Како се екструдери за храну разликују од обичних пелетних машина по функцији?

Принцип рада екструдера за храну и пелетних машина

Како екструдери за храну користе високу температуру, притисак и смицање за екструзијску кување

Хранитељни екструдери стварају чуда тако што претварају сировине коришћењем процеса загревања и притиска у три корака. Када температура достиже између 120 и 150 степени Целзијуса, а притисак износи око 20 до 40 бара, дешава се нешто занимљиво са компонентама хране. Старчевина почиње да се топи и постаје геловска, док протеини губе своју оригиналну структуру. То заправо чини храну много лакшом за варење код животиња, при чему студије показују побољшања од 18 до 25 процената у односу на обичну нелечену храну, према извештајима ФАО-а из 2023. године. Основни покретач целог процеса су управо оне моћне секције унутар машине које стварају топлоту трења у комбинацији са убациванјем паре. Овај систем не само што потпуно исправи мешавину, већ такође убија нежељене бактерије и помаже у чувању вредних нутријената у коначним пелетима који излазе на другом крају.

Улога двојних и једноструких секција у екструзији хране за животиње

Тандем екструдер је постао опрема избора за производњу комплексних производа за исхрану аквавивотиња, остварујући учешће на тржишту од око 60%. Узрок томе је углавном њихов дизајн са противсмјерним вијцима, који значајно доприноси када се ради са формулама високог садржаја масти, где је неопходно правилно мешање изнад 12% садржаја масти. У међувремену, системи са једним вијком и даље задржавају своју позицију у операцијама са обичним животињским хранама, где је најважнија енергетска ефикасност. Они у просеку троше између 35 и 50 киловат сати по тони, у поређењу са вишом потрошњом од 55 до 75 kWh/тони која је неопходна за тандем екструдере приликом прераде житарица. Занимљиво је што је модерна технологија еволуирала још даље. Многи нови модели су опремљени погонима са променљивом брзином, што оператерима омогућава прилагођавање времена задржавања материјала било где између свега 15 секунди па све до 90 секунди, без заустављања производње у току процеса.

Како код обичних пелетних машина компресија и обликовање матрицом уз умерену температуру имају главну улогу

Пелетни млинovi обично раде у температурном опсегу од око 60 до 85 степени Целзијуса, користећи хоризонталне прстенасте матрице које притискају предобрађени млазни материјал кроз оне конусне отворе које смо поменули раније. Резултат тог процеса компресије прстенастом матрицом? Прилично густе пелете чија је тежина између 600 и 700 килограма по кубном метру, при чему се ниво влаге задржава испод 12,5 одсто, што углавном добро функционише за животиње које живе на копну. Ево где ствари постају занимљиве у поређењу са екструзионим методама. Током овог процеса не долази до било какве хемијске трансформације. Уместо тога, дешава се механичко везивање захваљујући нечему што се назива пластификација лигнина, када садржај влаге лежи у оптималном опсегу између 18 и 22 процента, према стандардима које су ажурирали чланови ASABE-а 2022. године.

Екструзија у односу на пелетирање: Разлике у садржају влаге, температури и времену трајања процеса

Екструдери за храну раде на температури од 120–150°C sa 15–30% влаге , коришћењем двовијачних система за одржавање 90–120 секунди контролисаног топлотног процеса (Wenger Group 2023). Насупрот томе, пелет пресе компримују храну са 70–90°C sa 10–15% влаге , завршавајући формирање за 15–30 секунди . Ове разлике омогућавају екструдерима да:

• Unisti 86% više anti-nutrijenata kao što su inhibitori tripsina
• Postići 3,1 puta viša gelatinizacija škroba u poređenju sa peletiranjem

Fizičke karakteristike ekstrudiranih peleta u odnosu na tradicionalne pelete

Karakteristika	Ekstrudirani peleti	Tradicionalni peleti
Razvojni omjer	1,8–2,5:1	1,1–1,3:1
Gustina u prahu	350–450 kg/m³	550–650 kg/m³
Vodna stabilnost (sati)	6–8	12
Stopa raspadanja	<3% nakon 24 sata	8–12% nakon 24 sata

Pora u strukturi ekstrudiranog hraniva poboljšava apsorpciju hranljivih materija za 19–27% kod vodenih vrsta omogućavajući enzimsku penetraciju.

Svojstva plutanja i tonjenja u vodenom hranivu: kako ekstruzija omogućava kontrolu uzgona

Екструдери постижу 5–12 минута понора у плутајућим хранама путем прецизног ширења скроба — недостижно путем пелетирања. Извештај Alltech аквакултуре из 2022. године је утврдио да екструдиране хране смањују отпад за 41% у узгоју јаребица због контролисаних брзина тонућа. Кључни фактори укључују:

• Формирање ваздушног џепа на 125–140°C температури матрице
• Подесива густина (400–700 kg/m³) кроз регулацију влажности

Ефикасност и могућност скалирања процеса: Када одабрати екструдер или пелет машину за храну

Екструдери обрађују 8–12 tona/čas ali troše 35–50 kWh/tona , što ih čini pogodnim za linije krmiva za vodene životinje visokog kapaciteta. Peletirajuće mlinove proizvode 3–6 tona/čas at 18–25 kWh/tona , što ih bolje prilagođava operacijama peradi i svinja kapaciteta ispod 10.000 tona/god. FAO analiza rentabilnosti iz 2023. preporučuje ekstrudere za:

• Ishrane koje zahtevaju >20% uključenja masti
• Objekte koji rade na kapacitetu većem od 75%

Transformacija hranljivih sastojaka i ishod varenja

Želatinizacija škroba i denaturacija proteina u ekstrudiranom hranu za životinje

Proces ekstruzije izaziva značajne promene u nutritivnim sastojcima zbog visoke temperature koja deluje na njih, često dostižući preko 70% želatinizacije škroba u žitaricama koje se koriste za ishranu životinja. Kada se složeni ugljeni hidrati razgrade na jednostavnije molekule glukoze, više energije postaje dostupne za životinje koje konzumiraju ovu hranu. Istovremeno, proteini se denaturišu, što znači da enzimi mogu efikasnije da ih razgrađuju tokom varenja. Istraživanje objavljeno u Frontiers in Nutrition 2021. godine je pokazalo da ekstrudirana hrana ima oko 12 do 18% bolju probavljivost proteina u poređenju sa neobrađenim materijalom. Ova razlika je posebno važna kod životinja sa jednostavnim želucima, poput pilića i druge živine, gde je pravilno apsorbovanje nutritivnih materija ključno za rast i zdravlje.

Uticaj procesne obrade na zadržavanje vitamina i anti-nutritivne faktore

Екструзија најсигурније оставља траг на тим термолабилним витаминима, нарочито ниво тијамина опадне неких 65 до 75 процената током процеса. Али постоји и сребрна ивица и овде, јер ова метода елиминише око 95% оног непожељног антинутритивног фактора присутног у сојином брашну, укључујући и инхибиторе трипсина. Према неким недавним студијама објављеним на ScienceDirect-у прошле године, гранулисана храна заправо задржава око 15% више витамина, јер не достиже толико високе температуре током производње. Вршне температуре за грануле остају око 60 до 80 степени по Целзијусу, у поређењу са много вишим температурама од 130 до 150 степени које се постижу у процесима екструзије. Ипак, треба напоменути да екструзија изврсно функционише када је у питању елиминација лектинa и фитата који имају тенденцију да се вежу за важне минерале као што су цинк и гвожђе, чинећи их недоступним за апсорпцију.

Упоредна варљивост: Зашто екструдиране хране често побољшавају апсорпцију нутријената

Када говоримо о обради флеге, дешава се интересантна ствар узрокована екструзијом. Комбинација скроба који прелази у гел и протеина који почињу да се одмотавају заправо повећава метаболичку енергију у овим флегама за око 20 до 25 посто у поређењу са обичним пелетима. Неке тестове које су спровели у аквакултури су показали да се при изради хране за шарплете путем екструзије такође постижу бољи резултати. Индекс корисности протеина достиже око 2,8 за екструдиране производе док пелети достижу само 2,3. То се дешава зато што начин на који скроб промени структуру ствара разне микропоре у структури хране, што чини да ензими брже делују током варења. Али ево важне тачке: код жвачних животиња не постоје исте врсте користи јер њихове цревне бактерије су се еволуирао тако да од самог почетка могу да се носе са влакнастим материјалима.

Посебне предности у аквакултури и исхрани стоке

Зашто екструдери за храну доминирају у производњи хране за рибу и шарплете

Savremeni ekstruderi za hranu mogu postići da više od 95 odsto škroba bude pravilno želatinizovano kada se kuva na jako visokim temperaturama između 140 i 160 stepeni Celzijusovih. Ovo omogućava stvaranje pelota koji plutaju na površini vode, što je upravo ono što ribe i rakovi koje se hrane na površini trebaju. Gajitelji tilapije i kreveta vole ove pelote jer mogu da vide kako se njihove životinje zaista hrane. Prava prednost dolazi od mogućnosti kontrole gustine pelota. Većina ekstrudiranih hranidba će plutati u osam od deset slučajeva tokom šest sati, dok obični stari peloti tone već nakon dvanaest minuta od kontakta s vodom. A kad već govorimo o fleksibilnosti sastava, mašine sa dva vijka takođe prilično dobro rukuju masnim sastojcima. Neki pogoni koriste sastave sa čak osamnaest posto masti bez oštećenja strukture pelota, što je apsolutno neophodno za uzgoj mesojeda koje zahtevaju veći unos energije tokom svog rasta.

Primena peleta kod proizvodnje hrane za živinu, svinje i preživače

Пелет машине врло добро функционишу у намирници за животиње на копну, посебно када се обрађују састојци са високим садржајем целулозе који садрже око 30 до 40 посто грубе влакна. Оне најбоље раде када материјал има око 12 до 15 посто влажности. Недавне студије из 2024. године о намирницама за стоку показале су интересантне резултате. Када су пилећа добијала пелете уместо оброке у праху, њихове стопе конверзије хране су се побољшале за скоро 9 посто. За свиње, побољшање је било око 6 посто у односу на традиционалне облике хране. Оно што чини пелетирање толико ефективним је температурни опсег током процеса, обично између 60 и 80 степени Целзијуса. Ова температура очувава важне додатке као што су фитазе ензими, док такође смањује број штетних бактерија. Због тога многи фармери сматрају да је пелетирање и економски исплативо и практично корисно за животиње чији систем варења није толико комплексан као код других.

Студија случаја: Екструдирана флоат храна у поређењу са гранулисаном храном која тоне у хранењу тилапије

У студији која је трајала 12 недеља и укључивала тилапију, истраживачи су установили да употреба екструдиране хране заправо значајно повећава прираштај масе, око 23 процента, када се поређе коначне тежине од 1.450 грама у односу на само 1.178 грама код оних који су добијали обичне грануле. Поред тога, однос конверзије хране је опао за скоро 18%, од 1,7 на 1,4. Оно што чини ову студију интересантном је чињеница да технологија екструзије омогућава фармерима да прилагоде порозност гранула ради боље апсорпције нутријената. Ово је веома важно јер тилапија има релативно кратак цревни систем, око четири пута краћи од телесне дужине. Такође, постоји још једна предност – квалитет воде се значајно побољшао током ових испитивања. Ниво амонијака је био 27% испод нормалног, вероватно зато што је укупно хране било потрошено мање. Овакве побољшане вредности могу озбиљно утицати на разлику у аквакултурним операцијама где је одржавање чисте воде увек изазов.

Питања трошкова, одржавања и избора технологије

Почетни улагања и оперативни трошкови: Екструдер насупрот пелет комбе

Почетна цена феед екструдера је генерално између 60 до чак 100 процената већа него што је уобичајено за пелет комбе. Једноставна пелет комба може да крене од око двадесет хиљада, али они двовијачни екструдери? Они лако могу прећи стотину педесет хиљада. Ипак, када се посматра велика слика, ови екструдери имају тенденцију да имају финансијског смисла у времену за операције које раде на великој скали. Трошак енергије се смањује за отприлике тридесет до педесет процената по тони обрађене масе, такође могу да обраде све врсте састојака без претеране муче. За предузећа која обрађују велике количине свакодневно, оваква ефикасност често носи добар профит упркос већем почетном трошку.

Захтеви у одржавању и век трајања компонената

Пелетске млинове обично треба сервисирати само 3 до 5 пута годишње, на пример заменом калемова и подешавањем ваљака, што чини њихове трошкове одржавања прилично једноставним у поређењу са другом опремом. Међутим, код екструдера оператори морају месечно да проверавају елементе вијка и уложак цилиндра, посебно ако се кроз систем прерађују абразивне материје као што је брашно од рибе. Из прегледа укупних трошкова током времена видели смо да се делови екструдера троше брзо два до три пута у односу на компоненте пелетских млинова, уколико су сви остали услови исти. Таква разлика на дужи рок значајно утиче на трошкове за свакога ко редовно користи ове машине.

Избор одговарајуће технологије на основу врсте хране и обима производње

• Ekstrudere excel за:
  • Храна за аквакултуру која захтева контролисану носивост
  • Формулације са високим садржајем масти (>12% липидног садржаја)
  • Производња преко 5 тона/на час
• Пелет млинови одговарају:
  • Храна за птице и свиње са једноставним формулацијама
  • Фарме које производе <2 тоне/дневно
  • Objekti sa ograničenim tehničkim osobljem

Proizvođači malih razmera treba da favorizuju peletirajuće mlinove zbog jednostavnosti i nižih troškova, dok integrisani proizvođači hrane koji procesuiraju preko 50,000 tona/godina postižu bolji povraćaj ulaganja uz pomoć svestranosti i performansi ekstrudera.

FAQ Sekcija

Koje su glavne razlike između ekstrudera za hranu i peletirajućih mlinova?

Ekstruderi koriste visoku temperaturu i pritisak, dok peletirajući mlinovi koriste kompresiju i umerenu toplotu. Ekstruderi mogu da gelatinizuju škrob i denaturišu proteine, čime čine hranu bolje probavljivom; peletirajući mlinovi se pretežno fokusiraju na mehaničko vezivanje bez hemijskih promena.

Kako ekstruderi doprinose apsorpciji nutrijenata u krmama za akvakuulturu?

Proces ekstruzije omogućava formiranje vazdušnih džepova i stvara porozne pelete koje poboljšavaju apsorpciju nutrijenata, koristeći prednost boljeg prodora enzima kod vodenih vrsta.

Zašto su ekstrudirane karme često pogodnije u akvakulturi?

Екструдиране хране су пожељне јер обезбеђују контролисану непропусност која је важна за површинске рибе и шкољке. Такође могу да укључе већи садржај масти без нарушавања структуре пелета.

Која врста технологије за обраду хране одговара малим операцијама?

Пелет пресе су идеалне за мале операције због своје једноставности и нижих трошкова. Добро функционишу са једноставним формулама које су потребне за птице и свиње.