फीड एक्सट्रूडर, नियमित पेलेट मशीनों से कार्यक्षमता में कैसे भिन्न होते हैं?

फीड एक्सट्रूडर और पेलेट मशीनों के कार्य सिद्धांत

एक्सट्रूज़न कुकिंग के लिए उच्च तापमान, दबाव और अपरूपण का उपयोग कैसे करते हैं फीड एक्सट्रूडर

फीड एक्सट्रूडर अपना जादू तीन चरणों में होने वाली गर्मी और दबाव की प्रक्रिया के माध्यम से कच्चे माल को बदलकर काम करते हैं। जब तापमान 120 से 150 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है और दबाव लगभग 20 से 40 बार तक हो जाता है, तो फीड के घटकों के साथ कुछ दिलचस्प घटना होती है। स्टार्च नरम होकर जिलेटिन जैसा हो जाता है जबकि प्रोटीन अपनी मूल संरचना खो देते हैं। यह वास्तव में जानवरों के लिए फीड को पचाना बहुत आसान बना देता है, और FAO की 2023 की रिपोर्टों के अनुसार इसमें लगभग 18 से 25 प्रतिशत का सुधार देखा गया है। इस पूरी प्रक्रिया को चलाने का काम मशीन के अंदर लगे शक्तिशाली स्क्रू करते हैं, जो घर्षण द्वारा उत्पन्न ऊष्मा के साथ-साथ भाप डालने से तैयार होते हैं। यह व्यवस्था मिश्रण को पूरी तरह से पकाने के साथ-साथ अवांछित बैक्टीरिया को मार देती है और अंततः निकलने वाले पेलेट्स में मौजूद मूल्यवान पोषक तत्वों को सुरक्षित रखने में मदद करती है।

फीड एक्सट्रूज़न में ट्विन-स्क्रू और सिंगल-स्क्रू सिस्टम की भूमिका

ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर आजकल जटिल एक्वाफीड उत्पादों के निर्माण के लिए जाना जाने वाला उपकरण बन गया है, जो बाजार में लगभग 60% हिस्सा पकड़े हुए है। यह मुख्य रूप से उनके काउंटर रोटेटिंग स्क्रू डिज़ाइन के कारण है, जो 12% से अधिक वसा युक्त सूत्रों के साथ उचित मिश्रण में अंतर लाता है। वहीं, एकल स्क्रू सिस्टम अपनी जगह ऊर्जा दक्षता के महत्व वाले सामान्य पशु आहार संचालन में बनाए रखते हैं। वे आमतौर पर प्रति टन 35 से 50 किलोवाट घंटे की खपत करते हैं, जबकि अनाज आधारित चारे के संसाधन में ट्विन स्क्रू के लिए आमतौर पर 55 से 75 किलोवाट घंटे प्रति टन की आवश्यकता होती है। हालांकि, यह दिलचस्प है कि आधुनिक प्रौद्योगिकी ने और भी विकसित कर दिया है। कई नए मॉडल में वेरिएबल स्पीड ड्राइव लगे होते हैं, जो ऑपरेटरों को पूरे उत्पादन लाइन को बीच प्रक्रिया में रोए बिना सामग्री धारण समय को केवल 15 सेकंड से लेकर 90 सेकंड तक कहीं भी समायोजित करने की अनुमति देते हैं।

कैसे सामान्य गोली मशीनें मध्यम गर्मी के साथ संपीड़न और मरने के गठन पर निर्भर करती हैं

गोली मिल आमतौर पर 60 से 85 डिग्री सेल्सियस के बीच चलती है, उन क्षैतिज अंगूठी मोल्ड का उपयोग करके पूर्व-उपचारित मश सामग्री को उन कॉपर छेदों के माध्यम से निचोड़ती है जिनका हमने पहले उल्लेख किया था। इस अंगूठी की मुद्रा संपीड़न प्रक्रिया का परिणाम? बहुत घने छिलके जिनका वजन कहीं 600 से 700 किलोग्राम प्रति घन मीटर के बीच है, जबकि आर्द्रता का स्तर 12.5 प्रतिशत से कम रखा जाता है, जो आम तौर पर भूमि आधारित जानवरों के लिए अच्छा काम करता है। अब यहाँ चीजें दिलचस्प हो जाती हैं एक्सट्रूज़न विधियों की तुलना में। इस प्रक्रिया के दौरान कोई वास्तविक रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है। इसके बजाय क्या होता है यह है कि यांत्रिक बंधन कुछ लिग्निन प्लास्टिसिजेशन कहा जाता है के लिए धन्यवाद होता है जब नमी सामग्री आराम से 18 और 22 प्रतिशत के बीच बैठता है उन ASABE मानकों के अनुसार लोग 2022 में वापस अद्यतन किया।

एक्सट्रूज़न बनाम पेलेटिंगः नमी, तापमान और निवास समय में भिन्नता

एक्सट्रूडर्स को चलाया जाता है 120–150°C के साथ 15–30% नमी , नियंत्रित तापीय प्रसंस्करण के 90–120 सेकंड तक रखने के लिए ट्विन-स्क्रू सिस्टम का उपयोग करके (Wenger Group 2023)। इसके विपरीत, पेलेट मशीनें चारे को 70–90°सेल्सियस के साथ 10–15% नमी , पर संपीड़ित करती हैं और निर्माण पूरा करती हैं 15–30 सेकंड में। ये अंतर एक्सट्रूडर्स को निम्न करने में सक्षम बनाते हैं:

• नष्ट करें 86% अधिक एंटी-न्यूट्रिएंट्स जैसे ट्रिप्सिन इनहिबिटर्स
• प्राप्त करेगा 3.1x उच्च स्टार्च जिलेटिनीकरण पेलेटिंग की तुलना में

एक्सट्रूडेड पेलेट्स बनाम पारंपरिक पेलेट्स की भौतिक विशेषताएं

विशेषता	एक्सट्रूडेड पेलेट्स	पारंपरिक पेलेट्स
विस्तार अनुपात	1.8–2.5:1	1.1–1.3:1
थोक घनत्व	350–450 किग्रा/घन मीटर	550–650 किग्रा/घन मीटर
जल स्थिरता (घंटों में)	6–8	1–2
क्षय दर	24 घंटे बाद <3%	24 घंटे बाद 8–12%

एक्सट्रूडेड चारे की छिद्रपूर्ण संरचना पोषक तत्वों के अवशोषण में सुधार करती है 19–27% जलीय प्रजातियों में एंजाइमीय प्रवेश को सुगम बनाकर।

एक्वाफीड में तैरने और डूबने के गुण: कैसे एक्सट्रूज़न बॉयलेंसी कंट्रोल को सक्षम करता है

एक्सट्रूडर्स प्राप्त करते हैं 5–12 मिनट नियंत्रित स्टार्च विस्तार के माध्यम से तैरते फ़ीड में उत्प्लावकता—पेलेटिंग के माध्यम से अप्राप्य। 2022 की एक एलटेक एक्वाकल्चर रिपोर्ट में पाया गया कि एक्सट्रूडेड फ़ीड कचरे को 41% में कम करते हैं

• डाई के तापमान पर 125–140° सेल्सियस तापमान
• नमी नियमन के माध्यम से 400–700 किग्रा/घन मीटर के माध्यम से नियंत्रित घनत्व

प्रसंस्करण दक्षता और स्केलेबिलिटी: फ़ीड एक्सट्रूडर या पेलेट मिल का चुनाव कब करें

एक्सट्रूडर प्रसंस्करण करते हैं 8–12 टन/घंटा लेकिन खपत करते हैं 35–50 किलोवाट-घंटा/टन , जिससे उन्हें उच्च मात्रा वाली जलीय चारा लाइनों के लिए उपयुक्त बनाया जाता है। पेलेट मिल्स उत्पादन करती हैं 3–6 टन/घंटा पर 18–25 किलोवाट-घंटा/टन , जो 10,000 टन/वर्ष से कम क्षमता वाले पोल्ट्री और स्वाइन ऑपरेशन के लिए अधिक उपयुक्त हैं। FAO 2023 लागत प्रभावशीलता विश्लेषण निम्नलिखित के लिए एक्सट्रूडर की अनुशंसा करता है:

• आहार जिनमें 20% से अधिक लिपिड शामिल हों
• सुविधाएं जो 75% क्षमता उपयोग से अधिक पर संचालित होती हैं

पोषक तत्व परिवर्तन और पाचनीयता परिणाम

स्टार्च जिलेटिनीकरण और एक्सट्रूडेड फीड में प्रोटीन डिनेचरेशन

उच्च तापमान के कारण एक्सट्रूज़न प्रक्रिया पशु आहार के लिए उपयोग किए जाने वाले अनाज में 70% से अधिक स्टार्च जिलेटिनीकरण के कारण पोषक तत्वों में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है। जब जटिल कार्बोहाइड्रेट सरल ग्लूकोज अणुओं में टूट जाते हैं, तो इससे पशुओं को अधिक ऊर्जा उपलब्ध होती है। इसी समय, प्रोटीन डिनेचर हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि पाचन के दौरान उन्हें तोड़ने में एंजाइम बेहतर ढंग से काम कर सकते हैं। न्यूट्रिशन में फ्रंटियर्स में 2021 में प्रकाशित शोध में दिखाया गया कि एक्सट्रूडेड फीड में नियमित असंसाधित सामग्री की तुलना में लगभग 12 से 18 प्रतिशत बेहतर प्रोटीन पाचन होता है। यह अंतर मुख्य रूप से उन जानवरों के लिए महत्वपूर्ण है जिनके पास सरल पेट होते हैं, जैसे कि मुर्गियां और अन्य पक्षी प्रजातियां, जहां उचित पोषक तत्वों का अवशोषण वृद्धि और स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण है।

विटामिन धारण और एंटी-न्यूट्रिशनल फैक्टर्स पर प्रसंस्करण का प्रभाव

एक्सट्रूज़न निश्चित रूप से उन गर्मी संवेदनशील विटामिनों पर प्रभाव डालता है, विशेष रूप से प्रसंस्करण के दौरान थायमिन के स्तर 65 से 75 प्रतिशत के बीच गिर जाते हैं। लेकिन इसके साथ एक सकारात्मक पहलू भी है, क्योंकि यह विधि सोयाबीन के भोजन में पाए जाने वाले लगभग 95% अवांछित प्रतिपोषक कारकों, जिसमें ट्रिप्सिन अवरोधक भी शामिल हैं, को दूर कर देती है। कुछ पिछले वर्ष साइंसडायरेक्ट द्वारा प्रकाशित अध्ययनों के अनुसार, पेलेट चारे में लगभग 15% अधिक विटामिन सुरक्षित रहते हैं, क्योंकि उत्पादन के दौरान इनमें तापमान इतना अधिक नहीं होता। पेलेट के लिए अधिकतम तापमान लगभग 60 से 80 डिग्री सेल्सियस तक रहता है, जबकि एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं में यह बहुत अधिक 130 से 150 डिग्री तक पहुंच जाता है। हालांकि यह भी उल्लेखनीय है कि लेक्टिन और फाइटेट्स को नष्ट करने में एक्सट्रूज़न बहुत प्रभावी है, जो जिंक और आयरन जैसे महत्वपूर्ण खनिजों को पकड़ लेते हैं और उन्हें अवशोषित होने योग्य नहीं बनाते।

तुलनात्मक पाचनीयता: एक्सट्रूड चारे अक्सर पोषक तत्वों के अवशोषण में सुधार क्यों करते हैं

जब हम फीड प्रसंस्करण की बात करते हैं, तो एक्सट्रूज़न के साथ एक दिलचस्प चीज़ होती है। स्टार्च के जेल में बदलने और प्रोटीन के अनफोल्ड होने का संयोजन इन फीड्स में उपलब्ध उर्जा को नियमित पेलेट्स की तुलना में लगभग 20 से 25 प्रतिशत तक बढ़ा देता है। जलीय स्थितियों में किए गए कुछ परीक्षण यह भी पाए गए कि एक्सट्रूडेड झींगा फीड बनाने से बेहतर परिणाम मिलते हैं। प्रोटीन दक्षता अनुपात एक्सट्रूडेड उत्पादों के लिए लगभग 2.8 तक पहुंच जाता है, जबकि पेलेट्स केवल 2.3 तक पहुंचते हैं। यह इसलिए होता है क्योंकि स्टार्च का संशोधन फीड की संरचना में विभिन्न प्रकार के सूक्ष्म छिद्र बनाता है, जिससे पाचन के दौरान एंजाइम तेजी से काम करते हैं। लेकिन यहां एक महत्वपूर्ण बिंदु है: रूमिनेंट जानवरों को इस तरह के लाभ नहीं मिलते हैं क्योंकि उनकी आंत के सूक्ष्मजीवों ने फाइबर युक्त सामग्री को संभालने के लिए खास तौर पर विकसित किया है।

एक्वाफीड और पशु पोषण में अनुप्रयोग-विशिष्ट लाभ

मछली और झींगा फीड उत्पादन में फीड एक्सट्रूडर्स क्यों प्रमुख हैं

आधुनिक फीड एक्सट्रूडर्स 140 से 160 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर स्टार्च का 95 प्रतिशत तक उचित रूप से जिलेटिनीकृत कर सकते हैं। इससे वे उत्प्लावी गोलियाँ बनती हैं जो पानी की सतह पर तैरती हैं, जो ठीक उसी तरह की मछलियों और क्रस्टेशियन्स को चाहिए जो सतह पर भोजन करते हैं। टिलेपिया और झींगा पालक इन्हें पसंद करते हैं क्योंकि वे अपने जानवरों को वास्तव में खाते हुए देख सकते हैं। वास्तविक लाभ गोलियों की सघनता को नियंत्रित करने में सक्षम होने से मिलता है। अधिकांश एक्सट्रूडेड फ़ीड छह घंटे की अवधि के दौरान दस बार में से आठ बार तक सतह पर तैरते रहते हैं, जबकि सामान्य गोलियाँ पानी में गिरने के महज बारह मिनट के भीतर डूब जाती हैं। और जब बात सूत्रबद्ध लचीलेपन की हो रही हो, तो ट्विन स्क्रू मशीनें वसायुक्त सामग्री को भी काफी अच्छी तरह से संभालती हैं। कुछ संचालन 18 प्रतिशत तक वसा युक्त सूत्रों के साथ चलते हैं बिना ही गोली की संरचना को नष्ट किए, जो मांसाहारी मछली प्रजातियों को पालने के लिए आवश्यक है जिन्हें उनके विकास चक्र के दौरान अधिक ऊर्जा आहार की आवश्यकता होती है।

पोल्ट्री, स्वाइन और रूमिनेंट फीड्स में पेलेट मशीनों के उपयोग के अनुप्रयोग

पेलेट मशीनें भूमि पर पशुओं को खिलाने के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करती हैं, विशेष रूप से जब उच्च रेशा युक्त सामग्री की बात आती है, जिसमें लगभग 30 से 40 प्रतिशत तक कच्चे रेशे की मात्रा होती है। ये मशीनें तब सबसे अच्छा काम करती हैं जब सामग्री में लगभग 12 से 15 प्रतिशत नमी होती है। 2024 में आहार पर किए गए हालिया अध्ययनों ने कुछ दिलचस्प परिणाम दिखाए हैं। जब मुर्गियों को मैश के बजाय पेलेट खिलाए गए, तो उनकी आहार परिवर्तन दर में लगभग 9 प्रतिशत की वृद्धि हुई। सुअरों के मामले में पारंपरिक आहार रूपों की तुलना में लगभग 6 प्रतिशत सुधार हुआ। पेलेटिंग इतनी प्रभावी क्यों है, इसका कारण प्रसंस्करण के दौरान तापमान की सीमा है, जो आमतौर पर 60 से 80 डिग्री सेल्सियस के बीच होती है। इस स्तर की गर्मी फाइटेज एंजाइमों जैसे महत्वपूर्ण संवर्धकों को बनाए रखती है, साथ ही हानिकारक बैक्टीरिया को कम करती है। इसी कारण से कई किसान पेलेटिंग को आर्थिक रूप से स्मार्ट और उन जानवरों के लिए व्यावहारिक रूप से लाभदायक पाते हैं, जिनकी पाचन प्रणाली अन्य की तुलना में इतनी जटिल नहीं होती।

केस स्टडी: टिलेपिया मछली पालन में एक्सट्रूडेड फ्लोटिंग फीड बनाम पेलेटेड सिंकिंग फीड

टिलेपिया मछली पर किए गए 12 सप्ताह के अध्ययन में शोधकर्ताओं ने पाया कि एक्सट्रूडेड फीड के उपयोग से वास्तव में वजन में काफी महत्वपूर्ण वृद्धि हुई, लगभग 23 प्रतिशत तक, जब अंतिम वजन की तुलना की गई, 1,450 ग्राम बनाम केवल 1,178 ग्राम उन मछलियों के लिए जिन्हें नियमित पेलेट दी गई थी। इसके अलावा, आहार परिवर्तन अनुपात लगभग 18% तक गिर गया, 1.7 से घटकर 1.4 हो गया। यह अध्ययन इसलिए भी दिलचस्प है क्योंकि एक्सट्रूज़न तकनीक किसानों को पेलेट की सुसंगतता को समायोजित करने और पोषक तत्वों के अवशोषण में सुधार करने की अनुमति देती है। यह बात बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि टिलेपिया की आंतें अपेक्षाकृत छोटी होती हैं, लगभग उनकी शरीर लंबाई के चार गुना। और यहां एक और लाभ भी है—जल गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ। अमोनिया के स्तर 27% कम मापे गए, जिसका कारण संभवतः यह है कि कुल मिलाकर कम आहार बर्बाद हुआ। इस तरह के सुधार से जलीय कृषि संचालन में वास्तविक अंतर आ सकता है, जहां स्वच्छ जल स्थितियों को बनाए रखना हमेशा एक चुनौती होती है।

लागत, रखरखाव और तकनीकी चयन पर विचार

प्रारंभिक निवेश और संचालन लागत: एक्सट्रूडर बनाम पेलेट मिल

फीड एक्सट्रूडर की प्रारंभिक लागत आमतौर पर 60 प्रतिशत से लेकर शायद 100 प्रतिशत तक पेलेट मिल की तुलना में अधिक होती है। एक साधारण पेलेट मिल की कीमत लगभग बीस हजार डॉलर से शुरू हो सकती है, लेकिन वह ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर? वे आसानी से 150 हजार डॉलर के निशान से आगे निकल सकते हैं। हालांकि, बड़े पैमाने पर संचालन के मामले में, ये एक्सट्रूडर समय के साथ आर्थिक दृष्टि से अधिक उचित साबित होते हैं। प्रति टन संसाधित ऊर्जा बिल में लगभग तीस से पचास प्रतिशत की कमी आती है, इसके अलावा ये विभिन्न प्रकार के कच्चे माल को बिना किसी परेशानी के संभाल सकते हैं। बड़ी मात्रा में उत्पादन करने वाले व्यवसायों के लिए इस तरह की दक्षता अक्सर भारी शुरुआती कीमत के बावजूद लाभदायक साबित होती है।

रखरखाव की मांग और घटकों का जीवनकाल

पेलेट मिल्स को आमतौर पर साल में केवल 3 से 5 बार सेवा कार्य की आवश्यकता होती है, जैसे कि डाई को बदलना और रोलर्स को समायोजित करना, जिसके कारण अन्य उपकरणों की तुलना में इनकी रखरखाव बहुत सीधा-सादा होता है। हालांकि, एक्सट्रूडर्स के साथ ऑपरेटरों को हर महीने स्क्रू तत्वों और बैरल लाइनर्स की जांच करनी पड़ती है, विशेष रूप से यदि वे मशीन में से एब्रेसिव सामग्री जैसे कि फिशमील निकाल रहे हों। हमने देखा है कि समग्र लागतों के आधार पर एक्सट्रूडर्स के पुर्जे अन्य सभी चीजों के समान रहने पर पेलेट मिल के घटकों की तुलना में दो से तीन गुना तेजी से घिस जाते हैं। इस तरह के अंतर का लंबे समय में नियमित रूप से इन मशीनों का संचालन करने वाले किसी के लिए भी काफी प्रभाव पड़ता है।

आहार के प्रकार और पैमाने के आधार पर सही तकनीक का चयन करना

• एक्सट्रुडर्स एक्सेल के लिए:
  • नियंत्रित उत्प्लावकता वाला एक्वाफीड
  • उच्च-वसा वाले सूत्रीकरण (>12% लिपिड सामग्री)
  • 5 टन/घंटा से अधिक की क्षमता वाले संचालन
• पेलेट मिल्स उपयुक्त है:
  • सरल सूत्रीकरण वाला पोल्ट्री और स्वाइन फीड
  • <2 टन/दिन उत्पादन करने वाला खेत
  • सीमित तकनीकी कर्मचारियों वाली सुविधाएँ

छोटे पैमाने के उत्पादकों को सरलता और कम लागत के कारण पेलेट मिल्स को तरजीह देनी चाहिए, जबकि 50,000 टन/वर्ष से अधिक संसाधित करने वाले एकीकृत आहार निर्माता एक्सट्रूडर्स की विविधता और प्रदर्शन के साथ बेहतर ROI प्राप्त करते हैं।

सामान्य प्रश्न अनुभाग

एक्सट्रूडर्स और पेलेट मिल्स में क्या मुख्य अंतर है?

एक्सट्रूडर्स उच्च तापमान और दबाव का उपयोग करते हैं, जबकि पेलेट मिल्स संपीड़न और मध्यम गर्मी पर निर्भर करते हैं। एक्सट्रूडर्स स्टार्च को जिलेटिनाइज़ और प्रोटीन को डिनेचर कर सकते हैं, जिससे आहार अधिक पाचन योग्य बन जाता है; पेलेट मिल्स मुख्य रूप से रासायनिक परिवर्तन के बिना यांत्रिक बंधन पर केंद्रित होते हैं।

एक्वाफीड में पोषक तत्वों के अवशोषण में एक्सट्रूडर्स कैसे योगदान करते हैं?

एक्सट्रूज़न प्रक्रिया वायु कोष्ठकों के निर्माण की सुविधा प्रदान करती है और छिद्रों वाले पेलेट बनाती है जो पोषक तत्वों के अवशोषण में सुधार करते हैं, जिससे एंजाइम पेनिट्रेशन के साथ जलीय प्रजातियों को लाभ मिलता है।

मत्स्य पालन में एक्सट्रूडेड फ़ीड्स को अक्सर पसंद क्यों किया जाता है?

एक्सट्रूडेड फीड्स को वरीयता दी जाती है क्योंकि वे सतह पर खाना खोजने वाली मछलियों और क्रस्टेशियन के लिए आवश्यक नियंत्रित उत्प्लावकता प्रदान करते हैं। इनमें पेलेट संरचना को नुकसान पहुंचाए बिना अधिक वसा सामग्री भी शामिल की जा सकती है।

छोटे पैमाने के ऑपरेशन के लिए किस प्रकार की फीड प्रसंस्करण तकनीक उपयुक्त है?

पेलेट मिल्स छोटे पैमाने के ऑपरेशन के लिए आदर्श हैं क्योंकि उनकी सरलता और कम लागत के कारण। ये पोल्ट्री और सूअर के लिए आवश्यक सरल सूत्रीकरण के साथ अच्छी तरह से काम करते हैं।