饲料配方和加工工艺.ppt

水产饲料的配方设计与加工工艺,第一节 配合饲料的定义和分类,一、配合饲料的定义,指根据动物的营养需要，将多种原料按一定比例均匀混合，经加工而成一定形状的饲料产品。 把配方科学合理，营养全面，完全符合动物生长需要的配合饲料称为全价配合饲料。,配合饲料和生鲜饵料及单一饲料的比较,1、营养全面。 2、水中稳定性强。 3、原料来源广泛。 4、质量有保证。 5、使用安全，运输、贮藏方便。 6、便于集约化生产（饲料生产和水产养殖）。,二、渔用配合饲料的种类和规格,渔用配合饲料的分类（按物理性状） 1、粉状饲料 2、颗粒饲料：鱼饲料直径为2-8mm，虾饲料0.5-2.5mm，长度为直径的1-2倍。 （1）软颗粒饲料：含水率25-30%，密度为1g/cm3 （2）硬颗粒饲料：含水率12%，密度为1.3g/cm3 （3）膨化饲料：含水率6%，密度30，脂肪含量6,3、微粒饲料 应符合的条件： （1）原料经微粉碎，粉料粒度能通过100目筛以上，即粒度直径小于0.152 mm。 （2）高蛋白、低糖，脂肪含量在10-13，能充分满足幼苗的营养需要。 （3）水中稳定性要好。 （4）营养素易被消化吸收。 （5）颗粒大小应与仔、稚鱼（虾）的口径相适应，颗粒大小一般在10-300µm范围。 （6）具有一定的漂浮性。,微粒饲料的分类,1、微胶囊饲料（Micro-encapsulated diet, MED） 2、微粘合饲料（Micro-bound diet, MBD） 3、微包膜饲料（Micro-coated diet, MCD）,1、微胶囊饲料 微胶囊系由活性物质包裹在一种微小而无缝的膜壳中制成。 将各种配制好的营养物质和添加剂等放入含表面活性剂的溶剂中乳化，其中活性物质经化学反应形成胶囊。 按工艺分为两种： (1）界面聚合法：主要原理是通过胺类化合物与酰氯类化合物在两相界面发生聚合反应形成聚酰胺胶囊。不易干燥，易磨损。 全蛋白膜胶囊，以氨基酸的氨基与酰氯聚合成囊，易干燥，复水时不破裂。,1、微胶囊饲料 （2）相分离/ 复凝聚法：两种带相反电荷的胶体彼此中和交联聚合，溶解度降低后从溶液中凝集析出，与连续相分离，包覆于饲料表面形成囊壁结构。 这种方法不需有机溶剂，但仅适用于油溶性成分，水溶性物质极易散失，并且囊壁固化后可能导致可消化性下降。 2、微粘合饲料 微粘饲料是先将饲料的各种原料微粉碎，按照种苗营养需求进行配制，混合均匀后加入粘合剂，充分搅拌干燥后再微粉碎制成。依靠粘合剂保持饲料形状和在水中稳定性。,2、微粘合饲料 微粘饲料的工艺流程为：原料的粉碎/称量配比/粘合/干燥/粉碎分级/分装。 依靠粘合剂保持饲料形状和在水中稳定性。 常用粘合剂：胶原蛋白、玉米醇溶蛋白、卡拉胶、琼脂 和海藻酸钠等。 与其它类型微粒饲料相比，微粘合饲料的物料间隙较致密，比重较大，水中悬浮性不是很好，易下沉，水溶性物质损失大。,3、微包膜饲料 其主要工艺为：粘合剂原料颗粒与含膜材料的溶液（通常是有机溶剂）混合成膜，再挥发溶剂。 微膜常用材料：尼龙蛋白、玉米蛋白、胆固醇/ 卵磷脂 和硬化牛脂等。,第二节 配合饲料配方的设计,一、配合饲料配方设计的原则,1、营养性 饲养标准是由具有学术权威性的专门机构根据大量动物营养的研究成果和生产实践中积累的大量数据，进行综合而成的动物营养需要量或供给量的规定。 注意事项：适用条件（饲料、动物、环境）,2、经济性 3、稳定性 4、灵活性 5、实际性 6、卫生性,二、原料配比的设计,在进行配合饲料配方设计选择原料和调整各原料间的配比时，应注意以下几个问题： 1、合理确定饲养标准 目前能够使用的标准有国标、行标和国际上较为权威的美国的NRC（National Research Council ）标准，也有一些科研机构推荐的饲养标准。 2、合理确定原料的营养成份值 多种资料中都有原料的营养成份值，如美国NRC、中国饲料数据库等 。,3、确定配方所需原料的种类 不能过少，也不能过多。 4、合理利用当地的原料资源,三、饲料配方的计算,手工计算和计算机辅助计算 手工计算：试差法、方块法和图解法,1、试差法： （1）确定饲养标准。 （2）初步拟定饲料的原料试配配合率。 （3）查出所选定原料的营养成分含量。,（4）按试配配合率计算出所选定的各种原料中各项营养成分的含量，并逐项相加，算出每千克配合饲料中各项营养成分的含量。 然后与所确定的饲养标准相比较，再调整到与饲养标准基本相符的水平，再检查价格。 （5）根据饲养标准添加适量的添加剂，如维生素、无机盐等。,2、方块法（又叫正方形法） 以草鱼配合饲料配方计算为例 ，方块法大致可分为5个步骤： （1）根据草鱼的营养需求，确定配合饲料中的粗蛋白质含量为28%。 通过查饲料原料营养成分表或实测等手段，确定各饲料原料中粗蛋白质的含量：鱼粉60%、豆饼37.4%、玉米9%、米糠13.6%、麸皮16.1%、次粉14.2%，添加剂不含蛋白质。 （2）把各饲料原料按含蛋白质多少分成三类，即蛋白质饲料、能量饲料和添加剂。,并按饲料原料的来源情况与价格初步规定每一种饲料在各类中的百分比，然后计算各类饲料的蛋白质含量,（3）把不含粗蛋白质的添加剂从预计配制的配合饲料中除去，再核算余下的配合饲料中蛋白质的含量。 即假定配制100kg配合饲料，添加剂占3%，余下的为97kg。97kg饲料中实际粗蛋白质含量应为：28%÷(100-3)%=28.87% 。 （4）先画一个方块图，把实际要配的蛋白质含量写在中间，左上、下角分别写能量饲料与蛋白质饲料的蛋白质含量，连接对角线，顺对角线方向为大数减小数，将差数分别写在右上、下角，再计算求得两大类饲料应该占的百分含量。,能量饲料 12.32 蛋白质饲料 46.44,17.57 16.55,28.87,（5）分别计算出各饲料原料在配方中的比例。,3、计算机辅助计算,四、环保型水产饲料配方的设计,（一）合理控制饲料中的蛋白质/能量比,体沉积蛋白质,摄入蛋白质,粪便,消化吸收,排泄,水 体,蛋白质的节约效应。 脂肪和碳水化合物在体内代谢后的最终产物是CO2和H2O，对环境不构成任何污染。 在设计配方的时候，可以适当提高饲料的能量含量、减少蛋白质的含量，从而减轻由于饲料造成的氨氮污染。 但是，如果饲料中的能量含量过高、蛋白质含量过低，会造成养殖动物蛋白质缺乏、出现脂肪肝等营养性疾病，同时还会影响饲料的加工成型。 所以，控制一个合理的饲料蛋白质/能量比对养殖动物的健康生长和保护环境都是很重要的。,（二）合成氨基酸的使用 采用“理想蛋白质模式”从氨基酸平衡着手在水产饲料中使用合成氨基酸，能够降低饲料粗蛋白水平，提高饲料中氮的利用率，减少粪便中氮的排泄量。 这样既可以节省天然蛋白质饲料资源，又可以减轻集约水产养殖对环境的氮污染问题。,（三）植酸磷与植酸酶的应用,水产动物饲料常用的植物性原料中总磷和植酸磷的含量,当前，采用商品微生物植酸酶处理饲料的成本太高，限制了植酸酶的应用范围。 而某些饲料原料，如小麦、小麦麸、黑小麦、大麦和燕麦等含有较高活性的植酸酶，因此以适当比例将其添加到饲料中，对于提高植酸磷的利用率、降低饲料成本都有很好的效果。,（四）非淀粉多糖及其降解酶的使用 非淀粉多糖（NSP）是植物组织中除淀粉外所有碳水化合物的总称，包括纤维素、半纤维素和果胶类物质等。 它是由多种单糖和糖醛酸经糖苷键连接而成的，大多数为有分支的链状结构，常与蛋白质和无机离子等结合在一起。 作为细胞壁的主要成分，NSP不能被水产动物自身分泌的消化酶水解。,以NSP降解酶为主体，兼有纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和植酸酶的复合型酶制剂 。 其使用目的已不再是补充水产动物内源酶的不足，而是以最大限度地消除NSP的抗营养作用，充分释放饲料中可利用养分，减少饲料资源的浪费，降低对环境的污染为目的。 这也是十多年来发达国家为充分挖掘饲料资源，降低养殖业对环境污染所采取的措施之一。,（五）有机矿质元素的使用 有机微量元素是微量元素的无机盐与有机配位体形成产物的总称。由于它在理论上的电荷中性和高稳定性 有机微量元素的效价一般高于无机微量元素，所以用有机微量元素替代无机微量元素，可减少微量元素在饲料中的添加量，减轻动物微量元素排泄对环境造成的污染 。 目前应用于生产的氨基酸整合物有蛋氨酸锌、赖氨酸铜、蛋氨酸锰、蛋氨酸铁、甘氨酸铁、蛋氨酸铜、蛋氨酸铬及赖氨酸锌等产品。 其中，以蛋氨酸锌、赖氨酸铜、蛋氨酸锰等对动物的效果最为显著。,（六）益生素、益生元和酸化剂的使用 1、益生素 又称益生菌、促生素、利生剂、活菌制剂或微生态制剂等。 是指摄入动物体内，参与肠道微生物平衡的，具有直接通过增强动物对肠道有害微生物群落的抑制作用，或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病，而间接起到促进动物生长作用和提高饲料转化率的活性微生物培养物。,2、益生元 又称前生素、化学益生素等。 是一种非消化性食物成分，到达后肠后可选择性地为大肠内的有益菌所利用，却不为有害菌所利用。 它包括多种物质，如含氮多糖或寡糖、辅酶、某些氨基酸和维生素，甚至包括半纤维素和果胶等。 现在研究和应用较多的为寡糖类物质，如低聚果糖（FOS）、甘露低聚糖（MOS）及异麦芽低聚糖（GOS）等。,3、酸化剂 动物胃为酸性环境，其中的细菌多为产酸菌和耐酸菌，幼年动物由于分泌胃酸能力较弱，外来菌容易存活和繁殖。 使用酸化剂可以提高胃液的酸性，促进乳酸菌等耐酸菌的大量繁殖，使之在胃中保持优势菌的地位。而大肠杆菌等外来菌则不能适应酸性环境，并受到乳酸菌等的“排挤”而不能存活。 酸化剂还能帮助动物调整机体免疫系统反应，提高水产动物的抗病力。,有机酸化剂主要有柠檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、苹果酸、戊酮酸、山梨酸、甲酸、乙酸等，及其盐类。使用最广泛且效果较好的是柠檬酸、延胡索酸和甲酸钙。 无机酸化剂包括强酸（如盐酸、硫酸）和弱酸（如磷酸），其酸性较有机酸化剂强。 无机酸化剂的成本较低，但其使用效果差。 复合酸化剂比单一酸化剂使用效果好。,第二节 水产饲料的加工工艺和设备,水产饲料生产的工艺流程： 原料初清粉碎筛选配料混合制粒烘干打包。 对于水产饲料生产而言，原料的粉碎、配料、混合和制粒是整个工艺流程中的关键环节。,一、粉碎工段 需粉碎成较小颗粒的原因。 随着养殖对象的品种不同（鳗、甲鱼、蟹、虾、鲍鱼、淡水鱼类等）和生长期（幼体、成体）的不同，其原料粉碎粒度的要求也不同。 鳗、甲鱼、蟹、虾、鲍鱼等水产饲料的原料粉碎粒度必须达到95通过60目（250 µm），在有些情况下则要求95能通过100目（149 µm），这种粒度的饲料通常适用于不同发育时期的对虾和鱼类幼体。 较大的鱼类则要求饲料的粒度有95以上通过20目（850 µm ），在条件允许的情况下，最好能通过40目（420 µm）。,（一）粉碎工艺 粉碎工艺有先粉碎后配料、先配料后粉碎2种工艺，或者为2种工艺的综合应用。,先粉碎工艺的特点：可根据原料的性质来配置相应的粉碎机，以取得经济的合理性。 缺点：原料品种调换时要浪费一部分的时间，使得先粉碎工艺在单位时间内的粉碎产量受到影响。 表面积增大易吸湿，流动性差，进入料仓后容易造成物料结块。 许多原料含有较高的蛋白质和油脂，油脂容易堵塞筛片上的细小筛孔。,（二）粉碎设备 用于饲料粉碎的设备有锤片式碎机、爪式粉碎机、对辊式粉碎机、水滴型粉碎机、微粉碎机和超微粉碎机。,常用标准铜网筛规格,二、配料工段,（一）配料工艺 一仓一秤工艺 、多仓一秤工艺 、多仓双秤工艺 、多仓三秤 等工艺。,一仓一秤配料工艺 1配料仓 2配料秤 3刮板输送机 4分配器 5混合机 6成品,多仓一秤配料工艺 1配料仓 2电子配料秤 3混合机 4螺旋输送机 5斗提机 6成品仓,多仓双秤配料工艺 1 配料仓 2大配料秤 3小配料秤 4混合机 5水平输送机 6斗提机 7成品,（二）分配设备,1、三通阀,60°或45°,2、摆动式分配器 摆动式分配器采用电动推杆与连杆等构成的四杆机构，带动分配管运动，当分配管到达预定的仓号位置上时，通过分配管上的磁铁使相应位置上的干簧管信号线路接通，指令电动推杆停转，从而实现了分配管定位于预定仓号位的固定溜管上。 3、旋转分配器 从提升机输送来的物料，通过旋转分配器的旋转溜管和若干个固定溜管中的设定溜管自动流入设定配料仓位。,（三）配料仓及防结拱 配料仓是清理粉碎工段至配料混合工段的中间料仓。其功能是储存各种饲用原料，使配合饲料生产得以协调、连续地进行。 水产饲料原料粉碎后因其粒度小，表面积大，易吸湿还潮，使得物料的流动性较差。 同时，水产饲料的许多原料含有较高的蛋白质和油脂，这部分原料流动性亦差。 物料进入配料仓（过渡料仓）后，易在仓内产生结拱现象。,防结拱的措施： 尽量增大料仓的出料口尺寸 料仓卸料斗的角度至少在70°以上 增加破拱装置,三、混合工段 混合工艺设计和设备的选择应注意以下几个方面： 1、选择合适的混合机。兼容性，卧式螺旋叶片混合机或双轴桨叶式高效混合机。 2、在后粉碎系统中，尽管各种原料在粉碎前已经混合均匀，但在粉碎过程中，物料会发生分级。另外还有一部分物料需要在粉碎后加入。混合工艺设计上应采用2台混合机，1台在粉碎前，另1台在粉碎后，以保证成品粉状料的混合均匀。,3、由于原料粉碎过程受冲击次数多，物料的温度升高导致物料的水分含量降低。在混合过程中加入适量的水，有利于颗粒的加工，添加的水要求以雾化形式均匀分布到物料中。 4、水产饲料原料粉碎粒度小，物料在混合过程由于摩擦等原因会带有静电荷，这将会影响混合的均匀性，因此应采取措施消除这一影响。对混合机进行有效接地处理或加入一些防静电剂（植物油脂）则能有效解决这一问题。,（三）混合质量评价,1、评价混合质量的标准：变异系数,式中： S 混合物各样本中被检测组分含量的标准差； X 混合物各样本中被检测组分含量的平均值,2、评价混合质量的方法 GB5918规定的饲料混合质量的测定方法有示踪剂法和沉淀法两种。 示踪剂法。在饲料中加入一定量的示踪剂，经混合后通过示踪剂的分散程度来确定饲料混合的均匀度，常以甲基紫作为示踪剂，故又称为甲基紫法。, 沉淀法。沉淀法就是利用比重为1.59的四氯化碳溶液处理饲料样品，使沉淀于底部的矿物质等，与饲料中的有机物质分离开，然后将沉淀的无机物回收、烘干、称重，以样品中沉淀物含量的变异系数来反映饲料的混合均匀度。,四、制粒工段,（一）制粒的工艺流程和应遵守的基本原则 1、制粒系统的工艺流程,制粒系统的工艺流程一般由预处理（磁选、液体添加、调质）、制粒和后处理（冷却、破碎、分级）三大部分构成。,2、制粒工艺流程应遵循以下基本原则： （1）设有待制粒仓，使制粒机可连续工作。仓上应装有料位器和观察窗。待制粒仓的仓容，对2.5t/h的设备应能满足制粒机0.51h的工作量；对5t/h以上成套设备，要满足23h的工作量。,（2）在物料进入制粒机之前，应装有磁选装置，如永磁筒、磁盒等，以免损坏制粒机工作部件，影响生产。,（3）在待制粒仓物料出口处，应装有手动闸门，以便于无级调速给料器的维修。,（二）调质的工艺和设备 调质是对饲料进行湿热处理，使其淀粉极化、蛋白质变性、物料软化，提高颗粒饲料的质量。 调质器的种类及特点： 1、 单轴浆叶式调质器,单轴浆叶式调质器有效调质长度一般为2 m左右。物料调质时间1020 s ,调质作用力相对较弱。,此外,单轴浆叶式调质器对物料的推进方式制约了调质器内物料“先进先出”的可能性。,“粘壁滞留”是单轴浆叶式调质器的另一缺陷,各部分物料在调质器内的停留时间有较大差异,导致调 质不均匀。,2、 双轴浆叶式调质器,同时，具有较高相对运动速度的两轴浆叶能相互“洗刷”,使这一类型的调质器有很强的“自洁”能力,有效避免了物料的粘壁滞留现象,使所有物料得到较均匀的调质。,与单轴调质器相比，物料的径向运动路线大为增加，轴向移动的速度有更宽的可变范围。调质器有限长度仍为2 m左右。但物料的调质时间可在10 s4 min内可调。,3、调质罐,对于含纤维素高或液体组分添加量大的饲料调质,则希望有更长的调质时间,以使粗纤维充分软化和液体料充分吸收。,蒸汽或加入的液体料经普通单轴调质器混合后进入调质罐。罐内保持一定的温度(90 左右) , 并能保持一定的压力。调质罐中,物料平动并缓慢地移向下层。整个调质过程连续进行,物料的调质时间可达1020 min。,以上3 种调质都在常压或接近常压下进行，调质的最高温度只能在90 左右，调质作用力受到限制。为克服这一缺陷，发展出两种高压调质工艺，一种为重复制粒，另一种为膨胀调质。,4、重复制粒 通过两台制粒机串联，第1 台制粒机采用大孔、薄壁压模，将物料与压模、压辊的摩擦热和压力加到饲料上,使饲料迅速升温和密度升高。,第1 台制粒机压出的颗粒立即通过第2 台制粒机。第2 台制粒机的模孔壁较厚,使颗粒的紧密程度,温度进一步上升。,这种重复制粒工艺中的第1 台制粒机实际上起的是调质作用。,5、超级调质器 以膨胀器作为调质器，使物料在膨胀器内经由极短时间高温(温度达120150 ) 、高压(压力在5 MPa以上) ，但时间仅34 s。,优点： 对热敏性物质的破坏小于常压调质,虽然温度高,但时间短,象一些维生素、氨基酸的破坏有所改善。,能大量杀灭有害微生物,效果如同巴氏杀菌法。,调质作用力强。,（三）制粒的工艺和设备 制粒机、挤压机、冷却机、破碎机,（四）制粒工艺中影响饲料质量的主要因素,（1）原料粒度,（2）原料水分,（3）原料成分,1、原料因素,2、调质,（1）调质时间,（2）调质的温度和湿度,（3）调质的蒸气压力,3、压模特性,（1）材质,（2）模孔,（3）压模厚度与模孔直径,第五节 水产动物的营养需求和饲料配方,自学,