专利名称：一种猪毛粉饲料的膨化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种饲料的膨化工艺，尤其是猪毛粉饲料的膨化工艺。
背景技术：
想要生产出一种合格的膨化饲料，首先对饲料原料成分的选择，饲料原料对最终 产品的结构、质量、挤出难易度、营养价值、经济效益以及需要时适应高水平脂肪能力影响 极大。因此，选择原料使配料价在最低位仍能保持高质量标准，并且加工费用最低，这样的 能力对每一位技术人员来说是一场挑战。其次是的针对饲料原料成分的特性，选择合适的 膨化加工工艺以及在膨化过程中对各加工参数、系统参数的设置对输出的膨化饲料产品质 量好坏起到至关重要的作用。至今尚未发现有采用猪毛为原料生产膨化饲料的报导。膨化指含有一定比例和一定水分的原料，经高温，高压处理后，淀粉糊化，蛋 白质分层，水分呈过热状态，再在短时间内降为常压，温度骤降，在温差压差的作用下， 饲料体积迅速膨胀，水分迅速蒸发而形成质地结构疏松的饲料。膨化饲料的优点1 提高饲料的营养价值；2 膨化饲料具有多孔性，比重小，能 漂浮在水面，减少水体污染；3 膨化饲料含水率低，一般为6-9%，保型性好，可以长期贮 存；4 膨化饲料特别适宜作鱼虾饲料，漂浮性好，松散系数低，消化率高。膨化加工工艺主要分为间歇膨化工艺、连续膨化工艺。其中连续膨化工艺又分 为气流连续膨化工艺、流动层式连续膨化工艺、挤压式膨化工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构稳定、质量好、挤出容易、营养价值高的 猪毛粉饲料的膨化工艺。为解决上述问题，本发明采用的技术方案提供一种猪毛粉饲料的膨化工艺，其特 征在于该猪毛粉饲料的膨化工艺步骤如下
1):采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通 过粉碎机粉碎，粉碎粒度为3-5mm ；
2)通过进料装置进料；
3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采用添加蒸汽调质时，蒸汽添加 量为20-45%，锅炉工作压力为0. 5 0. 9Mpa，调质时间为100 150s，采用添加水分调质 时，水分添加量为20-45%，温度为100 120°C，调质时间为100 150s ；
4):采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作 为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为65-105mm，螺杆 长径比为16-20 :1，螺纹螺距为35-55mm，螺纹升角为20-40°，螺杆转速为100_250rpm，挤 压温度为100-200°C，环形模口环隙为8-12mm。作为本发明的进一步优化方案为所述的猪毛粉饲料的膨化工艺，其特征在于该猪 毛粉饲料的膨化工艺步骤如下1)采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通 过粉碎机粉碎，粉碎粒度为3. 5-4. 5mm ；
2)通过进料装置进料；
3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采用添加蒸汽调质时，蒸汽添加 量为20-30%，锅炉工作压力为0. 6 0. 8Mpa，调质时间为120 140s，采用添加水分调质 时，水分添加量为20-30%，温度为110°C，调质时间为120 140s ；
4):采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作 为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为75-95mm，螺杆长 径比为17-19 :1，螺纹螺距为40-50mm，螺纹升角为25-35°，螺杆转速为120_200rpm，挤压 温度为130-160°C，环形模口环隙为9-11謹。作为本发明的又一进一步优化方案为所述的猪毛粉饲料的膨化工艺，其特征在于 该猪毛粉饲料的膨化工艺步骤如下
1):采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通 过粉碎机粉碎，粉碎粒度为4mm ；
2)通过进料装置进料；3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采 用添加蒸汽调质时，蒸汽添加量为25%，锅炉工作压力为0. 7Mpa，调质时间为130s，采用添 加水分调质时，水分添加量为25%，温度为110°C，调质时间为130s ；
4):采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作 为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为85mm，螺杆长径 比为18 :1，螺纹螺距为45mm，螺纹升角为30°，螺杆转速为175rpm，挤压温度为150°C，环 形模口环隙为10mm。采用上述猪毛膨化工艺方法在挤压膨化过程中可显著提高猪毛粉的可消化性，全 面提高饲料的营养价值。猪毛粉的饲用价值在于两个方面(1)作为蛋白源，节约豆饼，鱼 粉的用量；(2)作为赖氨酸，节约某些畜禽饲料中赖氨酸的添加量，赖氨酸是羽毛粉的两点 两倍。
具体实施例方式实施例1:本发明的猪毛粉膨化工艺方法采用猪毛粉为原材料，所述猪毛粉为摘 去猪棕毛后留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料等，并采用挤压式膨化工艺方法对猪毛粉进 行膨化加工。所述挤压膨化工艺方法其工作原理为
现代挤压膨化技术的挤压机机镗内可认为是一个较为特殊的连续反应器。饲料在挤压 机机镗内，在高温、高压状态下经强烈的挤压、剪切、摩擦、混合、挤出使饲料中的淀粉糊化、 蛋白变性，物料之间的各组分产生强烈的物理和物理化学变化、物料在宏观和微观结构上 都产生了具大变化。同时饲料经高温、高压在挤压反应器内有高的水分，使各种抗营养因子 的活性能得到较有效的钝化、有害病菌较能彻底灭活。从而，使挤压膨化机的成品具有良好 的耐水性和稳定性、易消化、吸收效率高、含菌率低、安全性好等特点。调整挤压膨化机有关 参数可生产出各种性能的沉性、浮性和半浮性等水产饲料，这类饲料符合鱼虾水生动物的 使用特点和要求。与此同时，挤压膨化机还能用于改善和提高饲料原料的使用价值。所述挤压膨化工艺方法采用单螺杆挤压式膨化系统作为加工设备。所述单螺杆挤压式膨化系统包括进料装置、调质器、膨化机器主体；所述进料装 置采用料斗出口用螺旋喂料器或振动喂料器，保证喂料稳定；所述调质器是用于生产水产 饲料和高档畜禽饲料用的双轴差速调质器，调质器的作用是饲料膨化之前进行水热处理、 软化原材料的加工过程；所述膨化机器主体组成主要有挤压套筒、螺杆及模口三部分。要让一台挤压式膨化系统保持稳定的工艺过程，生产出符合要求的膨化饲料，必 须掌握或测定全部作业参数或变量。这些变量可分为四类原料、加工参数(包括加工常量 和加工变量或可控变量)、系统参数(工艺过程输出值)、新产品特性。1、原料
本发明的采用的猪毛粉主要成分是硬质蛋白质，称为角蛋白。其中绝大部分的毛 发是由角蛋白组成，约占整个毛发的95%左右。其他组成包括微量元素、水分和其他元素。 其中角蛋白是由约20种氨基酸形成的氨基酸链组成。包括胱氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、缬氨 酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、色氨酸、异亮氨酸等，其中胱氨酸的含量最高。猪毛 粉中还含有约20多种的微量元素，主要包括锌、钙、锰、镉、汞、硒、铜、钴、铁、钛、钼、镍等。2、加工参数
加工参数包括加工常量和加工变量(或可控变量)。a.加工常量
挤压机类型，主机功率，螺杆长径比(L/D)，螺杆构形(包括螺纹螺距，螺纹升角度)，模 口环隙。本发明所述的挤压机类型采用单螺杆挤压式膨化系统；主机功率为30KW ；所述螺 杆长径比(L/D)为85mm ；所述螺纹螺距为45mm，所述螺纹升角为30°C ；模口环隙为10mm。b.加工变量(可控变量)
喂入水分(添加蒸汽或水)，挤压机机镗温度(挤压温度)，螺杆转速。本发明所述的添加 蒸汽量或添加水分量为25% ；机镗的挤压温度为150°C ；螺杆转速为175rpm。挤压膨化工艺的加工流程为
原料处理一进料一调质一投料挤压膨化一切割成型一烘干一冷却一成品 (1)原料处理
将猪毛摘去猪棕毛后留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料等在膨化前经粉碎机粉碎。原 料粒度决定着饲料组成的表面积，粒度越细，表面积越大，物料吸收蒸汽中水分越快，有 利于进行调质，也使膨化质量和产量提高。本发明对猪毛的粉碎粒度为4mm。(2)进料
通过进料装置进料，为了保持膨化产品的质量和膨化机不停地、均衡地满负荷工作，必 须使进入膨化机的物料流量满足膨化需要。特别注意应有效消除待膨化料仓因结拱等原因 而造成的进料不均勻的现象。进料不足，膨化效果不理想；进料过多，容易堵机，致使生产 率下降甚至“烧机”。(3)调质
通过调质器进行调质，采用添加蒸汽或水分调质。采用添加蒸汽时，在调质过程中要添加适量的蒸汽，蒸汽的质量也将影响到调质 的质量。如果加入蒸汽过多，会使猪毛粉变得过软，膨化腔内挤压力不足，影响膨化效果，如 果加入的蒸汽不足，会使物料糊化程度差，难于成形，膨化的效果不理想。本发明的蒸汽添加量在25%。所供的蒸汽应保持稳定压力，且防止产生冷凝现象，锅炉的工作压力应维持 在0. 7MPa，输送到调质器之前的蒸汽压力应调节到0. 058 0. 4Mpa，调质时间为130s。采用添加水分调质时，水分调质需要一定的时间，以便提高料温和含水量，促进淀 粉糊化，不同的配方对应不同的调质时间，以满足用户生产不同配方饲料的需要。本发明调 质时控制温度在130°C之间，湿度为25%。水分含量高时，粘合较好，但是过多的水分将堵塞 模孔，同时干燥处理时的成本也将增加。(4)投料挤压膨化
通过挤压式膨化设备膨化。在挤压机机镗内，物料是通过挤压螺杆、压力环与挤压机机 镗内之间的环形间隙挤出。在高温、高压状态下经强烈的挤压、剪切、摩擦、混合、挤出使饲 料中的淀粉糊化、蛋白变性，物料之间的各组分产生强烈的物理和物理化学变化、物料在宏 观和微观结构上都产生了具大变化。同时饲料经高温、高压在挤压反应器内有高的水分，使 各种抗营养因子的活性能得到较有效的钝化、有害病菌较能彻底灭活。从而，使挤压膨化机 的成品具有良好的耐水性和稳定性、易消化、吸收效率高、含菌率低、安全性好等特点。调整 挤压膨化机有关参数可生产出各种性能的沉性、浮性和半浮性等水产饲料，这类饲料符合 鱼虾水生动物的使用特点和要求。与此同时，挤压膨化机还能用于改善和提高饲料原料的 使用价值。同时，模口环隙的大小也影响着膨化机的产量，模口环隙越大膨化机的产量越 大。模口环隙小的挤出阻力大，造成的反压力大，动力消耗也大。所以在不影响膨化参 数和产品质量要求的情况下，采用模孔大的模板可提高膨化机的生产率。本发明对在膨化 时，机镗内的挤压温度控制在150°C，环形模口环隙设置成10mm。(5)最后将挤出的饲料切割成型，然后烘干，冷却，制成成品。制成后的成品其外 形，膨胀，密度，水分，表面糙度，硬度，易碎性，吸收脂肪能力，淀粉糊化程序，吸水率，水吸 收指数，水可溶性指数，水中漂浮性，对氧化的稳定性等都符合实际要求。采用上述挤压膨化工艺后对猪毛粉饲料营养价值的影响 1、挤压膨化条件下对猪毛粉胃蛋白酶消化率的影响
各种挤压膨化条件下猪毛粉胃蛋白酶消化率结果如表1所示 经膨化作用后，角蛋白体外消化率大幅度增加，这表明挤压膨化工艺能非常有效的改 善角蛋白的消化状况，挤压作用可大幅度降解角蛋白消化利用主要抑制因子二硫键的数 量，从而使其所维持的角蛋白紧密螺旋构象松展，在此基础上，角蛋白才能在挤压机腔内形 成具有恰当流变性的熔融状流态化面团，以顺利完成挤压膨化过程，最终使角蛋白成为可 消化性用的蛋白资源。表中结果还表明，从提高角蛋白消化率这一角度上讲，膨化猪毛分要 好于目前普遍采用的高压水解工艺猪毛粉。表1各种挤压膨化条件下猪毛粉的胃蛋白酶消化率PDP (%) 温度(挤压温度)的影响(转速175rpm;水分25%)
温度(V)PDP (%)螺杆转速的影响(挤压温度150~℃(；水分25％)转速(rpm)PDD(％)10090．1012091．2017591．3420090．3025090．29添加水分的影响(挤压温度150~℃(，转速t75rpm)水分(％)PDD(％)2091．342587．063079．06z1575．0555膨I化不正常如上述，猪毛粉挤压膨化后消化率普遍大幅度提高，但挤压膨化过程造成的二硫键剧烈降解势必会对产品中胱氨酸的可利用性产生不利影响，胱氨酸的有效性成为猪毛挤压膨化工艺的一个重要环节。
2、挤压膨化条件下对猪毛粉有效胱氨酸(ADYS)~9影响挤压膨化工艺参数对有效胱氨酸的影响如表2所示。
表2 挤压膨化工艺参数对猪毛粉有效胱氨酸(ACYS)~9影响温度(挤压温度)n9影响(转速175rpm； ~．分25％)温度(℃)ACYS(％)1001.2l1301.161501.201601.252001.33螺杆转速的影响(挤压温度150~℃(；水分25％)转速(rpm)ACYS(％)1001.2l1201.131751.162001.232501.33添加水分的影响(挤压温度150~℃(，转速t75rpm)水分(％)ACYS(％)201．33251．16301．05451
55膨化不正常
猪毛粉膨化前对照0. 00
借用食品蛋白中关于有效胱氨酸(ADYS)的提法，在猪毛粉挤压膨化工艺中引入了同样 的概念，具体是指膨化猪毛粉在体外经酶解可呈游离态或与可溶性肽相结合的胱氨酸实际 含量有关，能反映出问题的本质，而且用这一概念来评估挤出物中胱氨酸的状况也便于检 测。未经挤压膨化加工的猪毛粉其角蛋白紧密的螺旋构象阻止消化酶的酶解作 用，胱氨酸极难游离，也很难产生可溶性的含胱氨酸肽段，因此对于猪毛原料而言，其可利 用胱氨酸体外检测为零，膨化作用使解蛋白二硫键降解，易为酶化作用，胱氨酸易于游离出 来。表2中结果显示，挤压膨化温度增加，产品中有效胱氨酸含量下降，特别是当膨化温度 高于180°C时，适当提高挤压机转速与原料入机水分，有利于提高有效胱氨酸的含量，但不 是很明显。3、挤压膨化条件下猪毛粉氨基酸生物利用率
猪毛粉作为蛋白源，其氨基酸生物学效价是关注的重点。各种挤压膨化条件下猪毛粉氨基酸生物利用率结果如表3所示 如表3猪毛粉氨基酸生物学效价
氨基酸名称膨化猪毛粉高压水解猪毛粉
缬氨酸均87.9484.98蛋氨酸83.1178.03异亮氨酸85.9690.03亮氨酸86.4586.43酪氨酸83.3481.16苯丙氨酸88.9587.79赖氨酸68.2565.24苏氨酸81.4678.01组氨酸78.0169.81精氨酸88.3686.94胱氨酸58.4360.92天门冬氨酸72.6463.09丝氨酸85.9386.12谷氨酸81.8079.29丙氨酸86.4184.00脯氨酸71.0781.55氨基酸总体平均78.6677.80
上述表格所示，膨化猪毛粉的氨基酸生物学效价基本高于高压水解猪毛粉。
小结
采用本发明的膨化工艺参数，猪毛粉经挤压膨化后可显著提高其可消化性，全面提 高饲料的营养价值。
8
实施例2:
当采用
1)采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，在通 过粉碎机粉碎，粉碎粒度为3、5、3. 5或4. 5mm ；
2)通过进料装置进料；
3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采用添加蒸汽调质时，蒸汽添加 量为20%、30%或45%，锅炉工作压力为0.5、0.6、0. 8 或0. 9Mpa，调质时间为100、120、 140或150s，采用添加水分调质时，水分添加量为20%、30%或45%，温度为100或120°C， 调质时间为100、120、140或150s ；
4):采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统 作为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为65、75、95、 105mm，螺杆长径比为16 :1、17 :1、19 :1或20 :1，螺纹螺距为35、40、50或55mm，螺纹升角为 20、25、40 或 35°，螺杆转速为 100、120、200 或 250rpm，挤压温度为 100、130、200 或 160°C， 环形模口环隙为8、9、12或11mm，时。也能达到实施例1相同的效果。
权利要求
一种猪毛粉饲料的膨化工艺，其特征在于该猪毛粉饲料的膨化工艺步骤如下1)采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通过粉碎机粉碎，粉碎粒度为3 5mm；2)通过进料装置进料； 3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采用添加蒸汽调质时，蒸汽添加量为20 45％，锅炉工作压力为0.5～0.9Mpa，调质时间为100～150s，采用添加水分调质时，水分添加量为20 45％，温度为100～120℃, 调质时间为100～150s；4)采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为65 105mm，螺杆长径比为16 201，螺纹螺距为35 55mm，螺纹升角为20 40°，螺杆转速为100 250rpm，挤压温度为100 200℃，环形模口环隙为8 12mm。
2.根据权利要求1所述的猪毛粉饲料的膨化工艺，其特征在于该猪毛粉饲料的膨化工 艺步骤如下1)采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通 过粉碎机粉碎，粉碎粒度为3. 5-4. 5mm ；2)通过进料装置进料；3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采用添加蒸汽调质时，蒸汽添加 量为20-30%，锅炉工作压力为0. 6 0. 8Mpa，调质时间为120 140s，采用添加水分调质 时，水分添加量为20-30%，温度为110°C，调质时间为120 140s ；4)采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作 为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为75-95mm，螺杆长 径比为17-19 :1，螺纹螺距为40-50mm，螺纹升角为25-35°，螺杆转速为120_200rpm，挤压 温度为130-160°C，环形模口环隙为9-11謹。
3.根据权利要求1所述的猪毛粉饲料的膨化工艺，其特征在于该猪毛粉饲料的膨化工 艺步骤如下1)采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通 过粉碎机粉碎，粉碎粒度为4mm ；2)通过进料装置进料；3)通过调质器调质，采用添加蒸汽或添加水分调质，采用添加蒸汽调质时，蒸汽添加 量为25%，锅炉工作压力为0. 7Mpa，调质时间为130s，采用添加水分调质时，水分添加量为 25%，温度为110°C，调质时间为130s ；4)采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作 为加工设备，所述单螺杆挤压式膨化系统的系统参数设置为螺杆直径为85mm，螺杆长径 比为18 :1，螺纹螺距为45mm，螺纹升角为30°，螺杆转速为175rpm，挤压温度为150°C，环 形模口环隙为10mm。
全文摘要
本发明公开了一种猪毛粉饲料的膨化工艺，主要应该于膨化饮料领域，本发明要解决的技术问题是提供一种结构稳定、质量好、挤出容易、营养价值高的猪毛粉饲料的膨化工艺。为解决上述问题，本发明采用的技术方案提供一种猪毛粉饲料的膨化工艺，其特征在于该猪毛粉饲料的膨化工艺步骤如下1)采用猪毛为原材料，将猪毛摘去猪棕毛，留下的短毛、碎毛、猪皮屑及下脚料，再通过粉碎机粉碎，粉碎粒度为3-5mm；2)通过进料装置进料； 3)通过调质器调质；4)采用挤压式膨化工艺技术，所述挤压式膨化工艺技术以单螺杆挤压式膨化系统作为加工设备。
文档编号A23K1/10GK101912037SQ201010288928
公开日2010年12月15日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者张很文 申请人:张很文