寵物及水產飼料之擠壓投術

        過去十年裡對擠壓料之興趣遽增,擠壓機在世界各國被廣泛使用,主要的原因在於擠壓機可以生產各式各樣的最終產品,它也是將初級原料在經過加工後,可以將產品價值提到非常高。

        為了方便說明起見,將以各類擠壓機的設計之不同來分別說明。

        擠壓機可分作下列數種基本類型:

(一)短桶單螺旋乾式擠壓機

        這是各類型中最基本之設計,也是世界上使用最普遍的一型。這一型通常用於製造點心之用,其擠壓之螺旋設計簡單,包括單一的外模及一個基本的螺旋擠壓軸,一般為連結式的螺旋。此類機器之LID比〔長度(L)÷螺旋之直徑(D)〕一般小於8,此情形使得製作過程加水到機器內受到限制,因此加水到原料中成為唯一之方法。

        這種機器在製作簡單的點心產品上非常受歡迎,例如膨發的玉米、米、麥產品,並加有糖鹽到一些纖維化的蔬菜蛋白質上,氣味則是擠壓後再噴灑上去,此機器常用於生產玉米圈、膨鬆玉米、有乳酪香味之點心。

        製造此型機器的廠家包括Planet Flowline,American Extrusion International及一些本地廠家。

(二)長桶單螺旋乾式擠壓機

        此機器最初是用於處理含油量高的豆科食物,我們常稱此類機器為膨發機;乾式擠壓機是指其製作之過程是採用乾式,製作過程依賴豆科植物所產生的大量植物油來潤滑螺旋和擠壓。這型機器特別適合豆科植物中之蠶豆科,包含豌豆、黃豆類等。豆科植物一般含高蛋白質及高植物油,但某些種類含有抗營養因子,例如姨蛋白𠕇抑制因子在熬煉加溫過程中可使其不活化,乾式擠壓的過程快速加熱和蒸煮的熬煉,可使胰蛋白𠕇抑制因子活化(有時我們稱之為除苦過程),由於製作過程不加水,因此常使得溫度可高達140─160℃。

        黃豆經160─170℃擠壓下之高溫處理後,對蛋白質有某一程度之保護作用產生,這可能對反芻獸營養上有助益。但通常僅經過擠壓機磨擦壓力,並無法達到如此高的溫度。這一型機器的擠壓器一般螺距不一,不同之機器其螺旋長度不一,增加螺旋可增加磨擦,桶中溫度會溫加。某些狀況下可在螺旋上一定之間距下增加螺栓,可阻擾產品之流速,增加阻力、磨擦和溫度。

        第二種裝置一般稱之為蒸氣或剪閘,這種裝置是一圈圈以一定之間距固定在擠壓器內。設計之目的在利用閘增加局部之壓力和溫度,蒸氣閘可以不同之直徑供應,直徑愈大,在閘和桶之間的運作愈慢,此時阻力、溫度和壓力愈大,在螺旋中加入這些可幫助擠壓機之控制也可防止機器內物質及蒸氣之逆流。這一型機器L/D之比在8到15之間,可能有些設施會在其中加上一些水,但大部分在運作中採用乾式。某些製造廠瞭解到在擠壓之前以蒸氣先調理做為外加的選擇。

        這種設備所生產之物質包括單一穀類產品、抽取油脂和去除抗營養因子。單一穀類之寵物飼料生產廠商包括Instapro, Anderson, Adams and Berga及地方廠商。

(三)長桶單螺旋濕式擠壓機

        此機型和上述機器雷同。主要的不同是本機在運作時需要不停的加入水,大部份的製造廠都先提供蒸氣調理設施為一種外加的選擇。有關 螺旋基本零件通常以非常特殊狀況裝在主軸上,這個裝法通常稱之為螺旋式樣,其式樣和第二類擠壓機類似。

        濕式和乾式之最大不同點是濕式法可以處理相當大範圍的加工條件。

        一個處理彈性上很好的例子可以由下列產品中看出:

  沈水式魚餌 碎式麵包或穀類
蛋白質

植物油

澱粉

46%

15%

<15%

15%

<4%

>70%

        兩種產品可以都用同一機種上生產,如果有不同,是外型設計和軸上葉片設計。鑄型的產品擠壓機是用來形成粒狀料,製作時用太多剪力會使得產品浮游,因此螺旋只是用來做為傳送,可能僅有一個剪力閘。而在閘和桶壁間有很大的空隙,設計上可能在擠出口到鑄模間,在螺旋的最後端有一短的擠壓部份。用於製造高度膨鬆脆麵包或麩皮棒時,要千萬記得給予很大剪力使其能糊化。螺旋運轉時應有高壓部份,蒸氣閘要增加其口徑一直到鑄模,使壓力和濕度都能達到所需。

        此型機器的最普通之問題在於會產生產品之遽增,這週期大約在10─20秒之間會使得操作上產生煩惱的問題,解決的方法很簡單,那就是減少進料量和水量使得擠壓成型速度回到較慢的速度,但有時也應改變螺旋上的結構以減少太多之工和剪力,也可能改善鑄模的特性,此種單螺旋機的另一問題是它會產生長短不一之產品,亦即產品不均一,這可能可以將螺旋底到鑄模間之距離改善,或將鑄模前端改變一下,這種單一螺旋擠壓機在製作過程中加水或弄濕,是寵物、漁和其他動物飼料生產的標準工具之一,這種機器也用在生產早餐所吃的麩糠產品、鬆米和穀類圓圈圈之用。

        由於此型機器可以做各種之用途,因此有很多之之廠商生產此機器,包括Wenger,Millbank,Inotec,Sprout,Matador and Extrutech。

(四)膨鬆機

        膨鬆機趨向於和擠壓機不同,設計上和上述擠壓機雷同,但應用上不同。膨鬆機輸出總量很大,每噸產品所用之電力低,例如牛膨發飼料每小時生產20噸需240amp,等於為每噸飼料5.28kw。這種低電力消化是因為膨發機內溫度和壓力均低,所以較經濟。同時設計上螺旋和桶間之工程容忍量不必如擠壓機那麼精細。

        膨鬆機的輸出障礙、溫度和壓力的問題一解決時,機器就可以決速運轉,而一般擠壓機則是靠利用冷水來控制鑄模之壓力和溫度。

        現代的膨鬆機之基本原理是進去的原料的溫度和壓力維持相似,Amandus Kahl公司第一個發展出此型依照annular gap原理。鑄模是一個凹型孔再裝上一個大的鋼錐體,錐體再裝入耐久的水力錘,一個複雜的壓力排放活門,很精細的控制壓力電錘壓出。產品經過螺旋,壓力在錐體上加大,壓力再由鑄模慢慢消失,增加鑄模表面和錐體間之距離。操作人員增加機器出量時,錐體上壓力增加,但實際上立即由水力錘的移動及增加空隙而減少壓力。

        這一設計之好處包括:1. 不論進出料、原料都受到了同樣之壓力。2. 自動改變鑄模所承受壓力會增加或減少煮的程度。3. 特定之產品可以給予特定的壓力和溫度。

        或許會有人說使用簡單的擠壓機也可以達成相同之結果,但必須記得如每小時生產30─40噸之產品,必須要外來的熱以使溫度上昇,如此將會需大量的能量。

        膨鬆機在飼料界使用時一般是接在打粒機之前使用,可以使打粒機量增加,也可以使打粒品質改善,這新型之膨鬆機最近在歐洲飼料界廣為使用,而且較不昂貴,亦可用在高纖維的產品上。同時在外加液體飼料,例如脂肪、糖蜜時,仍可以維持很好的打粒狀況及硬度。

        膨鬆機還可以有飼料殺菌的作用,歐洲養雞人對它特別有興趣。因為沙門氏桿菌對肉雞蛋雞都有不利之影響,另外一個有趣的領域就是擠壓好之飼料直接去餵家畜,而不經過膨鬆和打粒。已證實膨鬆飼料不僅去除微生物,而且用以直接餵家畜,可以增加飼料之消化率。

        製造廠包括Amandus Kahl,Almex(Contivar)Inotec,and Buhler。

(五)雙螺旋式擠壓機(一正一反運轉)

        擠壓機變複雜中是兩個螺旋上的葉片交互轉動,使得運作中有很好的控制。螺旋製造廠商們在設計上基本原則相似,包括長螺距、混合葉片(一正和一反兩方向轉)、短螺距含加壓部份和反向部份。

        一些製造商加有條狀式螺旋,增加螺旋之剪力,螺旋設計各不相同,由一軸上單一螺旋到雙螺旋,可使得螺旋間相互嚙合運轉。由於有著各類螺旋之設計,因此有無數型式螺旋設計之可能。例如:單一螺旋可提供相當低溫且形成非常正確的形狀,非常活潑設計的螺旋,產生很多功能,可以生產高溫剪力和擠壓的產品。這些產品可立即供吃食,其他還有在這兩個極端例子當中的中間型設計。在本質上雙螺旋代表設計上高度可控制和有彈性的。

        有彈性這點很不幸的要靠財力來解決,這對大多數廠商而言在預算上太高些,可彈性使用之機器其所消耗的能量較單一螺旋機器為高,其零件相當貴。

        使用雙螺旋擠壓機是特別多樣性,本篇報告將集中討論此一機型,此機器又可用作為動物飼料、人的食物和非食物產品。

        使用雙螺旋擠壓機於生產動物飼料時,一般限於高價值的產品,某些大型寵物飼料廠對此種所生產之品質和其均一性均非常欣賞。這些廠商通常裝設非常大的擠壓器,如此可以由大量生產獲得經濟上的利益。

        狗貓飼料生產者已有此種品質和各類優美形狀於市場潛力上得到好處,寵物零食包含有大量之肉和魚,都以此種雙螺旋機器來生產。

        大量之魚飼料也以此種雙螺旋擠壓機器來生產。在歐洲特別是挪威和蘇格蘭所牛產之鮭魚飼料每年就超過10萬噸,似乎雙螺旋擠壓機逐漸取代單一螺旋擠壓機。生產此類飼料其密度、沉降率及含高油脂率(一般16%)是相當重要的,當大型製造廠開始以雙螺旋擠壓料時,他們生產非常高品質的飼料,精確的濃度和高油脂量,其他小型飼料廠也接著跟進。

        一般粒狀料用於生產蝦料,已行之多年,近年來此種飼料餵飼法已造成環境污染問題,結果使得養蝦人對雙螺旋擠壓機生產水中高穩定性、消化率增高和減少污染等特性。

        人類食物生產方面,雙螺旋擠壓機被廣為使用。擠壓機很早就被人們使用,早期雙螺旋機器在60年代和早期70年代是由法國Clextral公司所生產,取名Crusotloire用來生產平脆麵包。單一螺旋擠壓器廣被用於早餐中的穀物,然後由於雙螺旋的可控制率很高,漸漸取代這些單螺旋之機器。現在被認為是穀類市場生產使用之標準工廠器材。其他使用雙螺旋機,包括用來做填料。現在擠壓機生產的膨鬆穀類為基準的殼或管,其內注入黏性裝填物,產品經水平輸送帶送走經切刀切成個別一小段一小段。

        這類之廠家包括德國Werner and Phleiderer,這廠家是生產這類熱擠壓塑膠產品多年,現在變成主要生產早餐用穀物擠壓機之公司,Clextral公司也從事很多研究於他們的機器在生產玉米薄片(Corn Flake)。在市場上此種加工相當成功,其他一些新的擠壓機製造廠家包括瑞典之Buhler、英國的APV Baker、美國的Wenger,過去曾長期生產單螺旋擠壓機。

        由以上可看出有很多機種用於各式的生產之上。其中一項在購置上的問題,是有那麼多的機器,而似乎都能有相同之功用,而價格差異相當大,今日確實是一分錢一分貨,例如一家生產寵物料之小廠以2萬美元買了一個本地產的機器,生產可供本地接受的飼料。這些工廠一般缺少彈性,他可能生產大部份好的飼料,可是品質不一致,特別是其工廠幾乎不為現代寵物飼料設備所能接受,其中衛生和安全在此工廠生產上很重要。

        另外一個議題是擠壓器的機械原理大同小異,例如,螺旋在單一或雙螺旋機上設計大致相同,因此製造廠一般要尋找賣點,常常是裝了一些非常複雜的控制,在擠壓機上所裝的自動控制器大部份沒有用到。另外一項重要的祕密是擠壓機之良好運作是操在工作人員手上,良好的操作需要接受嚴格訓練。

擠壓工廠

        一個公司在做第一次決定買擠壓機之前要慎重考慮。買此設備需要一大筆錢,不僅是擠壓機本身,同時其週邊必要設施所需投資;其次在設置成功上會遇到的問題是設備的裝置。

        常常有人認為要進入寵物及魚飼料行業,只要在原有的飼料廠旁邊加裝一部擠壓機及乾燥機就可以,其結果是一塌糊塗,因為擠壓機原料的預備和一般普通飼料生產不一樣。由於擠壓機的特性,最好將此生產線遠離其他生產,甚至在另外一棟建築物中。並不是說建在綠地上,那太豪華,可以建在其他建築物旁,但要注意此一運作不一定是乾式操作,在濕式運作時應有排水系統。如果有加裝或加上外衣問題需面對,因為加外衣常需殺菌和全面清洗。

        擠壓過後可以再分為下述幾部份,每一部份均需有完全分開的操作:

        1. 原料儲藏區

        2. 秤重和摻混區

        3. 減少顆粒大小(粉碎和磨粉)

        4. 混合

        5. 輸送

        6. 篩和金屬分離

        7. 秤重加入

        8. 調理

        9. 供給擠壓之蒸氣、水和油

        10. 擠壓後之運送、排山蒸氣

        11. 加裝或加外衣

        12. 乾燥

        13. 包裝

◎原料

        原料可以運送至可以混合的地步,這類原料例如穀類、魚粉、肉骨粉。有此供應商已將預混好的原料運送來,如此只要將此原料直接進入擠壓線即可。假如公司想要在房內處理原料,有兩個方法來規劃工廠。第一個是叫做預混廠,其原料粉碎或磨粉後運送到儲料筒,等候混合。第二種方法是後粉碎法,即原料依比例秤後,先混一下再粉碎再混合一次,此時油和液狀飼料再加入。

        今日擠壓工廠最普遍的方法是後粉碎法,因為它較有彈性,特別是有一範圍的飼料要製作時,每一批混在一起的原料可依需要之大小在擠壓前粉碎,某些飼料要較粗的顆粒,例如:魚、蝦飼料的顆粒大小要比寵物細。

◎秤重

        原料運作均需經過混合、秤重、粉碎和混合,散裝的原料一般儲存在外儲存筒。製作時將原料混合在混合筒,原料根據配方以氣動開關或螺旋輸入秤料筒。今日大部份之秤重都是經由負載胞秤重,將重量數位顯示,並將資料輸入電腦,來控制混合和秤重,精確的控制每一種原料的量。

◎減少粒子大小粉碎磨碎

        減少顆粒大小最普通的方法是磨碎或磨成粉。使用鎚碎機是最划算且減少顆粒方法,如要一些原料用於混合成一產品時,在磨碎前要謹慎的混合好,事前混合好可使得混合料有不同之特性。例如,魚粉可能阻礙粉碎,而小麥可能通常粉碎非常容易,因此兩者混合後可使得粉碎恰好適當。

        粉碎機包含有三個部份,供應部份正確的控制經過量,碎粉機有一高速迴轉輪,因定在迴轉輪上有一連串的鎚,利用旋轉時,離心的力量將原料擠出打洞之篩網,在鎚尖和篩網之間的距離僅有5mm,快速運轉的迴轉輪打碎穀物成為小顆粒直到它們能穿過篩網,在這小空間中最後的一部份粉配合大量的空氣壓力有助於通過濾網。

        粉碎後產生粒子之大小可依篩網口徑大小而決定。用於早餐穀類粉碎之大小為1.00毫米,用於生產寵物飼料時採用不同的口徑大小。例如:貓食物要打的特別細,一般要通過500微米,如為魚飼料為炸過的,要小於500微米,大魚可以增加到800微米和1.0毫米。狗食粗糙些可以粉碎到800微米和1.2毫米,狗餅乾主要為小麥可以粉碎到1.5毫米以下。

        另外粉碎機也可以減少顆粒大小,這機器運作方法和鎚碎機相同,但速度快(鎚碎機在速度1275到3000rpm。粉碎為4000轉)。粉碎機還可以再加速產生特別細的原料,一般粉碎機是不常用於減少顆粒大小,除非某些魚和蝦之飼料要特別細才用它,其理由在於零件很貴、耗能量高、溫度可增高30℃以上,會大幅度減低含水量。

◎混合

        粒子減小後,原料必須均勻混合,最常用的方法是用臥式彩帶狀混合機,如果高速混合時,Forberg混合機吸收很多使用者。

        在混合時可以加入在磨碎時不能加入的東西,例如:液狀的脂肪油、單脂肪甘油、液態糖、乾或液狀的麥芽糖、糖蜜或蜂蜜,亦即任何磨碎時無法通過的均可以在此時加入。

◎輸送

        在擠壓廠內運送原料或產品有數種方式,在寵物飼料廠最普通之方法是使用斗昇機、鏈式和螺旋輸送機,這些是較便宜的方法,但很難清理,當衛生是相當重要時,氣力運送機是可採用的方法,氣力運送機包括旋轉式鼓風機和運送管路。為使產物進入管中則旋轉器應封著。使用此法物質可以運送很遠的距離,當到達運送地方時有一收集筒,物品利用重力原理掉落,空氣經由濾網後再迴轉,或可用旋風器分離產品,但通過排出孔的空氣仍需濾網,同時氣力運送可能會因密度不同造成分離,如果設計的大小正確的話,而供應量是少而持續則其利益大於害處。

        由於混合機到大儲存槽,必須採用輸送帶,這儲存槽必須儲存混好飼料之一倍半的容量,因為如此在上一批還沒有運送完之前可以落下一批料,這樣才可使得擠壓機進料不受到影響。

◎篩網和金屬分離器

        當擠壓之前一定要裝篩網,篩網種類很多,但迴轉單位應採用Le Coq之設計,這可使得篩網在1.5到2.0毫米中間的空間,才可有效的去除任何較大的物質,例如螺絲或螺帽。

        將金屬物質去除是另一個應注意事項,很多工廠在操作之前均裝有磁鐵。但一般食品廠都採用不誘鋼器材,此時磁鐵變成無法作用。另外一種貴的方法是加裝感測器,一測到金屬就將此飼料排出到廢物槽中。

◎計量、輸入

        混合好之飼料輸送和篩選後,進入暫存筒等進入擠壓器。這個暫存筒不論是四方或三角形,筒的三面都有不同之角度或採用錐體筒,但有一面是垂直的,筒的設計相當重要。如果筒與邊角度都相同,則各方面飼料由上往下之壓力相同。如此下降速率一樣時,就會造成壓迫到下方以致造成飼料橋。

        儲存筒的量要大到至少要讓擠壓器有20分鐘的運作時間,至少要裝三個探針。第一個裝在高點,可以使進料停止。中層的針命令飼料再進來,低層則在警告無原料。無原料最好能在發生前5分鐘能警告,使工作人員有足夠用時間關掉擠壓機。另一個方法是儲藏筒上裝有透明之窗口,可以看到表面飼料之量是否已快用完。

        採用測飼料存量高低之探針是很重要的,如此作用失敗將導致一連串之問題,例如,過度加入或原料輸送失敗,運送時迴轉葉片設計是相當受歡迎的一種。原料進入擠壓機之經過飼料計量系統,一般有兩種系統,第一種是依容積來定飼料量,這一型的儲料槽出口直接對準螺旋運料機。當使用單一螺旋擠壓機,此型運送飼料是否精確並不大重要,但當使用雙螺旋擠壓機,例如:K─Tron時,運送飼料之精確變得很重要。運送之飼料可用各類型的螺旋輸送機,完全依原料特性而定,某些情況下,螺旋型是最好的運送機。

        儲料桶重量減少就是秤重的基本原理,因此要持續秤重。這儲料桶包括三個部份:

        1. 秤重器

        2. 加料單位

        3. 控制器

        加料單位運作時,在儲料筒中之原料重量一直在秤重,因此輸出之量可利用前後秤重差計算出。開始擠壓料之運作時鍵入一個定量,例如決定擠壓的量、加料機的加料速度、根據設定來餵,每分鐘校正一次餵的速率。這系統的好處是原料來的密度變異不大,以及供於擠壓機定量的原料、加料機的速度改變時,操作員將設定新的程式,可以很快的調節過來;另外一個好處是控制器含顯示螢幕,可以知道有多少飼料在裡面。

        我們也同時注意秤重的飼料筒是非常的敏感,任何的震動或輕撞都會對秤重程式有所影響。加料機出口和進入螺絲擠壓之間加入一個三通管是相當重要的,其理由有二:1. 某一定時間最好將加料機全部清除一次,特別是在一天生產結束時;2. 流量系統通常校正出料是很重要的,這可以使得擠壓出來的飼料有非常精確的值,如屬重量加料系統,也必須經常校正以期此系統維持精確。

◎調理

        直到最近以前在擠壓操作中調理並未被考慮為重要因素,然而製造者瞭解此機器之利益,調理在利用高乾蒸氣以增加飼料的水份和溫度,此熱量和水份部份用於澱粉的糊化,可以減少擠壓機內磨擦阻力,熱乾蒸氣可以減少電力之消耗達25%,也可減少螺絲和筒壁之耗損,使操作者有另一方面之控制操作。調理過程中最重要的是裝置了正確凝水去除系統,調理同時也有有效混合的好處,因此,此時也可以加入液體的原料,例如:麥芽糖、糖蜜、糖。

◎擠壓機

        擠壓機和控制盤的相關位置對操作者效率相當重要。操作者不能同時操作到控制盤和看到產品是一項錯誤,或許可以將控制盤全裝在擠壓機鑄模旁,控制的線路必須在乾燥地方。擠壓機必須能放在可以清洗的地面,同時要有很好的排水。某些機種設計的可以高壓熱水清洗,清洗當然可使得清潔工廠變得容易,如果濕洗不注意,則主要之馬達和電線之線路要保護的很好。其他當需冷、熱水供應槽,此槽可以供應擠壓機所需外加水之系統,擠壓機的其他設施包括冷水供應可用於軟水化學物來冷卻筒壁,壓縮空氣附在氣壓上之工具,可以加速鑄模之清洗。

        另外的服務需視擠壓機之不同,例如油的供應;又如某些產品在製作過程中需外加液狀油。

◎擠壓後的運送

        傳統上開放式的輸送帶將擠壓料送往加衣的系統或乾燥系統,在運送帶上有蓋子,如此可以將多的蒸氣蒸發到大氣中。近年來更多人裝置氣力運送機來運送成品,來自公司最多的反應是怕損傷到產品,事實上正確的大小和正確的氣力運送,是在運輸產品上非常溫和的方式是吸的方式而非吹的方式。運送吸的過程還有一個好處,那就是將擠壓機上鑄模或刀上多餘之蒸氣和灰塵吸走,由擠壓器頭吸下,由氣力線而下,靠擠壓氣一端有透明的玻璃小窗可看到產品移出之速度,產品及灰塵在經過一高效旋風濾器將它和空氣分開,帶有蒸氣的空氣由排氣口排到小氣中,產品灰塵則進入迴旋氣閘。

        風扇可以直接裝在旋風室氣出口,到大氣中經由氣流控制的簡氣閘,此閘可用來控制空氣和產品之流速,此裝置之好處在除去擠壓氣頭之蒸氣是非常細緻、溫和的運送產品,同時將除去所需到擠壓器下之輪形大散裝運輸器上。

        氣力系統的另一個好處是容許工廠設計有此彈性,如果未來更改產品時,只要空間許可,可移動此系統重新安排管線即可。

◎擠壓器刮刀

        大部分擠壓線依靠迴轉刀將產品依需要長度割下,裝置不同數目之割刀,來完成割下擠壓料之工作,一般用4、6或8刀;對大型產品可用1~2刀;如很小之產品,特別是經由鑄模生產1.00毫米直徑之擠壓料時,可能需要12或更多的刀。其中最普遍之問題是產品之品質,第一要考慮的是刀的品質,維持刮刀和剃刀狀況一樣是相當重要的。定期檢查刮刀刀柄和鑄模成90度的角度,如不是這個角度,會導致擠壓料品質差,有塵、形狀不一。

◎被膜

        絕大部分的擠壓系統包含有加糖衣的機器,這些機器由簡單的在輸送帶上單一噴頭到以電腦控制的系統,但任一系統都有一些特性:

        液體儲存

        液體輸送

        噴頭

        混合系統

        液體之使用量決定儲存的設備。使用脂肪在生產寵物飼料需要將它加熱運送及包有覆蓋物之儲存筒,這可維持牛油在噴灑時有正確之溫度。所有的管路也加上保溫設備。使用低量的液體時,把他輸入200公升的穀形筒或相同容量的容器中,絕大部份情況下液體必須預熱再噴灑,通常用電熱管加溫,或有時倒入預熱的容器中,由液體儲存運到噴頭中需經過雙重的濾過器,再到幫浦。現在使用的馬達種類很多,最普通的是babed型,有變速裝置,變速之AC馬達,磁力之drives或torque drives。幫浦之後有一疏解壓力之輔助管,都裝有溫度和壓力計,及很重要的要有流速計,其顯示的數字的位置可能讓操作員一直能看到這些數值。

    有很多方法可將液狀物灑在產品之表面,在本篇中詳細討論最普遍的兩種方法。高壓或低壓噴頭,不同的噴頭設計可以噴出不同的型式,噴口的大小可以噴出不同的流量。最少問題的是使用低壓噴頭,操作者也會提出一些其他方法。

        低壓系統有一好處,它不太會被過多雜物將噴頭阻塞,液體是打到噴頭再混合上低壓空氣。壓力的大小可以噴出粗到細的霧狀,噴頭也裝上自動或手動清洗。

        噴油時最普通的一種設備是將油噴下而擠壓料在轉動之鼓桶中,這有助於兩者之混合。沒有太多維護問題,但有此清洗上之問題。混合螺旋有時用在寵物飼料中使用,此時對產品可能造成損害,亦即使產品成不太被接受的細顆粒。

        平圓盤糖衣系統被證實在某些情況下受歡迎。這設備不需噴頭做法,是將產品倒入旋轉之圓盤,使產品在不同方向下轉動。低的部份有第二個高速轉動的第二個盤子,有一些液狀物噴灑到由第一盤掉下在下方簾上的產品。此時產品再掉入慢速旋轉的帶狀旋轉機,如此可使得混合均勻。

        不論用上述那一種方法,有一部份尚未討論到,就是一定要用比例系統。最簡單也是最便宜的方法是操作前正確的校正擠壓機,當擠壓機運作時產出物也出來時,可以根據現況設定噴務系統噴正確的量。第二種比較貴的方法是,根據秤得之飼料秤一定量之液體,如飼料量變了,則電子系統可自動校正噴出之液體量。

        加噴灑糖衣沒有固定之方法,是依照何類的液體或噴後是否需要乾燥。

        下列為噴灑之建議,是和產品的種類有關。

寵物飼料:

        一些不同的液狀原料經常被用於寵物飼料中,植物油包括黃豆油、亞麻仁油。這些油使用量相常低,使用的好處在改善糖衣效果以及它們含有高量亞麻仁油酸,動物消化物,包括肉醬,一般含肝和其他內臟並以丙酸儲存,酸值(pH)約為3。由於此類物質腐蝕性高,因此處理和運輸這些物質時必須用不鏽鋼材,在一般環境溫度下其黏稠性高,必須加溫到60℃才會流動。消化物含水量高使用量會高達6%,因此一般最好是在產品乾燥過程還熱的狀況下加入,再經過冷卻,有利於在包裝前降低水份。這些產品要維持移動,否則它們會黏在一起,如果放倉儲筒則會很糟。

        牛油和動物油脂,是生產狗料受歡迎的原料,同使用上述動物消化物一樣,它在處理過程之設備需要不鏽鋼材質,在一般溫度下它是圓體狀,使用時需加溫,一般噴灑使用之溫度為70℃。由於黏稠度非常高,因此所有管線應微加溫及有保溫材料包著。

魚飼料:

        一般需要魚油,有時高達15%,噴灑那麼高的油在飼料外表常導致處理上的問題,產品如無法吸收這油,則運輸過程的機械都會被油滲透。克服這困難和前述肉消化物一樣,等產品乾之後,在還熱的情況下油再噴下去。這時產品像吸墨紙將油吸乾,再經過冷卻系統後才去包裝。

◎乾燥

        絕大部份擠壓料離開鑄模時均含有很高的水份,只有當擠壓機不加水時沒有這種滴水情形。擠壓料中含水量變異範圍由9%到35%,例如脆麵包,含水9%,膨鬆米35%的水份。

        加乾燥設施時以下幾項必須注意:1. 使用之燃料之型別和要方便可買到。2. 要瞭解乾燥之溫度是幾度。3. 乾燥設施的容量。4. 時常注意乾燥機之效率。

        附件或分組相當耗費,某些產品乾燥時最好在低溫下慢一些,魚飼料可以在中溫下乾燥,以不超過100℃為度,可減少維生素耗損為基準。其他一些產品可以忍受高溫。

        50─120℃間之低溫乾燥,通常選擇熱水和蒸氣加溫,再將熱量由加溫室回收,再回到鍋爐。空氣經熱交換器再進到加熱室,可使得鍋爐之效率83%。這型之乾燥相當的有效。

        絕大部份之乾燥器不僅是控制乾燥的溫度,同時也控制其床面之速度,這稱之為停留時間。

◎包裝

        產品之包裝成為最複雜的一項,超出本篇所討論的範圍。簡言之,最普通的包裝機是直立完填再封口,包裝不必完全配合擠壓機。

        寵物飼料有用裝袋機或厚紙箱,特別的寵物飼料和寵物點心,也常使用直立式充填封口機。有一件事必須提出的,那就是公司可能在飼料還溫或熱時就試圖包裝,這是絕對要避免的,即使是含水份非常少的飼料都要避免,因為凝結水會形成,如此會使飼料快速變壞以致發霉。也必須說明所有擠壓工廠操作員均需有正確之測水份計。不僅是用來量測產品之含水量,同時也可量測包裝前之含水量。

        產品必須非常正確的標明,而工作人員必須有很好之訓練來完成,及每天每月的維持。最有效的達成上述目標之工具就是記錄,工作人員必須訓練成有維持所有運作數據記錄之藝術,記錄是評估機器運作之無價工具,同時也是確保產品一致和均一。

◎結論

        建立一個擠壓機工廠是一複雜且耗時的工作,細心的設置加上未來產品,多元化將可為長期內獲利的保證。

        擠壓機為非常昂貴的工廠設備,必須記得就整體而言,擠壓機很可能是工廠中最不貴的項目。提醒一句:當在裝設擠壓機的報價單上有一大堆寫著"必須由客戶提供"這看起來是一些小項目,但加起來是令人可怕的價格。附屬設備可能會和擠壓機同價,甚至高過擠壓機。

        本篇包括了此主題的大部份,但無法包含理想中的所有部份,無法詳論所有問題,但企圖將所有相關建立一擠壓機工廠所會遇到問題的部份加以討論。

        (1998飼料工業技術研討會)

飼料營養雜誌(p.86~99)─Charles Botting、九八年十二期