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油茶粕膨化加工工艺及设备的研究

发布时间:2011.11.02 新闻来源:中国榨油机网


    目前,我国对油茶籽的利用基本上仅限于榨油,对榨油后剩余茶籽饼粕的利用还很不够,大多直接作清塘剂或肥料使用。经检测分析,油茶饼粕中富含茶皂素、蛋白质、脂肪、淀粉和粗纤维等成分。油茶籽粗蛋白含量在12%~18%,蛋白质中含有17种氨基酸成分,其中7种是人体必需的氨基酸。因此,油茶饼粕是一种营养价值较高的潜在饲料原料。
    由于油茶饼粕中含有10%~15%左右的溶血性茶皂素(Thea saponin),直接投喂对鱼类等水生生物毒害性极强。同时,茶皂素的存在又使饲料味苦且辛辣,因而限制了油茶饼粕在饲料工业上的应用,造成巨大的资源浪费。而茶皂素在精细化工方面是一种优良的天然非离子表面活性剂,并具生物学活性,可广泛应用于日化、轻纺、医药和农药等行业,其经济价值较高。因此,分离提取油茶粕中的茶皂素后积极探索剩余饼粕的饲料化利用,实现对油茶粕资源的综合开发有很深的现实意义。
1 加工工艺
    直接采用武冠公司提供的油茶粕原料,利用实验室15kW膨化机进行膨化试验,然后用膨化产品直接喂养鱼类试验。喂鱼试验时,鱼类很快死亡,说明茶皂素没有完全脱掉,经检测,膨化产品中含有11.3%的茶皂素。后来又在茶粕原料中添加小麦粉进行膨化试验,产品经检测,仍含有2.6%的茶皂素。由此可见,依靠膨化不能完全脱毒。油茶粕原料经上海测试中心农业系统测试点检测,粗纤维含量高达36.88%。因此,在初步试验的基础上,研究油茶粕的系统加工工艺。考虑到油茶粕加工的综合利用,最后确定了油茶粕的加工工艺流程(见图1)。

 

    基于油茶粕的特点,从综合利用油茶粕的角度出发,可把工艺程序具体分为以下3大步骤。
1.1 粉碎过筛
    首先通过锤片式粉碎机把沙粒状油茶粕进行粉碎,然后过40目筛,其目的有两方面:①去除部分粗纤维;②使油茶粕达到合适的细度(或是粒度),在与其它配料混合时能够更均匀,以便提高并保证糊化度和膨化率及其均匀性。
1.2 提取茶皂素
    用水提法浸提茶皂素,此工序的主要目的是去除油茶粕中的有毒物质——茶皂素,而茶皂素可以作为化工原料加以利用。
1.3 制作膨化饲料
    提取茶皂素后剩余的油茶粕渣,按照饲料配方与其它饲料原料混合均匀后进行膨化,制成膨化饲料。

2 膨化机设计
    试验采用膨化加工工艺,由于油茶粕本身粘性较大,粗纤维含量较高,现有的膨化机不能满足其加工要求,故采用自行设计的膨化机进行膨化。
2.1 膨化机的结构
    主要结构包括:传动系统、挤压膨化系统、切割系统、料斗和机架,其结构形式见图2。

 

    ①传动系统:传动部分由7.5kW电动机和三角皮带传动所组成,并起减速作用;②挤压膨化系统:主要包括内外套筒、挤压螺杆、出料模板;③切割系统:主要由小电动机、刀架和刀片组成,在刀片的旋转作用下把挤压出来的圆柱状饲料剪切成颗粒状,调节刀片数量可以控制颗粒饲料的长短。


2.2 螺杆的结构设计
    螺杆形式主要根据物料的物理性能来确定,与加工工艺也有关。根据配合油茶粕饲料的物理性能及加工工艺,考虑到压缩比的要求,以及加工的方便,本机采用等距等深螺杆(见图3)。从油茶粕膨化试验来看,采用这种螺杆,对油茶粕饲料膨化的效果较好。

 

2.3 机筒
    机筒的结构形式关系到热量传递的均匀性和稳定性。机筒的机械加工和使用也影响到整个挤压系统的工作性能。
    采用衬套式机筒,因衬套磨损后可更换,从而提高机筒的使用寿命。根据挤压时的受力分析,内套筒的表面粗糙度越高,越有利于物料的挤压,故内套筒内壁开有螺纹槽(见图4)。

 

2.4 出料模板(见图5)
    出料模板至螺杆头端部的距离不宜太大,否则易积存物料,热敏性的物料易分解,若距离过小,不利于螺旋形运动的粘流状物料均匀地通过模板。通常使螺杆头部与模板之间的容积稍小于或等于均化段一个螺槽的容积。

3 膨化饲料效果检验
    试验采用添加有10%油茶粕的全价配合饲料,经过膨化加工后投喂异育银鲫,养殖效果见表1。

 

    从养殖的效果来看,10%油茶粕组的增重率比对照组提高了48.58%(P<0.05),差异显著,效果较好,而且10%油茶粕组的饲料系数较对照组低。由此可以看出,经膨化加工处理后的油茶粕作为饲料原料是可行的。而且,饲料中添加适宜的油茶粕配比对鱼类的生长有明显的促进作用,这可能与油茶粕中残余的微量茶皂素有关。
4 结论
    试验在去除茶皂素与粗纤维的同时,最大程度保留各种营养物质。在试验过程中,通过拟定合理的加工工艺并自行设计、研制了适用于膨化油茶粕饲料的新型膨化机,改善了油茶粕饲料的适口性和在水中的稳定性,大大提高了油茶粕在饲料工业上的利用。该加工工艺和加工设备较好的符合物料的加工要求,实现了油茶粕的规模加工利用,同时也体现了安全可靠、简单易行、经济合理的原则。养殖试验表明,提取了茶皂素和去除部分粗纤维的油茶粕,可用作“促生长饲料添加剂”,具有广阔的应用前景。




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