加工工藝參數(shù)對乳豬料產(chǎn)品品質(zhì)影響的試驗研究

宋春風(fēng) 王紅英

目前，乳豬料的生產(chǎn)主要以顆粒飼料為主[1]。現(xiàn)在國內(nèi)乳豬料主要的生產(chǎn)工藝是:先將玉米、大豆、豆粕等需要膨化的大宗原料進(jìn)行膨化，粉碎后再與其他不需要膨化的原料和添加劑等原料混合，進(jìn)行調(diào)質(zhì)、制粒等工序加工，為了更便于養(yǎng)殖戶飼喂，目前很多企業(yè)在制粒工藝后增加了破碎工序，如果不需要破碎，則直接冷卻、包裝[2-5]。

已有研究表明，決定顆粒飼料質(zhì)量的各種因素之間存在著一定的比例關(guān)系，其中飼料配方（原料的選擇）占40%，原料粒度占20%，調(diào)質(zhì)占20%，環(huán)模規(guī)格占15%，冷卻和烘干占5%[6-11]。因此，在配方確定的情況下，生產(chǎn)工藝對產(chǎn)品品質(zhì)影響至關(guān)重要。

天津彩虹飼料有限公司為國內(nèi)優(yōu)秀的飼料生產(chǎn)企業(yè)，乳豬料生產(chǎn)工藝具有很強(qiáng)的代表性。因此，本試驗主要從該廠生產(chǎn)加工過程出發(fā)，以A、B、C、D四種不同配方的乳豬料為試驗對象，并且以粉碎、調(diào)質(zhì)、制粒、冷卻等關(guān)鍵工藝為切入點，研究了加工處理對淀粉糊化度、硬度、水分含量等產(chǎn)品質(zhì)量特性的影響，一方面為乳豬料生產(chǎn)提供技術(shù)參數(shù)參考，另一方面為對乳豬料生產(chǎn)過程各因素的綜合考慮及產(chǎn)品品質(zhì)一致性控制系統(tǒng)的建立奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗采用目前國內(nèi)普遍采用的乳豬料配方，所用原料全部來自天津彩虹飼料有限公司。具體包括A、B、C、D四個型號的乳豬料產(chǎn)品。其中A、B為破碎料，C、D為顆粒料。產(chǎn)品A為高檔乳豬料產(chǎn)品，膨化玉米添加比例占整個配方的40%。產(chǎn)品B、C、D為普通乳豬料系列產(chǎn)品，膨化玉米的添加比例占整個配方的0。

1.2 試驗工藝

玉米（大豆、豆粕）→膨化→粉碎+其他配料（熱敏性物質(zhì)、酶制劑、藥物添加劑等）→混合→調(diào)質(zhì)→制粒（→破碎）→冷卻→包裝

原料采用一次（B、C、D）或二次（A）粉碎，混合5 min，調(diào)質(zhì)過程中的蒸汽壓力控制在0.4 MPa，調(diào)質(zhì)后物料溫度在60～70℃，干燥溫度為105℃，干燥時間15～25min。

1.3 試驗方法

按試驗要求，每個型號的產(chǎn)品在試驗過程中取4組平行數(shù)據(jù)，其中每組數(shù)據(jù)代表一個批次。同型號不同的批次的數(shù)據(jù)，因原料品質(zhì)和生產(chǎn)過程的差異存在波動。通過對各個不同型號和批次的對比，反映生產(chǎn)工藝參數(shù)對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料粉碎粒度

原料粉碎粒度對乳豬料產(chǎn)品品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在，在一定的范圍內(nèi)，原料的粉碎粒度越細(xì)，產(chǎn)品的淀粉糊化度越高，顆粒的粘度越高，有利于制粒成形；但如果粉碎過度，淀粉糊化度不僅得不到提高，反而會降低（如圖1）。這主要是因為，當(dāng)原料的粉碎粒度較細(xì)時，表面積增大，在調(diào)質(zhì)過程中有利于熱量和水分的吸收，使淀粉充分糊化，粘度也得到了相應(yīng)的提高[12]。但如果粉碎過細(xì)，淀粉在糊化的過程中，先糊化的淀粉容易粘結(jié)在一起，將未糊化的顆粒包裹起來，不能吸收外界的熱量和水分，糊化效果反而不好。

圖1 原料粉碎粒度對產(chǎn)品淀粉糊化度的影響

從圖1可以看出，高檔乳豬料A對原料的粉碎粒度要求較高，當(dāng)原料的粉碎粒度達(dá)到300～550 μm占92%時，產(chǎn)品的淀粉糊化度最高；對于普通乳豬料B、C、D，原料的粉碎粒度要求相對較低，當(dāng)原料的粉碎粒度達(dá)到300～550 μm占57%時，產(chǎn)品的淀粉糊化度最高。

2.2 喂料速度（見圖2）

圖2 喂料速度對淀粉糊化度的影響

喂料速度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響雖小，但不容忽視。生產(chǎn)過程中要保證物料流量適中，保持流速穩(wěn)定。進(jìn)料速度快，可以增加單位產(chǎn)量，但原料中淀粉加熱糊化時間短，糊化程度達(dá)不到要求，致使黏結(jié)力下降，耐水性差；降低進(jìn)料速度，延長粉料加熱時間，可使淀粉充分糊化，顆粒料的耐水性提高，但產(chǎn)量降低，影響生產(chǎn)效率[13]。

從圖2可以看出，產(chǎn)品A的最佳喂料速度在255 kg/h；產(chǎn)品B的最佳喂料速度在230 kg/h。容易發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)品A和B的不同，最佳的喂料速度也有所不同。因此，當(dāng)配方不同時，應(yīng)選擇適宜的喂料速度以達(dá)到最佳的生產(chǎn)效率。

2.3 調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)是乳豬料加工過程中關(guān)鍵工藝之一，調(diào)質(zhì)的效果直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。在調(diào)質(zhì)的過程中，通過通入高質(zhì)量的干飽和蒸汽，為飼料提供了充足的熱量和水分，使飼料中淀粉得到充分的糊化[14]。調(diào)質(zhì)工序?qū)Ξa(chǎn)品淀粉糊化度的具體影響見圖3。

圖3 調(diào)質(zhì)溫度對產(chǎn)品淀粉糊化度的影響

從圖3可以看出，對于產(chǎn)品A，當(dāng)調(diào)質(zhì)溫度為64℃時，產(chǎn)品的淀粉糊化度最高；對于產(chǎn)品B、C、D，調(diào)質(zhì)溫度為68℃時，產(chǎn)品的淀粉糊化度最高。

2.4 制粒（見圖4）

圖4 制粒加工對淀粉糊化度（%）的影響

制粒工序是整個乳豬料加工過程中最為重要的環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品的品質(zhì)以及生產(chǎn)的效率都起著決定性的作用。在整個加工過程中，制粒工序?qū)Ξa(chǎn)品的淀粉糊化度的影響見圖4。

從圖4可以看出，在生產(chǎn)線正常工作的情況下，對于產(chǎn)品A，當(dāng)制粒機(jī)的電流為175 A時，產(chǎn)品的淀粉糊化度最高；對于產(chǎn)品B、C、D，制粒機(jī)電流為185 A時，產(chǎn)品的淀粉糊化度最高。

2.5 冷卻（見圖5）

圖5 冷卻機(jī)效率對產(chǎn)品淀粉糊化度(%)的影響

冷卻器的效率對顆粒質(zhì)量影響很大，冷卻時應(yīng)當(dāng)保證適宜的風(fēng)量（如圖5），冷空氣穿過的物料層應(yīng)均勻，顆粒與冷空氣有足夠的接觸時間。制粒機(jī)壓出的顆粒溫度大約在65～100℃，水分含量13%以上[15]，需對顆粒產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)冷卻，以保證顆粒的品質(zhì)穩(wěn)定，提高乳豬料的保存期。如果冷卻時間過長，會導(dǎo)致產(chǎn)品的硬度過高，在飼喂時嚴(yán)重影響乳豬料的適口性，同時冷卻時間過長還會降低生產(chǎn)效率；相反，如果冷卻時間過短往往達(dá)不到冷卻要求，飼料水分含量偏高冷卻過快，會導(dǎo)致顆粒表面收縮速度過快，不利水分向外擴(kuò)散，中心部位的水分難以揮發(fā)，造成外干內(nèi)潮的狀況，不利于存放，同時顆粒表面易產(chǎn)生裂紋，這樣會降低顆粒的硬度與耐磨性，并增加產(chǎn)品的粉化率。冷卻時間一般保證在5～25 min，冷卻風(fēng)管中風(fēng)速控制在15～20 m/s，風(fēng)速過大易將物料吸走，造成管道阻塞、回收困難等現(xiàn)象[16]。冷卻時間與顆粒大小及其成分有關(guān)，顆粒中脂肪含量越高，顆粒冷卻越困難。另外在制粒后噴涂脂肪時，包在顆粒表面的脂肪層也會使顆粒中的水分難以排除。因此，冷卻時間應(yīng)相應(yīng)延長。

從圖5可以看出，產(chǎn)品A冷卻風(fēng)機(jī)電流為31 A時達(dá)到最佳的冷卻效果，冷卻風(fēng)速偏高或偏低，產(chǎn)品的淀粉糊化度都較低；產(chǎn)品B、C、D冷卻風(fēng)機(jī)電流為33 A時達(dá)到最佳的冷卻效果，因此，為了得到具有較高品質(zhì)的產(chǎn)品應(yīng)選擇適宜的冷卻風(fēng)速。

3 結(jié)論

通過對以上試驗參數(shù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，4種產(chǎn)品的最佳加工工藝參數(shù)如下。

3.1 產(chǎn)品A最佳的工藝參數(shù)：原料的粉碎粒度為300～550 μm（占 92%）,喂料速度為 255 kg/h，調(diào)質(zhì)溫度為64℃，制粒機(jī)電流為175 A，冷卻風(fēng)機(jī)電流為31 A。在這種工藝參數(shù)下，產(chǎn)品的淀粉糊化度達(dá)到80.31%。

3.2 產(chǎn)品B、C、D最佳的工藝參數(shù)：原料的粉碎粒度為 300～550 μm（占 57%），喂料速度為 230 kg/h，調(diào)質(zhì)溫度為68℃，制粒機(jī)電流為185 A，冷卻風(fēng)機(jī)電流為33 A。在這種工藝參數(shù)下，產(chǎn)品B、C、D的淀粉糊化度分別達(dá)到46.38%、49.06%、47.16%。

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