宠物饲料挤压膨化加工工艺参数及其控制.pdf

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壅物城料墉匿膨傻概重重藿参，数瑗棼艟锄l薹量墼鱼膨te协．．r-．z．-E参数对宠物饲料产品质量影响的基础上，对目前先进的挤压膨化控制技术进行了阐述，收稿日期：201帅9—10!垦墼工些≥：至Q!Q垂篓曼!壁笪垫蟹王璐王红英黄文城摘要：宠物饲料生产过程中核心工艺控制是生产高质量宠物饲料的重要保障。文章在分析挤压提出进一步完善挤压膨化自动控制技术的必要性，期望能为相关研究提供一定的参考。关键词：挤压膨化；工艺参数；控制；宠物饲料中图分类号：$817．12文章编号：1001—991X(2010)23—0006-03随着动物福利概念的深入普及，人们对宠物的健康更加关注，随之而来的对宠物饲料的质量要求也越来越高。通常以膨化度、水分、体积密度、糊化度、色泽、味道、营养价值等指标来衡量宠物饲料产品质量。而影响宠物饲料产品质量的因素有很多，如原料、配方、设备性能和加工工艺等。由于挤压膨化是宠物饲料加工的核心工艺，所以膨化质量直接影响到最终产品的质量。影响挤压膨化质量的因素包括加工工艺参数和膨化机系统参数，其中工艺参数包括温度、物料含水量、螺杆转速、喂料速度等；系统参数包括扭矩、模口压力、单位机械能耗散、模口温度、停留时间分布、螺纹结构等11I。目前已经有一些研究显示，控制一些挤压加工工艺参数可以控制产品质量指标的变化，进而达到提高产品质量的目的。因此本文从宠物饲料挤压膨化加工工艺人手，讨论其工艺参数对产品质量的影响及其控制技术与方法。1挤压膨化工艺参数对产品质量的影响1．1温度对产品质量的影响挤压温度是影响膨化饲料产品质量的决定性因素，原料中淀粉的糊化是在适宜的温度并吸收足够热量的条件下进行的，只有吸收足够的热量，才能完成淀粉的糊化。温度升高，糊化度相应提高。然而加工过程中不可有过高的温度，因为高温处理过程对蛋白粉、维生素、香味剂以及其他对热不稳定的营养素都有损害，损害程度的大小根据每种营养物质对热、压力、酸、碱等条件的耐受程度而不同，同时也会产生不必要的能量消耗121。加热温度设置下限值组合对容重存在显著影响，与容重负相关131。1．2水分含量对产品质量的影响水分含量对膨化度的影响最大，由于膨化度直接影响产品的适口性、硬度和颜色，因此物料的水分含量是宠物饲料挤压膨化加工过程中另一个十分重要的工艺参数。在预调质过程中，把水和蒸汽加入干料中进行混合，使水分渗透到每个颗粒之中，这样可以增强产品风味和最终产品的组织化。宠物饲料高脂肪含量的特点导致面团的延展性被削弱，同时降低了膨化度和组织结构发展。水分在配料颗粒中完全而均匀的渗透使得糊化的热传递增加，而且高水分对挤压物料的部分水合作用和粘弹性的特性是有作用的，所以挤压中高水分促进了高脂肪宠物饲料的蒸煮度。关正军141和杨绮云翻的研究显示，水分含量过高会导致淀粉糊化度的下降。一方面是因为水分的润滑作用增强，物料在机筒内所受剪切力和摩擦作用减弱，物料受破坏小，而且物料挤出阻力减少，使模口处压力降低；另一方面是由于水分在模口处汽化而吸收大量的汽化潜热，使得机筒及模口处温度降低。加工中低水分含量降低了产品的可口性，并破坏了如赖氨酸和抗坏血酸一类热敏性营养素。控制湿含量达到最佳水平并保持最适水分分布，不仅提高了产品质量，而且对减小挤压机机筒的磨损和降低电机功率都是十分有效的。大多数含有谷物、植物和动物蛋白混合配料的宠物饲料最适度的加工水分在22％-30％，对于一些低密度的宠物零食类的产品含水量较低，通常为8％～10％tq。1．3螺杆转速对产品质量的影响螺杆转速也是影响膨化质量的重要参数之一，它影响剪切速率、物料停留时间、物料温度(由剪切粘耗引起的部分)等参数的变化。产品膨化是由于物料中水分的急速闪蒸造成的，提高螺杆转速可使物料经受文献标识码：A王璐，中国农业大学工学院，博士，100083，北京市海淀区清华东路17号中国农业大学东校区154信箱。王红英(通讯作者)、黄文城，单位及通讯地址同第一作者。
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。三兰鍪圈至壁量；壅堑塑盘叠垦壁坐垄墨三茎垒墼垦差丝型：控制方法被分成了两部分：①利用以可推测变量为基Wang等【8睃计的更大的剪切，产生更多的热和更高的压力，当物料从模口挤出的瞬间，物料中过热的水分可更多地闪蒸，所以使产品膨化度增大。在干法膨化中，螺杆转速对容重有显著影响，为负相关131。提高螺杆转速可以增大物料所受的剪切力和摩擦力，可以加速淀粉的糊化。但是往往也通过适当降低螺杆转速和采用更长的机筒来增加产品的滞留时间以克服由高脂肪含量所增加的润滑能力，所以在生产实践中选择适宜的螺杆转速是十分必要的嘲。1．4喂料速度对产品质量的影响喂料速度的大小决定着挤压腔内的填充度和物料停留时间，从而影响挤压腔和模头处的压力，最终引起产品质的变化tTl。喂料速度增加，填充度增大，物料受剪切程度增强，糊化