安全熟化粉状饲料加工技术教学课件

1、安全熟化粉状饲料加工技术 王永昌 2004.12 安全熟化粉状饲料加工技术 一国内外安全熟化粉状饲料发展概况; 二 安全熟化粉状饲料的熟化的目的和要求; 1粉状饲料的熟化的目的; 2粉状饲料的熟化的卫生标准; 3粉状饲料的熟化过程; 三安全粉状饲料产品的特点; 四 安全熟化粉状饲料生产的工艺与设备; 五 熟化粉状饲料的工艺参数及影响熟化的因素: 六 安全熟化粉状饲料产品的发展前景一国内外安全熟化粉状饲料发展概况: 1 饲料加工厂的目的是为了获得优质产品, 而饲料安全是优质饲料根本,亦是饲料生产者的首要任务。 2 饲料安全问题主要包括两类, 一类是有害的无机物质如: 汞、砷、镉、铅等重金属。 二

2、类是有害的有机生物如:霉菌及致病菌等微生物及物料之间的污染。 第一类是有害物质对原料的质量控制就能基本解决, 第二类有害物质对原料质量控制难以达到霉菌和致病菌的灭活要求,必须选择合理的加工和设备,在加工过程中通过水、热处理后才能得到较彻底地灭活。现就对霉菌及致病菌和污染等第二类是有害微生物灭活的加工技术进行讨论。 20世纪7090年,粉状配合饲料几乎都是生粉料。由于有些畜、禽仍须用粉状配合饲料来喂养,才能获得较好的喂养效果,但生粉料在饲料的安全性和消化吸收率方面有一定的不足。特别在流行病的蔓延时, 粉状配合饲料缺陷就充分显示出来。, 97年欧盟提出解决饲料安全问题的提议; 98年欧盟提出了饲料

3、监督检查规范; 99年欧盟成立健康与消费者协会; 2000年欧洲饲料工业白皮书,论说了饲料安全的重要性和饲料不安全的现状; 2002年欧洲安全饲料(机构)的创立。饲料安全的重要性已引起各国饲料工作者严重的关注。 90年代末熟化粉状饲料在欧洲问世,成为饲料家属中新的一员 1 20世纪50年代, 国外饲料厂的饲料产品是以生干 粉料为主来喂养畜、禽, 饲料的安全性和消化吸收率都 不高。从60-80年代后随着饲料制粒机日趋成熟, 在畜、 禽喂养中颗粒饲料的用量就逐年增加。 饲料的安全性 和消化吸收率成活率增加15% 20% 。由于部分禽、禽 类仍须用粉状饲料来喂养,目前粉状饲料产量在总产量 中仍占20

4、%左右。 90年代末, 熟化粉状饲料就问世。 熟化粉状饲料使用后,显示出熟化粉状饲料具有的优越性。在欧、美、亚等世界各国迅速得到了认可,并较广泛的得到运用,仅几年时间目前熟化粉状饲料厂已在欧、美、亚各大洲相继建百余座熟化粉状饲料厂。使熟化粉状饲料优越性不仅不能取代。而且熟化粉状饲料有取代部分畜、禽的颗粒饲料趋势。 2 国内60 70年代前畜、禽的喂养主要将饲料煮熟或生干粉状或生原颗粒料来喂养 。70 80年代开始采用生干粉状饲料来喂养畜、禽。80年代中期后颗粒饲料开始运用, 颗粒饲料的用量就逐年增加。 在蛋鸡等畜、禽的养殖仍需生干粉状饲料。当有畜、禽流行病发生时,畜禽用生粉状饲料的安全性等一些

5、问题时有发生。 21世纪01年02年国内牧羊集团亦成功研究了粉状熟化饲料的工艺和设备,并已将粉状熟化饲料即安全熟化粉状饲料投入生产运用,熟化粉状饲料是粉状饲料应走的一条道路。 3. 20世纪末畜、禽等流行病的蔓延。 为了解决这流行病,瑞士布勒公司首先成功地开发了熟化粉状饲料。在熟化粉状饲料加工过程中,使动物蛋白饲料中沙门氏菌、大肠肝菌、肠形菌等霉菌及致病菌得到充分灭活。 同时减少和解决豆类植物蛋白和谷物饲料中抗营养因子如: 植物血球凝结素、蛋白酶抑制剂、氰类化合物、黄曲霉等有害因子给畜、禽的养殖的带来极大的危害。 轻者使降低了有效蛋白质吸收,重者引起内脏病变而死亡。熟化粉状饲料亦能使淀粉得到较

6、好的糊化。使粉状饲料的安全性及消化吸收率得到了极大的提高, 是粉料饲料产生一次质的飞跃。 4 物料污染及交叉污染 污染是饲料成品中出现配方中不含的组份。交叉污染是饲料成品中出现配料后配方中没有的, 而有上批次的组份。 污染及交叉污染是饲料不安全的另一种形式,特别是含有药物的饲料防污染及交叉污染更要重视。 污染及交叉污染国外允许出现配方中不含组份的值: 1) 配合饲料中小于4% ; 2) 预混合饲料中小于1%;。 3) 含有药物配合饲料中小于0.2% 。 二 安全熟化粉状饲料的熟化的目的和要求 1粉状安全饲料的熟化的目的: (1)破坏饲料原料中致病菌等有害因子; (2)提高畜、禽粉状饲料的报酬和

7、养殖的成活率。 2粉状饲料的熟化的要求; 国家饲料的卫生标准: 猪、鸡配合饲料、浓缩饲料:霉 菌 45x1000 (个/g) 沙门氏菌,: 检不出 氰 化 物 : 50 mg/kg 浓缩饲料, 仔猪配合饲料: 黄曲霉毒素10g/kg 肉用仔鸡, 雏鸡配合饲料: 黄曲霉毒素10g/kg 生 长 猪, 种猪配合饲料: 黄曲霉毒素20g/kg 肉用仔鸡后期生长鸡:, 黄曲霉毒素20g/kg 资料报道:蛋白酶抑制剂破坏率55%时不会导致胰腺异常肿大,所以,蛋白酶抑制剂破坏率70%80%基本满足使用要求。 3粉状饲料的熟化基理和熟化过程 粉状饲料熟化过程就是饲料水、热处理的过程,就是饲料熟化调质过程,实

8、际是气相(蒸汽)、液相(细微水分散的水滴)的热量、质量向固相(粉状物料)传递热量和质量的过程。蒸汽在饲料调质过程中, 它既是传热体,又是传湿体,蒸汽中的热量和质量通过粉状颗粒物料的外表面向内部转移的过程, 使粉状饲料在水、热处理的过程中熟化。 调质过程的传热和传质的速度,决定于蒸汽和粉状颗粒物料内部与界面层的温度梯度、速度梯度、湿度梯度、物料性质(密度、, 颗粒大小、含水量)等因素。 低温和含水较低的固相粉状物料进入有一定转速的熟化机内, 蒸汽压力从200kpa400kpa降为常压,蒸汽温度为120143, 降为100。就开始进行生粉料的调质熟化。 物料熟化的关键是蒸汽的品质(指蒸汽含水量和焓

9、值高低),蒸汽分为湿蒸汽,饱和蒸汽(干蒸汽),过热蒸汽(见图1),三者焓值(kJ/kg)和温度不同 。 粉状颗粒物料在熟化混合机内, 由于粉状颗粒物料熟化效果主要取决于熟化温度,物料水份(均匀的水份)和熟化时间。图1 熟化调质所需的蒸汽 粉状颗粒物料在熟化调质混合机打板的翻动下, 使蒸汽流动的速度梯度在物料颗粒表面和颗粒不同位置的表面都有所增加。由于,物料颗粒表面不同部位的速度梯度不同,使温度梯度和湿度梯度亦都增加。加速了蒸汽与物料之间和物料表面与物料内部之间的传热和传质过程,使蒸汽与物料接触更为均匀,获得较好的熟化效果。 连续式熟化调质混合机,其转速必须具有较高转速,高转速使物料颗粒表面度梯

10、度不同,亦就使温度梯度和湿度梯度都将增加,才能符合连续熟化调质要求。 物料吸收水蒸汽的过程 物料吸收水蒸汽的过程物料吸收水蒸汽的过程物料吸收水蒸汽的过程物料吸收水蒸汽的过程 三 安全熟化粉状饲料产品的特点: 1全价性: 熟化粉状饲料加工过程中, 淀粉和蛋白经粉碎、水热处理的粉粒,使淀粉糊化和蛋白变性胶化的粉粒表面粗糙就有一定的粘性。 熟化粉状饲料粉粒的水热处理后,混合过程中, 较大的糊化淀粉和胶化蛋白粉粒就能吸附粒径小的微量元素及维生素颗粒, 成为一颗多粒组份的粉状饲料见图9。 熟化粉状饲料具有较好的全价性, 全价性与颗粒饲料相近, 据有关专家介绍熟化粉状饲料可取代部分颗粒饲料产品。熟化粉状饲

11、料具有较好的流动性, 同时降低了物料在以后加工过程的粉尘及改善了自动分级带来影响质量的不利因素。 2 安全性: 微生物对抗湿热的性能较差,在蒸汽的作用下微生物能在周围介质中吸取高温的水份,促进了微生物细胞蛋白质的凝固, 加速微生物死亡(死亡时间仅为低水份的1/3) 。 熟化粉状饲料的沙门氏菌、黄曲霉等致病菌含量可均在安全范围内。所以,熟化粉状饲料具有较好的安全性,由于,饲料的熟化,具有吸收率高的特点,畜禽喂养效果远优于生粉状饲料。能与制粒一样对霉菌等致病菌及植物血球凝结素、蛋白酶抑制剂等有害因子得到充分破坏和灭活,使淀粉得到较好的糊化,蛋白有效的变性,提高了熟化粉状饲料的安全性和消化吸收率。

12、3热敏组份保持性: 在制粒的调质过程中热敏组份必须经过水,热处理和挤压的过程,维生素A、 C、 D3、E、K3、酶制剂等热敏组份的损失达10% 30%以上,为了达到配方的要求, 热敏组份大都采用超量添加才能符合饲养要求。 熟化粉状饲料热敏组份未经过水,热处理和挤压成型的过程。所以,热敏组份亦就没有任何损失, 无须超量添加。所以熟化粉状饲料热敏组份含量正确性远优于颗粒饲料。 4 节能性: 熟化粉状饲料,不经过高动耗的制颗粒工段。与短调质器的制粒相比,可节约能耗5% 10%左右, 与长调质器的制粒相比,可节约能耗10% 15%以上。 熟化粉状饲料的加工工艺,在确保养殖效果的基础上,可降低饲料生产成

13、本(包括热敏组份不超量添加)约10%以上。从而,提高了饲料加工厂和养殖场的经济效益。 5 操作管理方便性: 由于熟化粉状饲料是未经过操作管理要求较高的制粒工段。所以,熟化粉状饲料操作管理较方便, 熟化粉状饲料质量控制较易, 质量易得到保证。因而,熟化粉状饲料的加工对操作人员要求较低。 四 安全熟化粉状饲料生产的工艺与设备: 熟化加工工艺是确保安全熟化粉状饲料 质量的关键, 目前安全熟化粉状饲料生产的工艺主要由熟化、 调质(水、热处理) 、保温均质、干燥、冷却、混合(添加微量组份)等工序组成。其熟化粉状饲料工艺可在现有的饲料厂中增加一个工序。就可以完成安全熟化粉状饲料的更新改造。 1熟化调质:

14、安全熟化粉状饲料的加工工艺由间歇式和连续式两类。常用的工艺为间歇式,其熟化过程中物料质量便于控制。 如采用连续式粉料熟化工艺。 由于连续式物料在机内停留时间较短,须增加物料的强力翻动,提高了物料表面的速度梯度, 亦就增加了物料表面与内部的温度梯度和湿度梯度,提高了熟化调质的效果。 连续式熟化工艺必须采用强力熟化调质机才能满足连续熟化的要求。2 保温均质: 物料熟化调质是蒸汽的热量, 质量(水份)传递的过程, 而蒸汽热量、质量传递须有一定的时间, 才能使热量、质量传递到每粒物料中心, 须有保温均质的时间。熟化调质效果优劣与物料熟化调质除水份、 温度外还于与熟化调质时间和保温均质时间,物料品种,

15、粉碎粒度有关。所以不同物料,熟化调质、保温均质时间应该有所不同, 以达到最佳熟化调质效果。 该工序禽畜饲料熟化调质的时间为90s150s左右, 保温均质时间达4min20min, 确保熟化粉料具有安全性。熟化调质时间和保温均质时间对调质质量影响甚大。熟化调质和保温均质时间通过计算机设置不同参数来实现。 保温均质工序是非采用,根据熟化调质要求而确定。3)干燥、冷却 物料熟化调质后物料的水分、温度较高,不经冷却,即热的物料与冷空气相遇时,易产生结露, 结露的水份将影响成品的储藏 。所以, 熟化调质后的粉料,须经冷却将水份和料温降止安全范围以内。 粉料水分高于20%时,在冷却过程中无法将物料水份和料

16、温降止安全范围以内。所以,须经干燥, 才能确保成品的质量。冷却后的料温不大于室温5,确保成品储藏安全。4)混合(添加微量组份) 经熟化调质、保温均质、干燥、冷却的物料是能量和蛋白饲料等组成,作为饲料成品还需添加微量组份并经混合机混合,才能达到成品的要求。 由于,粉状物料的能量和蛋白的粉粒未经挤压表面较粗糙, 又经水热处理,淀粉糊化及蛋白胶化,使颗粒表面具有一定的粘性。为此, 能量和蛋白的粉粒能与微量组份粘成较大的颗粒,使熟化粉状饲料具有较好的全价性。1) 国外布勒公司安全熟化粉状饲料工艺见图2,3 图3连续熟化调质工艺图 2)国内牧羊集团安全熟化粉状饲料的工艺见图43) 国内牧羊集团安全熟化粉

17、状饲料设备见图4,5 图5熟化调质混合机图 图6主混合及冷却机图4)国外布勒公司安全熟化粉状饲料设备见图7.8 图7熟化调质单轴混合机图 图8主混合及冷却机图乳猪熟化后的粉状饲料见图9熟化温度95, 熟化时间120s五 熟化粉状饲料工艺参数及影响熟化效果的因素: (1) 熟化粉状饲料主要的工艺参数: 蒸 汽 压 力 : 200kPa400kPa; 熟化调质温度: 物料温度: 90100; 熟化调质时间: 物料加温时间: 1.5min 2.5min; 保温均质时间: 4 min 5 min; 物料干燥时间: 10 min 15 min (水份大于20%时须采用干燥); 物料冷却时间: 5 min

18、 6 min; 物料熟化调质水份: 18% 26%; (1)影响粉状饲料熟化效果的因素: 1) 物料性能; a物料的颗粒大小和均匀程度; b物料水份; c物料性质 2) 熟化调质器性能: a熟化调质器结构和工艺参数; b熟化调质时间; 3) 蒸汽的质量。 1 )物料性能 a物料的颗粒大小和均匀程度: 由于饲料的组分种类很多而相同类型粉状物料的颗粒大小和均匀程度相差大,则调质器操作带来难度。调质要求使每个颗粒的中心都软化,如小颗粒调质已达到要求时,则大颗粒调质尚未达到要求,而且,颗粒粒径相差越大,调质效果就差距就越大。国外最新研究结论:提出了”粉状颗粒粒径对调质效果的影响”, 力求物料颗粒粒径尽

19、量接近,便于取得均匀的调质效果。b物料的水份 水份是影响熟化调质效果的重要因素, 在熟化的调质温度,调质时间相同情况下, 物料的水份高调质效果优于水份低的物料的水份。 微生物对湿热的抗性较差,在蒸汽的作用下微生物能在周围介质中吸取高温的水份,因而,对促进微生物细胞蛋白质的凝固, 加速微生物死亡。 水份和温度是影响调质效果的两个重要因素。如: 在物料的水份高的条件下沙门氏菌等霉菌及致病菌和植物血球凝结素、蛋白酶抑制剂有害因子破坏和灭活度高,同时,亦有利于淀粉糊化度提高 。(同理,对热敏组份进行包衣,减少水份含量,亦可减少热敏组份的损耗)。 c物料性质: 粒径相同,物料不同, 熟化调质时间有所差别

20、,颗粒组织紧密,熟化调质时间长。所以,不同配方熟化调质时间有所不同。每一个配方熟化调质时间以最难熟化调质物料为准。 2 ) 熟化调质机器性能: a 熟化调质机转速: 熟化调质器转速对调质效果影响较大, 转速高,使熟化调质物料翻动性能加强,亦使蒸汽在物料表面的速度梯度加大,加速了水份向物料内部扩散,从而加速了熟化调质速度和效果。 连续熟化调质机必须高转速的熟化调质机,并可添加液体组份,其加入比例可达6% 10%仍然有较好的熟化调质效果 b 熟化调质时间: 熟化调质是热量,质量(水份)传递的过程,任何热量传递,质量(水份)传递都需要时间,才能获得最好的熟化调质。而且,不同成品;物料粉碎的粒度不同;熟化程度要求不同;则熟化调质时间要求亦应不同。熟化调质时间可达2min20min。 熟化调质时间对调质质量影响甚大。 3) 调质蒸汽质量: 不同质量的