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3、蒸汽调质程序与饲料制粒效率 影响颗粒质量的因素有很多： 一般认为，饲料配方对颗粒质量的影响最大，但我们的论点是蒸汽调质在配方基础上可以发挥更大的作用。在温热带地区，需要更高的物料温度。当原料中结合水含量较高时将增加饲料制粒效果，因为相应的，高水分混合物料将进入到调质器，但是，这不一定会产生稳定的颗粒质量。 蒸汽调质对熟化原料淀粉起着巨大的作用，特别是直链淀粉。 冷凝蒸汽提供了有效工作的原理(足够的潜热和微观水分- 2257 kj/kg + 419 kj/kg = 2676 kj/kg)。因此从中可以得到启发----使进入调质器的饱和蒸汽温度接近冷凝温度(102-105℃)是最理想的方案。 但行业的现实理解却往往相反，通常采用非常高的蒸汽温度(130-140℃)和较大的蒸汽压力，其实反而会导致很差的调质效果和淀粉熟化不完全(具体原因见后文)。应当指出的是高热量和水分在蒸汽调质过程中的应用可能会引起化学变化，这可能对营养的利用率是有害的，会降低或者完全抹杀了制粒的效益。 唯一的解决办法是重新设计传统的蒸汽管道设置来产生足够的低温饱和蒸汽(102-105℃)进入调质器，并在整个工作负荷过程中保持一致。要成功做到这一点，我们必须要了解蒸汽热力学。整个蒸汽管道布置设计要使蒸汽符合其热力学行为，在低压设置时不要有任何冷凝水或者影响到足够流量的蒸汽进入调质器。 饱和蒸汽能够提供更少的显热以及更多的潜热和水……潜热和水分在饱和蒸汽在100℃开始冷凝的时候将释放出来。我们真正需要的是“潜热和水分”，可以有效软化和渗透入淀粉颗粒，熟化原料淀粉--特别是直链淀粉部分能够提供凝胶作用。 实现高水平的淀粉糊化，对内部颗粒粘结在一起从而形成一个良好的颗粒是非常重要的。另外，这还将有效地提高饲料制粒效率，降低能耗。 最理想的是，在现有基础上将调质用蒸汽工程发展到另外一个层次——可以从同一个重新设计的蒸汽管道设置产生各种形式的蒸汽(过热蒸汽，不饱和蒸汽，饱和蒸汽)。这对有些国家饲料生产非常有用，比如中国、韩国，由于四季极端气候的差异决定了物料的基础温度。我们需要为由于季节温差造成饲料生产中物料基础温度的差异设计不同的蒸汽温度，蒸汽管道工程的新方法是非常灵活并且高效的。根据物料温度(5-48℃)，能够对饲料制粒过程进行全面控制。 蒸汽调节比其他任何加工工艺对颗粒质量的影响都大! PDI(颗粒耐久性指数)存在的问题： 饲料生产中习惯性地使用PDI来确定颗粒的质量标准。但即使含粉率高的成品颗粒仍然可以有一个可接受的PDI读数。所以用PDI评价颗粒质量的标准，不能代表原料淀粉已经熟化以及基质里面的直链淀粉部分完全熟化。 PDI是很主观的。因为可以通过减慢出料速度和加大环模压缩比来改善，但这将不可避免的影响产能和增加生产成本。 饲料颗粒质量的最重要的决定因素是淀粉糊化的程度，这代表了实际达到的原料淀粉的熟化度。具有高耐久性的饲料颗粒表面由于差的调质，低效的蒸煮，低水平的淀粉糊化以及内部颗粒结合度不够仍然会掉粉。颗粒内部结合度不够意味着熟化直链淀粉部分是个巨大的失败。 经验表明，应该在蒸汽调质时获得4-5%的水分吸收，这在寒冷的地区是可以实现的。但在温热带地区，只能从蒸汽中获得很低的水分吸收，平均只有2%。 要明白一个重要的概念：物料的基础温度对蒸汽调质水分的吸收影响是巨大的。如果混合好的物料的基础温度过高，很大程度上会影响蒸汽调质。东亚有四季，但夏季的气候条件比欧洲热很多，物料的基础温度在8-45℃。东南亚则是热带气候，物料的基础温度范围在38-42℃。所有这些温度的差异，加上混合物料的水分在一年中不同时间的变化，对蒸汽调质有着显著的影响。因此，我们需要有理想的蒸汽质量来参与工作。 调质保留时间 蒸汽调质的目的是充分成型颗粒饲料以及软化干燥的细粉内部。 这通过三个阶段来完成：加热，保湿和混合。热量的吸收和水分的增加是颗粒质量的关键，良好的混合也是必需的，这将使得粉粒的表面能够与加进去的蒸汽充分接触。更长的调质时间使得水分渗透和热传导更均匀。 提高物料在蒸汽调质器内的停留时间(可通过调节桨叶的结构，减缓桨叶的转速，或者使用更长的调质器)将提高颗粒质量。Briggs et al. (1999)表明通过改变混合的桨距增加物料在调质器内的时间可使PDI增加4.5个百分点。已经表明饲料粉粒需要的水合时间比加热时间更长，进料的调质时间应该基于需要的水合时间而不是加热时间。 过热蒸汽只提供足够的加热，但没有足够的水分。因此，在调质后只有很低的水分被吸收。采用较高的调质温度只能从蒸汽中得到很少量的水分。 饱和蒸汽能够平衡熟化三要素(温度，热量，水分)，提供充足的水分和适应的热量。。。。。。饱和蒸汽与低压设置以及较低的流速进入调质器相关。这就是我们建议使用饱和蒸汽调质时间必须接近60秒的原因。 4、温热气候环境下饲料制粒的问题 由于饲料生产企业处于不同的环境和气候情况下，其巨大的差异决定了不能只用单一的参数标准。(众所周知，在中国，夏季环境温度较高时，物料蒸汽调质后水分吸收率非常之低，平均才1.5-2%，行业伴随这个令人大伤脑筋的问题一直到今天。--译者注)例如：常见以下情况发生： 差的蒸汽调质、差的生淀粉熟化、非常差的淀粉糊化、差的粉粒间的结合、高回粉、颗粒质量差、粉碎质量差、生产效率低下 5、为什么饲料行业仍然面对制粒问题? 这里有一些非常令人不安的事实和问题阻碍饲料制粒效率的进步 问题1：行业中大部分饲料厂一直在使用错误的蒸汽方式工作。试图用提供高压高温蒸汽的方式来提高调质温度，增加水分吸收。但这从一开始概念就错了! 过热蒸汽提供的主要是显热，但不够的潜热和水分。 使用过热蒸汽导致更高温度的蒸汽(130-140℃甚至更高)进入调质器。过热蒸汽有很高的显热(蒸汽温度)，可以很快的到达温度信号传感器，达到了调质的设定温度85℃——传感器发出信号给自动流量控制阀调节进入调质器的蒸汽流量。因此，进入调质器的蒸汽量是打折扣的。较少的蒸汽意味着较少的潜热和水分。 必须注意的是蒸汽制粒主要是水分，热量和温度之间的密切关联，不能只关注一个而忽视其他。实际上，人们往往忽视了水分这个重要的因素，而一味地区拔高调质温度。 问题2：调质停留时间过短是个普遍的问题。 很多人没注意到蒸汽调质时间问题，一些调质器调质时间只有3-5秒，这对达到理想的蒸汽和物料之间的关系有着非常负面的影响。要强调的是在物料从调质器转移到保制器之前达到设定的调质温度是熟化生淀粉要极大关注的。预调质器的总保留时间和调质器里面的时间归结为“总调质时间”，这是令人难以置信的，因为它无视所有的食品科学的逻辑。 问题3：不充分调质造成的问题是导致蒸汽调质后水分吸收少的原因。 ● 不完善的蒸汽调质对颗粒饲料加工过程的负面影响 给家禽以颗粒的形式提供饲料，通过提高饲料效率和肉鸡的生产性能增加了生产的经济效益。这些改进主要由于减少了饲料浪费，较大的体积和营养浓度，无选择性采食，降低了采食花费的时间和精力，减少了成分偏析，饲料病原体的破坏，淀粉和蛋白的热变性，提高适口性以及酶抑制剂的失活。 然而，如果在调质过程中没有使用合适的温度那么颗粒将导致比较差的生产性能。 研究表明：制粒可以导致淀粉性状发生改变，不易受酶水解(抗性淀粉)。Bedford(2006)报道了肉鸡饲喂调质温度93℃的基础日粮相比85℃明显降低了增重及增加了耗料量。赖氨酸和精氨酸由于美拉德反应损失，淀粉老化成抗酶解淀粉导致了可用能的损失，由于非淀粉多糖增溶粘度增加以及不耐热维生素、外源酶和结晶氨基酸的损耗，这些是已知的高温调质的负面影响。如果操作不当，加热淀粉也可能造成淀粉消化率的降低。加热后，直链淀粉可能再结晶(逆反应)，变得比加热前消化率更低。过热淀粉会导致焦糖化反应，主要是氨基酸与糖缩合产生不可消化的美拉德产物。增加调质温度提高了小麦基础日粮的PDI，但是对玉米基础型日粮没有效果。这一发现可以解释为小麦和玉米淀粉糊化特性的差异，小麦淀粉有着更低的糊化温度(52-65℃)相比玉米(65-77℃)(Lund, 1984)。 小麦淀粉在90℃调质可能提供了超过糊化温度的热量，相比玉米淀粉，这导致了小麦基础型日粮PDI的提高。然而，应该指出的是，在调质过程中由于水分含量低，在制粒时糊化度通常是比较低的，成分除了糊化淀粉外主要用来提高颗粒的物理质量。值得注意的是，随着调质温度的提高，尽管小麦基础型日粮的PDI有所改善，但增重以及饲料的吸收利用率确有负面影响。因此，虽然人们普遍认为颗粒的耐久性与更好的生产性能相关，但是很明显，高的颗粒耐久性并不能克服高温调质对生产性能带来的负面影响。由于饲料加工过程涉及到机械剪切力，热，调质时间和水，可能导致饲料中蛋白质的变性，它们的溶解度下降但是消化利用率提高。在一般情况下，加热通过灭活酶抑制剂来提高蛋白质消化率，另外可使蛋白质变性以有更多的位点暴露在酶的作用下。不当的蒸汽调质将会大大影响可消化的蛋白值。 |
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