飼用全脂大豆擠壓加工的生產(chǎn)試驗(yàn)研究
全脂大豆(fullfatsoybean)是整粒大豆經(jīng)加熱處理后的產(chǎn)品。Wisemn的研究表明,在幾種加熱處理中,以擠壓法所得全脂大豆的代謝能含量最高,為17.9MJ/千克;其次為烘焙大豆,為15.6MJ/千克;再次是微波處理的大豆,為15.4MJ/千克。據(jù)測(cè)定,膨化全脂大豆的綜合氨基酸的消化率為92.5%,賴氨酸的消化率為90.6%,故高于豆餅中這兩類氨基酸的消化率。全脂大豆的營(yíng)養(yǎng)成分與生大豆類似,因經(jīng)加熱處理,水分較低,其他成分則相對(duì)提高,但蛋氨酸仍顯不足。膨化大豆與其它原料的營(yíng)養(yǎng)(見(jiàn)表1)。Cheva-Lsakaru和Tangtaweeipat比較了不同加工技術(shù)對(duì)肉子雞的應(yīng)用效果,認(rèn)為擠壓膨化全脂大豆具有兩個(gè)優(yōu)勢(shì):一是對(duì)胰蛋白酶抑制因子有很好的破壞作用,破壞程度分別比蒸汽和干燥加工提高11.2%和74.5%;二是飼料轉(zhuǎn)化率明顯高于豆粕、蒸汽加工的全脂大豆和干炒加工的全脂大豆。
本文在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,探討擠壓過(guò)程中擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)、原料處理及擠壓主要工藝參數(shù)變化對(duì)擠壓效果的影響,以尋求較為恰當(dāng)和穩(wěn)定的加工工藝,同時(shí)使加工產(chǎn)量、質(zhì)量得以提高。
材料與方法試驗(yàn)原料與主要試劑試驗(yàn)原料:大豆與生豆餅均由浙江省海鹽縣通元飼料廠提供,其主要組成(見(jiàn)表2)。
主要試劑:均為分析純。
主要設(shè)備135型干法擠壓機(jī),部分零件經(jīng)調(diào)整,模頭自制,帶外加熱。
分析方法粗脂肪:索氏抽提法。
粗蛋白:微量凱氏定氮法。
脈酶測(cè)定:GB8622-88。
產(chǎn)量測(cè)定:實(shí)測(cè)(千克/小時(shí)·臺(tái))。結(jié)果與討論螺桿壓力環(huán)對(duì)擠壓效果的影響擠壓過(guò)程中,壓力環(huán)對(duì)物料起粉碎、限流和局部增大壓力的作用,它對(duì)擠壓工藝的穩(wěn)定及產(chǎn)量的高低影響較大。本試驗(yàn)采用生大豆(細(xì)粉碎全通φ2.5毫米篩板、水分調(diào)至15.5%)與生豆餅(細(xì)粉碎全通φ2.5毫米篩板,水分18%),分別在160±5℃與140±5℃下擠壓,以擠壓產(chǎn)品的脲素酶活力UA與產(chǎn)量為指標(biāo),考察了不同壓力環(huán)不同條件下的擠壓效果,結(jié)果(見(jiàn)表3)。
從表3可以看出,對(duì)全脂大豆的擠壓加工而言,壓力環(huán)的數(shù)量及直徑大小對(duì)擠壓產(chǎn)品的UA值與產(chǎn)量影響很大。在同時(shí)使用φ135毫米、φ130毫米、φ135毫米三個(gè)壓力環(huán)時(shí),盡管產(chǎn)品尿素酶活力很低,但其產(chǎn)量卻很小,且擠壓狀態(tài)不夠穩(wěn)定,時(shí)有噴爆現(xiàn)象。改用一個(gè)φ130毫米壓力環(huán),由于對(duì)物料作用太小,故UA嚴(yán)重超標(biāo)。選用一個(gè)φ138毫米壓力環(huán)基本適中,雖UA仍超標(biāo),但可以通過(guò)其他參數(shù)的調(diào)整加以解決。在以下的試驗(yàn)中壓力環(huán)均選用一只φ138毫米,裝置在螺桿的中段。
對(duì)生豆餅擠壓,由于原料UA遠(yuǎn)小于生大豆,故只使用一只φ130毫米壓力環(huán),UA也可達(dá)標(biāo)。以下對(duì)生豆餅擠壓試驗(yàn)均在螺桿中段裝一只φ130毫米壓力環(huán)。
螺桿組成對(duì)擠壓效果的影響螺桿結(jié)構(gòu)及螺桿之間的組合影響物料在擠壓過(guò)程中的滯留時(shí)間及受力大小。上述壓力環(huán)試驗(yàn)是在5節(jié)單螺紋螺桿下完成的。為了考察螺桿組成對(duì)擠壓效果的影響,本研究在靠近??椎牡谝还?jié)單螺紋用雙螺紋替代后進(jìn)行試驗(yàn),其兩種不同螺桿組成的試驗(yàn)效果(見(jiàn)表4)。
結(jié)果表明,改用一節(jié)雙螺紋螺桿后,擠壓產(chǎn)量有所下降,但UA降低也較明顯。綜合質(zhì)量與產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)方面考慮,還是以1節(jié)雙螺紋螺桿加4節(jié)單螺紋螺桿的組合較為適宜,并在以下的試驗(yàn)中均采用這種排布。
原料拉度對(duì)擠壓效果的影響相同質(zhì)量的原料,粒度不同導(dǎo)致物料的總表面積及物料的物理性狀均有差異,并使傳熱、傳質(zhì)性能發(fā)生變化,這些因素均會(huì)影響物料的擠壓效果。表5是對(duì)整粒大豆、粗碎大豆(用6.0毫米篩孔板破碎)、細(xì)碎大豆(用2.5毫米篩孔板粉碎)以及粗碎豆餅、細(xì)碎豆餅分別擠壓的生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果。
注:全脂大豆擠壓溫度170±5℃,原料水分15.5%,生豆餅擠壓溫度140±5℃,原料水分18.0%。
結(jié)果表明,隨著物料粉碎程度的提高,抗?fàn)I養(yǎng)因子受到擠壓作用更為完全。如全脂大豆經(jīng)粗粉碎,擠壓產(chǎn)品UA,超標(biāo)嚴(yán)重;但經(jīng)細(xì)粉碎后,可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
雖然細(xì)粉碎需增加電耗,但表4表明,隨著擠壓前原料粒度的減小,擠壓產(chǎn)量增加顯著。這就是說(shuō)從整個(gè)加工過(guò)程來(lái)看,總電耗并非增加。此外,原料粒度的減小對(duì)機(jī)器的磨損也會(huì)降低。因此,實(shí)際生產(chǎn)中原料以細(xì)粉碎為好,當(dāng)然這是以對(duì)目前使用的干法擠壓機(jī)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整為前提的。以下試驗(yàn)中物料都經(jīng)細(xì)粉碎處理。
原料水分對(duì)擠壓效果的影響
從表6可以看出,入機(jī)物料水分含量的提高,有利于抗?fàn)I養(yǎng)因子的鈍化及產(chǎn)量的增加。但原料水分過(guò)高,則擠出產(chǎn)品水分含量亦相應(yīng)增大,不利于安全儲(chǔ)存。故建議大豆擠壓水分在15%左右,而生豆餅擠壓水分在18%左右為宜。
擠壓溫度對(duì)擠壓效果的影響由表7可以看出,生大豆、生豆餅分別在操作溫度170±5℃,140±5℃的條件下擠壓,所得產(chǎn)品UA即能達(dá)標(biāo)。
結(jié)論對(duì)全脂大豆的擠壓加工,采用我們自制的孔模、帶外加熱器(2kW),選用一個(gè)φ138毫米壓力環(huán),第1節(jié)為雙螺紋螺桿、其余為單螺紋螺桿,原料經(jīng)細(xì)粉碎(φ2.5毫米篩板),調(diào)節(jié)原料水分至15%,在調(diào)水的同時(shí)加入0.5%添加劑,控制擠壓溫度在170±5℃,即可生產(chǎn)出UA<0.4的全脂膨化大豆,其產(chǎn)量在800千克/小時(shí)~1000千克/小時(shí)(采用PHG-135型擠壓機(jī))。
對(duì)生豆餅的擠壓加工,設(shè)備條件除壓力環(huán)用φ130毫米外,其余同(1);原料亦經(jīng)細(xì)粉碎,調(diào)水分18%,加入0.3%~0.5%添加劑,控制擠壓溫度在150℃左右,產(chǎn)品質(zhì)量較佳,產(chǎn)量可達(dá)1000千克/小時(shí)~1200千克/小時(shí)。
全脂膨化大豆不同添加量在肉雞飼料中的應(yīng)用
為測(cè)試全脂膨化大豆喂飼肉子雞的效果,使用擠壓膨化機(jī)加工全脂大豆粉,配制肉雞全價(jià)飼料進(jìn)行飼料對(duì)比試驗(yàn)。按47日齡試驗(yàn)周期,按13%、20%、28%添加膨化大豆,考察其生長(zhǎng)性能。試驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)表8)。
結(jié)果表明:膨化大豆組比對(duì)照組(豆粕+植物油)總重量增加,料肉比降低,其中以日糧中添加20%膨化全脂大豆粉的組中料肉比最低為1.839∶1,對(duì)照組料肉比為2.068:1,而且這組中總飼料費(fèi)用最低,生產(chǎn)每千克肉雞的飼料成本3.24元,比對(duì)照組低0.74元,這樣飼養(yǎng)每羽肉雞飼料成本費(fèi)可降低1.00元以上。從全脂膨化大豆在全價(jià)飼料中的添加比例來(lái)看,添加20%左右的膨化全脂大豆,可以完全取代豆油在飼料中的添加,而達(dá)到各種高能全價(jià)飼料的質(zhì)量要求。
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