狗粮生产设备之膨化工艺参数及营养成分的影

膨化加工参数对犬粮加工质量的影响

膨化工艺是一种集混合、揉合、剪切、加热、冷却等多种作业于一体的加工过程，其工艺过程比较复杂，影响产品质量的工艺参数多，控制技术要求高。物料进入挤压腔后经受高温、高压和高剪切力的作用，发生一系列的物理和化学变传出模孔后，由于突然泄压，水分被迅速气化蒸发，使物料内部形成疏松多孔的膨化饲料，物料的膨化受原料的粉碎粒度、喂料速度、调质水分、膨化腔温度、螺杆转速的共同影响。

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粉碎粒度

犬粮配方中的原料大多要先经粉碎再进入膨化过程，犬粮的粉碎后颗粒直径以最终犬粮质量的需求来确定，通常原料粉碎粒度与均匀度越高，膨化犬粮颗粒的内部孔隙分布越均匀，表观就越精细。在调质时，原料的粒度越小，吸收水分相应增多，膨化效果越佳。但粉碎过细，电耗高，粉碎机产量低。袁军等的研究结果表明，原料的粉碎粒度与膨化颗粒的容重、硬度、淀粉糊化度呈显著负相关，膨化度呈先降低后增加的趋势。

Mathew等的研究发现，当玉米的粉碎粒度为1.5mm、1.mm、和0.75mm时，粒度越小，膨化效果显著增高。但Ilo等的研究表明，原料的粉碎粒度与膨化度并非呈正相关，粉碎过细的玉米粉，会在膨化腔内形成假塑性流体，从而发生物料碳化的现象，从而使膨化度降低。

适宜的粉碎粒度在获得高质量膨化产品的同时，还可降低能耗。原料的粉碎粒度受动物的消化生理及膨化机模板配置的影响，因此要根据不同动物进行不同细度的粉碎及模板的配置。

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喂料速度

喂料量的大小决定了物料进入膨化腔后，在膨化腔内的停留时间和填充程度，还影响着膨化腔和模头处的压力，最终会引起产品品质的变件。Ilo等的研究发现，随喂料速度的增加，物料在膨化腔内的填充度和停留时间变长，淀粉糊化度变高；但随喂料速度的继续增高，熔融体中支链淀粉的网状结构被破坏，膨胀度降低。吕宝龙等研究发现，喂料速度的增加，物料在膨化腔内填充度增大、受剪切程度增强，淀粉糊化度和膨化度升高，但随淀粉糊化度达80%后，再继续增大喂料量，淀粉糊化度和膨化呈下降趋势。

03

调质水分

调质后水分含量是膨化过程中重要的参数，也是最容易控制的参数之一，含水量对原料的膨化效果等生产指标均有影响。蛋白质在膨化腔中受湿热作用的影响，分子结构表面的空洞会吸收水分，造成蛋白质颗粒发生膨胀。膨化加工时，水分发挥膨化动力作用的同时也起到了润滑和增塑的作用。

Gujral等通过响应面法研究发现，在保持螺杆转速和模头温度不变的情况下，水分含量为16%~24%，膨化度在水分含量为17%时达最大，且随水分含量的上升，膨化度呈降低趋势。Singh等通过响应面比较小麦淀粉、全麦粉和燕麦粉的膨化性质发现，小麦粉和全麦粉随水分由22%升高至28%，膨化度呈先升高后降低的趋势，当水分含量超过24%时，膨化度开始出现下降趋势；燕麦粉随水分含量的升高，膨化度呈升高的趋势，当水分含量达26%后，水分再继续升高，膨化度并未出现明显的升高趋势。

膨化产品质量的优劣，要根据其产品特性而定，膨化度无疑是最重要的指标，而质构对产品质量也尤为重要。Chakraborty等通过响应面法对膨化颗粒料的硬度和酥脆性的研究发现，水分的含量对硬度和酥脆性的有积极的影响，高水分含量可以带来较高的脆性。Cheftel等的研究发现，高水分含量进行膨化，可以使膨化物的风味发生改变，如高水分膨化的植物蛋白会有类肉制品风味。

04

螺杆转速

螺杆转速影响着物料自身吸水、吸热程度、受剪切程度、在膨化腔内停留时间长短的变化，因此螺杆转速对犬粮的加工质量有重要影响。产品的膨化是物料在膨化腔中通过高温、高压的作用，在冲出模孔的瞬间，物料内水分的闪蒸造成产品内部产生空洞的疏松结构。高螺杆转速不仅可使物料受到更大的剪切力和压力，同时物料也会受到更高的热量；而过高的螺杆转速，会造成物料在膨化腔内停留时间过短，反而会对膨化产生不良的效果。

关正军等和张明秀等的研究发现，当螺杆转速过高会出现物料膨化度降低的现象。王亮等研究发现，最终的膨化产品的膨化度与脆性是随螺杆转速的增加而呈先降低后升高的变化趋势。Chakraborty等研究发现，螺杆转速对膨化颗粒料的硬度和酥脆性的影响负相关，螺杆转速越高其硬度和酥脆性表现越差。

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膨化腔温度

膨化腔温度的改变是通过调整夹层内蒸汽量发生变化，是影响膨化犬粮质量的重要因素。物料中的淀粉是在吸收够足够的热量后才发生糊化反应，物料在膨化腔中短暂的停留，需要吸收足以支持淀粉发生糊化反应的热量，但吸收的热量过高会造成水分的蒸发，导致堵机。

Cruz等的研究发现，随模头温度的提高，膨化效果越明显，但过高的模头温度会对使物料呈现爆米花状，这样即影响耐水性指数还对颗粒耐久性和感官评价产生负面影响。Thymi等研究发现，随第四段膨化腔温度上升至℃时，膨化玉米颗粒的表观密度降低，内部孔隙率上升，膨化度增高。GujralHS等通过响应面法研究发现，在保持螺杆转速不变的情况下，当温度高于℃后，膨化度成降低趋势。Singh等通过响应面比较小麦淀粉、全麦粉和燕麦粉的膨化性质发现，小麦粉和全麦粉随模头温度从℃升高至℃时，膨化度呈逐渐降低的趋势；当模头温度达℃时，燕麦的膨化度最高，此后继续升温则无显著上升趋势。Chakraborty等研究发现，模头温度对膨化颗粒料的硬度和酥脆性的影响负相关，模头温度越高其硬度和酥脆性表现越差。王亮等研究发现，随模头温度的提高，淀粉颗粒的致密结构受到破坏，过高的温度又将破坏淀粉的糊化和糊精化的平衡，从而导致脆性的降低。在实际加工过程中，应根据物料的加工特性，适当的调整膨化腔温度，最终得到理想的膨化产品。

来源：李重阳《不同膨化工艺参数及淀粉源对犬粮加工质量的影响

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