■曹 康
(上海易普工貿(mào)有限公司,上海201600)
(上接第1期)
2.3.2.4 Holmen-NHP300型在線自動(dòng)顆粒飼料耐久性指數(shù)(PDI)測(cè)量裝置
Holmen-NHP300型在線自動(dòng)顆粒飼料耐久性指數(shù)(PDI)測(cè)量裝置,用于模擬顆粒飼料產(chǎn)品在儲(chǔ)存和從工廠運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)場(chǎng)過程中產(chǎn)生粉化的環(huán)境來測(cè)定顆粒飼料的耐久性指數(shù)。儀器通過空氣流驅(qū)動(dòng)顆粒飼料在測(cè)試斗內(nèi)翻騰,顆粒飼料不斷與沖孔表面摩擦引起顆粒飼料的物理質(zhì)量的降低。PDI(%)是經(jīng)過測(cè)試周期后測(cè)試斗內(nèi)的顆粒的重量與原始樣品(冷卻并除去粉末)重量之比。
該裝置適用于規(guī)?;?、生產(chǎn)頻繁的顆粒飼料生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和生產(chǎn)高效率,以消除浪費(fèi)、確保顆粒質(zhì)量穩(wěn)定和降低生產(chǎn)成本。
按一定時(shí)間間隔,定期檢測(cè)的PDI結(jié)果快速反饋給顆粒飼料生產(chǎn)過程,并快速作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。避免PDI波動(dòng)或大批量顆粒飼料產(chǎn)品達(dá)不到PDI的要求而被放出、返工,從而影響顆粒生產(chǎn)產(chǎn)量。
取樣和測(cè)試過程無需人工干預(yù),實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。從大量取樣的投資與成本關(guān)系來看,據(jù)PDI測(cè)試統(tǒng)計(jì)分析在節(jié)能方面有很大的改善。
當(dāng)NHP300啟動(dòng)開始在線測(cè)試順序,裝置自動(dòng)接收到通過IL50顆粒樣品取樣器采取的樣品,將樣品冷卻并篩除粉末進(jìn)行樣品稱重、PDI測(cè)試、重新稱重和結(jié)束測(cè)試過程,將測(cè)試樣品返回生產(chǎn)流程管道或者卸入容器收集。最后系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出PDI結(jié)果既可以在NHP305控制器以圖形界面方式顯示或發(fā)送到一個(gè)可選的打印機(jī)打印或發(fā)送回到控制系統(tǒng)使用的串行設(shè)備。
PDI檢測(cè)數(shù)據(jù)以ASCII(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼)的形式,既可以傳輸至一個(gè)獨(dú)立的顯示控制器也可以傳輸至顆粒機(jī)控制器。
當(dāng)通過直接操作界面(ASCII串行控制),NHP300也能計(jì)算樣品中的“灰塵”(細(xì)粉)含量。當(dāng)含粉率成為質(zhì)量控制過程中一項(xiàng)重要的測(cè)量項(xiàng)目時(shí),這是一個(gè)備用的功能。
Holmen-NHP300型在線自動(dòng)顆粒飼料耐久性指數(shù)(PDI)測(cè)量裝置工作原理見圖8。
圖8 Holmen-NHP300型在線自動(dòng)顆粒飼料耐久性指數(shù)(PDI)測(cè)量系統(tǒng)工作原理
2.3.2.5 水產(chǎn)飼料漂浮性測(cè)試系統(tǒng)(見圖9)
圖9 水產(chǎn)顆粒飼料漂浮性測(cè)試系統(tǒng)
水產(chǎn)顆粒飼料漂浮性測(cè)試系統(tǒng)是用于沉性飼料的漂浮性測(cè)定,廣泛應(yīng)用于鮭魚和鱒魚等飼料生產(chǎn)工藝。樣品由取樣裝置自動(dòng)從生產(chǎn)流程中采集,并將樣品導(dǎo)入專門設(shè)計(jì)的水杯,如果出現(xiàn)漂浮的顆粒,專用智能攝像機(jī)將探測(cè)到這些顆粒,并向操作者提示調(diào)整。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí),就實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)的圖片。
系統(tǒng)實(shí)際采樣和測(cè)定一個(gè)容重樣品時(shí)間60 s,取樣方式簡(jiǎn)單,控制系統(tǒng)使用西門子PLC程序控制器。
2.3.2.6 BDS?膨化顆粒飼料在線自動(dòng)采樣、容重測(cè)定系統(tǒng)(見圖10)
圖10 BDS?在線自動(dòng)采樣、分析容重測(cè)定系統(tǒng)外形與現(xiàn)場(chǎng)安裝
系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)高頻率取樣、測(cè)定膨化飼料的容重,具有測(cè)定精度高的特點(diǎn)。經(jīng)過不斷將產(chǎn)品的容重測(cè)定結(jié)果與膨化前粉料的容重比對(duì),能及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù),確保產(chǎn)品的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。
系統(tǒng)實(shí)際采樣和測(cè)定一個(gè)容重樣品時(shí)間30~45 s,取樣方式簡(jiǎn)單,控制系統(tǒng)使用西門子PLC程序控制器,數(shù)據(jù)傳輸有數(shù)字和模擬兩種方式,控制電源100∕230 V、50∕60 Hz。設(shè)備外形尺寸為:500mm×1000mm×400mm(寬×長(zhǎng)×高)。
2.3.2.7 基于CAS?振實(shí)密度聯(lián)合分析系統(tǒng)(見圖11)
圖11 PSS?產(chǎn)品取樣裝置與基于CAS?振實(shí)密度聯(lián)合分析系統(tǒng)
振實(shí)密度聯(lián)合分析系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)高頻率取樣、測(cè)定粉狀原料與產(chǎn)品的振實(shí)密度,具有測(cè)定精度高的特點(diǎn)。經(jīng)過不斷將產(chǎn)品的振實(shí)密度測(cè)定結(jié)果分析,能提供實(shí)際容積密度和振實(shí)密度的趨勢(shì)曲線等相關(guān)信息和產(chǎn)品的特點(diǎn),確保消除包裝袋過滿等問題。
系統(tǒng)采樣和測(cè)定實(shí)際體積和振實(shí)密度時(shí)間為60 s(CAS?30~45 s),取樣方式簡(jiǎn)單,控制系統(tǒng)使用西門子PLC程序控制器和嵌入式PC,數(shù)據(jù)傳輸有數(shù)字和模擬兩種方式??刂齐娫?00∕230 V、50∕60 Hz,設(shè)備外形尺寸與CAS?一致,外形尺寸為500 mm×1 100 mm×400 mm(寬×長(zhǎng)×高)。
2.3.2.8 LF系列氣動(dòng)液體取樣器(見圖12)
LF系列氣動(dòng)液體取樣器適用于黏度范圍較寬的液體從儲(chǔ)液罐或管道中自動(dòng)取樣。取樣器安裝在儲(chǔ)液罐的外墻壁上,取樣器的安裝法蘭為150#,工作時(shí)直徑為25.4 mm的采樣探頭伸入液體內(nèi),樣品通過采樣探頭空腔自流至樣品收集裝置。標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)采樣探頭和殼體采用316不銹鋼結(jié)構(gòu),采用聚四氟乙烯密封件。
控制系統(tǒng)使用系統(tǒng)控制包來滿足采樣控制應(yīng)用程序,標(biāo)準(zhǔn)裝置配有手動(dòng)和自動(dòng)采樣模式,取樣時(shí)間和頻率可以靈活調(diào)整。配用電壓110 V,壓縮空氣壓力80~100 PSI。
圖12 LF系列液體樣品取樣器(INTERSYSTEMS)
2.3.2.9 MFS飼料配料管理系統(tǒng)在飼料工業(yè)中的應(yīng)用
MFS飼料配料管理系統(tǒng)具有強(qiáng)大的生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯功能,詳細(xì)記錄每次配料稱重信息,提供完整的生產(chǎn)記錄供管理者查詢;精確的統(tǒng)計(jì)原料真實(shí)消耗;滿足HACCP(危害分析和關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制點(diǎn))、BRC(英國(guó)零售商協(xié)會(huì))、IFS(國(guó)際食品標(biāo)準(zhǔn))、FDA(美國(guó)-食品及藥物管理局)等行業(yè)認(rèn)證所要求的生產(chǎn)管理深度。
具有在線質(zhì)量控制的生產(chǎn)機(jī)制,由事后把關(guān)變事先把關(guān),實(shí)時(shí)杜絕人為錯(cuò)誤,規(guī)范操作流程,確保每次稱量成品合格率100%。
配料過程實(shí)現(xiàn)信息化管理,完善的保密機(jī)制,全部操作實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、無紙化、信息實(shí)時(shí)傳輸;排除一切人為書寫、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、傳遞等失誤,極大程度地提高生產(chǎn)效率。MFS飼料配料管理系統(tǒng)見圖13。
2.3.2.10 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)控
飼料生產(chǎn)過程條碼控制與質(zhì)量追溯系統(tǒng)硬件配置簡(jiǎn)單,軟件操作方便:系統(tǒng)主要配置工業(yè)嵌入式人機(jī)界面、PC工控機(jī)、PLC程序控制器、通訊服務(wù)器、電子臺(tái)秤數(shù)臺(tái)、無線掃描儀、條碼打印機(jī)、警示燈等。
圖13 MFS飼料配料管理系統(tǒng)(資料來源:托利多)
系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)控。在預(yù)混料與配合飼料加工過程中應(yīng)用條碼技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制與追溯,將原料批次管理、配料稱量、投料控制融為一體,有效地解決了人為因素對(duì)預(yù)混料和配合飼料生產(chǎn)過程的影響,保證了配料準(zhǔn)確、投料正確,確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性;對(duì)每一批產(chǎn)品使用唯一批號(hào),自動(dòng)記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù),如配料記錄、投料記錄,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的可追溯性。條碼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖14。
圖14 條碼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.3.2.11 微量配料稱量系統(tǒng)
微量配料秤的配料種類一般為8~20種。微量配料秤的配料精度為靜態(tài)0.05%,動(dòng)態(tài)0.1%。存料倉、螺旋喂料器等各類喂料器和秤體應(yīng)采用不銹鋼或耐腐蝕等材料制造。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要便于清掃殘留物料。
微量配料秤的控制,通常采用計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。控制系統(tǒng)能存貯多種配方,并能方便地修改和設(shè)計(jì)配方,應(yīng)能對(duì)預(yù)混料的生產(chǎn)排序和實(shí)施沖洗作業(yè)。同時(shí)應(yīng)具有電子配料秤控制系統(tǒng)的一般功能,并實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和條形碼質(zhì)量自動(dòng),追蹤功能。舉例:天一高德微量配料秤原料“身份證”與料倉“身份證”比對(duì)內(nèi)容見圖15。
圖15 原料“身份證”與料倉“身份證”比對(duì)內(nèi)容
2.3.2.12 飼料成品水分自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)
飼料在加工過程的吸風(fēng)、粉碎、儲(chǔ)藏等工序中水分損耗1.5%~2%以上,使飼料成品的水分遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),水分過低的飼料適口性較差,增加制粒的電耗,影響了飼料加工廠經(jīng)濟(jì)效益。飼料增濕工藝是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外飼料加工廠開始配置的自動(dòng)控制增濕系統(tǒng)工段。傳統(tǒng)的加水技術(shù),加水后飼料易霉變,主要是由于水分分布不均,局部超過安全水分。
①提高水分分布的均勻性包括粉粒內(nèi)部是首要問題,水中含菌率低亦是重要措施。在增濕的水中須加入700 mg∕kg表面活性劑(如丙三醇),以減小水的表面張力,使水容易均勻分布,水分容易被飼料吸收。目前采用的混合機(jī)為普通低速混合機(jī),水中均勻分布的效果不十分明顯,應(yīng)采用強(qiáng)力混合機(jī)則效果更佳;以提高水分由外到內(nèi)部分布的均勻性及穩(wěn)定性。
②水分在線控制技術(shù)在國(guó)外飼料工業(yè)中的應(yīng)用很廣,其廣泛應(yīng)用于畜禽、水產(chǎn)、寵物飼料和飼料原料的水分監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。其主要目的在于降低飼料成品水分的波動(dòng),避免成品水分過高的風(fēng)險(xiǎn)和水分過低而造成原料和能源的浪費(fèi)。英國(guó)Intelscan顆粒壓制系統(tǒng)水分在線控制原理見圖16。
圖16 英國(guó)Intelscan顆粒壓制系統(tǒng)水分在線控制原理
飼料的物理質(zhì)量涉及飼料生產(chǎn)、貯運(yùn)以及飼喂效果等多方面的質(zhì)量問題,因而物理質(zhì)量指標(biāo)的控制至關(guān)重要。水產(chǎn)飼料生產(chǎn)過程中物理質(zhì)量控制參數(shù)主要是粉碎粒度,硬顆粒飼料物理質(zhì)量,膨化顆粒物理質(zhì)量和產(chǎn)品的糊化度、水分、含粉率、沉浮性等。不同飼料產(chǎn)品加工質(zhì)量主要評(píng)價(jià)指標(biāo)見表4。
2.4.1 飼料粉碎細(xì)度
水產(chǎn)飼料的粉碎細(xì)度原則上是越細(xì)越好,細(xì)的粉料便于魚、蝦等水生動(dòng)物的消化吸收,但是,粉碎細(xì)度越細(xì)生產(chǎn)成本就越高,所以,目前常采用的普通淡水魚飼料的粉碎細(xì)度為90%過40目的檢驗(yàn)篩,蝦料的粉碎細(xì)度為95%以上過80目的檢驗(yàn)篩,對(duì)于幼小的水生動(dòng)物,粉碎細(xì)度還需要更細(xì),需超過100目。生產(chǎn)實(shí)踐表明:最大粉碎粒度不超過??字睆降娜种?。
2.4.2 配料精度和混合均勻度
水產(chǎn)飼料生產(chǎn)過程中配料精度達(dá)到動(dòng)態(tài)千分之二,混合均勻度變異系數(shù)CV<10%。液體添加量在二次混合過程中需要加入油(豆油、魚油)、脂(磷脂)3%~4%以及水1%~3%,液體添加需要解決物料結(jié)團(tuán)的問題。
2.4.3 調(diào)質(zhì)、后熟化和干燥
表4 不同飼料產(chǎn)品加工質(zhì)量主要評(píng)價(jià)指標(biāo)
①硬顆粒水產(chǎn)飼料生產(chǎn),調(diào)質(zhì)溫度控制在95℃以上;調(diào)質(zhì)時(shí)間超過2.5 min,淀粉糊化度最大不會(huì)超過50%。
②硬顆粒水產(chǎn)飼料后熟化,李秀剛(2007)報(bào)道,顆粒飼料在后熟化器中保溫12 min可使顆粒糊化度由33.3%提高到53%,保溫15 min糊化度可提高到75%,同時(shí)顆粒的粉化率也有所下降,大大提高了顆粒飼料的耐水性。硬顆粒水產(chǎn)飼料后熟化器保溫時(shí)間保持在12~16 min。
③膨化顆粒飼料在擠壓過程中需控制原料和加工硬件,使產(chǎn)品符合設(shè)定的預(yù)期規(guī)格和要求,其主要包括:粒度、密度、外形、質(zhì)地、氣味、穩(wěn)定性、水溶性、吸水性、淀粉糊化度和蛋白質(zhì)變性等。體積質(zhì)量480 kg∕m3一般被界定為顆粒飼料是浮或是沉的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
生產(chǎn)浮性飼料時(shí)淀粉含量>20%。擠壓物料在出模前應(yīng)達(dá)到溫度125~138℃,水分25%~27%;擠壓后,體積質(zhì)量為320~440 kg∕m3,水分21%~24%。擠壓物料出模時(shí)會(huì)閃蒸3%~4%水分。
調(diào)質(zhì)水分19%~23%、糊化度70%~75%、調(diào)質(zhì)溫度90~95℃,擠壓的水分22%~27%、糊化度90%~95%、溫度120~135 ℃,擠壓滯留時(shí)間30~35 s。
生產(chǎn)沉性水產(chǎn)飼料淀粉含量不低于10%、脂肪含量不超過12%。調(diào)質(zhì)水分19%~23%、糊化度70%~75%、調(diào)質(zhì)溫度90~95℃,擠壓水分25%~30%、糊化度90%~95%、溫度120~135 ℃,滯留時(shí)間25~30 s。
④膨化顆粒干燥,膨化顆粒飼料干燥后水分含量為10%~12%,過度干燥會(huì)引起“美拉德”反應(yīng)導(dǎo)致沉性飼料上浮。
2.4.4 顆粒耐水性指標(biāo)
①顆粒機(jī)生產(chǎn)硬顆粒飼料時(shí),顆粒的結(jié)構(gòu)緊密有利于顆粒耐水性的提高。提高顆料產(chǎn)品緊密度的有效方法之一是增加壓模孔的長(zhǎng)徑比。生產(chǎn)魚蝦飼料時(shí),常采用10∶1~12∶1的長(zhǎng)徑比,如采用某些特殊原料或制造幼小魚蝦飼料,??椎拈L(zhǎng)徑比需要大約12∶1~16∶1。顆粒直徑1.0~3.5 mm,顆粒飼料水中穩(wěn)定性可達(dá)到30 min以上。
②膨化機(jī)在生產(chǎn)膨化顆粒飼料時(shí),溫度可高達(dá)120℃以上,滯留時(shí)間短。高溫短時(shí)加工最大限度地加熱了飼料組分(提高了可消化性、鈍化抗?fàn)I養(yǎng)因子并進(jìn)行了巴斯德滅菌),同時(shí)又使?fàn)I養(yǎng)損失達(dá)到最低限度。擠壓膨化顆粒飼料粒度大于0.6 mm,一般水中穩(wěn)定性可達(dá)到12 h以上。
2.4.5 顆粒成品水分
水產(chǎn)顆粒飼料產(chǎn)品的水分一般多低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍,成品的水分一般控制在10%~12%為宜。
水產(chǎn)配合飼料經(jīng)過調(diào)質(zhì)、制粒、膨化或膨脹處理后,能有效殺死一些有害物質(zhì)(如沙門氏菌),降低或抑制抗?fàn)I養(yǎng)因子含量,提高淀粉的糊化度,同時(shí)可改善飼料的適口性,提高飼料報(bào)酬。但是這些熱加工處理工藝由于高溫、高壓和水分的共同作用,使許多熱敏性組分(如維生素、酶制劑和微生態(tài)制劑等)受到嚴(yán)重破壞,這無疑導(dǎo)致了飼料品質(zhì)的下降和飼料成本的提高。目前常用噴涂方法有:混合機(jī)添加、顆粒表面噴涂和真空噴涂技術(shù)等。
表面噴涂技術(shù),一方面噴涂量受到限制,同時(shí)會(huì)造成顆粒飼料入水后營(yíng)養(yǎng)成分損失,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成水體環(huán)境的污染。
真空噴涂工藝通過真空抽除系統(tǒng),在顆粒飼料內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓力差,使其能噴在顆粒表面的液體更多地深入顆粒內(nèi)部,使液體能在顆粒內(nèi)外均勻分布,減少顆粒飼料因摩擦、碰撞和入水融化所造成的營(yíng)養(yǎng)成分損失,達(dá)到配方保真和環(huán)保的目的。
現(xiàn)代水產(chǎn)飼料加工工藝是伴隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)步而不斷發(fā)展和壯大,加工工藝的類型以適應(yīng)水產(chǎn)飼喂對(duì)象的需要而不斷的改進(jìn)而發(fā)展。目前,典型的加工工藝有:粉狀配合飼料加工工藝、硬顆粒飼料加工工藝、膨化飼料加工工藝和微顆粒生產(chǎn)工藝等工藝技術(shù)。與之配套的加工裝備技術(shù)包括:微粉碎技術(shù)、顆粒機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)、膨化機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)、液體真空噴涂技術(shù)、干燥節(jié)能優(yōu)化技術(shù)和單機(jī)規(guī)?;夹g(shù)等。
3.1.1 粉狀水產(chǎn)配合飼料加工工藝
粉狀水產(chǎn)配合飼料是一種細(xì)粉狀的商品水產(chǎn)飼料。粉末飼料中除含有魚類生長(zhǎng)所必需的各種營(yíng)養(yǎng)素外,還包含黏結(jié)物。飼喂前用水將粉末飼料調(diào)和成團(tuán)狀物,成團(tuán)投入魚池,魚攝食時(shí)由外向內(nèi)啄食飼料團(tuán)。由于粉末飼料以團(tuán)狀使用,因此要求粉末飼料具有成團(tuán)后在水中不溶不散的物性,成團(tuán)后還需有一定的彈性和延伸性,以利魚類采食。
主要適用于鰻魚、鱉等水生動(dòng)物。鰻魚、鱉飼料的粉碎粒度:白仔鰻飼料98%通過100目篩,黑仔鰻飼料98%通過80目篩,成鰻飼料98%通過60目篩。鰻魚飼料的90%~95%的原料都需進(jìn)行微粉碎。鱉飼料的粉碎粒度要求是:稚鱉開口料,120目篩篩上物不大于5%;稚鱉飼料和幼鱉飼料,100目篩篩上物不大于5%;成鱉飼料和親鱉飼料,80目篩篩上物不大于5%。
加工工藝一般采用獨(dú)立工藝和綜合水產(chǎn)飼料生產(chǎn)工藝。典型加工工藝主要采用二次配料、二次混合和超微粉碎工藝。以某2 t∕h甲魚、鰻魚飼料生產(chǎn)工藝流程(見圖17)為例:該設(shè)計(jì)根據(jù)甲魚、鰻魚飼料生產(chǎn)的特點(diǎn),采用一次人工配料、二次自動(dòng)配料、二次混合的生產(chǎn)工藝;需粉碎的原料由人工配料后,經(jīng)提升、清理和磁選進(jìn)行第一次混合?;旌衔锪嫌欣谖⒎鬯?。粉碎后物料經(jīng)配料計(jì)量后,添加人工計(jì)量添加符合粒度要求(80~120目)原料,進(jìn)行第二次混合后進(jìn)行包裝。一次混合由于粒度較粗采用普通螺帶混合機(jī),二次混合機(jī)采用臥式雙軸槳葉式混合機(jī),以提高混合均勻度和混合效率。
圖17 某2 t∕h甲魚、鰻魚飼料生產(chǎn)工藝流程
3.1.2 硬顆粒水產(chǎn)飼料加工工藝
硬顆粒水產(chǎn)配合飼料,主要用于飼喂蝦、蟹水生動(dòng)物。根據(jù)蝦、蟹的生理特點(diǎn),要求飼料粉碎粒度細(xì),飼料糊化度和耐水性高的特點(diǎn)。工藝過程主要配置微粉碎工藝;配用多級(jí)調(diào)質(zhì)和配置后熟化、干燥、冷卻工藝;后道配有細(xì)破碎工藝,以適應(yīng)多種粒度的需要等。特種水產(chǎn)飼料制粒工藝的參數(shù)一般要求為:原料的粉碎粒度98%通過60目(水分11%~12%);二次混合機(jī)加水≤4%;調(diào)質(zhì)器增加水分2%,水分含量16%~18%,溫度80~90 ℃(實(shí)際料溫低10 ℃),蒸汽壓力0.1~0.2 MPa,調(diào)質(zhì)時(shí)間>180 s;制粒機(jī)環(huán)??讖溅?.5~2.5 mm(L∕D 18~25),顆粒機(jī)輥、模間隙為 0.13~0.25 mm(一般24 h調(diào)節(jié)一次),壓輥磨損應(yīng)及時(shí)更換;制粒室勻料裝置要求布料均勻,確保物料在壓制區(qū)域均布;切刀使用24 h后磨一次或更換,有觀點(diǎn)認(rèn)為在環(huán)模10點(diǎn)鐘處增裝一把切刀,有利于切料均勻;熟化器穩(wěn)定時(shí)間10~30 min,蒸汽壓力≤0.8 MPa;干燥器將出模顆粒溫度降至40~50℃,水分降至12%~14%;分級(jí)保險(xiǎn)篩根據(jù)粒度配置篩網(wǎng);破碎機(jī)需增加喂料輥確保喂料均勻,輥齒鋒利,磨損后及時(shí)更換;多級(jí)分級(jí)篩一般配置10目、14目、20目、32目,控制粒度>1.651 mm、1.168~1.651 mm、0.833~1.168 mm、0.495~0.833 mm、<0.495 mm,篩網(wǎng)的具體配置可根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整。過大的顆粒和粉末超過5%,則表示制粒質(zhì)量差,需檢查和調(diào)整工藝參數(shù);成品水中穩(wěn)定性≥2 h(魚飼料≥15 min),為了確保水中穩(wěn)定性,一般在配方中使用面粉及類似的原料,用量達(dá)20%~30%左右。
在實(shí)際應(yīng)用中,國(guó)內(nèi)有的企業(yè)在調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時(shí)間控制上采用變頻控制調(diào)速,在二級(jí)調(diào)制器之間加裝星形調(diào)速供料器,控制調(diào)質(zhì)時(shí)間。同時(shí)在調(diào)質(zhì)器排料口與進(jìn)入制粒機(jī)喂料口之間,加裝高速勻料裝置,以消除調(diào)質(zhì)粉料不結(jié)塊和結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
對(duì)于規(guī)模水產(chǎn)飼料廠,通常將硬顆粒飼料加工工藝與膨化水產(chǎn)飼料工藝組合使用,典型20 t∕h蝦料雙線和膨化雙線水產(chǎn)飼料工藝流程見圖18。
3.1.3 典型水產(chǎn)飼料膨化工藝過程
圖18 典型20 t∕h蝦料雙線和膨化雙線水產(chǎn)飼料工藝流程(正昌標(biāo)準(zhǔn)工藝)
3.1.3.1 采用螺旋擠壓、膨化加工工藝生產(chǎn)浮性、沉性和慢沉性水產(chǎn)飼料
首先要確保粉狀原料混合均勻,并符合粒度要求。粉碎粒度一般控制在20目(0.85 mm),當(dāng)生產(chǎn)??字睆叫∮?.5 mm產(chǎn)品時(shí),粉碎粒度一般控制在95%通過60目(0.25 mm)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn):生產(chǎn)水產(chǎn)飼料和寵物飼料時(shí),原料粉碎篩網(wǎng)的孔徑為??字睆降?∕3,最大不能超過1.5 mm(Gerry Hertzel,1999)。其原料接收、清理、磁選、配料、一次及二次粉碎工藝和水產(chǎn)蝦顆粒飼料生產(chǎn)工藝基本一致。
進(jìn)入擠壓、膨化工段的原料需經(jīng)過保險(xiǎn)篩和磁選裝置,去除輸送過程中產(chǎn)生的團(tuán)塊和鐵磁性雜質(zhì)。經(jīng)過清理后需配置二次勻料混合裝置(見圖19),確保擠壓膨化機(jī)均勻供料。
二次混合設(shè)備下配有減重式或容積式定量供料器,確保連續(xù)定量向調(diào)質(zhì)器供料,調(diào)質(zhì)器對(duì)粉狀混合料進(jìn)行水熱處理(調(diào)質(zhì))。調(diào)質(zhì)好的物料,進(jìn)入螺旋擠壓膨化機(jī)前的水分應(yīng)控制在19%~23%(濕基)、溫度80~95℃、淀粉糊化度40%~50%,進(jìn)入擠壓機(jī)補(bǔ)充加液后,在擠壓前:沉性飼料溫度120~130℃、水分22%~27%,浮性飼料溫度120~135℃、水分25%~30%,慢沉性飼料擠壓前的水分和浮性飼料基本一致,但擠壓機(jī)的模頭壓力介于二者之間,為2.6~3.0 MPa,但單位體積質(zhì)量需嚴(yán)格計(jì)算。出模物料的水分經(jīng)過閃蒸及輸送后一般在18%~26%左右。當(dāng)選用??字睆剑?.5 mm及鮮肉漿超過35%時(shí)宜采用雙螺旋擠壓膨化機(jī)。
圖19 MVS-VB系列二次勻料混合裝置
經(jīng)過擠壓膨化后的物料,質(zhì)地比較松軟,宜采用氣力輸送或皮帶輸送至干燥器干燥,干燥后水分控制在8%~12%水平,一般采用雙層干燥器,干燥時(shí)間為15 min、冷卻時(shí)間為7 min,需要涂脂和加液的產(chǎn)品溫度需先降至30~40℃(脂肪溫度60℃),先噴涂后再冷卻。在生產(chǎn)沉性和慢沉性水產(chǎn)飼料時(shí),要注意烘干溫度和均勻干燥,防止發(fā)生“美拉德”反應(yīng)從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
經(jīng)過干燥后的產(chǎn)品,需經(jīng)過分級(jí)篩去除粉末,確保進(jìn)入后道的顆粒清潔,如需添加脂肪或調(diào)味劑和微量添加劑等,則需經(jīng)過油脂噴涂機(jī)或真空噴涂系統(tǒng),前者噴涂在顆粒的外層,少量吸收滲透至內(nèi)部,添加量為1%~15%;后者滲透至顆粒的內(nèi)部,脂肪及液體的噴涂量可達(dá)5%~30%,此項(xiàng)技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù),適用于海水魚等飼料的加工。經(jīng)添加液體后的顆粒,進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻,分級(jí)后進(jìn)成品倉包裝或散裝發(fā)貨。
液體添加系統(tǒng)主要由:肉漿添加系統(tǒng),配有絞肉打漿機(jī)及泵送添加系統(tǒng),一般添加在混合機(jī)或調(diào)質(zhì)器中;液體添加系統(tǒng),配有加溫?cái)嚢柘到y(tǒng)和泵送噴涂系統(tǒng),一般添加在調(diào)質(zhì)器和直接注入膨化機(jī);微量固體成分添加系統(tǒng),可直接添加至真空噴涂系統(tǒng)或添加到液體添加系統(tǒng)溶解后再隨油脂或液體噴涂;調(diào)味劑等類似于液體添加系統(tǒng)直接單獨(dú)添加。
3.1.3.2 半干半濕水產(chǎn)飼料加工工藝
圖20 水產(chǎn)飼料膨化工藝典型垂直式布置膨化工序(資料來源:Andritz)
該工藝和浮性及慢沉性擠壓膨化加工工藝基本一致,但不需配置干燥工藝,成品的含水量為22%~25%,調(diào)質(zhì)后進(jìn)入擠壓膨化機(jī)擠壓(擠壓前的水分為30%~32%),擠出的物料通過皮帶輸送機(jī),送至冷卻器冷卻后直接進(jìn)成品倉,包裝或散裝發(fā)放。
圖20是由Andritz公司推薦的典型先配料后粉碎,再配料后混合水產(chǎn)飼料膨化工藝。圖中主要分原料接收儲(chǔ)存與一次配料、粉碎、二次配料與混合、膨化成型與干燥、噴涂與冷卻、分級(jí)與包裝(散裝)發(fā)放工序組成,其中水產(chǎn)飼料膨化工段由膨化成型與干燥,噴涂與冷卻工序組成。本工藝采用垂直式布置(干燥機(jī)布置在下方)的方式。
(未完待續(xù))