En quoi les extrudeuses à aliments du bétail diffèrent-elles des machines à granuler classiques en termes de fonctionnement ?

Principes de Fonctionnement des Extrudeurs à Aliments et des Machines à Granuler

Comment les Extrudeurs à Aliments Utilisent une Température Élevée, une Pression et un Cisaillement pour la Cuisson par Extrusion

Les extrudeuses à alimentation transforment les matières premières grâce à un processus de trois étapes impliquant chauffage et pression. Lorsque les températures atteignent entre 120 et 150 degrés Celsius et que les pressions atteignent environ 20 à 40 bars, quelque chose d'intéressant se produit avec les composants de l'alimentation. L'amidon commence à s'adoucir et à devenir gélatineux, tandis que les protéines perdent leur structure originale. Cela rend en réalité l'alimentation beaucoup plus facile à digérer pour les animaux, des études montrant une amélioration de 18 à 25 pour cent par rapport à l'alimentation non traitée, selon les rapports de la FAO de 2023. Ce qui alimente véritablement tout ce processus, ce sont ces vis puissantes à l'intérieur de la machine qui créent de la chaleur par friction, combinée à de la vapeur injectée. Cette configuration ne cuise pas seulement une fois le mélange, mais tue également les bactéries indésirables et aide à préserver les nutriments précieux dans les granulés finaux qui sortent à l'autre extrémité.

Le rôle des systèmes à vis double et à vis unique dans l'extrusion des aliments du bétail

L'extrudeuse bivis est devenue l'équipement de référence pour la fabrication de produits complexes d'aliments aquatiques, représentant environ 60 % du marché actuellement. Cela s'explique largement par leur conception avec des vis rotatives contrarotatives, ce qui fait vraiment la différence lorsqu'on traite des formules riches en matières grasses nécessitant un mélange approprié au-delà de 12 % de teneur en graisse. En parallèle, les systèmes monovis restent compétitifs dans les opérations classiques d'alimentation du bétail où l'efficacité énergétique est primordiale. Ils consomment généralement entre 35 et 50 kilowattheures par tonne, contre une plage plus élevée de 55 à 75 kWh/tonne nécessaire pour les extrudeuses bivis lors de l'élaboration d'aliments à base de céréales. Ce qui est intéressant, c'est comment la technologie moderne a continué d'évoluer. Beaucoup de modèles récents sont équipés de variateurs de vitesse permettant aux opérateurs d'ajuster le temps de rétention du matériau n'importe où entre seulement 15 secondes et jusqu'à 90 secondes, sans avoir à arrêter toute la ligne de production en cours de processus.

Comment les machines à granulés classiques s'appuient sur la compression et le formage par matrice avec une chaleur modérée

Les granulateurs fonctionnent généralement entre environ 60 et 85 degrés Celsius, utilisant ces matrices annulaires horizontales pour comprimer le matériau prétraité à travers les trous coniques mentionnés précédemment. Le résultat du processus de compression par matrice annulaire ? Des granulés assez denses pesant entre 600 et 700 kilogrammes par mètre cube, tout en maintenant l'humidité en dessous de 12,5 pour cent, ce qui convient bien aux animaux terrestres en général. Voici maintenant ce qui rend cela intéressant par rapport aux méthodes d'extrusion : aucune modification chimique réelle ne se produit pendant ce processus. Ce qui se passe à la place, c'est un agglomérage mécanique grâce à quelque chose appelé plastification de la lignine lorsque le taux d'humidité se situe confortablement entre 18 et 22 pour cent, selon les normes mises à jour par les experts de l'ASABE en 2022.

Extrusion contre granulation : Différences en termes d'humidité, de température et de temps de séjour

Les extrudeuses fonctionnent à 120–150°C avec 15–30% d'humidité , à l'aide de systèmes bi-vis pour maintenir 90–120 secondes un traitement thermique contrôlé (Wenger Group 2023). En revanche, les pelletiseuses compriment l'aliment avec 70–90 °C avec 10–15% d'humidité , achevant la formation en 15–30 secondes . Ces différences permettent aux extrudeuses de :

• Détruire 86 % de nutriments anti-nutritifs en plus tels que les inhibiteurs de la trypsine
• Atteindre 3,1 fois plus élevée gelatinisation de l'amidon par rapport à l'extrusion

Caractéristiques physiques des granulés extrudés par rapport aux granulés traditionnels

Caractéristique	Granulés extrudés	Granulés traditionnels
Ratio d'expansion	1,8–2,5:1	1,1–1,3:1
Densité de masse	350–450 kg/m³	550–650 kg/m³
Stabilité dans l'eau (heures)	6–8	1–2
Taux de désagrègement	<3 % après 24 h	8–12 % après 24 h

La structure poreuse de l'aliment extrudé améliore l'absorption des nutriments par 19–27 % chez les espèces aquatiques en facilitant la pénétration enzymatique.

Propriétés flottantes et coulantes dans les aliments pour aquaculture : Comment l'extrusion permet de contrôler la flottabilité

Les extrudeuses réalisent 5 à 12 minutes de flottabilité dans les aliments flottants grâce à une expansion précise de l'amidon, impossible à obtenir par granulation. Selon un rapport Alltech Aquaculture de 2022, les aliments extrudés réduisent les pertes de 41% dans l'élevage des crevettes grâce à des taux d'immersion maîtrisés. Les facteurs clés comprennent :

• Formation de poches d'air à 125–140 °C températures de filière
• Densité réglable (400–700 kg/m³) par régulation de l'humidité

Efficacité et capacité de production : comment choisir entre extrudeuse et granulateur

Les extrudeuses traitent 8 à 12 tonnes/heure mais consomment 35–50 kWh/tonne , ce qui les rend adaptées aux lignes de production d'aliments aquatiques à haut volume. Les presses à granuler produisent 3–6 tonnes/heure à 18–25 kWh/tonne , plus adaptaptées aux élevages de volailles et de porcs de moins de 10 000 tonnes/an. L'analyse FAO 2023 sur l'efficacité économique recommande les extrudeuses pour :

• Régimes nécessitant une teneur en lipides supérieure à 20 %
• Installations fonctionnant à plus de 75 % d'utilisation de leur capacité

Transformation des nutriments et résultats en digestibilité

Gélatinisation de l'amidon et dénaturation des protéines dans les aliments extrudés

Le processus d'extrusion entraîne des changements importants dans les nutriments en raison de la chaleur élevée utilisée, atteignant souvent plus de 70 % de gélatinisation de l'amidon dans les céréales utilisées pour l'alimentation animale. Lorsque les glucides complexes se décomposent en molécules de glucose plus simples, davantage d'énergie devient disponible pour les animaux qui consomment ces aliments. En même temps, les protéines sont dénaturées, ce qui signifie que les enzymes peuvent mieux agir lors de leur dégradation pendant la digestion. Des recherches publiées en 2021 dans Frontiers in Nutrition ont montré que les aliments extrudés présentaient une digestibilité des protéines environ 12 à 18 % supérieure à celle des matières non traitées. Cette différence est particulièrement marquée chez les animaux à estomac simple, comme les poulets et autres volailles, chez lesquels une absorption correcte des nutriments est essentielle pour la croissance et la santé.

Impact du traitement sur la rétention des vitamines et les facteurs anti-nutritifs

L'extrusion a certainement un impact sur ces vitamines sensibles à la chaleur, en particulier les taux de thiamine chutent entre 65 et 75 pour cent durant le processus. Mais il y a aussi un côté positif, puisque cette méthode élimine environ 95 % des facteurs antinutritionnels gênants présents dans le tourteau de soja, notamment les inhibiteurs de la trypsine. Selon certaines études récentes publiées par ScienceDirect l'année dernière, les aliments en granulés conservent effectivement environ 15 % de vitamines supplémentaires, car les températures atteintes lors de leur fabrication sont moins élevées. La température maximale pour les granulés reste aux alentours de 60 à 80 degrés Celsius, contre 130 à 150 degrés pour les procédés d'extrusion. Toutefois, il convient de noter que l'extrusion fonctionne très bien pour éliminer les lectines et les phytates qui ont tendance à retenir des minéraux importants comme le zinc et le fer, les rendant indisponibles pour l'absorption.

Digestibilité comparative : Pourquoi les aliments extrudés améliorent souvent l'absorption des nutriments

Lorsque nous parlons de la transformation des aliments, un phénomène intéressant se produit avec l'extrusion. La combinaison de l'hydratation de l'amidon et du début de dénaturation des protéines augmente en réalité l'énergie métabolisable de ces aliments de 20 à 25 pour cent par rapport aux granulés traditionnels. Des essais effectués dans le domaine de l'aquaculture ont montré que, lors de la fabrication d'aliments pour crevettes par extrusion, les résultats s'améliorent également. Les taux d'efficacité des protéines atteignent environ 2,8 pour les produits extrudés, contre seulement 2,3 pour les granulés. Cela s'explique par le fait que la manière dont l'amidon est modifié crée divers micro-pores dans la structure de l'aliment, ce qui permet aux enzymes d'agir plus rapidement durant la digestion. Toutefois, un point important à noter est que les animaux ruminants ne bénéficient pas des mêmes avantages, car leurs microbes intestinaux se sont spécialisés dans la dégradation des matières fibreuses.

Avantages Spécifiques aux Applications dans les Aliments pour Aquaculture et l'Alimentation Animale

Pourquoi les Extrudeuses à Aliments Prédominent dans la Production d'Aliments pour Poissons et Crevettes

Les extrudeuses modernes pour aliments peuvent atteindre plus de 95 pour cent d'amidon correctement gélatinisé lorsqu'elles cuisent à des températures très élevées, environ 140 à 160 degrés Celsius. Cela permet de créer des granulés flottants qui restent à la surface de l'eau, exactement ce dont ont besoin les poissons et crustacés se nourrissant en surface. Les éleveurs de tilapia et de crevettes apprécient beaucoup ces granulés, car ils peuvent voir leurs animaux se nourrir réellement. Le véritable avantage réside dans la possibilité de contrôler la densité des granulés. La plupart des aliments extrudés restent flottants environ huit fois sur dix au cours d'une période de six heures, tandis que les granulés traditionnels s'enfoncent en à peine douze minutes après être entrés en contact avec l'eau. Et parlant de flexibilité en matière de formulation, les machines à double vis gèrent également très bien les ingrédients gras. Certaines unités utilisent des formules contenant jusqu'à dix-huit pour cent de matières grasses sans altérer la structure des granulés, ce qui est absolument essentiel pour l'élevage d'espèces de poissons carnivores nécessitant une plus grande quantité d'énergie tout au long de leur cycle de croissance.

Cas d'utilisation des machines à granulés dans les aliments pour volailles, porcs et ruminants

Les machines à granuler fonctionnent très bien pour l'alimentation des animaux terrestres, en particulier lorsqu'il s'agit d'ingrédients riches en fibres, contenant environ 30 à 40 pour cent de fibres brutes. Ces machines donnent les meilleurs résultats lorsque la matière possède également un taux d'humidité d'environ 12 à 15 pour cent. Des études récentes de 2024 sur les aliments pour bétail ont révélé des résultats intéressants. Lorsque les poulets étaient nourris avec des granulés plutôt qu'avec des farines, leurs taux de conversion alimentaire ont augmenté de près de 9 pour cent. Chez les porcs, l'amélioration était d'environ 6 pour cent par rapport aux formes traditionnelles d'aliments. Ce qui rend la granulation si efficace, c'est la plage de température durant le processus, généralement entre 60 et 80 degrés Celsius. Ce niveau de chaleur préserve les additifs importants comme les enzymes phytases, tout en réduisant les bactéries nuisibles. C'est pourquoi de nombreux agriculteurs considèrent la granulation comme à la fois économiquement judicieuse et pratiquement bénéfique pour les animaux dont le système digestif est moins complexe que celui d'autres espèces.

Étude de cas : Aliment extrudé flottant vs. aliment en granulés coulant dans l'élevage de tilapia

Lors d'une étude de 12 semaines portant sur des tilapias, les chercheurs ont constaté que l'utilisation d'aliment extrudé augmentait considérablement les gains de poids, environ 23 %, en comparant des poids finaux de 1 450 grammes contre seulement 1 178 grammes pour les poissons nourris avec des granulés classiques. De plus, le taux de conversion alimentaire a chuté de près de 18 %, passant de 1,7 à 1,4. Ce qui rend cette approche particulièrement intéressante, c'est que la technologie d'extrusion permet aux éleveurs d'ajuster la porosité des granulés afin d'améliorer l'absorption des nutriments. Cela a une grande importance car les tilapias possèdent un intestin relativement court, environ quatre fois la longueur de leur corps. Et un autre avantage s'ajoute à cela : la qualité de l'eau s'est nettement améliorée pendant ces essais. Les niveaux d'ammoniac mesurés étaient inférieurs de 27 % par rapport à la normale, probablement parce que moins d'aliment était gaspillé au total. Une amélioration de ce type peut véritablement faire une différence dans les opérations aquacoles où le maintien de conditions d'eau propres constitue toujours un défi.

Considérations sur les coûts, l'entretien et le choix des technologies

Investissement initial et coûts opérationnels : Extrudeuse contre Moulin à granulés

Le coût initial des extrudeuses pour aliments est généralement compris entre 60 et peut-être même 100 pour cent de plus que celui des moulins à granulés habituels. Une simple usine à granulés peut commencer à environ vingt mille euros, mais ces extrudeuses bi-vis ? Elles peuvent facilement dépasser les cent cinquante mille euros. Cependant, si l'on considère l'ensemble du processus, ces extrudeuses ont tendance à être plus rentables à long terme pour les opérations à grande échelle. La facture d'énergie diminue d'environ trente à cinquante pour cent par tonne traitée, de plus elles peuvent traiter toutes sortes d'ingrédients différents sans trop de problèmes. Pour les entreprises qui traitent de gros volumes quotidiennement, ce type d'efficacité compense souvent le prix d'achat plus élevé.

Exigences en matière d'entretien et durée de vie des composants

Les moulins à granulés ont généralement besoin d'interventions d'entretien seulement 3 à 5 fois par an, par exemple pour remplacer les matrices ou ajuster les rouleaux, ce qui rend leur maintenance assez simple par rapport à d'autres équipements. En revanche, avec les extrudeurs, les opérateurs doivent vérifier les éléments de vis et les revêtements de cylindre chaque mois, particulièrement s'ils traitent des matières abrasives comme la farine de poisson. Nos analyses, basées sur les coûts globaux à long terme, montrent que les pièces des extrudeurs s'usent de deux à trois fois plus rapidement que celles des moulins à granulés, toutes autres conditions restant égales. Une telle différence finit par avoir un impact significatif à long terme pour quiconque utilise régulièrement ces machines.

Choisir la bonne technologie en fonction du type d'aliment et de l'échelle de production

• Extrudeuses excel pour :
  • Aliments aquatiques nécessitant une flottabilité contrôlée
  • Formulations riches en matières grasses (>12 % de lipides)
  • Opérations supérieures à 5 tonnes/heure
• Moulins à granulés convient à :
  • Aliments pour volailles et porcs avec des formulations simples
  • Fermes produisant <2 tonnes/jour
  • Installations disposant d'un personnel technique limité

Les petits producteurs devraient privilégier les moulins à granulés pour leur simplicité et leur coût inférieur, tandis que les fabricants intégrés d'aliments pour animaux traitant plus de 50 000 tonnes/an obtiennent un meilleur retour sur investissement grâce à la polyvalence et aux performances des extrudeuses.

Section FAQ

Quelles sont les principales différences entre les extrudeuses et les moulins à granulés pour aliments du bétail ?

Les extrudeuses utilisent une température et une pression élevées, tandis que les moulins à granulés s'appuient sur la compression et une chaleur modérée. Les extrudeuses peuvent gélatiniser l'amidon et dénaturer les protéines, rendant l'aliment plus digestible ; les moulins à granulés se concentrent principalement sur le liage mécanique sans modification chimique.

Comment les extrudeuses contribuent-elles à l'absorption des nutriments dans les aliments pour aquaculture ?

Le procédé d'extrusion facilite la formation de poches d'air et crée des granulés poreux qui améliorent l'absorption des nutriments, bénéficiant ainsi aux espèces aquatiques grâce à une meilleure pénétration des enzymes.

Pourquoi les aliments extrudés sont-ils souvent préférés en aquaculture ?

Les aliments extrudés sont privilégiés car ils offrent une flottabilité contrôlée, essentielle pour les poissons et crustacés qui se nourrissent en surface. Ils peuvent également intégrer une teneur plus élevée en graisses sans compromettre la structure des granulés.

Quel type de technologie de fabrication d'aliments convient aux opérations de petite échelle ?

Les granulateurs sont idéaux pour les opérations de petite échelle en raison de leur simplicité et de leurs coûts plus faibles. Ils conviennent bien aux formulations simples nécessaires pour la volaille et les porcs.