水产饲料加工工艺及主要设备

水产饲料加工工艺及主要设备水生动物与陆生动物相比，在生活环境、生活习性及生理机能等方面有所不同，有其特殊性：⑴水生动物终生生活在水中，其饲料要求有较好的水中稳定性，以防止饲料营养成分的散失，减少饲料对水体环境的污染；⑵水生动物的消化道短，消化酶活性低，消化能力比陆生动物低，因此，对饲料原料的粉碎细度要求更高，以提高饲料的消化吸收利用率；⑶不同种类和不同生长阶段的水生动物，由于生活习性、食性的不同，其对饲料的营养和饲料成品的形态要求也有所不同。因此，与陆生动物的饲料加工相比，水产饲料的加工工艺和加工设备有所不同。以下是一个常见的水产饲料加工工艺流程示意图：进料口一T提升机一T初清筛一T永磁筒一T待粉碎仓一T粉碎机一T绞龙或刮板输送机01吸风除尘预混料、液体原料等小原料I00绞龙或刮板输送机■—缓冲仓e—混合机e—配料秤e—配料绞龙e—配料仓e—提升机I、/个II吸风除尘IIII0I微粉碎机e—缓冲仓I吸风除尘0个提升机一粉料成品仓一打包秤一粉料成品一成品库III蒸汽（保温）风机000个永磁筒一■待制粒仓一■调质一■制粒一■关风机一■颗粒稳定器一■冷却器一t碎粒机个I个喷涂II粗II0I成品库■一颗粒成品■一打包秤■一颗粒成品仓e■—分级筛0细提升机（重新制粒）第一节水产饲料的粉碎、配料工艺及设备粉碎工序是饲料厂的主要工序之一，粉碎的目的是得到适合于制作优质饲料并最适合于动物消化的饲料。粉碎质量直接影响到饲料生产的质量、产量和电耗等综合成本，同时也影响到饲料的内在品质和饲养效果。水产饲料的粉碎细度，从饲料的加工成本、水中稳定性、饲料的转化率及水生动物的生产性能等方面综合来看，普通淡水成鱼饲料最好能全通40目(420um)，幼鱼最好全通60目(250um)；虾、蟹饲料最好全通80目，幼虾蟹饲料则以达到120目为佳。一、水产饲料粉碎工艺水产饲料的粉碎工艺有闭路粉碎(单一循环粉碎)工艺和二次粉碎工艺。闭路粉碎工艺是在原来畜禽饲料粉碎工艺上改造而成的，由普通粉碎机和分级筛等组成闭路，原料粉碎后送到分级筛，经分级筛筛分后，粉碎合格的原料进入料仓，不合格原料回到粉碎机继续粉碎。这种粉碎工艺由于产量较低，现在很少采用。二次粉碎工艺是现在水产饲料厂常用的一种粉碎工艺，即先由普通粉碎机进行粗粉碎，然后再由微粉碎机或超微粉碎机粉碎。其中，第二次微粉碎，过去较多饲料厂采用微粉碎机加分级机来达到所需要的粉碎粒度。这种工艺占地面积较大，粉碎粒度大小通过更换不同孔径的筛板和调节系统风量来实现，并且粉碎过程中容易引起物料温度的急剧上升，造成堵筛，降低粉碎效率，破坏物料营养成分及增加能耗等问题。立轴式超微粉碎机是目前比较理想的微粉碎设备，它集粉碎、筛选、分离于一身，可排除筛板的影响，具有料温低、电耗省、产量高、粗细度可按需自行调节等优点。粉碎工艺与配料工艺密切相关，按其组合方式可分为先配料后粉碎和先粉碎后配料两种工艺，或者为两种工艺的综合应用。先粉碎后配料工艺即原料先粉碎好，送入料仓，然后再配料。这种工艺，粉碎机的产量高，能耗峰值大大减少，粉碎质量比较稳定，控制也比较简单，粉碎机可并联使用，并可根据原料的性质来配置相应的粉碎机，以降低成本。但此工艺需要较大的缓冲仓和更多的料仓，原料粉碎过细，进入料仓后容易结拱，影响配料工序的正常运行。另外，对于一些高蛋白高脂肪含量的原料用这种工艺粉碎易堵筛，粉碎效率不高。因此，先粉碎后配料工艺多用于畜禽和淡水鱼类的成鱼饲料生产。先配料后粉碎工艺即先把各种原料按照比例配好，混合后再粉碎。这种工艺能较好地解决先粉碎后配料工艺的一些不足，能适应物料品种和物理性状的变化。各种原料混合后，其物理特性得到互补，一些单独粉碎较困难的原料与其它原料一起粉碎相对要容易得多。另外，由于粉碎后的物料直接进入混合机，节省了配料仓，也就解决了过细物料在配料仓中的结拱现象，因此，此工艺更适合于水产饲料的生产，特别是对粉碎细度要求较高的特种水产饲料。此工艺的不足在于粉碎机的空转时间长、产量低、能耗高。将先粉碎后配料和先配料后粉碎这两种工艺结合起来，可能更能适应水产饲料的生产要求。先将需要粉碎的粒状原料粗粉碎，与其它原料配料混合后，再进行微粉碎，这样可将两种工艺的优点发挥出来，粉碎效率高，能耗也低，但是微粉碎后由于存在分级现象，需要再次混合。二、常用粉碎设备常用饲料粉碎的设备有锤片粉碎机、水滴型粉碎机、立轴式锤片粉碎机、微粉碎机和超微粉碎机等。普通锤片粉碎机是饲料中最常见的机型，其粉碎原理是无支承式的冲击粉碎，在粉碎过程中，锤片与物料的碰撞，绝大部分为偏心冲击，物料在粉碎室内发生旋转，消耗了一部分的能量，同时，由于物料受高速锤片的冲击和受粉碎室结构的影响，物料会贴着筛面作圆周运动，形成环流层，大颗粒在外层，小颗粒在内层，这样达到粉碎要求的小颗粒常因为不能及时从筛孔排出，出现过度粉碎，电耗增加，物料的温度升高，物料的部分水分形成蒸汽，水蒸汽与细粉末粘附于筛板上，造成筛孔堵塞，粉碎效率下降，在物料细粉碎时，环流对粉碎效率的影响更严重。普通锤片粉碎机粉碎物料通过2.4mm筛孔时效率较高，粉碎后物料的平均粒径大约为1200pm，使用1mm筛片粉碎，粉碎后物料的平均粒径大约为500—600mm，再要细则排料不畅，因此，普通锤片粉碎机常用于对粉碎粒径要求不高的畜禽饲料的生产工艺中。水滴型粉碎机是针对普通锤片粉碎机的不足并在其基础上改造而成的，粉碎室由普通锤片粉碎机的圆形改为水滴型，这样既增大了粉碎室筛板的有效面积，又能破坏物料在粉碎室形成环流，有利于粉碎后物料排出粉碎室。另外，水滴型粉碎机的粉碎室采用二次打击粉碎设计，同时可改变锤片在转子上的位置，能形成粗、细、微细三种形成的粉碎，粉碎产量较普通锤片粉碎机提高15%以上，粉碎粒径在100——500pm之间，能适应畜禽和普通水产料对物料粉碎细度的要求，通常在综合性饲料厂的粉碎工艺中应用较多。立轴式锤片粉碎机其粉碎过程可分成预粉碎和主粉碎两个区域，其特征是采用了360°环筛，底面有筛板，筛理面积大，有助于粉碎后物料快速排料，同时，由于物料的重力作用，环筛的垂直筛面上粘附物料少，筛孔通过能力强；锤片转动起来后会产生一定的风压，促使物料的快速排出，粉碎效率和产量有较大提高，粉碎后的物料粒径均匀，细粉少，水分损失少，粉碎电耗节约25%左右。立轴式锤片粉碎机适合于饲料的粗粉碎及二次粉碎工艺的前道粉碎，不适用于物料的细粉碎。微粉碎机一般用于粉碎细度要求较高的水产饲料的原料粉碎。由于粉碎细度要求高，普通粉碎机效率很低。在粉碎粒径250pm时，普通锤片粉碎机的效率只有30%，而气流排料的微粉碎机的效率则高达95%。微粉碎机通常与分级机配套使用。超微粉碎机一般用于特种水产料的原料粉碎，立轴式超微粉碎机是集粉碎、筛选及分离于一身的微粉碎设备。粉碎由锤头和位于内圈的齿圈来完成，粉碎粒径则由风速和位于中央的倒伞状排列的叶片的转速来控制，粉碎粒度可在60—200目之间任意调节，由于达到粉碎要求的物料能及时分离，能有效防止过细粉碎，另外风选过程能降低料温，提高粉碎效率，因此能耗低、产品粒度均匀且产量高，是目前较为理想的特种水产饲料微粉碎设备。横宽式震动粉碎机它的独特结构是具有两层可振动的筛片，筛片的内筛孔大可使物料迅速通过筛面，外筛孔小，用于精确控制物料的粒度。振动筛面可保持筛面不堵，避免物料过度粉碎，能较好地适应水分含量较高，纤维含量和油脂含量较大的原料，因而能较好地适应普通水产饲料的原料粉碎要求。另外，还有对轴混粉碎机和齿爪式粉碎机等，各有优缺点，目前应用范围不广，有特殊要求的粉碎可有针对性选择。三、配料工艺配料工艺由料仓、配料绞龙、配料称和配料控制系统等设备组成。配料工艺主要考虑适应添加品种的增加，添加量的减少、称量准确性的提高，同时缩短称量的周期，提高单位时间内的产量。配料称及配料控制系统是配料工艺中的关键设备，直接影响到配料的准确性和成品质量，因此，其选择非常重要。现有的配料工艺多为加量配料系统，在称量过程中不可避免会出现空中量，尽管可以采用一些技术来减少，但不可能完全消去，从而影响称量的准确性；另外，为了提高称量的准确性，速度必定受到限制，使配料周期延长。现在已经有几种微量配料系统，是采用减重方式来计量的，这可避免空中量的出现，提高称量的准确性，同时可称量多个物料，这就缩短了配料周期，而且精确度比较高，能与周期很短的混合机相匹配。结拱现象在水产饲料加工中比较严重，现在有一种新的仓型可以较好地解决这个问题。料仓为圆筒平底仓，在平底上设一散落体，再在散落体到筒壁的平底上开设一卸料口，然后安装一个与开口宽度一致的可以旋转的刮板。这样，物料进入料仓后经散落体分散到四周，旋转刮板再把物料送到卸料口。这种仓型最大的好处就是不结拱、残留少、制造简单。第二节水产饲料混合工艺及设备物料经过粉碎和配料工艺后，必须经过混合。混合机的混合均匀度在饲料加工中非常重要，它是影响饲料质量的一个重要因素，因此，这样选择合适的混合机非常重要。混合机有卧式、立式、鼓式和行星式混合机等。常用卧式混合机有螺带式混合机、浆叶式混合机和双轴浆叶式混合机，在这三种混合机中，混合均匀度以双轴浆叶式混合机最好，混合后，物料的变异系数小于5%。在水产饲料生产中，粉碎前的混合由于对混合均匀度要求不高，可以选用螺带式混合机或单轴浆叶式混合机。对于混合均匀度要求较高的后道混合，最好选用双轴浆叶式混合机。卧式双轴浆叶式混合机是一种高效短周期的混合机，由两个旋转方向相反的转子组成，转子上焊有多个不同角度的浆叶，浆叶一方面带动物料沿内壁旋转，一方面带动物料左右翻动，在两个转子的交叉处重叠，形成一个失重区，在此区域内，不管物料的形状、大小和密度如何，都能上浮，处于瞬间失重状态，以使物料形成全方位连续循环翻动，相互交错剪切，从而达到快速柔和及混合均匀的效果。因而，在水产饲料混合工艺中应用较多。水产饲料由于粉碎较细，加工中物料水分损失较大（特别是在经过微粉碎和风运后），因此在混合过程中加入适量的水，有利于颗粒的加工，但添加的水要求以雾化形式均匀分布到物料中，另外，由于物料粒径太小，混合过程中由于磨擦等原因，会带有静电，这会影响混合的均匀度，对混合机进行有效接地处理或加入植物油等防静电剂，可有效解决这一问题。饲料中添加的维生素、微量元素、药物及其它添加量小的组分，为了保证其均匀分布，需要先预混合，逐级稀释后，再从饲料混合机顶部的开口直接倒入混合机进行混合。一般饲料厂的预混合工艺相对比较简单，但对混合均匀度要求高，因此，对配料和混合的要求较高。配料通常采用电子称人工配料，配好后直接倒入混合机搅拌。预混合中常用的混合机主要有鼓式混合机、行星式混合机和双轴桨叶式混合机等。维生素、微量元素、药物等微量组分可先在鼓式混合机中稀释，然后与其它需要预混合的组分在双轴桨叶式混合机或行星式混合机内稀释。第三节水产饲料制粒工艺及设备颗粒的加工是饲料加工中的一个深加工过程。制粒工艺的设计及相关设备的选择是影响水产饲料质量的重要因素，它包括调质、制粒（或膨化）、颗粒的稳定、冷却和液体的外添加等工艺。调质调质是对饲料进行湿热处理，使其淀粉糊化，蛋白质变性、物料软化的加工过程。水产饲料（特别是特种水产料）由于要求有较高的水中稳定性和可消化性，调质显得尤为重要。调质通常包括制粒前调质和制粒后调质（后熟化）两种，两者可单独使用，也可一起使用，水产饲料中通常是一起使用。圆筒调质器调质圆筒调质器是饲料厂常用的调质器，它通过蒸汽量的添加，浆叶的输送速度和搅拌来控制调质，夹套通上蒸汽后用来保温和加温。为了加强调质效果，现在多采用两个或三个双层夹套调质器组合，以延长调质时间，提高调温，使饲料的淀粉糊化率和蛋白质变性程度提高，从而提高饲料的质量。但是圆筒调质器从目前的使用效果来看，并不是很理想。为了强化调质效果，我们可以作以下几项改进：（1）调质器角度的改变现用圆筒调质器通常都是水平安装的，电机转速也是固定的，对调质时间通常无法控制。在调质器后面加一活页和一个可使用调质器提高的装置，使用柔性喂料和卸料口，减速电机改为调速电机（降低电机的转速也有效果），就可实现对滞留时间近乎任意的调节。在正常作业条件下，调质器是水平的，一旦获得稳定的作业条件，调质器就可以倾斜，以延长滞留时间到所希望的要求。（2） 调质器浆叶的调节在调质室前浆叶采用浆叶与轴成45°角，对后浆叶的角度进行适当调整，使调质室后段基本充满，有利于物料的充分搅拌，同时延长物料在调质室的滞留时间。（3） 安装挡板对圆通调质器的改造，一个相当简单而有效的措施就是安装挡板。上部挡板用来防止蒸汽不与物料接触就沿调质器内壁逸出，底部挡板起一个堵头作用，用来提高物料在调质室的充满度。在这种情况下要认真对待残留问题，因为在每次结束时，会有25—100kg的物料留在调质器内。差速双轴浆叶调质器调质不同直径水平布置差速双轴浆叶调质器（简称DDC），该产品的显著特点是：调质时间长，平均物料滞留时间150-180S；淀粉糊化程度高，可达40—50%；调质过程中液体和脂肪可添加比例高，物料水分含量可达19—20%。常用于虾、蟹等高档水产饲料的生产工艺中。膨胀调质它实际上是一种高温短时间调质方法，主要是利用高温压，使淀粉的糊化度更高，蛋白质的变性程度更高，从而提高颗粒饲料的耐水性和消化率。采用膨胀调质可以降低对原料粉碎细度和原料品种的要求，既能提高产量，又能降低饲料配方成本。稳定器调质（后熟化）制粒后，热颗粒直接进入颗粒稳定器，利用本身的热量和水分，加上夹套和蒸汽管内蒸汽的保温、加热作用，使颗粒内外（特别是颗粒的外表面）淀粉糊化和蛋白质变性进一步加强，从而提高饲料的水中稳定性。蒸汽包蒸汽包的作用主要用于稳定蒸汽的压力，提高蒸汽的质量，这在调质过程中非常重要。为了更加有效地提高蒸汽的质量，蒸汽包内可以安装一些上下交错的叶片，用以凝集蒸汽中的水分。制粒制粒工艺的设计及其有关设备的选择是影响水产饲料质量的重要因素。目前，用于制粒的设备有硬制粒机、挤压膨胀机等，相关设备有颗粒冷却器、碎粒机、分级筛等。硬颗粒机水产饲料大多数为硬颗粒，制粒机的性能对颗粒质量有相当重要的影响。水产饲料颗粒机与畜禽饲料颗粒机相比，有以下变化：（1）环模压缩比更大。普通鱼料不锈钢环模压缩比大约在11—13，合金钢环模压缩比大约在9—11，虾、蟹料不锈钢环模压缩比大约在21—25；（2）压辊由粗齿改为细齿；（3）为了提高产量，增加了环模宽度；（4）主电机由四级改为六级，功率加大；（5）颗粒机齿轮箱内的齿数比有所下降；（6）喂料速度慢。挤压膨胀机目前，用于生产的膨化设备主要是单螺杆式挤压膨胀机，其又可分为干法挤压膨化机和湿度挤压膨化机，现在使用的挤压膨化设备多为干湿两用。采用不同的参数，利用膨化机可生产浮性、沉性、慢沉性饲料和半湿性饲料，能适应各种水生动物摄食要求。不过，膨化设备由于操作较复杂，设备价格高，维修费用大，生产成本高，故多用于高档水产饲料的生产工艺中。另外，由于膨化过程产生高温，对一些热敏性物质的破坏较大。对于鱼粉、豆粕这样的优质原料来说，膨化不但没有增加其消化吸收利用率，反而出现下降趋势。因此，如果生产沉性颗粒饲料，对于一些品质较差的原料可先膨化，然后再用硬颗粒机制粒。颗粒冷却器制粒后的热颗粒经过后熟化，进入冷却器冷却。由于水产颗粒饲料对耐水性有较高要求，因此，冷却速度不宜过快，以免颗粒表面产生裂纹。饲料厂家应用较多的冷却设备是逆流式冷却器，冷却效果不错。但是，目前的冷却器设计都未能解决最终产品的水分控制问题，操作人员多数凭经验行事。碎粒机与分级筛原则上，硬颗粒水产饲料生产工艺中尽量不使用碎粒机，因为碎粒会影响饲料的耐水性，况且随着环模制造技术和制粒技术的提高，生产粒径较小的颗粒饲料已成为可能。用挤压膨化机生产的颗粒，可以通过碎粒来得到较小颗粒，以满足幼小水生动物的需求，提高生产率，降低能耗。不过，水产用碎粒机其对辊最好选用细齿对辊。一些常见养殖品种在不同生长阶段对颗粒粒径的要求请参见表一。分级筛主要用来筛选所需要粒径的饲料，筛网的选择可根据需要而定。筛网中的橡皮球最好选用弹性好且耐磨的产品，以提高其筛分能力和使用寿命。液体外添加1.油脂添加水生动物能够较好地利用脂肪，因此，水产饲料中油脂含量一般都较高，而饲料原料中的脂肪含量往往不满足其需要，需要另外添加。油脂的添加有制粒前添加和制粒后添加两条途径。硬制粒饲料，在制粒前添加过多会使产品结构松散、耐水性差，所以一般控制在3%以内，其余的油脂可放在硬制粒后添加。若是膨化制粒，则可一次性加足而不影响颗粒的加工质量。2.热敏组分的添加水产饲料在加工中一般都要经过强化调质、制粒（或膨化）、后熟化等工艺，在这些过程中，受温度、水分和压力的强烈作用下，饲料中的维生素、酶制剂、微生态制剂、药物等热敏组分的活性会遭受较大的破坏。为解决这一问题，后置添加工艺是一个较好的选择。后置添加工艺不仅可以减少热敏组分的添加量，降低生产成本，还可以避免药物的交叉污染，并可根据客户要求灵活添加些微量热敏组分等。液体外添加工艺水产饲料的油脂与热敏组分通常利用喷涂设备，在颗粒冷却后直接喷涂到颗粒表面，这样可保护活性组分，但由于冷却后的颗粒对这些组分的吸