水产饲料挤压膨化机的特性分析和正确选用

bosten

目前, 我国大多数饲料厂均采用环模制粒生产水产饲料。通过环模制粒生产的硬颗粒饲料沉入水底10～20min即溃散，采食性差，部分残留在水域环境中，对水质污染严重；而挤压膨化饲料经过高温、高压，是一种低污染、浪费少、高转化率的优质环保型饲料。因此，水产膨化料已有逐步取代硬颗粒料成为水产饲料主流的趋势。水产膨化饲料生产过程一般包括原料粉碎、混合、二次微粉、挤压膨化、烘干、冷却等工序，其中挤压膨化在整个工艺中具有十分重要地位,  对饲料的品质、生产效率等影响较大。为此, 本文就单、双螺杆水产饲料挤压膨化机的工作特性和合理选用进行论述,为厂家正确应用水产饲料挤压膨化机提供参考, 使挤压膨化技术在生产中真正起到作用, 达到增产、降耗，提高饲喂时养分消化率和能量利用率的目的。
1 挤压膨化机的结构特点及工作原理
    挤压膨化机主要由一个机筒和在膨化机筒内旋膨化转的螺杆等部件组成，有单螺杆挤压膨化机和双螺杆挤压膨化机两大类。在挤压加工过程中，物料从喂料口进入模腔，由螺杆推动向前输送时，受到挤压、混合、压缩和剪切。由于推动力、摩擦力和剪切力及外加热的作用，物料受压变热，达到高温、高压状态，熟化成为改性的糊状物。当物料从前面的模孔挤出后，由于温度和压力突然降至常温、常压状态，致使物料内水分急剧汽化蒸发，体积迅速膨胀，成为膨化物。
1.1 单螺杆挤压膨化机
    单螺杆挤压膨化机的螺杆由一根轴把各种结构的螺杆单元连接组成。整个螺杆由三段组成：喂料段、揉合段及熔融均化段。物料从喂料口进入机筒后，在螺杆中经历固体输送、熔融和均化过程，使物料从松散状态转变成连续可塑的面团状。
    在单螺杆挤压腔中物料基本上紧密围绕在螺杆的周围，呈螺旋形的连续带状，螺杆转动时物料沿着螺旋就像螺母一样向前移动,但当物料与螺杆的摩擦力大于物料与机筒的摩擦力时,物料将与螺杆产生共转,这就不能实现对物料的向前挤压和输送作用了。当物料的水分、油分越高，这种趋势就越明显。为避免这些问题，现在大多数的单螺杆挤压膨化机采用分段式，单、双螺旋，压力环与捏合环交错排列的组合螺杆和内壁开槽机筒，以适应机腔内物料的变化情况。
    单螺杆挤压膨化机结构相对比较简单，价格也相对较低，其发展较早，技术相对比较成熟，设备稳定，在膨化水产饲料生产中作为主要设备已有40多年的历史，广泛应用于罗非鱼、鮰鱼、草鱼、鲤鱼等的低蛋白成鱼饲料生产中。另外，在池塘混养鱼料等低档饲料生产中，单螺杆挤压膨化机有明显的优势，其原料无需经过超微粉，粒度95%通过30～50目即可，大大降低了设备投资费用，提高了生产效率。
1.2 双螺杆挤压膨化机
    双螺杆挤压膨化机是多螺杆挤压膨化机中的一种，是在单螺杆挤压膨化机的基础上发展起来的，在双螺杆挤压膨化机的机筒中，并排安放两根螺杆，故称双螺杆挤压膨化机。根据螺杆的相对位置可分为啮合型与非啮合型，啮合型又可分为部分啮合型和全啮合型，具体见图1；根据螺杆的旋向可分为同向旋转与反向旋转两类，反向旋转又可分为向内和向外两种，具体见图2。
    同向旋转式双螺杆压力区性质不同，物料在套筒内腔受螺杆的旋转作用，产生高压区和低压区，具体见图3（a）中符号“+”、“-”所示的位置。显而易见，物料将沿着两个方向由高压区向低压区流动：一是随螺杆旋转方向沿套筒内壁形成左右两个C形物料流（见图4），这是物料的主流；另一个是通过螺杆啮合部分的间隙形成逆流[见图3（b）]。产生逆流的原因是左螺杆把物料拉入啮合的间隙，而右螺杆又把物料从间隙中拉出，结果使物料呈“∞”字形前进，改变料流方向。这不仅有助于物料的混合和均化，而且还使螺杆的齿槽间产生研磨(即剪切)与滚压作用，出现压延效应，这个效应与反向螺杆压延效应相比要小得多。当然，压延效应小，物料对螺杆的磨损也就减小，物料就是这样经过输送、剪切、混合和机筒外壳的加热，在高温、高压的作用下达到熟化，最后被挤出筒外。
    反向旋转双螺杆挤压膨化机一般采用两根尺寸完全相同，但螺纹方向相反的螺杆。向内旋转和向外旋转的区别在于压力区的位置不同，双螺杆向内旋转产生的压力为上高下低，物料通过双螺杆时，在入口会产生极高的压力，造成进料困难，目前这种向内反向旋转式很少采用；双螺杆向外旋转产生的压力为上低下高，有利于进料。但反向旋转与同向旋转相比，物料在螺杆内形成的C形物料流不能从一根螺杆移向另一根螺杆，物料产生的混合程度显著降低，其自洁能力也没有同向旋转双螺杆有效和稳定。
    反向旋转双螺杆由于上下有压力差，产生使螺杆向两侧偏移的分离力F，螺杆在F作用下压向机筒，加速了机筒和螺杆的磨损，且转速越高，F越大，磨损越严重，从而限制了螺杆的转速；而同向旋转双螺杆不存在分离两螺杆的力，故磨损较小，可高速运转，并能达到很高的产量，故同向旋转双螺杆应用较广泛。
    物料所需要的热量来源，除了与单螺杆相同的部分外，大部分来自啮合间隙；受啮合螺纹的剪切、挤压和混合，产生热量，并使热量均匀化。间隙的大小对膨化质量影响很大，间隙小、剪切力大，但通过的物料量减少；间隙大，通过的物料量增加了，但剪切力减小。双螺杆强制输送和自洁的特性，使物料在机筒中停留时间短而均匀；双螺杆良好的混合性能使物料得到的热量及时均化，加快了物料的熟化程度，减少了料温的波动，提高了膨化产品的产量和质量。
    双螺杆挤压膨化机具有适应性强、滑移输送及自洁等优点，但其结构复杂，投资成本高，相应的维修和操作成本也较高。因而，双螺杆挤压膨化机一般用于那些具有高附加值的水产和宠物饲料生产中，如鳗鱼、甲鱼及幼鱼饲料的生产，因为这些产品在市场上销售的价格足以回报双螺杆技术的制造产品所需的费用；另外一些特种水产饲料如微粒水产饲料（直径为0.8～1.5mm）、高脂肪水产料及生产量小但配方常变的饲料也需采用双螺杆挤压膨化机进行生产。
    双螺杆挤压膨化机在国内发展相对较晚，对于中型以上的双螺杆挤压膨化机，由于其原料特性变化范围较大，需要螺杆转速在较大范围内调整，由于其工作原理不同于单螺杆挤压膨化机，在具体结构上有较大的差异，特别是机筒、螺杆、推力轴承及齿轮箱的布置比较复杂，造成设备成本的增加。在同等生产能力下，同向旋转双螺杆挤压膨化机与单螺杆挤压膨化机的对比结果见表1。
2 水产饲料挤压膨化机选用时应注意的问题
     在新建水产饲料加工厂或改造原饲料生产线时, 选用挤压膨化机首先要考虑其类型, 根据饲料生产能力选择相匹配的挤压膨化机；尤其是老厂改造时, 还应考虑原粉碎机、烘干机、冷却器的生产能力是否足够。选用时应重点考虑几个问题。
2.1 膨化机的膨化效果
     对于水产饲料来说,好的膨化效果就是颗粒成形率99%以上、颗粒粉化率小于1%、颗粒漂浮率（下沉率）100%，颗粒大小均匀、色泽一致，具有很好的耐水性；上浮型水产饲料在水中保持10h、下沉型水产饲料在水中保持3h不溃散等。
2.2 挤压膨化机的投资价格
    双螺杆挤压膨化机设备投资费用是同等生产能力的单螺杆挤压膨化机的1.5～1.7倍；易损件的费用大约是单螺杆挤压膨化机的1.5倍；电耗费用也大约为单螺杆挤压膨化机的1.5倍。
2.3 挤压膨化机的使用寿命
     不同厂家的挤压膨化机由于结构特征和使用材质的不同, 使用寿命也不尽相同。所以, 在选用挤压膨化机时,应特别注意一些易损件的耐磨性, 以及其结构设计上是否合理, 能否达到减少螺杆磨损的目的；另外, 在选用挤压膨化机时还要考虑该机器是否能真正达到节能降耗的目的。对于没有经过超微粉的原料，其易损件的磨损将更加严重，特别是双螺杆挤压膨化机，这种情况选用单螺杆挤压膨化机更合理。
3 挤压膨化机的控制方式
    挤压加工大多数为人工或半自动操作，挤压产品的质量与操作人员自身的素质有很大关系，人为控制进料、蒸汽和水的添加速度以及产品的温度将会造成颗粒产品质量不稳定，尤其是水分的不均匀性，从而烘干后水分含量达不到指标，生产出不合格品，给饲料厂带来较大的经济损失。以时产6t的水产膨化机为例，当颗粒水分超过安全储藏水分后，颗粒将发霉；当颗粒水分达到安全储藏水分后，每降低一个百分点的水，饲料厂一年的经济损失将达80多万。全自动控制方式采用先进的计算机控制物料、水和蒸汽的流量，根据设置自动添加，对所有故障实施报警，消除了与挤压膨化机操作相关的人为因素影响和无法避免的产品质量波动。

hualin_hu

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hncs001

黄曲霉毒素及其检测方法综合介绍　
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2005年11月22日   点击：240次   来源:中国饲料在线


　　一、黄曲霉毒素介绍
　　
　　黄曲霉毒素(aflatoxin，简称为AF)是到目前为止所发现的毒性最大的真菌毒素。它可通过多种途径污染食品和饲料，直接或间接进入人类食物链，威胁人类健康和生命安全，对人体及动物内脏器官尤其是肝脏损害严重，该毒素是黄曲霉和寄生曲霉中产毒菌株的代谢产物，普遍存在于霉变的粮食及粮食制品中。黄曲霉毒素十分耐热，加热至230℃才能被完全破坏，因此一般烹饪加工也不易消除。

　　二、黄曲霉毒素对人体的危害

　　1、引起急、慢性中毒：
　
　　黄曲霉毒素是剧毒物质，其毒性相当于氰化钾的10倍，砒霜的68倍。黄曲霉毒素属肝脏毒，除抑制DNA、RNA的合成外，也抑制肝脏蛋白质的合成，黄曲霉毒索引起人类的急性中毒事件，国内外均有许多报导，最典型的是印度的霉变玉米事件，该事件直接导致了数十人丧生，数百人患上不同类型的肝脏疾病。

　　2、致癌性：

　　黄曲霉毒素有极强的致癌性，长期摄入黄曲霉毒素会诱发肝癌。它诱发肝癌的能力比二甲基亚硝胺大75倍，是目前公认的致癌性最强的物质之一。另据世界卫生组织报导，黄曲霉毒素含量在30?50ug/kg时为低毒，50?100ug/kg时为中毒，100?1000ug/kg时为高毒，1000ug/kg以上为极毒。鉴于黄曲霉毒素对人类的巨大危害性，我国对其在食品中的含量作了严格规定，其中，乳制品中黄曲霉毒素最高允许量为5ug/kg（即5ppb）。

　　三、黄曲霉毒素的种类

　　黄曲霉毒素主要有4种：即B1、B2、C1、G2，其中B1被认为是主要的有毒物质，有2种这些毒素的代谢产物M1和M2。其中黄曲霉毒素B1主要存在于农产品，动物饲料，中药等产品中；黄曲霉毒素M1是动物摄入黄曲霉毒素B1后在体内经羟基化代谢的产物，一部分从尿和乳汁排出，一部分存在于动物的可食部分，如乳、肝、蛋类、肾、血和肌肉中，其中以乳最为常见。黄曲霉毒素M1的毒性和致癌性与黄曲霉毒素B1的基本相似。由于牛乳及其制品是人类、特别是婴儿的主要食品，所以其危害性更大。

　　四、最新政策及国标（含国外一些政策）

　　1、自2003年8月1日起，凡在我国境内从事米、面、油、酱油、醋生产加工的企业，其产品须经检验合格后方可上市。国家质检总局发布的《关于印发小麦粉等5类食品生产许可证实施细则的通知》中明确规定，黄曲霉毒素B1必须检测。

　　2、在第八期《中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局公报》中发布关于黄曲霉毒素检测方法的最新国标：

　　（1）、GB/T 18979-2003 《食品中黄曲霉毒素的测定??免疫亲和层净化高效液相色谱法和荧光光度法》

　　（2）、GB/T 18980-2003 《乳和乳粉中黄曲霉毒素M1的测定??免疫亲和层净化高效液相色谱法和荧光光度法》

　　以上两项国标均在2003年8月1日开始实施

　　3、2002年2月4日欧盟决议对从中国进口或委托从中国进口的花生和花生制品实施黄曲霉毒素强制性检测的特殊条件


　　五、中国及国际上对黄曲霉毒素的检测标准

　　1、主要国家：

　　品名中国标准美国标准欧盟

　　玉米、花生、花生油，坚果和干果（核桃、杏仁）≤20μg/kg (ppb)≤20μg/kg (ppb)≤2、4、5、8、10、15μg/kg (ppb)
　　玉米及花生仁制品（按原料折算）≤20 μg/kg (ppb)≤20μg/kg (ppb)≤2、4、5、8、10、15μg/kg (ppb)
　　大米、其它食用油（香油、菜子油、大豆油、葵花油、胡麻油、茶油、麻油、玉米胚芽油、米糠油、棉籽油）≤10 μg/kg (ppb)≤10μg/kg (ppb)≤2、4μg/kg (ppb)
　　其它粮食（麦类、面粉、薯干）、发酵食品（酱油、食用醋、豆豉、腐乳制品）、淀粉类制品（糕点、饼干、面包、裱花蛋糕）≤5μg/kg (ppb)≤5μg/kg (ppb)不得检出
　　牛乳及其制品（消毒牛乳、新鲜生牛乳、全脂牛奶粉、淡炼乳、甜炼乳、奶油）、黄油、新鲜猪组织（肝、肾、血、瘦肉）≤0.5μg/kg (ppb)≤0.5μg/kg (ppb)≤0.05μg/kg (ppb)

　　2、其他

　　(1)、WHO／FAO标准。国际卫生组织(WHO)／世界粮农组织所属的食品法典委员会(CAC)推荐食品、饲料中黄曲霉毒素最大允许量标准为总量(B1+B2+G1+G2)小于15μg／kg；牛奶中M1的最大允许量为0．5μg／kg

　　(2)、南非标准。1990颁布了黄曲霉毒素的最大允许标准：食品中黄曲霉毒素总量小于10μg／kg，其中黄曲霉毒素B1小于5μg／kg。

　　(3)、其他标准。印度标准是花生中黄曲霉毒素B1小于30μg／kg；越南和阿根廷的标准为黄曲霉毒素B1小于20μg／kg。

　　六、黄曲霉毒素检测方法

　　测定黄曲霉毒素M1的方法有薄层色谱法、高效液相色谱法、酶联免疫吸附测定法、质谱法、放射免疫测定法。这些方法或多或少都具有如下不足之处：

　　（1）、在操作过程中，需要使用剧毒的黄曲霉毒素M1作为标定标准物，对操作人员造成巨大的沾污危险，而且黄曲霉毒素M1标准物质购买十分困难。

　　（2）、操作过程烦琐、复杂、时间长，劳动强度大。

　　（3）、仪器设备昂贵、笨重、操作复杂，难以实现现场快速分析。

　　（4）、灵敏度较差，重复性很难得到满意结果。

　　在上面第四项中提到的最新国标方法“免疫亲和柱法”较好的解决了上面的不足，该种方法可以采用配套的荧光仪进行检测，也可以和高效液相色谱法结合，解决标准物污染和操作过程繁复等问题。同时该种方法有着较好的权威性和通用性，且为国外多个组织认可，被列为标准方法，如：

　　美国公职分析化学家协会（AOAC）
　　美国农业部联邦谷物检测中心（FGIS）
　　国际纯粹与应用化学协会（IUPAC）
　　美国食品药品行政署（US-FDA）
　　美国农业部（USDA）
　　同时在国内被认证的机构：
　　中国出入境检验检疫局（CIQ）
　　中华人民共和国国家标准（GB）

　　七、黄曲霉毒素检测??“免疫亲和柱法”方法简介

　　为了开发一种简单、快速、灵敏、准确的分析方法,美国VICAM(维康)公司与哈佛大学、麻省理工学院、约翰－霍普金斯大学、AOAC、FDA、FGIS、美国农业部等著名大学和政府机构通力合作，发明研制了一系列以单克隆免疫亲和柱为分离手段，用荧光计、紫外灯作为检测工具的分析方法。该项技术有一下特点：

　　1、认证机构广泛，通用性强（见第六项）

　　2、分析速度快，一个样品只需10－15分钟，其他传统的方法要做到定量分析需要几小时至几天的时间。

　　3、灵敏度高，测定范围广泛（0－300ppb）,用荧光计可以测定0.1ppb的黄曲霉毒素M1，用HPLC可以检测出10ppt的黄曲霉毒素M1。

　　4、采用单克隆免疫技术，可以特效性地将黄曲霉毒素和其他真菌毒素分离出来，分离效率和回收率高，正确性和可靠性强。

　　5、仪器轻便容易携带，自动化程度高，操作简单，直接读出测试结果，对实验操作人员要求不高，可以在小型实验场所使用。

　　6、不需要剧毒的黄曲霉毒素和其他真菌毒素标准物来标定，所以在整个实验过程中，绝对安全可靠。

　　八、可以测试的其他真菌毒素

　　该中方法适用广泛，利用同一台仪器和相似的分析方法还可检测出赭曲霉毒素，伏马毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和T-2毒素等。

huaishiz

学习了。。。
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