染reeled,，它的添加量约为每吨饲料240kg。这两种添加方法，比较适合于生产小批量的饲料或是农场自行加工。412喷雾添加液体诺和诺德公司(1993)开发了一种液体喷涂系统，这种系统能满足饲料制粒后液体酶制剂的添加要求。这主要是由一个高精度的剂量泵组成，它将精确量的液体酶制剂，经气压喷头喷出，并且该公司配套生产了一系列的液体酶制剂。daniseo公司(1996)也开发了一种将液体酶制剂喷涂到颗粒饲料表现的酶喷涂系统，这种喷涂系统在添加液体酶制剂时，能保证添加量的精确和安全，并且该公司配套生产了一系列的液体酶制剂。chevita(1998)发明了一种新的喷涂应用系统，它能够同时在加工过的饲料上喷涂多达4种的液体或胶体添加物，喷涂的剂量为每吨饲料0.1-5kg。sproutmatador公司(1998)也展示了他们用来添加液体成分到颗粒上的微量液体系统，它能添加氨基酸、维生素、香味物质、酶、抗菌素以及油脂等微量成分。413存在的问题这些喷涂设备大多数采用的是压力喷嘴，使液体或胶体雾化后喷出。一般来讲，雾化后的液体粒子较小，分散在饲料颗料表面也比直接添加液体或胶体混合更均匀。但是采用加压空气的喷嘴，如果喷射方向有误，就会将液体吹到其他地方，在厂区内粘在所有的设备上，影响生产安全及卫生，这就要求设备有良好的密闭性。而且后添加(喷涂)方法可能造成颗粒料粉化率的提高；各种活性物质仅仅是粘附在饲料颗粒表面，在饲料的运输过程中容易剥离下来，造成饲料活性物质的损失；活性物质粘附在表面更容易受光照、氧化的影响，而造成贮藏期间较大的损失。42水产膨化饲料生产新工艺鉴于目前传统工艺和不同后添加(喷涂)方法的缺陷，许多科研院所、企业单位在新工艺方面做了不少探索，李奇等(2001)提出了一种比较先进的生产工艺。其原理是将饲料原料分为三大类：大宗原料(原粮)部分，如玉米、小麦、麸皮、豆粕、胚芽、鱼粉等；磷酸氢钙、膨润土等对热不敏感又无需膨化部分；对热敏感的复合维生素、药物添加剂、酶制剂等。在生产过程中分段加入：无需膨化部分及对热敏感的添加剂、维生素类不经过膨化过程，而只膨化大宗原料(原粮)部分，达到淀粉糊化、抑制抗营养因子活性、杀菌等目的。膨化后的大宗原料经粉碎后与未经膨化的原料组分配合，再一起制粒出成品膨化颗粒饲料，由于热敏性物质只经过普通的一次制粒而未经过膨化的高温、高压、高湿条件加工过程，因此维生素、热敏性物质等损失比传统膨化后再制粒工艺过程要小得多，而与普通制粒过程无差异。该工艺无需改变原有传统工艺的调质、膨化制粒的工艺布局，但需在膨化后到粉碎之间增加水平输送设备、设施，条件许可也可采用自流管。由于大宗原料膨化后需经过二次粉碎，必然会对生产的效率和加工费用等带来一定的影响。5 水产膨化饲膨化机随着水产养殖业的飞速发展，传统的养殖方法已经远远不能满足人们的需要，对水产饲料的要求不仅仅是均衡营养、饲料在水中的稳定性好等，而且对动物生存的环境水体的质量提出了更严格的要求。水产膨化饲料的生产工艺与传统的畜禽饲料的生产工艺有很大的差异根据水产饲料的品种多、原料变化大、粉碎的细度要求高和物料的流动性差等特点，生产工艺上一般采用二次粉碎和二次配料混合，然后经过膨化、干燥、外喷涂、冷却、破碎和筛选来完成对水产膨化饲料的加工。下面以图1 为例，分析说明水产膨化饲料的加工工艺过程。图1 水产膨化饲料工艺流程图31 原料的清理和一次粗粉碎饲料厂所采用的原料一般有! 种形式：一种是粉料，他们不需要经过粗粉碎。对这种原料可以直接经下料坑、提升机后，进入圆锥清理筛进行去杂，然后进行磁选，经分配器或螺旋绞龙直接进入配料仓，参与第一次配料；另一种是需要进行粗粉碎的物料粒料。这种物料经下料坑、提升机进入清理设备进行去杂磁选处理后，进入待粉碎仓，然后经过粉碎机的粗粉碎后，再经提升机、分配器进入配料仓参与第一次配料。对于个别原料，如虾壳等可以不经过初清筛，而直接经磁选后进入待粉碎仓中。一次粗粉碎是水产饲料加工中超微粉碎的前处理工序，它的主要目的是为了减少物料的粒度差异及变异范围，改善超微粉碎机的工作状况，提高超微粉碎机的工作效率和保证产品质量的稳定；同时，为了改善工人的工作环境，减少交叉污染，建议采用独立除尘风网，即! 个投料口分别采用独立的除尘系统。2 第一次配料与混合第一次配料主要是大众原料的配制，即在配方中配比较大的物料的配制。这一过程主要由电子配料秤来完成。但是在第一次配料过程中要特别注意的是配料仓的结拱问题，这主要是由于水产饲料的原料尤其是高档水产饲料原料的容重轻，物料的流动性差等原因造成的，因此对配料仓应采取一定的防结拱措施，如采用偏心卸料、振动电机等。第一次混合可选用单轴卧式螺带混合机，同时在混合机上必须考虑油脂添加系统。第一次配料与混合同样也是超微粉碎的前处理工序，它主要是为了减少物料粒度的变异范围，改善粉碎机的工作状况和提高粉碎机的工作效率，保证产品的质量。3 二次粉碎与二次配料混合由于水产动物摄食量低、消化道短、消化能力差，所以水产饲料要求粉碎的粒度很细，以增大饲料的表面积，增大水产动物的消化液与饲料的接触面积，提高水产动物对饲料的消化率和饲料报酬；同时也由于水产动物摄入量低的特点，要求饲料的混合均匀度能在更小的范围内体现，这也要求水产饲料具有更细的粒度。如对虾料要全部通过40 目分析筛，60 目的筛上物要少于5%，因此必须采用微粉碎工艺。在二次粉碎工艺中，一次混合的物料经提升机提升后进入待粉碎仓中，然后进入微粉碎机。微粉碎机现在水产饲料加工中一般选用立轴式微粉碎机，并配以强力风选设备，然后进入旋转分级筛筛选。在这里配置旋转分级筛的目的主要是为了清除饲料中的粗纤维在粉碎过程中形成的细小绒毛，因为这些细小绒毛的存在很容易粘附在膨化机的模孔周围，直至堵塞模孔，造成停机清理，所以必须清除掉。经过清除后的物料进行二次配料与混合。由于进入二次配料混合仓的物料细度都在60 目以上，且密度较小，因此要特别注意结拱现象。为杜绝这种现象，一方面可采用偏心!次扩大料斗，另一方面所有经过超微粉碎的物料出仓机均采用叶轮式喂料器，它不仅设有破拱机构，而且可灵活调节流量的大小。各种原料经过二次配料后进入二次混合机。在二次混合机的上方设有人工投料口，主要用于微量添加剂的添加，同时在混合机上设有! 个液体添加机构。 个是用于油脂的添加；1 个是用于水的添加。在二次混合过程中，必须将各种物料充分混合，其变异系数cv小于7%，这是保证产品质量的关键，因此混合机必须选用性能优良的机型，如双轴卧式桨叶混合机，其混合均匀度高，产量高，混合速度快。物料经过二次粉碎和二次配料混合后进入后道工序膨化制粒工序。4 膨化制粒工序在挤压膨化工艺中，物料实际上经过了一个高温、高湿、高压条件下的蒸煮过程。在这一过程中，物料的理化性质变化强烈，而且物料在从模孔中挤出的瞬间，由于压力骤然从高压降至100kpa左右，饲料中的水分立刻从液态转化为气态从饲料中散发，从而使物料膨化，形成所谓的膨化饲料。由于这种饲料不仅具有一般硬颗粒饲料的优点适口性好，避免产品的自动分级，便于运输，有助于消化、减少饲喂过程中浪费等，而且还具有独特的优点：饲料中的淀粉糊化度高，蛋白质更易消化，提高了动物对饲料的利用率；具有优良的漂浮性，便于观察鱼类的采食情况，可以最大限度地控制水质污染。这些也是膨化饲料得到广泛应用的主要原因。物料经过膨化机挤压成型后，形成湿软的颗粒（水分在25%30%），这时最好采用气力输送，而不宜采用提升机提升。因为采用提升机提升很容易造成颗粒的破碎，提高粉化率；采用气力输送的方式，不仅可以使颗粒的表面快速形成一层胶质包裹，减少颗粒的破碎，而且还可以圆整颗粒的造型。经气力输送过来的物料由于其水分含量较高，因此必须进入干燥机进行干燥，使物料的水分降至13%左右。干燥机有很多种，笔者认为，当颗粒的直径小于4mm时，可选用振动流化床式干燥器；当颗粒的直径大于4mm时，可选用带式干燥机，或者直接选用卧式浮法干燥机。因为这种干燥机可使物料在整个筛面上处于半悬浮状态，既能保证烘干效果，而且对颗粒的破损也可降至最小程度。物料经过烘干后，进入外喷涂系统。对颗粒进行外喷涂，主要是为了满足鱼类对能量的需求以及减少在加工过程中对热敏性物质的损失。对在前道工序中不宜添加的营养物质可以以外喷涂的方式加以补充，同时还可以提高饲料的适口性，降低含粉率。这一工序的最佳工作温度是80左右。物料经过外喷涂系统后，即可进入逆流式冷却器进行冷却。5 成品处理与打包冷却后的物料经过提升机提升后经破碎进入平面回转筛进行分级。分级筛一般为二层筛，下层筛筛上物为成品，可直接进入成品仓，然后称量打包。上层筛筛上物需重新回到破碎机破碎。下层筛筛下物一般为细粉碎料，可作为废料重新返回配料仓。以上所分析的生产工艺是目前水产膨化饲料加工工艺的常规配置，利用该工艺，可以生产出沉性饲料、慢沉饲料和漂浮性饲料。尽管膨化饲料加工工艺作为一种新型的加工工艺得到了许多生产厂家的认可，但由于其投