Экструзия зерна и бобовых (технологический процесс)

Что такое экструзия?

По материалам Extrutec’2012 conference

Это способ обработки сырья, при котором масса механически пропускается через винтовой рабочий орган экструдера, поддаваясь воздействую температурой в 120-150°С и высоким давлением (до 40 атмосфер) на протяжении нескольких секунд. Далее разогретая зерновая масса из винтовой части с высоким давлением попадает в область низкого давления на выходе из оборудования, за счет чего происходит «взрыв» — продукт увеличивается в объёме, разрываются связи на клеточном уровне. Из экструдера выходит вспученный пористый продукт в виде жгута.

В процессе экструдирования происходят глубокие изменения в структуре питательных веществ: крахмал распадается на простые сахара, протеины подвергаются денатурации, в бобовых дезактивируются антипитательные вещества, обеззараживается вредная микрофлора. То есть питательные вещества, содержащиеся в кормах становятся намного доступнее. При этом аминокислоты и витамины не разрушаются, благодаря кратковременности процесса. Экструдат при транспортировке не расслаивается и не пылит.

Экструзия объединяет в одном процессе несколько стадий обработки сырья:

тепловую: сырье нагревается до 120-150°С, что повышает перевариваемость питательных веществ, улучшает вкусовые качества, снижает содержание антипитательных веществ бобовых культур (ингибиторы трипсина, активность уреазы в сое)

стерилизацию: воздействие температуры и давления полностью уничтожает болезнетворные микроорганизмы, что позволяет использовать метод экструзии для переработки отходов с боен и т.п.

увеличение объема: в следствии разрыва стенок клеток (как растительных, так и животных) питательные вещества становятся более доступными, что повышает энергетическую ценность продукта

измельчение и смешивание: не смотря на то, что часть сырья дробится и перемешивается перед подачей, в камерах ствола экструдера эти процессы продолжаются до тех пор, пока продукт не становится полностью однородным

обезвоживание: за несколько секунд пребывания сырья в экструдере содержание влаги снижается на 50% от исходной

Где применяют экструзию?

  • Производство пищевых продуктов – соевые продукты (соевое мясо, соевый фарш), каши быстрого приготовления, сырье для кондитерской промышленности, сухие завтраки и т.д.
  • Производство белкового сырья для комбикормов – экструдированная полножирная соя, экструдированный соевый жмых; экструдированные отходы боен, мясокомбинатов, птицефабрик
  • Производство экструдированного зерна (пшеница, кукуруза, ячмень, горох и т.д.) для использования в комбикормах для молодняка
  • Производство соевого масла

Примеры продуктов экструдирования для кормления сельскохозяйственных животных

Экструдированный соевый жмых

Экструдированное зерно кукурузы

Экструдированное зерно пшеницы

Экструдированные отходы мясопереработки

Производство экструдированного соевого жмыха, представленное на Extrutec’2012 conference

Вы нашли эту статью полезной для себя? Перешлите ссылку своим коллегам!

С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

Получите бесплатный доступ к интернет-курсу «Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных»

14 комментариев «Что такое экструзия?»

Добавить комментарий Отменить ответ

Добрый день. При экструдировании используеться эффект кавитации на выходе фильеры (конфузор). Стерелизация происходит за счет образования одноатомарного кислорода (об этом производители оборудования не говорят,так как глубоко физику процесса не копают). Время жизнедеятельности его крайне мало, но,являясь самым активным стерелизатором, создает не только озон и перекись водорода,а и огромное количество других соединений. При этом уменьшаеться активность воды (Wa) в продукте, так как процесс реакций идет с выделением тепла. Резко сокращаеться количество дейтерия, а часть микро и макро элементов переходят в легкоусвояемую хелатную форму. Матушка природа давно об этом позаботилась. Почитайте об ионосфере, нашем защитнике земли, и процессе разрядов молний. И ,станет понятным, почему дождевая вода для полива лучше, даже с учетом, загаженного человеком, воздуха. Патогенная микрофлора и плесени, как правило, погибают при высоких температурах и большой экспозиции, но за счет воздействия одноатомарного кислорода и полученных озоне и перекиси водорода, которые живут значительно большее время, мы получаем прекрасно стерилизованный продукт. Сделайте выдержку, произойдет насыщение азотом. Прекрасное азотное удобрение для РНК. Кормите свою живность. При этом сократиться война в ЖКТ между полезной и патогенной микрофлорой за место существования, и ваша живность получит в процессе переработки в ЖКТ прекрасные нутриенты для клеточного и межклеточного питания. Труды академика Уголева Вам в помощь. Пару слов об оборудовании и потере витаминов при экструдировании. В примексах используют в основном термостабильные витамины (сложные соединения…). Все ли они усваиваються, это вопрос. Конечно нет. Речь не только о сбалансированности корма, но и о метаболизме и … . Но часть витаминов из-за высокой температуры уменьшаеться. Поэтому производитель примексов рекомендует увеличивать дозировку при внесении. Возможно внесение витаминного состава в виде ферментированных заквасок после экструдирования (с учетом выдержки для получения азотного удобрения из воздуха для питания лактобактерий и бифидобактерий и другой полузной микрофлоры. Не забываем о контроле PH, особенно если это мешанки (не доводим до закисления). При экструдировании комбикорма , содержащего рыбную муку, часть белка коагулируеться, а следовательно лучше использовать экструдер с коротким стволом. Для мясокостной и костной муки с точностью, — наоборот. Производителю крайне сложно создать экструдер или гранулятор для различого комбикорма стабильно работающим, так как исходное сырье различно по плотности, размеру и т.д. Размеры гранул мы хотим получать тоже различные и заявляем эти требования производителю оборудования,
а это различные напряжения между шнеками и стволом. Более высокие требования к рыбным кормам (плавающие, полутонущие, тонущие). Не буду говорить о конверсии корма, особенно для тех кто считает, что ЖКТ сам справитья и все переработает, кто считает, что гранулирует зерновые вместе с патогенной микрофлорой и это есть хорошо. Вероятно здесь считают экономику вначале, а не в конце, когда вывозят органику на свои поля и огороды. Жизненный цикл внутренних органов наших подопечных, как и у нас, рассчитан на определенное время. Зачем уменьшать продуктивность той же курицы — несушки, лучше пусть приносит пользу дольше. Раз заговорил о курице, то поедаемый ей песок используеться не только как жернова, на и питательной средой для микроорганизмов — силикатов. А получаемый КРЕМНИЙ — это ВСЕ для получения витаминов аминокислот, и столь необходимый для питания все микрофлоры. Об этом практически никто не говорит, в рационах не учитывает. А очень жаль. Желаю Всем здоровья и добра. С уважением Василий Васильевич.

Читайте также:  Можно ли мазать шею диклофенаком

Добрый день Елена. Отличное изложение материала. Хотелось бы узнать о применении экструдированой зерносмеси в гранулированом комбикорме вместо обычной для откорма бройлеров и в питании кур несушек. Т.е. стоит ли экструдировать зерносмесь для птицы или нет? Возможно есть какие либо исследования, хотя бы косвенно касающиеся данной темы. Заранее благодарен за помощь.

Я применял екструдированную пшеницу во всех кормах только потому, что она доставалась мне как побочный продукт пищевого производства снеков дешевле всех остальных продуктов.

Обычно же, этого никто не делает( тем более для птицы и особенно для кур-несушек) по причине дороговизны этого продукта. Птичий желудок успешно справляется и с целым зерном и с обычной гранулой. Зачем все усложнять? Считайте экономику и время.

Экструдат -смесь кукуруза 90% +соя10% .
Провели тест в хозяйстве ,на дойных коровах.
Исключили 3.5 кг дробленного ячменя и кормили 2 кг. экструдата К+С.
Изменения в молоке произошли на следующие сутки .
За 7 дней стабилизировались пропоции жира и белка и Ph.
Надой +2,+3 литра .
Экструдат скармливался в сухом виде 1 кг.утром и 1кг.вечером.

Производителям экструдеров необходимо задуматься , я не встречал экструдеров которые чётко держат необходимую температуру(130) ,Новый экструдер держит необходимую температуру 2 недели дальше начинаются скачки и бороться с ними просто нереально! Доработайте аппарат и цены ему не будет!

Источник: soft-agro.com

Теоретические основы экструзии зерна злаковых, гороха и сои

В основе экструдирования зерна и зерновой смеси (сырья) лежат два процесса — механохимический и «взрыв» продукта. Последний происходит в результате резкого изменения давления в зерне на выходе из экструдера. Оба процесса непрерывны и протекают при высокой степени сжатия и опреде­лённой скорости прохождения сырья через экструдер.

Метод сухого экструдирования: воздействие температуры здесь совмещается с эффектом резко­го перепада давления в момент выброса продукта из экструдера. Умеренный уровень теплового воздей­ствия — 150°С в конце процесса в течение 3-4 секунд (продолжительность всего процесса 25 секунд) приводит к равномерной денатурации нативного белка, не нарушая первичные соединения аминокислот и тем самым сохраняя питательную ценность протеина. Активность ферментов (в первую очередь, инги­биторов трипсина в сое) снижается до приемлемой нормы, обеспечивающей максимальную кормовую эффективность.

Энергетическая фракция в зерне представлена углеводами (злаковые, горох) и жиром (соя). При прохождении крахмала через экструдер он желатинизируется и на выходе увеличивается в объеме. Этот эффект обеспечивается разрушением структуры гранул и разрывом молекулярной цепи крахмала. Весь процесс напоминает горячее увлажнение этого полисахарида. Различие заключается в том, что при экструдировании процесс происходит в условиях более низкой влажности и гораздо быстрее. Той влажно­сти, которая необходима для смазки экструдера, вполне достаточно для желатинизации. При выходе продукта из установки влага испаряется, и крахмальный гель быстро затвердевает. Степень увеличения продукта в объеме зависит от содержания крахмала. При экструдировании определенный процент крах­мала превращается в декстрины, что напоминает явление, происходящее при поджаривании зерен.

Экструдирование увеличивает доступность масла в сое за счет разрыва маслосодержащих кле­ток. Это происходит при резком перепаде давления (от 40 до 1 атм.) в момент выброса продукта. Поэто­му экструдат представляет собой маслянистую гомогенную массу. При поджаривании этот эффект не достигается даже при самом мелком измельчении соевых бобов. Экструдат долгое время не прогоркнет из-за наличия лецитина, токоферолов и инактивации липооксидазы.

Читайте также:  Артра при переломах костей

Экструзия способствует образованию комплексного соединения жира с крахмалом в зерне в соотношении 1:10, а также воздействует на клетчатку, изменяя ее плотность путем разрушения структуры механическими факторами и влагой.

При рекомендуемых режимах экструзии в зерне гибнет большая часть микрофлоры (бактерии, грибки). Это очень важно, если зерно поражается плесенью и имеет большую бактериальную обсеменённость. В процессе экструзии в зерне кукурузы и пшеницы микроорганизмы погибают полностью, а в ячмене их остается около 6% из-за высокой температуры (130-160°С) и давления (20-80 атм.).

Процесс экструзии осуществляется следующим образом: сырьё подается через загрузочный бункер в машину. По мере перемещения частиц в рабочей камере увеличивается степень сжатия, которая определяется отношением площади рабочего канала и площади фильеры на выходе. Уплотняясь, сырьё прогревается как за счёт сил трения частиц с поверхностью вращающихся рабочих органов, так и за счёт (в отдельных моделях) дополнительного источника тепла (т.н. «тепловая» рубашка экструдера). Под дей­ствием этих факторов зерно всех культур может подвергаться фазовым превращениям из хрупкого стек­лообразного состояния (в начале процесса) в высокоэластичное, а затем в вязкотекучее. Фазовые пере­ходы разделяют весь процесс экструдирования на технологические зоны — загрузки, сжатия, гомогени­зации и «взрыва». В зоне загрузки изменения в сырье практически не происходят. Высокоэластичное состояние оно приобретает в зоне сжатия, где происходит частичное разрушение клеток крахмала, цел­люлозы и лигнина. В зоне гомогенизации сырьё приобретает особое состояние — вязкотекучее. В от­дельных биополимерах (белок, крахмал, клетчатка) появляются структурные изменения. Однако ос­новные и наиболее важные изменения в зерне проходят в зоне экструзии («взрыва») при быстром выбро­се сырья из зоны высокого давления в зону атмосферного. Аккумулированная сырьём энергия освобож­дается со скоростью взрыва, что приводит к вспучиванию продукта с глубоким преобразованием структуры и свойств отдельных питательных веществ.

Экструдированные соевые продукты

Наибольшее экономическое и практическое значение для свиноводства имеет получение необезжиренного соевого экструдата и жмыха.

Источник: ekstruder1.ru

Экструдирование – САМАЯ ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ЗЕРНОВЫХ

Способ переработки зерновых методом экструдирования известен давно, однако к большому сожалению, в нашей стране он не нашел широкого применения. Экструдированные корма обладают рядом преимуществ, которые необходимы для ведения современного животноводства. Рассмотрим шире этот метод.

В основе экструдирования лежат три процесса: температурная обработка кормового средства под давлением; механохимическое деформирование продукта: «взрыв» продукта во фронте ударного разряжения.

После тепловой обработки улучшаются вкусовые качества кормовых средств, так как образуются различные ароматические вещества и т.д., значительно возрастает активность ферментов в перевариваемости кормов, а также нейтрализация некоторых токсинов и гибель их продуцентов.

Зерно обрабатывают в пресс – экструдере при давлении до 40 атмосфер и температуре до 200 градусов С. После этого из экструдера выходит вспученный, пористый продукт в виде жгута (стренг) диаметром 20-30 мм, с объемной массой 100-120 г/см3 и влажностью около 7-9%.

Наряду с термической обработкой происходят глубокие деструктивные изменения в питательных веществах. Так крахмал расщепляется до декстринов и сахаров, протеины подвергаются денатурации.

Характеристика углеводного комплекса некоторых зерновых до и после экструдирования, % от сухого вещества.

Корма Крахмал Декстрины Сахар
Пшеница натуральная 46,5 4,86 5,27
Пшеница экструдированная 18,18 21,90 10,90
Ячмень натуральный 50,50 6,40 5,60
Ячмень экструдированный шелушенный 11,80 39,90 9,60
Горох натуральный 25,81 5,52 3,01
Горох экструдированный 15,80 8,07 3,47

В результате такой комплексной обработке получают экструдант с приятным хлебным вкусом и запахом. Он должен иметь степень декстризации крахмала не менее 55%, быть негигроскопичным , иметь коэффициент взорванности не менее 4, а также иметь степень кристаллизации (набухания) не менее 35%.

Хорошие результаты получены после скармливания комбикормов, в состав которых входят 20% экструдированной пшеницы и 20% экструдированного гороха, при этом можно заменить до 50% кормов животного происхождения в рацион поросят – сосунов – отьемышей. На основании экспериментов рекомендовано использовать до 30% экструдированного гороха в ЗЦМ вместо обрата для телят старшего возраста.

Сравнительный анализ привесов свиней после 1-го месяца кормления

в СХП «Новопышменское»

Кормление дробленым зерном Кормление экструдированным зерном
Молодняк 0-2 175 257
Молодняк 2-4 218 340
Ремонтное и откормочное поголовье 34475 520
Всего по стаду 266 405

Как понятно из вышесказанного, при такой уникальной обработке практически удваивается питательная ценность зерна. Кроме того, на процесс экструдации практически не влияют такие факторы как влажность перерабатываемого продукта и засоренность семенами других культур и семенами сорняков – все идет в дело. Другими словами, минуя процесс сушки и сортировки, производится великолепный корм для скота. Единственное требование к сырью при экструдировании, это отсутствие земли, камней, соломы и прочего механического мусора в зерне.

Читайте также:  Випросал в с ядом инструкция

Даже обработка влажного залежалого зерна, уже имеющего запах аммиака, превращала зерносмесь в прекрасный корм. При экструдировании так называемых «мертвых отходов», оболочки гречки – десятилетиями накапливаемых на токах, получен корм для овец и свиней.

Сейчас же происходит то, что можно сравнивать с кормлением животных конфетами в свинцовой оболочке – животное усваивает лишь половину, поскольку почти вся энергия уходит на переваривание «обертки». В итоге, мы просто поддерживаем жизнедеятельность животных , получая мизерные привесы и надои.

При новой же обработке зерна и зерноотходов, половина работы желудка животного выполняется экструдером и поэтому энергия корма целиком идет на строительство организма животного.

Как очевидно из вышесказанного экструдированные корма незаменимы при откорме молодняка животных : свиней, лошадей, КРС, кроликов и т.д.. Не секрет для практикующих ветврачей и зоотехников, что 90% гибели молодняка происходит из-за болезней кишечно- желудочного тракта, либо инфекций, занесенных через пищеварительную систему. Животное в раннем возрасте наименее защищено именно здесь. Так при неоднократных исследованиях экструдированного корма мы убеждались – корм практически стерилен после 3-4 месячного хранения в обычных складских условиях. Даже мясокостная мука – наиболее подверженная бакобсеминению, при хранении (введенная в экструдант) не меняет своих свойств.

При кормлении молодняка экструдантом (стренгами) гибель животных от кишечно-желудочных заболеваний снижается в 1,5-2 раза. Но и в дальнейшем при переходе на грубые корма животное в раннем возрасте, не измученное кишечными расстройствами, значительно обгоняет своих сверстников в росте.

При влажности комбикорма 12-14% естественное разложение витаминов происходит значительно интенсивнее, чем в стренгах (7-9%) .При экструдировании воздействие высоких температур происходит по длительности 10-12 сек., за этот период времени витамины не подвергаются разрушению. Из практических наблюдений за животными, особенно поросятами, специалисты прекрасно знают, сколько комбикорма при кормлении на своих «пятачках» выбрасывают в подстилку из кормушки, а это 5-8% от общего веса корма. С экструдированным и кормами этого не происходит, поскольку животное не «зарывается» в корм, ему удобно поедать стренги с поверхности кормушки. Вследствие этого запыленность помещения значительно снижается, что позволяет продлить срок эксплуатации механизмов, электрооборудования, создать лучшие условия для персонала.

Экструдант, кроме того, обладает хорошими абсорбирующими свойствами, поэтому он может служить профилактическим средством при желудочно-кишечных расстройствах.

За рубежом ведущей фирмой по экструдированию зерна является «ИНСТА ПРО» , имеющая представительств о в 70 странах мира. В развитых странах ведение животноводства без экструданта является просто невозможным, особенно на ранних стадиях развития.

Особенно интересен факт применения фирмой «ИНСТА ПРО» экструданта в птицеводстве, где экструдант является основным кормом для цыплят. Причем поставка на птицефабрики происходит в виде стренгов и дробится непосредственно перед скармливанием, дабы цыпленок получил свежий не слежавшийся продукт. Помимо питательных уникальных свойств этот корм имеет такую мелкую дисперсию, которую нельзя достигнуть ни одной из существующих дробилок. К сожалению в нашей стране экструдант не нашел широкого применения в птицеводстве.

Аналогично происходит кормление рыбы. Поедаемость корма достигает 100%, поскольку экструдант долго находится на поверхности воды. Пищеварительная система рыб достаточно примитивна, поэтому кормление осуществляется только экструдантом.

Особенно можно отметить эффективность использования экструдированных кормов в частном секторе. Во-первых, экструданта по весу нужно в два раза меньше, чем комбикорма. Во-вторых, не нужно запаривать корм, а просто залить холодной водой. Ну, а в-третьих, – помет после вскармливания стренгов практически сразу является прекрасным органическим удобрением, поскольку в нем нет половы и семян сорных трав. Его сразу же можно вносить в почву, минуя фазу складирования, где, как мы говорим, помет должен «перегореть».

Впервые на нашей установке так мы назвали этот перерабатывающий комплекс использован методом мгновенного охлаждения готового продукта в струе холодного воздуха. Это позволяет остановить реакцию окисления витаминов, что неизбежно происходит при длительных, высоких температурах, улучшить условия труда.

Бобовые культуры (горох, вика, нут, соя и т.д.) богаты белком, аминокислотами и витаминами они составляют в рационе КРС и птиц не более 5-7%.

После эктрудирования усвояемость бобовых увеличивается более чем в 10 раз и их в рацион кормления можно вводить до 80%.

Рожь — кормовой культурой традиционно не считывается из-за повышенной кислотности. После такой переработки ее можно скармливать животным до 90% от общего рациона.

Видимо настало время менять стереотипы кормления. Есть ли смысл наращивать валовой сбор зерновых, распахивать тысячи гектаров земли, чтобы почти половина кормов снова оказалась на полях, но уже в виде навоза.

Источник: shmell174.ru