Процесс экспандирования и его основные параметры

Процесс экспандирования зерновых и других компонентов, как и экструдирование, расширяет возможности для совершенствования технологии комбикормового производства. При обработке в экструдере или экспандере продукт подвергается глубокому структурному преобразованию. Изменяются свойства материала. Происходит полная клейстеризация крахмала, повышаются содержание декстринов и других низкомолекулярных углеводов, атакуемость белков ферментами. Все это способствует более полному усвоению питательных веществ комбикорма, причем с меньшей затратой энергии на процесс пищеварения. При этом полностью уничтожаются микроорганизмы, повышается питательная ценность комбикормов. Расширяется возможность использования новых видов сырья. Поэтому оба способа обработки компонентов комбикормов заслуживают широкого применения в комбикормовом производстве. Однако процесс экструдирования является весьма энергоемким. Удельный расход энергии на его осуществление составляет 120-150 кВт*ч/т. Поэтому при поиске не менее эффективного, но менее энергоемкого варианта термомеханической обработки продуктов, в том числе и в комбикормовом производстве, специалисты фирмы «Каль» в конце 80-х годов прошлого столетия, а затем и фирмы «Спроут-Матадор», «Бюлер» и др. разработали новый аппарат - экспандер. В эти же годы началось внедрение экспандеров на зарубежных комбикормовых предприятиях.

Принцип действия экспандера и его конструкция аналогичны экструдеру. Отличие состоит в том, что выпрессовывание продукта происходит не через матрицу с фильерами, а через кольцевой зазор, размер которого, например, в экспандерах фирмы «Каль», регулируется посредством специальной гидравлической системы. В рабочую зону экспандера подается пар, что дополнительно обеспечивает нагрев продукта.

Благодаря таким изменениям удельный расход электроэнергии на экспандирование снижен в 2,0-2,5 раза по сравнению с эструдированием, и составляет 25-60 кВт ч/т.

Дополнительным преимуществом эспандера является возможность вводить в состав экспандата до 20% жира и до 20% мелассы, в то время как при экструдировании ввод жира ограничен, так как гранулы экструдата теряют связность и рассыпаются.

Давление в экспандере достигает 10 МПа, а продукт нагревается до температуры 170 °С. В результате происходит полная клейстеризация крахмала и его гидролиз. Белки денатурируют и расщепляются. Происходит также формирование органических комплексов белков и фрагментов крахмальных молекул. Повышаются питательные свойства экспандата.

Таким образом, при экспандировании улучшается качество гранул и прежде всего гранул труднопрессуемых компонентов. На производство экспандата затрачивается меньше электроэнергии, себестоимость продукта ниже, чем обычных гранул. Экспандат, как правило, можно использовать вместо гранулированного комбикорма. В то же время при гранулировании экспандата качество гранул и производительность прессов повышаются. При экспандировании появляется возможность вводить в комбикорм в большом количестве кормовой жир, мелассу, рыбный гидролизат, жидкие белковые корма. В процессе экспандирования витамины и другие биологически активные добавки не разрушаются. Их кормовая ценность сохраняется. Уничтожаются сальмонелла, бактерии, грибки. Комбикорм получается свободным от микробного загрязнения.

Полностью клейстеризуется крахмал. Его макромолекулы расщепляются на низкомолекулярные фрагменты, в результате чего значительно повышается питательная ценность комбикормов.

Резко снижается активность ингибиторов в тех продуктах, где они содержатся (соя и другие бобовые). Это позволяет в качестве компонентов комбикормов использовать в значительном количестве бобовые, обеспечивая необходимое содержание белка в комбикорме. Вследствие высокой санитарной чистоты комбикорма не требуется применения каких-либо консервантов.

Кроме того, экспандеры для своего размещения требуют незначительной площади. Их можно устанавливать на подавляющем большинстве комбикормовых заводов или цехов.

Таким образом, по мнению отечественных и зарубежных специалистов применение экспандеров в настоящее время является самым экономичным и эффективным способом производства комбикормов по сравнению с экструдированием и двойным гранулированием.