3,、蒸汽調(diào)質(zhì)程序與飼料制粒效率

　　影響顆粒質(zhì)量的因素有很多：

　　一般認為,，飼料配方對顆粒質(zhì)量的影響最大，但我們的論點是蒸汽調(diào)質(zhì)在配方基礎(chǔ)上可以發(fā)揮更大的作用,。在溫?zé)釒У貐^(qū),，需要更高的物料溫度。當原料中結(jié)合水含量較高時將增加飼料制粒效果,，因為相應(yīng)的,，高水分混合物料將進入到調(diào)質(zhì)器，但是,，這不一定會產(chǎn)生穩(wěn)定的顆粒質(zhì)量,。

　　蒸汽調(diào)質(zhì)對熟化原料淀粉起著巨大的作用，特別是直鏈淀粉,。

　　冷凝蒸汽提供了有效工作的原理(足夠的潛熱和微觀水分- 2257 kj/kg + 419 kj/kg = 2676 kj/kg),。因此從中可以得到啟發(fā)----使進入調(diào)質(zhì)器的飽和蒸汽溫度接近冷凝溫度(102-105℃)是最理想的方案。

　　但行業(yè)的現(xiàn)實理解卻往往相反，通常采用非常高的蒸汽溫度(130-140℃)和較大的蒸汽壓力,，其實反而會導(dǎo)致很差的調(diào)質(zhì)效果和淀粉熟化不完全(具體原因見后文),。應(yīng)當指出的是高熱量和水分在蒸汽調(diào)質(zhì)過程中的應(yīng)用可能會引起化學(xué)變化，這可能對營養(yǎng)的利用率是有害的,，會降低或者完全抹殺了制粒的效益,。

　　唯一的解決辦法是重新設(shè)計傳統(tǒng)的蒸汽管道設(shè)置來產(chǎn)生足夠的低溫飽和蒸汽(102-105℃)進入調(diào)質(zhì)器，并在整個工作負荷過程中保持一致,。要成功做到這一點,，我們必須要了解蒸汽熱力學(xué)。整個蒸汽管道布置設(shè)計要使蒸汽符合其熱力學(xué)行為,，在低壓設(shè)置時不要有任何冷凝水或者影響到足夠流量的蒸汽進入調(diào)質(zhì)器,。

　　飽和蒸汽能夠提供更少的顯熱以及更多的潛熱和水……潛熱和水分在飽和蒸汽在100℃開始冷凝的時候?qū)⑨尫懦鰜怼Ｎ覀冋嬲枰氖恰皾摕岷退帧?，可以有效軟化和滲透入淀粉顆粒,，熟化原料淀粉--特別是直鏈淀粉部分能夠提供凝膠作用。

　　實現(xiàn)高水平的淀粉糊化,，對內(nèi)部顆粒粘結(jié)在一起從而形成一個良好的顆粒是非常重要的,。另外，這還將有效地提高飼料制粒效率,，降低能耗,。

　　最理想的是，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將調(diào)質(zhì)用蒸汽工程發(fā)展到另外一個層次——可以從同一個重新設(shè)計的蒸汽管道設(shè)置產(chǎn)生各種形式的蒸汽(過熱蒸汽,，不飽和蒸汽,，飽和蒸汽)。這對有些國家飼料生產(chǎn)非常有用,，比如中國,、韓國，由于四季極端氣候的差異決定了物料的基礎(chǔ)溫度,。我們需要為由于季節(jié)溫差造成飼料生產(chǎn)中物料基礎(chǔ)溫度的差異設(shè)計不同的蒸汽溫度,，蒸汽管道工程的新方法是非常靈活并且高效的。根據(jù)物料溫度(5-48℃),，能夠?qū)︼暳现屏＿^程進行全面控制,。

　　蒸汽調(diào)節(jié)比其他任何加工工藝對顆粒質(zhì)量的影響都大!

　　PDI(顆粒耐久性指數(shù))存在的問題：

　　飼料生產(chǎn)中習(xí)慣性地使用PDI來確定顆粒的質(zhì)量標準。但即使含粉率高的成品顆粒仍然可以有一個可接受的PDI讀數(shù),。所以用PDI評價顆粒質(zhì)量的標準,，不能代表原料淀粉已經(jīng)熟化以及基質(zhì)里面的直鏈淀粉部分完全熟化。

　　PDI是很主觀的,。因為可以通過減慢出料速度和加大環(huán)模壓縮比來改善,，但這將不可避免的影響產(chǎn)能和增加生產(chǎn)成本,。

　　飼料顆粒質(zhì)量的最重要的決定因素是淀粉糊化的程度，這代表了實際達到的原料淀粉的熟化度,。具有高耐久性的飼料顆粒表面由于差的調(diào)質(zhì),，低效的蒸煮，低水平的淀粉糊化以及內(nèi)部顆粒結(jié)合度不夠仍然會掉粉,。顆粒內(nèi)部結(jié)合度不夠意味著熟化直鏈淀粉部分是個巨大的失敗,。

　　經(jīng)驗表明，應(yīng)該在蒸汽調(diào)質(zhì)時獲得4-5%的水分吸收,，這在寒冷的地區(qū)是可以實現(xiàn)的。但在溫?zé)釒У貐^(qū),，只能從蒸汽中獲得很低的水分吸收,，平均只有2%。

　　要明白一個重要的概念：物料的基礎(chǔ)溫度對蒸汽調(diào)質(zhì)水分的吸收影響是巨大的,。如果混合好的物料的基礎(chǔ)溫度過高,，很大程度上會影響蒸汽調(diào)質(zhì)。東亞有四季,，但夏季的氣候條件比歐洲熱很多,，物料的基礎(chǔ)溫度在8-45℃。東南亞則是熱帶氣候,，物料的基礎(chǔ)溫度范圍在38-42℃,。所有這些溫度的差異，加上混合物料的水分在一年中不同時間的變化,，對蒸汽調(diào)質(zhì)有著顯著的影響,。因此，我們需要有理想的蒸汽質(zhì)量來參與工作,。

　　調(diào)質(zhì)保留時間

　　蒸汽調(diào)質(zhì)的目的是充分成型顆粒飼料以及軟化干燥的細粉內(nèi)部,。

　　這通過三個階段來完成：加熱，保濕和混合,。熱量的吸收和水分的增加是顆粒質(zhì)量的關(guān)鍵,，良好的混合也是必需的，這將使得粉粒的表面能夠與加進去的蒸汽充分接觸,。更長的調(diào)質(zhì)時間使得水分滲透和熱傳導(dǎo)更均勻,。

　　提高物料在蒸汽調(diào)質(zhì)器內(nèi)的停留時間(可通過調(diào)節(jié)槳葉的結(jié)構(gòu)，減緩槳葉的轉(zhuǎn)速,，或者使用更長的調(diào)質(zhì)器)將提高顆粒質(zhì)量,。Briggs et al. (1999)表明通過改變混合的槳距增加物料在調(diào)質(zhì)器內(nèi)的時間可使PDI增加4.5個百分點。已經(jīng)表明飼料粉粒需要的水合時間比加熱時間更長,，進料的調(diào)質(zhì)時間應(yīng)該基于需要的水合時間而不是加熱時間,。

　　過熱蒸汽只提供足夠的加熱，但沒有足夠的水分。因此,，在調(diào)質(zhì)后只有很低的水分被吸收,。采用較高的調(diào)質(zhì)溫度只能從蒸汽中得到很少量的水分。

　　飽和蒸汽能夠平衡熟化三要素(溫度,，熱量,，水分)，提供充足的水分和適應(yīng)的熱量,。,。。,。,。。飽和蒸汽與低壓設(shè)置以及較低的流速進入調(diào)質(zhì)器相關(guān),。這就是我們建議使用飽和蒸汽調(diào)質(zhì)時間必須接近60秒的原因。

　　4,、溫?zé)釟夂颦h(huán)境下飼料制粒的問題

　　由于飼料生產(chǎn)企業(yè)處于不同的環(huán)境和氣候情況下,，其巨大的差異決定了不能只用單一的參數(shù)標準。(眾所周知,，在中國,，夏季環(huán)境溫度較高時，物料蒸汽調(diào)質(zhì)后水分吸收率非常之低,，平均才1.5-2%,，行業(yè)伴隨這個令人大傷腦筋的問題一直到今天。--譯者注)例如：常見以下情況發(fā)生：

　　差的蒸汽調(diào)質(zhì),、差的生淀粉熟化,、非常差的淀粉糊化、差的粉粒間的結(jié)合,、高回粉,、顆粒質(zhì)量差、粉碎質(zhì)量差,、生產(chǎn)效率低下

　　5,、為什么飼料行業(yè)仍然面對制粒問題?

　　這里有一些非常令人不安的事實和問題阻礙飼料制粒效率的進步

　　問題1：行業(yè)中大部分飼料廠一直在使用錯誤的蒸汽方式工作。試圖用提供高壓高溫蒸汽的方式來提高調(diào)質(zhì)溫度,，增加水分吸收,。但這從一開始概念就錯了!

　　過熱蒸汽提供的主要是顯熱，但不夠的潛熱和水分,。

　　使用過熱蒸汽導(dǎo)致更高溫度的蒸汽(130-140℃甚至更高)進入調(diào)質(zhì)器,。過熱蒸汽有很高的顯熱(蒸汽溫度),，可以很快的到達溫度信號傳感器，達到了調(diào)質(zhì)的設(shè)定溫度85℃——傳感器發(fā)出信號給自動流量控制閥調(diào)節(jié)進入調(diào)質(zhì)器的蒸汽流量,。因此,，進入調(diào)質(zhì)器的蒸汽量是打折扣的。較少的蒸汽意味著較少的潛熱和水分,。

　　必須注意的是蒸汽制粒主要是水分,，熱量和溫度之間的密切關(guān)聯(lián),，不能只關(guān)注一個而忽視其他,。實際上，人們往往忽視了水分這個重要的因素,，而一味地區(qū)拔高調(diào)質(zhì)溫度,。

　　問題2：調(diào)質(zhì)停留時間過短是個普遍的問題。

　　很多人沒注意到蒸汽調(diào)質(zhì)時間問題,，一些調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時間只有3-5秒，這對達到理想的蒸汽和物料之間的關(guān)系有著非常負面的影響,。要強調(diào)的是在物料從調(diào)質(zhì)器轉(zhuǎn)移到保制器之前達到設(shè)定的調(diào)質(zhì)溫度是熟化生淀粉要極大關(guān)注的,。預(yù)調(diào)質(zhì)器的總保留時間和調(diào)質(zhì)器里面的時間歸結(jié)為“總調(diào)質(zhì)時間”，這是令人難以置信的,，因為它無視所有的食品科學(xué)的邏輯,。

　　問題3：不充分調(diào)質(zhì)造成的問題是導(dǎo)致蒸汽調(diào)質(zhì)后水分吸收少的原因。

　　● 不完善的蒸汽調(diào)質(zhì)對顆粒飼料加工過程的負面影響

　　給家禽以顆粒的形式提供飼料,，通過提高飼料效率和肉雞的生產(chǎn)性能增加了生產(chǎn)的經(jīng)濟效益,。這些改進主要由于減少了飼料浪費，較大的體積和營養(yǎng)濃度,，無選擇性采食,，降低了采食花費的時間和精力，減少了成分偏析,，飼料病原體的破壞,，淀粉和蛋白的熱變性，提高適口性以及酶抑制劑的失活,。

　　然而,，如果在調(diào)質(zhì)過程中沒有使用合適的溫度那么顆粒將導(dǎo)致比較差的生產(chǎn)性能。

　　研究表明：制?？梢詫?dǎo)致淀粉性狀發(fā)生改變,，不易受酶水解(抗性淀粉)。Bedford(2006)報道了肉雞飼喂調(diào)質(zhì)溫度93℃的基礎(chǔ)日糧相比85℃明顯降低了增重及增加了耗料量,。賴氨酸和精氨酸由于美拉德反應(yīng)損失,，淀粉老化成抗酶解淀粉導(dǎo)致了可用能的損失,，由于非淀粉多糖增溶粘度增加以及不耐熱維生素、外源酶和結(jié)晶氨基酸的損耗,，這些是已知的高溫調(diào)質(zhì)的負面影響,。如果操作不當，加熱淀粉也可能造成淀粉消化率的降低,。加熱后,，直鏈淀粉可能再結(jié)晶(逆反應(yīng))，變得比加熱前消化率更低,。過熱淀粉會導(dǎo)致焦糖化反應(yīng),，主要是氨基酸與糖縮合產(chǎn)生不可消化的美拉德產(chǎn)物。增加調(diào)質(zhì)溫度提高了小麥基礎(chǔ)日糧的PDI,，但是對玉米基礎(chǔ)型日糧沒有效果,。這一發(fā)現(xiàn)可以解釋為小麥和玉米淀粉糊化特性的差異，小麥淀粉有著更低的糊化溫度(52-65℃)相比玉米(65-77℃)(Lund, 1984),。

　　小麥淀粉在90℃調(diào)質(zhì)可能提供了超過糊化溫度的熱量,，相比玉米淀粉，這導(dǎo)致了小麥基礎(chǔ)型日糧PDI的提高,。然而,，應(yīng)該指出的是，在調(diào)質(zhì)過程中由于水分含量低,，在制粒時糊化度通常是比較低的,，成分除了糊化淀粉外主要用來提高顆粒的物理質(zhì)量。值得注意的是,，隨著調(diào)質(zhì)溫度的提高,，盡管小麥基礎(chǔ)型日糧的PDI有所改善，但增重以及飼料的吸收利用率確有負面影響,。因此,，雖然人們普遍認為顆粒的耐久性與更好的生產(chǎn)性能相關(guān)，但是很明顯,，高的顆粒耐久性并不能克服高溫調(diào)質(zhì)對生產(chǎn)性能帶來的負面影響,。由于飼料加工過程涉及到機械剪切力，熱,，調(diào)質(zhì)時間和水,，可能導(dǎo)致飼料中蛋白質(zhì)的變性，它們的溶解度下降但是消化利用率提高,。在一般情況下,，加熱通過滅活酶抑制劑來提高蛋白質(zhì)消化率，另外可使蛋白質(zhì)變性以有更多的位點暴露在酶的作用下,。不當?shù)恼羝{(diào)質(zhì)將會大大影響可消化的蛋白值,。