Что такое экструдирование?
Термин экструдирование широко используется более 50 лет. Это процессы, которые включают механическое измельчение, смешивание, нагрев материала под повышенным давлением и последующее прессование через прорезь для достижения механической и термической обработки, включая возможное формование. Экструзию часто называют методом «HTST» (High Temperature Short Time), потому что это кратковременное воздействие высокой температуры (до 200 ° C) на материал. Несмотря на такую высокую температуру, кратковременный эффект экструдирования корма не наносит вреда содержащимся в нем питательным веществам, и, если процесс настроен правильно, потеря питательной энергии и ценности незначительна.
Что можно обрабатывать методом экструдирования?
Сырьевая база для экструдирования состоит из различных комбинаций всех видов зерна (цельное зерно, кормовая мука, отруби, мельничная пыль), бобовых, масличных культур (соя, рапс, лен), травы, овощей и фруктов в сухом состоянии, отходов рыбных продуктов, птицы, фруктов, сыра и т. д. Экструдеры могут обрабатывать различное сырье растительного и животного происхождения по отдельности или в смесях.
Зачем нужно экструдирование?
Экструдирование и другие гидротермальные методы обработки кормового сырья направлены на улучшение питательных, гигиенических или физико-химических свойств сырья.
Основные преимущества экструзии:
* Радикальное снижение содержания антипитательных веществ и природных токсинов. Такой метод обработки является очень эффективным для расщепления ряда антинутриентов, например, радикальное снижение активности уреазы при переработке сои. Снижение содержания ингибитора трипсина очень положительно для диеты моногастричных животных.
* Стерилизация — температура и давление в экструдере убивают бактерии, плесень и другие нежелательные организмы и вредителей. Прекращается образование плесени и последующее производство микотоксинов, что продлевает срок хранения.
* Желатинизация крахмала — крахмал является распространенным и важным компонентом кормов. Во время экструзии гранулы крахмала повреждаются (так называемая клейстеризация крахмала), что улучшает усвояемость.
* Гомогенизация — в экструдере создается однородная структура из всех компонентов корма, что делает невозможным выборочное поедание животными отдельных составляющих.
* Возможность формования материала — путем формования через матрицу (конечная стадия процесса экструдирования) кормовую массу можно выпускать различной формы и размера (например, для собак и других домашних животных).
* Расширение — из-за быстрого падения давления на выходе из экструдера происходит сильное испарение и, следовательно, разрушение структур клеток. Материал становится объемным, уменьшается его плотность и образуется пористая структура (большая площадь), более благоприятная для ферментативного переваривания в пищеварительном тракте.
Как экструдирование влияет на конверсию крахмала?
Крахмал является основным источником энергии в большинстве полноценных кормовых смесей. В процессе экструзии крахмал желатинизируется и, таким образом, улучшается его усвояемость. Исследование, проведенное Farmet в сотрудничестве с Чешским сельскохозяйственным университетом, подтвердило позитивное влияние процесса экструдирования на кормовую ценность пшеницы.
Так, использование экструдированных зерновых в комбикормах для бройлеров повышает доступность энергии из быстро усваиваемого крахмала, что приводит к более быстрому повышению уровня глюкозы в крови и, следовательно, меньшему потреблению корма. Это улучшает усвояемость питательных веществ и тем самым снижает потребление энергии.
Поскольку с возрастом бройлеров количество энергии на килограмм корма увеличивается, этот эффект экструзии играет важную роль в повышении питательной ценности скармливаемого корма.
В рамках исследования влияния экструзии на кормовую ценность пшеницы были проведены испытания на откорме бройлеров ROSS 308. В эксперимент включили цыплят возрастом 1 день, и общая продолжительность опыта составляла 35 дней. Опытной группе давали смесь, содержащую экструдированную пшеницу, контрольную группу кормили смесью того же состава, но только зерно пшеницы было измельчено.
Забойный вес тушки составил около 2 кг для обеих групп, и не было обнаружено статистически значимой разницы. Однако, что касается конверсии корма, различия были значительными в пользу опытной группы. Результаты, представленные в таблице ниже, показывают, что для всей группы откорма с экструдированной пшеницей конверсия была на 68 г ниже.
Как экструдирование влияет на конверсию белка?
Основными источниками белка в кормах для животных являются масличные и бобовые культуры, особенно соя и рапс. Технология экструдирования масличных семян в сочетании с прессами предлагает чисто механическую обработку с высоким выходом масла без использования химических растворителей.
При этом изменение температурного профиля может повлиять на перевариваемость белков в тракте жвачных животных. Конверсию белковых фракций можно оценить с помощью системы CNCPS. В этой системе белок разделяют на следующие фракции:
А1 — аммиак,
А2 — белковые фракции и другие азотистые вещества, которые полностью разлагаются в рубце,
В1 — медленно расщепляющаяся белковая фракция в рубце, частично переходящая в тонкий кишечник,
В2 — не разлагается в рубце и полностью поступает в тонкий кишечник,
С-непродуктивная — неперевариваемая фракция.
Исследование Farmet, посвященное рапсу и технологии его экструдирования, показало, что во время экструдирования доли фракций B1 и B2 увеличиваются по сравнению с фракцией A2. По мере повышения температуры эта тенденция усиливается, то есть увеличивается так называемый обходной белок, который увеличивает ценность белков для жвачных животных.
Пример влияния температуры экструзии на увеличение содержания фракций B1 и B2 показан на рисунке ниже (для масличного рапса). Такое же влияние (увеличение доли байпасного протеина) технология экструдирования имеет на все источники растительного протеина (например, соя, люпин, горох).
Выводы
Текущая тенденция к увеличению конверсии кормового сырья и снижению цен на энергоносители говорит в пользу гидротермальной обработки кормов (которая также включает экструдирование).
Оптимизация всего процесса предлагает способ снизить потребление энергии и улучшить качество конечного продукта, что приведет к снижению эксплуатационных расходов и пути к успеху.
В последние годы развитие экструдирования добилось больших успехов, особенно в области автоматизации управления и оптимизации энергопотребления процесса. Оптимизация процесса с точки зрения питательной ценности экструдата (с целью увеличения эффективности) по-прежнему предлагает много возможностей для повышения эффективности и будет предметом исследований в будущем.
Автор: по материалам компании Farmet: Дипл. Инж. Михал Кавалек, доктор философии, Farmet A.G.; Дипл. Инж. Владимир Плахи, доктор философии, Чешский сельскохозяйственный университет в Праге.
Перевод: Елена Бабенко
Источник: soft-agro.com
Термин экструдирование широко используется более 50 лет. Это процессы, которые включают механическое измельчение, смешивание, нагрев материала под повышенным давлением и последующее прессование через прорезь для достижения механической и термической обработки, включая возможное формование. Экструзию часто называют методом «HTST» (High Temperature Short Time), потому что это кратковременное воздействие высокой температуры (до 200 ° C) на материал. Несмотря на такую высокую температуру, кратковременный эффект экструдирования корма не наносит вреда содержащимся в нем питательным веществам, и, если процесс настроен правильно, потеря питательной энергии и ценности незначительна.
Что можно обрабатывать методом экструдирования?
Сырьевая база для экструдирования состоит из различных комбинаций всех видов зерна (цельное зерно, кормовая мука, отруби, мельничная пыль), бобовых, масличных культур (соя, рапс, лен), травы, овощей и фруктов в сухом состоянии, отходов рыбных продуктов, птицы, фруктов, сыра и т. д. Экструдеры могут обрабатывать различное сырье растительного и животного происхождения по отдельности или в смесях.
Зачем нужно экструдирование?
Экструдирование и другие гидротермальные методы обработки кормового сырья направлены на улучшение питательных, гигиенических или физико-химических свойств сырья.
Основные преимущества экструзии:
* Радикальное снижение содержания антипитательных веществ и природных токсинов. Такой метод обработки является очень эффективным для расщепления ряда антинутриентов, например, радикальное снижение активности уреазы при переработке сои. Снижение содержания ингибитора трипсина очень положительно для диеты моногастричных животных.
* Стерилизация — температура и давление в экструдере убивают бактерии, плесень и другие нежелательные организмы и вредителей. Прекращается образование плесени и последующее производство микотоксинов, что продлевает срок хранения.
* Желатинизация крахмала — крахмал является распространенным и важным компонентом кормов. Во время экструзии гранулы крахмала повреждаются (так называемая клейстеризация крахмала), что улучшает усвояемость.
* Гомогенизация — в экструдере создается однородная структура из всех компонентов корма, что делает невозможным выборочное поедание животными отдельных составляющих.
* Возможность формования материала — путем формования через матрицу (конечная стадия процесса экструдирования) кормовую массу можно выпускать различной формы и размера (например, для собак и других домашних животных).
* Расширение — из-за быстрого падения давления на выходе из экструдера происходит сильное испарение и, следовательно, разрушение структур клеток. Материал становится объемным, уменьшается его плотность и образуется пористая структура (большая площадь), более благоприятная для ферментативного переваривания в пищеварительном тракте.
Как экструдирование влияет на конверсию крахмала?
Крахмал является основным источником энергии в большинстве полноценных кормовых смесей. В процессе экструзии крахмал желатинизируется и, таким образом, улучшается его усвояемость. Исследование, проведенное Farmet в сотрудничестве с Чешским сельскохозяйственным университетом, подтвердило позитивное влияние процесса экструдирования на кормовую ценность пшеницы.
Так, использование экструдированных зерновых в комбикормах для бройлеров повышает доступность энергии из быстро усваиваемого крахмала, что приводит к более быстрому повышению уровня глюкозы в крови и, следовательно, меньшему потреблению корма. Это улучшает усвояемость питательных веществ и тем самым снижает потребление энергии.
Поскольку с возрастом бройлеров количество энергии на килограмм корма увеличивается, этот эффект экструзии играет важную роль в повышении питательной ценности скармливаемого корма.
В рамках исследования влияния экструзии на кормовую ценность пшеницы были проведены испытания на откорме бройлеров ROSS 308. В эксперимент включили цыплят возрастом 1 день, и общая продолжительность опыта составляла 35 дней. Опытной группе давали смесь, содержащую экструдированную пшеницу, контрольную группу кормили смесью того же состава, но только зерно пшеницы было измельчено.
Забойный вес тушки составил около 2 кг для обеих групп, и не было обнаружено статистически значимой разницы. Однако, что касается конверсии корма, различия были значительными в пользу опытной группы. Результаты, представленные в таблице ниже, показывают, что для всей группы откорма с экструдированной пшеницей конверсия была на 68 г ниже.
Как экструдирование влияет на конверсию белка?
Основными источниками белка в кормах для животных являются масличные и бобовые культуры, особенно соя и рапс. Технология экструдирования масличных семян в сочетании с прессами предлагает чисто механическую обработку с высоким выходом масла без использования химических растворителей.
При этом изменение температурного профиля может повлиять на перевариваемость белков в тракте жвачных животных. Конверсию белковых фракций можно оценить с помощью системы CNCPS. В этой системе белок разделяют на следующие фракции:
А1 — аммиак,
А2 — белковые фракции и другие азотистые вещества, которые полностью разлагаются в рубце,
В1 — медленно расщепляющаяся белковая фракция в рубце, частично переходящая в тонкий кишечник,
В2 — не разлагается в рубце и полностью поступает в тонкий кишечник,
С-непродуктивная — неперевариваемая фракция.
Исследование Farmet, посвященное рапсу и технологии его экструдирования, показало, что во время экструдирования доли фракций B1 и B2 увеличиваются по сравнению с фракцией A2. По мере повышения температуры эта тенденция усиливается, то есть увеличивается так называемый обходной белок, который увеличивает ценность белков для жвачных животных.
Пример влияния температуры экструзии на увеличение содержания фракций B1 и B2 показан на рисунке ниже (для масличного рапса). Такое же влияние (увеличение доли байпасного протеина) технология экструдирования имеет на все источники растительного протеина (например, соя, люпин, горох).
Выводы
Текущая тенденция к увеличению конверсии кормового сырья и снижению цен на энергоносители говорит в пользу гидротермальной обработки кормов (которая также включает экструдирование).
Оптимизация всего процесса предлагает способ снизить потребление энергии и улучшить качество конечного продукта, что приведет к снижению эксплуатационных расходов и пути к успеху.
В последние годы развитие экструдирования добилось больших успехов, особенно в области автоматизации управления и оптимизации энергопотребления процесса. Оптимизация процесса с точки зрения питательной ценности экструдата (с целью увеличения эффективности) по-прежнему предлагает много возможностей для повышения эффективности и будет предметом исследований в будущем.
Автор: по материалам компании Farmet: Дипл. Инж. Михал Кавалек, доктор философии, Farmet A.G.; Дипл. Инж. Владимир Плахи, доктор философии, Чешский сельскохозяйственный университет в Праге.
Перевод: Елена Бабенко
Источник: soft-agro.com
