洪荒之力來襲！看200余名飼料加工行業(yè)精英在京掀起的超強(qiáng)學(xué)術(shù)風(fēng)暴

■ 《當(dāng)代水產(chǎn)》程純明 文/圖 [ 微信公眾號：tsfish ]

洪荒之力來襲！看200余名飼料加工行業(yè)精英在京掀起的超強(qiáng)學(xué)術(shù)風(fēng)暴

■ 《當(dāng)代水產(chǎn)》程純明 文/圖 [ 微信公眾號：tsfish ]

嘉賓團(tuán)合影

2016年9月6日，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所、中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會動物營養(yǎng)分學(xué)會主辦，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料加工創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、北京英惠爾生物技術(shù)有限公司承辦，江蘇牧羊控股有限公司協(xié)辦的第一屆國際飼料加工技術(shù)研討會水產(chǎn)膨化擠壓加工技術(shù)專題在北京召開。會議聚集了200余名來自中國、美國、挪威、丹麥等在飼料加工工藝相關(guān)領(lǐng)域的海內(nèi)外專家、學(xué)者以及企業(yè)代表參會。

對于每一位到場的嘉賓來說，這次的研討會都不虛此行。關(guān)于飼料加工的各種話題，都有極高含金量的報(bào)告呈現(xiàn)，有最新加工工藝的介紹，也有飼料配方工藝的分享，還有新原料配方應(yīng)用探討。

加工工藝的創(chuàng)新和改造

德克薩斯農(nóng)工大學(xué)食品蛋白質(zhì)研究所所長Mian N.Riaz認(rèn)為，在飼料的生產(chǎn)中，都需要遵循4個(gè)原則，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。而無論要制作任何種類的飼料，都包括4個(gè)基本元素蛋白質(zhì)、碳水化合物、微量營養(yǎng)素和礦物質(zhì)等添加劑。

當(dāng)確定好配方后，下一步就要確定機(jī)械的種類和結(jié)構(gòu)，到底選擇單螺桿還是雙螺桿。對于超高脂飼料（高于17%），超高量的新鮮肉（大于35%），統(tǒng)一的外形和遲勛，直徑小于1.5毫米的超小尺寸，并在短期生產(chǎn)計(jì)劃內(nèi)頻繁改變產(chǎn)品的，可以選擇雙螺桿膨化機(jī)。

選擇好設(shè)備后，第一步，是如何將物料送到膨化機(jī)當(dāng)中。在水產(chǎn)飼料中，分為浮性、緩沉性、快速沉性3種，決定這3種特性的就是膨化程度，可以通過調(diào)整膜孔來實(shí)現(xiàn)。最終生產(chǎn)成什么產(chǎn)品需要跟你的生產(chǎn)商供應(yīng)商商量決定。根據(jù)需要選好設(shè)備后，再對設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

Mian N.Riaz表示 ，如今所有的浮性飼料都是通過膨化生產(chǎn)的，60%的沉性水產(chǎn)飼料是由膨化制作的，只有40%還是制粒生產(chǎn)。對于膨化機(jī)而言，在進(jìn)料部分，需要非常精確的喂料系統(tǒng)來控制喂料。

牧羊美國研究院烘干技術(shù)總監(jiān)Merry Ortberg主要講解膨化技術(shù)烘干技術(shù)。她表示，目前市面上的烘干技術(shù)基本都是熱氣流烘干，風(fēng)路和氣流的走向非常重要。

氣流關(guān)系到有效性、均勻性以及結(jié)團(tuán)的問題，在烘干機(jī)的入口處水汽含量比較高，容易導(dǎo)致結(jié)團(tuán)，出現(xiàn)水分不均勻的情況。還有一個(gè)問題是料層的厚度，越厚烘干時(shí)間越長，能耗越低。但厚度的厚度設(shè)計(jì)需要看顆粒料的大小，不能影響到顆粒料的營養(yǎng)，也不能影響到氣流的走向。

烘干溫度和物料出口溫度的問題，現(xiàn)在生產(chǎn)工藝也不斷進(jìn)步，對于出口溫度有不同的要求，不同區(qū)間也有不同的溫度。在冷卻環(huán)節(jié)，如果處理不好，會有不利的影響。

據(jù)悉，膨化能耗的消耗，烘干機(jī)占的能耗占比60%，如果想降低能耗，在烘干機(jī)上降低是最可行。因?yàn)樵诤娓蓹C(jī)耗能中，對于液體的處理能夠占比很大，空氣和熱量損失可以想辦法降低，可以通過工藝的改進(jìn)去改善，這也是節(jié)能的一個(gè)方向。

對于烘干機(jī)，Merry Ortberg認(rèn)為最好的應(yīng)該是分段式，對氣流進(jìn)行獨(dú)立區(qū)域控制，可以在不同的區(qū)域設(shè)置不同的溫度，如果沒有分段，所有的溫度會一樣，出口的溫度也非常高，能耗也高，沒有必要，所以，分區(qū)的烘干機(jī)很有必要，也是未來發(fā)展的一個(gè)方向。

上海易普工貿(mào)（科技）有限公司總經(jīng)理曹康教授的報(bào)告主要是針對水產(chǎn)擠壓膨化飼料加工工藝及裝置技術(shù)進(jìn)展。他表示，“中國是世界水產(chǎn)飼料生產(chǎn)大國，水產(chǎn)飼料產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的50%左右，2015年，膨化飼料產(chǎn)能達(dá)到450萬噸左右，占水產(chǎn)飼料的25%，年遞增率在30%左右。按照每條膨化線生產(chǎn)1.2萬噸的飼料的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，全國擁有375條膨化線。”

曹康認(rèn)為，對于飼料的質(zhì)量和成本的相關(guān)性，核心就是配方、理化特性和加工工藝。對于水產(chǎn)擠壓膨化飼料加工工藝，他表示主要有水平布置和垂直布置兩種，不同的布置類型在飼料品種中的應(yīng)用也不同。而從工藝設(shè)計(jì)上講，垂直布置優(yōu)于水平布置。同時(shí)，對于水產(chǎn)擠壓膨化飼料加工工藝的進(jìn)展和擴(kuò)展也展開介紹。

對于未來膨化機(jī)的發(fā)展方向，他表示，“未來規(guī)模化，無害化，高效化，自動化，功能化，控制與品質(zhì)參數(shù)的可視化，單元創(chuàng)新與系統(tǒng)續(xù)航新并舉是發(fā)展的趨勢。”

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所加工創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家薛敏主要講解飼料加工和貯存過程中熱敏性營養(yǎng)素的損耗及保真技術(shù)。她表示，飼料的加工工藝對改善飼料品質(zhì)，精準(zhǔn)營養(yǎng)素添加，提高飼料利用效率，擴(kuò)大飼料資源范圍，降低能源消耗，減少排放等方面起到很大的作用。

對于酶制劑在飼料加工中的添加工藝，薛敏表示，在擠壓熟化加工工藝條件下，因其加工過程中使物料達(dá)到120℃～130℃的高溫，酶活性在此溫度下完全被破壞，因此各種酶制劑，包括普通型和耐高溫型植酸酶，β-葡聚糖酶和纖維素酶等，都不適用與擠壓熟化加工工藝。而環(huán)膜應(yīng)顆粒加工工藝條件下，耐高溫植酸酶，β-葡聚糖酶和纖維素酶活性保留率分別為65.5%、82%和63.6%，明顯高于普通型分別為22.3%、29.3%和23.7%。據(jù)悉，酸性植酸酶在無胃魚體內(nèi)，幾乎不顯示有效性。

薛敏認(rèn)為，不飽和脂肪酸的損失主要集中在調(diào)質(zhì)和制粒結(jié)算，分別占比Wie70%和30%，并且隨著調(diào)職溫度的提高，不飽和脂肪酸的保真率有所降低，而不飽和脂肪酸DHA的熱穩(wěn)定性比EPA較好。在混合階段的攪拌和摩擦等物流總用，會加劇氧化還原，不飽和脂肪酸也會有少量的達(dá)到110℃～160℃，壓力也很大，對不飽和脂肪酸的破壞很大，比環(huán)膜制粒更為嚴(yán)重。

丹麥谷禹泰工程顧問有限公司馬傲雷博士圍繞仔稚魚微小顆粒飼料加工和生產(chǎn)進(jìn)行介紹。對于微小顆粒飼料的加工和生產(chǎn)，在原料的選擇上，為了避免堵塞膨化機(jī)出料膜孔，應(yīng)該盡量避免使用含有果皮的產(chǎn)品，可以通過使用去皮的產(chǎn)品例如剝皮后的小麥來解決；避免使用高含油物料，減少粉碎機(jī)篩網(wǎng)的堵塞；清理原料中的異物，含有小骨質(zhì)顆粒的原料也容易堵塞膨化機(jī)的膜孔。

不同的粉碎機(jī)對物料的粉碎力度也不同，對于微小顆粒飼料加工和生產(chǎn)（顆粒小于3mm）來說，馬博士推薦使用后粉碎系統(tǒng)，超微粉碎機(jī)或者雙粉碎機(jī)粉碎后再采用高效的篩分設(shè)備篩分，來控制粒度。

在加工工藝上選擇用高溫膨化工藝來生產(chǎn)。因?yàn)楦邷嘏蚧哂心軌蛱岣咴系臓I養(yǎng)價(jià)值，能夠生產(chǎn)密度合適的產(chǎn)品，膨化后還可以添加更多的油脂，且經(jīng)過高溫殺菌的產(chǎn)品會更安全，同時(shí)，高溫膨化生產(chǎn)出來的是耐水性好，能夠減少水污染后對飼料的浪費(fèi)，耐久性好，在輸送和處理過程中不容易碎裂。

在干燥機(jī)的選擇上，馬傲雷建議使用流化床干燥，一方面是流化床干燥適合微小顆粒產(chǎn)品，另一方面是流化床干燥緊湊的箱體結(jié)構(gòu)，潔凈的設(shè)計(jì)和不同的型號和供應(yīng)商更能滿足微小顆粒產(chǎn)品的需要。

衛(wèi)生問題也不可忽視，馬傲雷建議，使用封閉系統(tǒng)，隔離來自鳥、鼠或其他沙門氏菌的攜帶者；避免飼料產(chǎn)生冷凝水，尤其是在熱處理工藝后；還要避免交叉感染，嚴(yán)格區(qū)分原料和成品；設(shè)計(jì)上保證維修和清理方便；減少筒倉和設(shè)備灰塵的散逸。

原料的開發(fā)利用

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所程宏遠(yuǎn)研究員表示，不同淀粉含量配方的水產(chǎn)飼料膨化加工實(shí)踐。淀粉有幾種，A類是谷物類易于糊化的淀粉，B類是塊莖類難于糊化和消化的淀粉，C類是根類和豆類淀粉，D類是直鏈淀粉，可以與有機(jī)酸性分子形成復(fù)合物。

淀粉主導(dǎo)顆粒膨化，其他組分起次要作用。直鏈淀粉/直鏈淀粉等于50%時(shí)，可以達(dá)到膨化料最大。不同的淀粉源對膨化的影響也不同，不同的淀粉，在配方中含量也不同。

他表示，目前低淀粉配方存在著一些困境。一方面是物料的粘結(jié)性降低，顆粒料在水中的穩(wěn)定性會減低，還會影響膨化顆粒的膨脹程度，均勻性和美觀性，會產(chǎn)生顆粒塌陷，顆粒膨脹系數(shù)降低；另外，低淀粉配方還容易導(dǎo)致顆粒尺寸均勻性差異大，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致浮性產(chǎn)品中出現(xiàn)部分顆粒下沉現(xiàn)象。

對于原料，程宏遠(yuǎn)認(rèn)為植物蛋白原料潤濕時(shí)間更長，對原料做小顆粒粉碎，在調(diào)質(zhì)環(huán)節(jié)，延長停留時(shí)間，在膨化上，適當(dāng)加大剪切力。

此外，在低淀粉配方中，淀粉源含量降低時(shí)，配方內(nèi)粘結(jié)性會降低。對于低淀粉配方加工時(shí)的調(diào)整方向，程宏遠(yuǎn)建議在調(diào)質(zhì)器上，改動槳葉方向，增加停留時(shí)間，搭配組合式的調(diào)質(zhì)器；在膨化機(jī)上，調(diào)整螺桿配置，鉛華機(jī)械能輸入，增強(qiáng)揉制效果；在模板上，選擇合適的模板合度和膜孔結(jié)構(gòu)；對于操作參數(shù)，要提高出料段膨化腔的問題。

挪威生命科學(xué)大學(xué)飼料科技研究中心主任Dr.Olav Fjeld Kraugerud認(rèn)為，每一種原料，在實(shí)際當(dāng)中的控制點(diǎn)，一方面在于每個(gè)原料理想處理方式的評價(jià)，包括物理指標(biāo)，營養(yǎng)指標(biāo)；另一方面在于混合后物料應(yīng)滿足每個(gè)品種的營養(yǎng)、物理質(zhì)量的需求；最后還要考慮加工的可行性，包括水分含量和脂肪含量。

對于新蛋白原料的使用，Olav Fjeld Kraugerud表示植物蛋白使用很多，原因主要是植物性原料在產(chǎn)量和價(jià)格方面都具有優(yōu)勢。在纖維性蛋白原料使用較多的時(shí)候，就需要做營養(yǎng)補(bǔ)償，增加混合能力，必須通過加工工藝的改造來讓加工的形態(tài)達(dá)成自己的目標(biāo)。其次是新型海洋資源的應(yīng)用以及非常規(guī)飼料原料資源應(yīng)用。

在報(bào)告中，我們可以看到，不同飼料的功能消耗是不一樣的，隨著配方磷蝦粉使用量的增加，淀粉的消化量也是直線上升，脂肪的含量不斷上升，淀粉的糊化度呈線性下降。

對于谷朊粉的應(yīng)用，Olav Fjeld Kraugerud經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同的使用量也會產(chǎn)生不同的效果。至于昆蟲蛋白，在歐洲還是屬于試驗(yàn)階段，還沒有正式生產(chǎn)。

生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制

美國WEM Automation公司東南亞片區(qū)經(jīng)理Mr. Paul Lerhy：飼料生產(chǎn)線管理的高級控制系統(tǒng)

Paul Lerhy表示，作為飼料廠來講，最重要的是控制系統(tǒng)。“當(dāng)今的社會走向現(xiàn)代化，在2015年，已經(jīng)走到移動通訊工具來控制飼料生產(chǎn)的水平，人工的不確定因素在往下走，質(zhì)量和效率也不斷提高。”

他表示，在飼料行業(yè)飼料廠的系統(tǒng)控制主要是原料控制系統(tǒng)，采用先進(jìn)先出；其次，是配料系統(tǒng)，需要原料配套，跟第三方軟件的配合；飼料加工系統(tǒng)主要是制粒系統(tǒng)，包括原料批號，生產(chǎn)運(yùn)行和路徑的選擇；最后，是散裝出料系統(tǒng)。

Paul Lerhy認(rèn)為現(xiàn)在飼料廠面臨有幾個(gè)方面的問題，但是使用WEM4000系統(tǒng)，可以對各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題都進(jìn)行控制。 首先是原料接收控制系統(tǒng)，可以全程自動運(yùn)行，自動選倉，存儲來料信息，并將所有的數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)庫。第二是粉碎系統(tǒng)，自動換倉樣能夠檢測到物料的來源，物理倉以及關(guān)鍵業(yè)績指標(biāo)，管理生產(chǎn)。制粒系統(tǒng)的控制，能夠全自動控制顆粒料的生產(chǎn)，自動對滾輪自動加油，對環(huán)膜的壽命進(jìn)行系統(tǒng)判斷，對于制粒機(jī)的損耗與何時(shí)會堵塞等問題也會自動監(jiān)測，并作出預(yù)警。WEM的散裝出料系統(tǒng)，能夠?qū)⒊隽蠑?shù)據(jù)，通過從公司的數(shù)據(jù)庫來輸出輸入，自動控制系統(tǒng)裝卸料。

在追溯功能上有三級追溯，第一級也是初級的追溯功能。第二級是通過移動通訊工具來管理，將數(shù)據(jù)全部輸入電腦系統(tǒng)。最高級的追溯已經(jīng)達(dá)到來料從進(jìn)來到倉庫的認(rèn)可的一個(gè)角落和位置，以及出料入料數(shù)據(jù)，有效期等，詳細(xì)數(shù)據(jù)可以細(xì)化到每一包料，都可以通過通訊工具來控制和了解，主要通過二維碼來實(shí)現(xiàn)。“我們的系統(tǒng)主要是針對全局的控制和追溯，是一個(gè)整體的系統(tǒng)。”

據(jù)他介紹，在WEM的系統(tǒng)中，通過KPI（關(guān)鍵績效指標(biāo)）可以顯示整個(gè)工廠的生產(chǎn)表現(xiàn)，包括接受，配料，粉碎，制粒和裝載的數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際共產(chǎn)調(diào)研制作績效圖表。同時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)來掌握平均標(biāo)準(zhǔn)差，利用圖表分析來體現(xiàn)。還有一個(gè)管理工具，就是報(bào)表工具，可以有75個(gè)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表以及無數(shù)的其他報(bào)表，幫助查看設(shè)備的表現(xiàn)，在任何時(shí)候都可以形成報(bào)告數(shù)據(jù)。

牧羊控股集團(tuán)美國公司副總裁Rob Strathman也認(rèn)為，作為飼料廠，要控制整個(gè)工廠的性能表現(xiàn)，要做到這一點(diǎn)，要將原料的浪費(fèi)降到最小，將設(shè)備整體應(yīng)用和產(chǎn)品合格率提到最高。而這需要數(shù)據(jù)的收集。

他表示，僅僅收集數(shù)據(jù)還不夠，還需要專業(yè)的團(tuán)隊(duì)對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)分析。以4個(gè)分廠16條生產(chǎn)線為例，通過數(shù)據(jù)收集和分析，提升效率和減少原料浪費(fèi)。每一個(gè)膨化機(jī)的停開機(jī)過程中，都有一部分產(chǎn)品被剔除在外，也就是所說的機(jī)頭料。此外，不穩(wěn)定的工藝對產(chǎn)能的影響，隨著批次生產(chǎn)量和運(yùn)行時(shí)間的見撒后，產(chǎn)能效率隨之降低，任何的停產(chǎn)都只能保證只有一小部分回機(jī)料能夠再次被利用。

Rob Strathman提到，有很多原因會影響到膨化生產(chǎn)線的效率，包括設(shè)備，方法，操作工，原料，測量，環(huán)境等，但我們應(yīng)該看到整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備流程的影響因素，所以，需要做的是提升整個(gè)工藝流程的穩(wěn)定性。

人為的因素對整個(gè)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性影響是非常大的，解決方法首先是從增強(qiáng)員工的培訓(xùn)和管理上開始的，第二是采用先進(jìn)的工藝流程控制技術(shù)，第三是使用自動控制系統(tǒng)來做數(shù)據(jù)采集，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的分析之后，可以清楚地知道工廠中低效率主要在哪里發(fā)生。“在這一塊，我們有專門培訓(xùn)的員工對自動收集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。”

而在廢料回收和利用上，Rob Strathman透露牧羊在做一套零廢料系統(tǒng)。在對數(shù)據(jù)系統(tǒng)的使用上，他介紹了OEE-設(shè)備總體效率度量評估系統(tǒng)，這套數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以對生產(chǎn)線性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對關(guān)鍵性原料損失度量評估進(jìn)行追溯。

Rob Strathman表示，膨化工藝的穩(wěn)定性可以從以下幾個(gè)方面來提升，一是加強(qiáng)操作人員的能力并且實(shí)施持續(xù)改進(jìn)替身計(jì)劃，二是通過工藝過程控制技術(shù)對流程進(jìn)行簡化，三是通過自動化和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來進(jìn)行決策。“沒有測量，就沒有提升，這個(gè)策略對于遵守他的人會產(chǎn)生競爭性的優(yōu)勢！”