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油茶粕膨化加工工藝及設備的研究

來源:    作者:    時間: 2006-02-07
  目前,我國對油茶籽的利用基本上僅限于榨油,對榨油后剩余茶籽餅粕的利用還很不夠,大多直接作清塘劑或肥料使用。經檢測分析,油茶餅粕中富含茶皂素、蛋白質、脂肪、淀粉和粗纖維等成分。油茶籽粗蛋白含量在12%~18%,蛋白質中含有17種氨基酸成分,其中7種是人體必需的氨基酸。因此,油茶餅粕是一種營養價值較高的潛在飼料原料。
    由于油茶餅粕中含有10%~15%左右的溶血性茶皂素(Thea saponin),直接投喂對魚類等水生生物毒害性極強。同時,茶皂素的存在又使飼料味苦且辛辣,因而限制了油茶餅粕在飼料工業上的應用,造成巨大的資源浪費。而茶皂素在精細化工方面是一種優良的天然非離子表面活性劑,并具生物學活性,可廣泛應用于日化、輕紡、醫藥和農藥等行業,其經濟價值較高。因此,分離提取油茶粕中的茶皂素后積極探索剩余餅粕的飼料化利用,實現對油茶粕資源的綜合開發有很深的現實意義。
1 加工工藝
    直接采用武冠公司提供的油茶粕原料,利用實驗室15kW膨化機進行膨化試驗,然后用膨化產品直接喂養魚類試驗。喂魚試驗時,魚類很快死亡,說明茶皂素沒有完全脫掉,經檢測,膨化產品中含有11.3%的茶皂素。后來又在茶粕原料中添加小麥粉進行膨化試驗,產品經檢測,仍含有2.6%的茶皂素。由此可見,依靠膨化不能完全脫毒。油茶粕原料經上海測試中心農業系統測試點檢測,粗纖維含量高達36.88%。因此,在初步試驗的基礎上,研究油茶粕的系統加工工藝。考慮到油茶粕加工的綜合利用,最后確定了油茶粕的加工工藝流程(見圖1)。

    基于油茶粕的特點,從綜合利用油茶粕的角度出發,可把工藝程序具體分為以下3大步驟。
1.1 粉碎過篩
    首先通過錘片式粉碎機把沙粒狀油茶粕進行粉碎,然后過40目篩,其目的有兩方面:①去除部分粗纖維;②使油茶粕達到合適的細度(或是粒度),在與其它配料混合時能夠更均勻,以便提高并保證糊化度和膨化率及其均勻性。
1.2 提取茶皂素
    用水提法浸提茶皂素,此工序的主要目的是去除油茶粕中的有毒物質——茶皂素,而茶皂素可以作為化工原料加以利用。
1.3 制作膨化飼料
    提取茶皂素后剩余的油茶粕渣,按照飼料配方與其它飼料原料混合均勻后進行膨化,制成膨化飼料。
2 膨化機設計
    試驗采用膨化加工工藝,由于油茶粕本身粘性較大,粗纖維含量較高,現有的膨化機不能滿足其加工要求,故采用自行設計的膨化機進行膨化。
2.1 膨化機的結構
    主要結構包括:傳動系統、擠壓膨化系統、切割系統、料斗和機架,其結構形式見圖2。

    ①傳動系統:傳動部分由7.5kW電動機和三角皮帶傳動所組成,并起減速作用;②擠壓膨化系統:主要包括內外套筒、擠壓螺桿、出料模板;③切割系統:主要由小電動機、刀架和刀片組成,在刀片的旋轉作用下把擠壓出來的圓柱狀飼料剪切成顆粒狀,調節刀片數量可以控制顆粒飼料的長短。

2.2 螺桿的結構設計
    螺桿形式主要根據物料的物理性能來確定,與加工工藝也有關。根據配合油茶粕飼料的物理性能及加工工藝,考慮到壓縮比的要求,以及加工的方便,本機采用等距等深螺桿(見圖3)。從油茶粕膨化試驗來看,采用這種螺桿,對油茶粕飼料膨化的效果較好。

2.3 機筒
    機筒的結構形式關系到熱量傳遞的均勻性和穩定性。機筒的機械加工和使用也影響到整個擠壓系統的工作性能。
    采用襯套式機筒,因襯套磨損后可更換,從而提高機筒的使用壽命。根據擠壓時的受力分析,內套筒的表面粗糙度越高,越有利于物料的擠壓,故內套筒內壁開有螺紋槽(見圖4)。

2.4 出料模板(見圖5)
    出料模板至螺桿頭端部的距離不宜太大,否則易積存物料,熱敏性的物料易分解,若距離過小,不利于螺旋形運動的粘流狀物料均勻地通過模板。通常使螺桿頭部與模板之間的容積稍小于或等于均化段一個螺槽的容積。

3 膨化飼料效果檢驗
    試驗采用添加有10%油茶粕的全價配合飼料,經過膨化加工后投喂異育銀鯽,養殖效果見表1。

    從養殖的效果來看,10%油茶粕組的增重率比對照組提高了48.58%(P<0.05),差異顯著,效果較好,而且10%油茶粕組的飼料系數較對照組低。由此可以看出,經膨化加工處理后的油茶粕作為飼料原料是可行的。而且,飼料中添加適宜的油茶粕配比對魚類的生長有明顯的促進作用,這可能與油茶粕中殘余的微量茶皂素有關。
4 結論
    試驗在去除茶皂素與粗纖維的同時,最大程度保留各種營養物質。在試驗過程中,通過擬定合理的加工工藝并自行設計、研制了適用于膨化油茶粕飼料的新型膨化機,改善了油茶粕飼料的適口性和在水中的穩定性,大大提高了油茶粕在飼料工業上的利用。該加工工藝和加工設備較好的符合物料的加工要求,實現了油茶粕的規模加工利用,同時也體現了安全可靠、簡單易行、經濟合理的原則。養殖試驗表明,提取了茶皂素和去除部分粗纖維的油茶粕,可用作“促生長飼料添加劑”,具有廣闊的應用前景。

參考文獻(略)