So funktioniert eine Extrudermaschine für schwimmende Fische: Vorkonditionierung, Extrusion, Expansion und Trocknung
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Übersicht über das Funktionsprinzip
Eine Extrudermaschine für schwimmende Fische erzeugt durch eine Abfolge von Extrusionsschritten bei hoher Temperatur und hohem Druck schwimmfähiges, ernährungsphysiologisch ausgewogenes Futter. Der Mechanismus beruht auf drei zusammenwirkenden physikalischen Effekten: mechanischer Scherung durch die rotierende Schnecke, thermischer Verarbeitung durch injizierten Dampf und Reibungswärme sowie kontrollierter Ausdehnung beim Verlassen des Materials aus der Matrize. Futtertextur und Schwimmfähigkeit sind das Ergebnis der Ausgewogenheit dieser drei Effekte und nicht einer einzelnen Einstellung.
Schritt eins: Fütterung und Vorkonditionierung
Gemischte pulverförmige Rohstoffe, also Proteinquellen, Stärke und Zusatzstoffe, werden über eine Förderschnecke in einen Vorkonditionierer gefördert. Durch Einspritzen von Dampf oder Wasser wird das Material auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 16–18 % und eine Temperatur von 85–95 °C gebracht. Das Ziel dieses Schrittes besteht darin, die Partikel zu erweichen und mit der Gelatinierung der Stärke zu beginnen, bevor das Material das Fass erreicht, was sowohl die Extrusionseffizienz als auch die Verdaulichkeit verbessert. Die Verweilzeit im Vorkonditionierer beträgt in der Regel 2–5 Minuten, damit Wärme und Feuchtigkeit gleichmäßig in die Partikel eindringen; Ein kurzer, ungleichmäßiger Konditionierungsschritt ist die häufigste Ursache für eine schwankende Schüttdichte.
Schritt zwei: Extrusion im Fass
Das aufbereitete Material gelangt in das Fass, wo es von einer rotierenden Einzel- oder Doppelschnecke gegen zunehmenden Druck vorwärts gefördert wird. Durch die Reibung zwischen der Schnecke, dem Zylinder und dem Material entsteht eine starke Scherung und zusätzliche Hitze, die die verbleibenden Stärkekörnchen zersetzt und das Protein denaturiert. Das Arbeitsziel für schwimmende Sorten ist eine Stärkeverkleisterung von 85–95 %, und das Material verlässt die Düse unter dem entlang der Schnecke aufgebauten Restdruck.
| Bühne | Typischer Wert | Wirkung auf das Produkt |
|---|---|---|
| Einlassfeuchtigkeit | 16-18% | Kontrolliert die Verkleisterung und Hautbildung |
| Konditionierungstemperatur | 85-95 Grad | Startet die Gelatinierung und verbessert die Verdaulichkeit |
| Fassdruck | 3-10 MPa | Legt die Ausdehnung am Würfel fest |
| Fasstemperatur | 110-130 Grad | Beendet das Garen ohne Anbrennen |
| Stärkeverkleisterung | 85-95% | Pelletstärke und Wasserstabilität |
Schritt drei: Formen und Schneiden der Matrize
An der Matrize strömt das unter Druck stehende Material durch konische Löcher und dehnt sich aus, wenn der Druck abfällt. Dadurch entsteht die poröse Struktur mit geringer{0}}Dichte, die das Pellet schweben lässt. Der Lochdurchmesser der Matrize bestimmt die nominale Pelletgröße, die Dicke und Konizität der Matrize bestimmen den Grad der Ausdehnung und der rotierende Schneider bestimmt die Pelletlänge. Das Anpassen der Fräsergeschwindigkeit und des Abstands zur Matrizenfläche ist die übliche Möglichkeit, die Länge zu ändern, ohne die Matrize auszutauschen. Eine stumpfe Klinge zerreißt das Pelletende und erzeugt Feinteile, die der Trockner dann verarbeiten muss.
Schritt vier: Trocknen, Fetten und Abkühlen
Expandierte Pellets verlassen die Form mit hoher Feuchtigkeit und müssen getrocknet werden, normalerweise in einem Gegenstromtrockner, der 8–12 Prozentpunkte Wasser entfernt und das Produkt auf eine Endfeuchtigkeit von 8–10 % bringt. Das Fett wird nach dem Trocknen aufgetragen, entweder durch Aufsprühen oder unter Vakuum, da vor dem Trocknen hinzugefügtes Öl oxidieren und auch die an der Düse erzielte Ausdehnung verringern würde. Anschließend erfolgt die Kühlung, wobei der Pelletkern vor dem Abfüllen auf eine Temperatur von maximal 5 Grad der Umgebungstemperatur gebracht wird, wodurch Kondensation im Beutel während der Lagerung und des Transports verhindert wird.
Wie der Auftrieb tatsächlich erreicht wird
Die Schwimmfähigkeit ist eine Eigenschaft der Schüttdichte. Die durch den Druckabfall an der Matrize erzeugte expandierte, poröse Struktur hält die Schüttdichte so niedrig, dass das Pellet an der Oberfläche bleibt, während ein dicht gepresstes Pellet absinkt. Die Schüttdichte ist daher die praktische Kontrollgröße auf der Linie: Sie wird in jeder Schicht an einer Probe mit festem Volumen überprüft und ändert sich mit der Feuchtigkeit, der Zylindertemperatur, der Schneckengeschwindigkeit, der Düsenkonizität und der Messereinstellung. Wenn eine Leine vom Schweben zum langsamen Sinken übergeht, ist die Ursache fast immer eine dieser fünf Variablen und nicht verschlissenes Rohmaterial. Das fertige Futtermittel wird gemäß der üblichen Analysereihe mit Feuchtigkeit gemäß ISO 6496, Rohprotein gemäß ISO 5983-2 unter Verwendung des Stickstofffaktors 6,25, Rohfett gemäß ISO 6492, Rohasche gemäß ISO 5984 bei 550 Grad und Rohfaser gemäß ISO 6865 freigegeben, gemäß GB/T 14699.1 beprobt und gemäß GB 13078-2017 auf Hygiene kontrolliert. Die Haltbarkeit wird mit dem Taumeltest in ASABE S269.4 gemessen und Antriebsmotoren sollten für Dauerbetrieb gemäß IEC 60034-1 ausgelegt sein.
Häufig gestellte Fragen
Q:Was sorgt dafür, dass ein Pellet schwimmt und nicht sinkt?
A: Die Ausdehnung, die auftritt, wenn unter Druck stehendes Material die Matrize verlässt, erzeugt eine poröse Struktur mit geringer{0}}Dichte; Die Schüttdichte ist die Eigenschaft, die darüber entscheidet, ob das Pellet schwimmt.
Q:Welche Feuchtigkeit und Temperatur sollte das Material vor der Extrusion haben?
A: 16–18 % Feuchtigkeit und 85–95 Grad nach der Vorkonditionierung, mit einer Verweilzeit von 2–5 Minuten, damit Wärme und Wasser gleichmäßig in die Partikel eindringen.
Q:Welcher Fassdruck und welche Temperatur sind normal?
A: 3–10 MPa und 110–130 Grad, wobei die Stärkeverkleisterung bei schwimmenden Sorten 85–95 % erreicht.
Q:Warum wird Fett nach dem Trocknen hinzugefügt und nicht vorher?
A: Vor dem Trocknen hinzugefügtes Öl oxidiert während des Trocknungsschritts und beeinträchtigt die Expansion an der Düse; Die Post-{0}}Beschichtung schützt das Öl und bewahrt den Auftrieb.
Q:Wie wird die Pelletlänge angepasst?
A: Durch die Geschwindigkeit des Messers und den Spalt zwischen der Klinge und der Matrizenfläche, wobei die Klinge scharf gehalten werden muss, damit die Pelletenden abgeschnitten und nicht zerrissen werden.
Q:Wie wird das fertige Floating-Feed überprüft?
A: Durch Prüfung der Schüttdichte in jeder Schicht und durch Feuchtigkeitsbestimmung gemäß ISO 6496, wobei die Haltbarkeit durch den Taumeltest ASABE S269.4 gemessen und die Hygiene gemäß GB 13078-2017 kontrolliert wird.
