国际饲料工业科技动态分析

　　4、加工工艺与设备

　　饲料加工工艺与设备总是在不断革新，很难逐一评述。为了进一步提高饲料产品质量，也由于在卫生防疫方面的要求愈来愈严格，饲料工业中更多地采用“湿热加工 ”或“湿热-机械加工”，或进一步提高其强度。例如提高蒸汽调制时间和温度，采用挤压机(Extruder，俗称膨化机)，膨胀机(Expander)及 “压缩机”(Compactor)等。就加工强度而言，以淀粉糊化度为指标，依次为：挤压(糊化度80%-95%以上)，膨胀(估计糊化度为80%左右)，压缩(估计糊化度为60%-70%)，制粒(糊化度25%-40%)。加工成本的排列顺序则相反。最近推出了一种通用制粒熟化机(Universal Pellet Cooker)，可以制作从硬颗粒到浮性鱼饲料等多种产品，估计其加工强度也横跨上述范围。蒸汽压片(Steam Flaking)是一种加工整粒谷物的湿热-机械加工法，广泛地用于肉牛业，近来在美国的奶牛业中也得到了相当大的推广应用。蒸汽压片可使淀粉糊化度达到 60%-80%，加工成本不超过制粒。 “湿热加工”或“湿热-机械加工”可以提高淀粉或其他营养成分的消化利用率，破坏某些对营养成分利用不利的因素(例如抗胰蛋白酶因子)，从而提高一些饲料原料如玉米大豆等的营养价值。另一方面，热加工对维生素、酶制剂等添加剂有破坏作用。为了解决这一矛盾，一些公司研究将需热组分与热敏感组分分别加工处理的工艺与设备，并取得了专利。

　　5、加工工艺过程控制

　　“工艺过程控制”(Process Control)或“用统计学方法控制生产过程”(Statistical Process Control)亦称“全面质量管理”，已开始被引进到饲料工业，今后将得到广泛应用。这一工业管理系统的基本点是:“将产品质量控制在生产过程中”，从而降低成本，提高效益。以下举两个例子对此作进一步说明：例1. 建立一个快速分析饲料营养成分，及时调整饲料配方的体系。尽管电脑配方的计算十分准确，由于饲料原料的营养成分尤其是有效营养成分(例如豆粕中有效赖氨酸)的变异往往相当大，输入电脑的营养成分与饲料厂所用的饲料原料的实际营养成分特别是有效营养成分往往有相当的差异，由此导致生产出的配合饲料的营养成分与电脑计算的饲料配方的营养成分的差异。为了保证产品的营养成分，营养师不得不采取对某些营养成分如蛋白质，氨基酸超加的办法，也就是用增加成本来保证质量。一些公司或研究单位正试图研究开发一套系统，该系统可快速而准确地分析营养成分，并将分析结果迅速输入电脑，及时调整配方。这一系统将有效地提高配合饲料产品的质量稳定性，降低饲料成本。例2. 挤压(膨化)饲料产品水分控制。这是一家饲料公司技术开发的实例。该公司在研究产品质量过程中发现:实验室分析报告统计结果，水分的变异最大。客户投诉统计结果，发霉变质是最严重的问题。霉变的直接原因是水分过高。而水分过低将增加重量损耗，降低产品适口性。水分变异还扩大了其他营养成分的变异。据此，该公司的有关领导与研究人员决定将挤压(膨化)饲料产品水分控制列为重点课题，开展了一系列的研究与技术开发。首先通过平衡水分实验发现该公司产品系列水分超过11.5%(或水活度>0.7)时霉菌开始生长。据此将产品系列长期贮藏的安全水分定为11.0%。

　其次，在包装点每隔30分钟连续20小时取样分析，结果发现生产过程中产品水分的变异系数(CV%)为14.7%。根据统计学原理，计算出为保证97.5%产品不超过安全水分(11.0%)所需设定的目标水分为8.5%。为了减少生产过程中的产品水分变异，该公司的科研人员通过多学科合作建立了一个反馈自动控制系统。该系统包括一个以电容为基础的传感器，连续测定产品水分并以每秒20个读数的速度将信息输送到电脑反馈控制系统，相应调节烘干机的热风温度。换言之，该自控系统的受控(被测定的)因变量(Measured and Controlled Dependent Variable)为产品水分，而受控自变量(Controlled Independent Variable)为热风温度。安装调试后，该系统控制下产品水分的变异系数经20小时连续区域测定，由14.7%降至2.5%。据此，目标水分重新设定为10.5%，从而减少了2%的重量损耗(10.5%—8.5%)。产品水分变异的另一方面的原因是包装后的水分变化。经研究发现，由于温差造成的水分转移和环境湿度高而导致产品吸收水分，可能使产品发生霉变。此外，环境湿度低，产品水分散发，会导致“减斤”。

　　为了避免顾客的减斤投诉，该厂规定在每包饲料中超加0.5%重量。解决包装后产品水分变化的关键是选用适宜的包装材料。经反复试验，新选用的包装材料可将由温差造成的水分转移控制到安全限度以内，可保证产品水分在高温高湿条件下不吸湿，在高温干燥条件下不丢失水分，从而可免去0.5%的重量超加。这项研究的效益包括:降低了烘干能耗，减少了2.5% 重量损耗。该厂年产挤压(膨化)饲料5万吨，每吨平均售价400美元，由此得到的年效益为500,000美元(50,000×400×2.5%)。与此同时，防止了产品霉变，提高了产品的适口性和质量稳定性。以上实例还给人们以启示：饲料科技的研究开发，需要跨学科的合作;面对二十一世纪的挑战，需要跨世纪的人才。

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