Máy đùn thức ăn chăn nuôi khác gì với máy ép viên thông thường về chức năng?

Nguyên lý hoạt động của Máy đùn thức ăn chăn nuôi và Máy ép viên

Cách Máy đùn thức ăn chăn nuôi Sử dụng Nhiệt độ cao, Áp suất và Lực cắt để Nấu đùn

Máy ép trục vít tạo ra hiệu ứng đặc biệt bằng cách biến đổi nguyên liệu thông qua quá trình ba bước gồm gia nhiệt và ép. Khi nhiệt độ đạt mức từ 120 đến 150 độ Celsius và áp suất lên tới khoảng 20 đến 40 bar, các thành phần trong thức ăn bắt đầu có những thay đổi thú vị. Tinh bột bắt đầu mềm ra và chuyển sang dạng gel trong khi các protein mất đi cấu trúc ban đầu của chúng. Điều này thực sự giúp thức ăn trở nên dễ tiêu hóa hơn cho động vật, theo các báo cáo của FAO năm 2023, cải thiện khoảng 18 đến 25% so với thức ăn thông thường chưa qua xử lý. Yếu tố chính thúc đẩy toàn bộ quá trình này là những trục vít mạnh mẽ bên trong máy tạo ra nhiệt ma sát kết hợp với hơi nước phun vào. Cấu hình này không chỉ nấu chín hỗn hợp triệt để mà còn tiêu diệt vi khuẩn không mong muốn và giúp giữ lại các chất dinh dưỡng quý giá bên trong các viên thức ăn thành phẩm.

Vai Trò Của Hệ Thống Trục Vít Kép Và Trục Vít Đơn Trong Ép Thức Ăn

Máy ép đùn trục vít kép đã trở thành thiết bị phổ biến để sản xuất các sản phẩm thức ăn thủy sản phức tạp, chiếm khoảng 60% thị phần hiện nay. Điều này chủ yếu nhờ thiết kế trục vít quay đối nghịch của chúng, thực sự tạo ra sự khác biệt khi xử lý các công thức có hàm lượng chất béo cao trên 12% cần trộn đều. Trong khi đó, hệ thống trục vít đơn vẫn giữ được vị thế trong các cơ sở sản xuất thức ăn chăn nuôi thông thường nơi hiệu quả năng lượng là yếu tố quan trọng nhất. Chúng thường tiêu thụ từ 35 đến 50 kilowatt giờ trên mỗi tấn, so với mức cao hơn từ 55 đến 75 kWh/tấn của máy trục vít kép khi chế biến thức ăn từ ngũ cốc. Điều thú vị là công nghệ hiện đại đã phát triển xa hơn nữa. Nhiều mẫu mới được trang bị bộ điều khiển tốc độ biến đổi, cho phép người vận hành điều chỉnh thời gian lưu giữ nguyên liệu từ chỉ 15 giây lên đến tận 90 giây mà không cần dừng dây chuyền sản xuất giữa chừng.

Cách Máy Ép Viên Thường Dùng Áp Lực và Tạo Hình Bằng Khuôn Với Nhiệt Độ Trung Bình

Máy ép viên thường hoạt động ở nhiệt độ khoảng từ 60 đến 85 độ Celsius, sử dụng các khuôn vòng tròn nằm ngang để ép nguyên liệu đã qua xử lý đi qua những lỗ hình nón mà chúng ta đã đề cập trước đó. Kết quả của quá trình ép bằng khuôn vòng tròn này là những viên nhiên liệu khá đặc, có khối lượng khoảng từ 600 đến 700 kilogram trên mét khối, đồng thời giữ mức độ ẩm dưới 12,5 phần trăm, điều này nói chung khá phù hợp cho các loại động vật trên cạn. Bây giờ là điểm thú vị khi so sánh với phương pháp đùn ép. Trong quá trình này không xảy ra bất kỳ phản ứng hóa học nào thực sự. Thay vào đó, sự kết dính cơ học xảy ra nhờ một hiện tượng gọi là hóa dẻo lignin khi mức độ ẩm nằm trong khoảng thoải mái từ 18 đến 22 phần trăm theo như tiêu chuẩn ASABE được cập nhật bởi các chuyên gia vào năm 2022.

Đùn ép và ép viên: Sự Khác Biệt Về Độ Ẩm, Nhiệt Độ và Thời Gian Lưu

Máy ép đùn thức ăn hoạt động ở 120–150°C với độ ẩm 15–30% , sử dụng hệ thống trục vít kép để duy trì 90–120 giây quá trình nhiệt được kiểm soát (Wenger Group 2023). Trong khi đó, máy ép viên nén thức ăn ở 70–90°C với độ ẩm 10–15% , hoàn thành quá trình định hình trong vòng 15–30 giây . Những khác biệt này giúp máy ép đùn có thể:

• Phá hủy 86% chất chống dinh dưỡng hơn chẳng hạn như chất ức chế tripsin
• Đạt được 3,1 lần mức độ hồ hóa tinh bột cao hơn so với ép viên

Đặc tính vật lý của viên nén ép đùn so với viên nén truyền thống

Đặc điểm	Viên Nén Ép Đùn	Viên Nén Truyền Thống
Tỷ lệ giãn nở	1,8–2,5:1	1,1–1,3:1
Mật độ khối lượng	350–450 kg/m³	550–650 kg/m³
Tính ổn định trong nước (giờ)	6–8	1–2
Tỷ lệ vỡ vụn	<3% sau 24h	8–12% sau 24h

Cấu trúc xốp của thức ăn ép đùn làm tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng lên 19–27% ở loài thủy sinh bằng cách tạo điều kiện cho enzym thâm nhập.

Tính nổi và chìm trong thức ăn thủy sản: Công nghệ ép đùn điều chỉnh độ nổi như thế nào

Máy ép đùn đạt được 5–12 phút khả năng nổi trong thức ăn nổi thông qua độ nở tinh bột chính xác - không thể đạt được bằng phương pháp ép viên. Báo cáo Thủy sản Alltech 2022 cho thấy thức ăn ép đùn giảm thất thoát 41% trong nuôi tôm nhờ tốc độ chìm được kiểm soát. Các yếu tố chính bao gồm:

• Hình thành túi khí ở 125–140°C nhiệt độ khuôn
• Điều chỉnh khối lượng riêng (400–700 kg/m³) thông qua kiểm soát độ ẩm

Hiệu quả và khả năng mở rộng quy mô sản xuất: Khi nào nên chọn máy ép đùn hay máy ép viên

Máy ép đùn xử lý 8–12 tấn/giờ nhưng tiêu thụ 35–50 kWh/tấn , phù hợp cho các dây chuyền sản xuất thức ăn thủy sản với sản lượng cao. Máy ép viên sản xuất 3–6 tấn/giờ tại 18–25 kWh/tấn , phù hợp hơn cho các cơ sở chăn nuôi gia cầm và lợn có sản lượng dưới 10.000 tấn/năm. Phân tích Hiệu quả Chi phí của FAO 2023 khuyến nghị sử dụng máy trục vít ép đùn cho các trường hợp sau:

• Khẩu phần ăn yêu cầu >20% chất béo
• Cơ sở hoạt động trên 75% công suất thiết kế

Biến đổi dinh dưỡng và khả năng tiêu hóa

Hóa gel tinh bột và biến tính protein trong thức ăn ép đùn

Quá trình ép đùn gây ra những thay đổi đáng kể về mặt dinh dưỡng do nhiệt độ cao được sử dụng, thường dẫn đến mức độ hồ hóa tinh bột trên 70% ở các loại ngũ cốc dùng làm thức ăn chăn nuôi. Khi các carbohydrate phức tạp bị phân hủy thành các phân tử glucose đơn giản hơn, lượng năng lượng có sẵn dành cho động vật tiêu thụ các loại thức ăn này sẽ tăng lên. Đồng thời, protein bị biến tính, điều này có nghĩa là các enzyme sẽ hoạt động hiệu quả hơn khi phân hủy chúng trong quá trình tiêu hóa. Nghiên cứu được công bố trên Frontiers in Nutrition vào năm 2021 cho thấy thức ăn được ép đùn có khả năng tiêu hóa protein cao hơn khoảng 12 đến 18% so với các nguyên liệu chưa qua xử lý. Sự khác biệt này đặc biệt quan trọng đối với các loài động vật có dạ dày đơn giản như gà và các loại gia cầm khác, nơi việc hấp thụ chất dinh dưỡng một cách đầy đủ là yếu tố then chốt cho sự phát triển và sức khỏe.

Tác động của quá trình chế biến đến việc giữ lại vitamin và các yếu tố kháng dinh dưỡng

Ép đùn chắc chắn gây tổn thất đáng kể đến các vitamin nhạy cảm với nhiệt, đặc biệt là hàm lượng thiamine giảm khoảng từ 65 đến 75 phần trăm trong quá trình xử lý. Nhưng cũng có điểm sáng ở đây, vì phương pháp này loại bỏ khoảng 95% các yếu tố kháng dinh dưỡng khó chịu có trong bột đậu nành, bao gồm cả chất ức chế tripsin. Theo một số nghiên cứu gần đây được đăng trên ScienceDirect vào năm ngoái, thức ăn viên (pellet) thực tế giữ được khoảng 15% vitamin nhiều hơn vì chúng không đạt đến nhiệt độ cao như trong quá trình ép đùn. Nhiệt độ đỉnh điểm của thức ăn viên duy trì khoảng từ 60 đến 80 độ C, so với mức nhiệt cao hơn hẳn từ 130 đến 150 độ C trong quá trình ép đùn. Tuy nhiên vẫn cần lưu ý rằng, ép đùn hoạt động rất hiệu quả trong việc loại bỏ lectin và phytate, những chất có xu hướng bám vào các khoáng chất quan trọng như kẽm và sắt, khiến chúng không thể hấp thụ được.

Khả năng tiêu hóa tương đối: Tại sao thức ăn ép đùn thường cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng

Khi nói về chế biến thức ăn, có một hiện tượng thú vị xảy ra trong quá trình ép đùn (extrusion). Sự kết hợp giữa tinh bột chuyển thành dạng gel và protein bắt đầu duỗi ra thực tế đã làm tăng năng lượng trao đổi trong các loại thức ăn này khoảng từ 20 đến 25 phần trăm so với viên thức ăn thông thường. Một số thử nghiệm được thực hiện trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản đã phát hiện ra rằng khi sản xuất thức ăn tôm bằng phương pháp ép đùn, hiệu quả thu được cũng tốt hơn. Tỷ lệ hiệu suất protein đạt khoảng 2,8 đối với sản phẩm ép đùn, trong khi viên nén chỉ đạt mức 2,3. Điều này xảy ra là do cách mà tinh bột được biến đổi đã tạo ra rất nhiều lỗ rỗng vi mô trong cấu trúc thức ăn, giúp các enzyme hoạt động nhanh hơn trong quá trình tiêu hóa. Tuy nhiên, có một điểm quan trọng cần lưu ý: vật nuôi nhai lại không nhận được lợi ích tương tự như vậy, bởi hệ vi sinh đường ruột của chúng đã tiến hóa để chuyên xử lý các loại vật liệu xơ sợi.

Lợi Thế Riêng Biệt Trong Thức Ăn Thủy Sản và Dinh Dưỡng Gia Súc

Tại Sao Máy Ép Đùn Thức Ăn Lại Chiếm Ưu Thế Trong Sản Xuất Thức Ăn Cá và Tôm

Các máy ép trục vít hiện đại có thể đạt được hơn 95 phần trăm tinh bột được gelatin hóa đúng cách khi nấu ở nhiệt độ rất cao khoảng từ 140 đến 160 độ Celsius. Điều này tạo ra những viên thức ăn nổi trên mặt nước, thứ mà các loài cá và động vật giáp xác ăn ở tầng mặt nước cần. Những người nuôi cá rô phi và tôm rất ưa chuộng loại viên nổi này vì họ có thể quan sát được động vật của mình đang được cho ăn. Ưu điểm thực sự đến từ khả năng kiểm soát độ đặc của viên thức ăn. Phần lớn thức ăn ép viên có thể nổi trên mặt nước khoảng tám trong mười lần trong suốt giai đoạn sáu giờ, trong khi các viên thức ăn thông thường lại chìm xuống chỉ sau khoảng mười hai phút tiếp xúc với nước. Và nói đến tính linh hoạt trong công thức chế biến, các máy ép trục vít đôi cũng vận hành rất tốt với các nguyên liệu chứa nhiều chất béo. Một số cơ sở vận hành với công thức chứa tới mười tám phần trăm hàm lượng chất béo mà vẫn không làm phá vỡ cấu trúc viên thức ăn, điều này hoàn toàn cần thiết đối với việc nuôi các loài cá ăn thịt cần lượng năng lượng cao hơn trong suốt chu kỳ phát triển của chúng.

Các Trường Hợp Sử Dụng Máy Ép Viên Trong Thức Ăn Gia Cầm, Lợn Và Gia Súc Nhai Lại

Máy ép viên hoạt động rất tốt trong việc cho động vật trên cạn ăn, đặc biệt là khi xử lý các nguyên liệu có hàm lượng xơ cao, khoảng từ 30 đến 40 phần trăm chất xơ thô. Những máy này hoạt động hiệu quả nhất khi nguyên liệu có độ ẩm khoảng 12 đến 15 phần trăm. Các nghiên cứu gần đây từ năm 2024 về thức ăn chăn nuôi gia súc đã cho thấy một số kết quả thú vị. Khi gà được cho ăn bằng thức ăn viên thay vì thức ăn bột, tỷ lệ chuyển hóa thức ăn của chúng tăng lên gần 9 phần trăm. Đối với lợn, mức cải thiện khoảng 6 phần trăm so với các dạng thức ăn truyền thống. Điều khiến quá trình ép viên hiệu quả chính là dải nhiệt độ trong quá trình xử lý, thường dao động từ 60 đến 80 độ Celsius. Mức nhiệt này giúp bảo toàn các chất phụ gia quan trọng như enzyme phytase đồng thời giảm vi khuẩn có hại. Đó là lý do vì sao nhiều người chăn nuôi thấy rằng việc ép viên vừa mang lại hiệu quả kinh tế vừa có lợi trong việc chăm sóc động vật có hệ tiêu hóa không quá phức tạp.

Nghiên cứu điển hình: Thức ăn nổi dạng ép đùn so với thức ăn chìm dạng viên nén trong nuôi cá rô phi

Trong một nghiên cứu kéo dài 12 tuần liên quan đến cá rô phi, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc sử dụng thức ăn ép đùn thực sự làm tăng trọng lượng đáng kể khoảng 23 phần trăm khi so sánh trọng lượng cuối cùng đạt 1.450 gram so với chỉ 1.178 gram ở những con được cho ăn bằng viên nén thông thường. Ngoài ra, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn giảm gần 18%, từ mức 1,7 xuống còn 1,4. Điều khiến nghiên cứu này trở nên thú vị là công nghệ ép đùn cho phép người nuôi điều chỉnh độ xốp của viên thức ăn để cải thiện khả năng hấp thụ dinh dưỡng. Điều này rất quan trọng vì cá rô phi có ruột tương đối ngắn, chỉ khoảng bốn lần chiều dài cơ thể chúng. Và còn một lợi ích nữa là chất lượng nước được cải thiện rõ rệt trong quá trình thử nghiệm. Mức amoniac đo được thấp hơn mức bình thường tới 27%, có lẽ là do lượng thức ăn bị lãng phí ít hơn đáng kể. Mức cải thiện như vậy có thể tạo ra sự khác biệt rõ rệt trong các hoạt động nuôi trồng thủy sản, nơi việc duy trì điều kiện nước sạch luôn là một thách thức.

Các cân nhắc về chi phí, bảo trì và lựa chọn công nghệ

Chi phí ban đầu và chi phí vận hành: Máy đùn ép vs. Máy ép viên

Chi phí ban đầu của máy đùn ép thức ăn thường cao hơn từ 60 đến thậm chí 100 phần trăm so với mức giá mà máy ép viên thường có. Một chiếc máy ép viên đơn giản có thể bắt đầu từ khoảng hai mươi nghìn đô la, nhưng những chiếc máy đùn trục vít đôi kia? Chúng có thể dễ dàng vượt quá mức một trăm năm mươi nghìn đô la. Tuy nhiên, khi nhìn vào toàn cảnh, những chiếc máy đùn này thường mang lại hiệu quả tài chính theo thời gian đối với các hoạt động quy mô lớn. Hóa đơn điện năng giảm khoảng từ 30 đến 50 phần trăm trên mỗi tấn nguyên liệu được xử lý, bên cạnh đó chúng có thể xử lý hầu hết mọi loại nguyên liệu khác nhau mà không gặp nhiều khó khăn. Đối với các doanh nghiệp xử lý khối lượng lớn hàng ngày, mức hiệu quả như vậy thường mang lại lợi ích đáng kể bất chấp mức giá ban đầu cao hơn.

Yêu cầu bảo trì và tuổi thọ của các bộ phận

Máy ép viên thường chỉ cần bảo trì từ 3 đến 5 lần mỗi năm cho các công việc như thay thế khuôn ép và điều chỉnh các con lăn, điều này khiến việc bảo trì chúng khá đơn giản so với các thiết bị khác. Tuy nhiên với máy đùn ép, các kỹ thuật viên phải kiểm tra các bộ phận trục vít và lớp lót thùng hàng tháng, đặc biệt nếu họ đang vận hành các nguyên liệu mài mòn cao như bột cá qua hệ thống. Từ việc phân tích các chi phí tổng thể theo thời gian, chúng tôi nhận thấy các bộ phận trên máy đùn ép thường mài mòn nhanh hơn từ hai đến ba lần so với các bộ phận của máy ép viên trong cùng điều kiện vận hành. Sự khác biệt như vậy tích lũy theo thời gian sẽ tạo ra một khoản chênh lệch đáng kể cho bất kỳ ai vận hành các thiết bị này thường xuyên.

Lựa chọn Công nghệ Phù Hợp Dựa trên Loại Thức Ăn và Quy Mô

• Máy ép đùn excel cho:
  • Thức ăn thủy sản yêu cầu kiểm soát độ nổi
  • Công thức hàm lượng béo cao (>12% lipid)
  • Các cơ sở vận hành vượt quá 5 tấn/giờ
• Máy ép viên phù hợp:
  • Thức ăn gia cầm và lợn với công thức đơn giản
  • Các trang trại sản xuất <2 tấn/ngày
  • Cơ sở có nhân sự kỹ thuật hạn chế

Các nhà sản xuất quy mô nhỏ nên ưu tiên sử dụng máy ép viên vì tính đơn giản và chi phí thấp, trong khi các nhà máy sản xuất thức ăn tổng hợp có công suất trên 50.000 tấn/năm sẽ đạt ROI tốt hơn với máy trục vít nhờ tính linh hoạt và hiệu suất vượt trội.

Phần Câu hỏi Thường gặp

Những điểm khác biệt chính giữa máy trục vít và máy ép viên thức ăn là gì?

Máy trục vít sử dụng nhiệt độ và áp suất cao, trong khi máy ép viên chủ yếu dựa vào nén ép và nhiệt độ trung bình. Máy trục vít có thể làm hồ hóa tinh bột và biến tính protein, giúp thức ăn dễ tiêu hóa hơn; máy ép viên chủ yếu tập trung vào liên kết cơ học mà không gây ra thay đổi hóa học.

Máy trục vít đóng góp như thế nào vào việc hấp thụ dinh dưỡng trong thức ăn thủy sản?

Quá trình trục vít tạo ra các khoảng trống trong viên thức ăn, hình thành các hạt xốp giúp tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng, mang lại lợi ích cho các loài thủy sinh nhờ enzyme thâm nhập tốt hơn.

Tại sao thức ăn trục vít thường được ưa chuộng trong nuôi trồng thủy sản?

Thức ăn dạng ép đùn được ưa chuộng vì chúng cung cấp độ nổi được kiểm soát, điều này rất quan trọng đối với các loài cá và động vật giáp xác ăn trên mặt nước. Chúng cũng có thể bổ sung hàm lượng chất béo cao hơn mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc viên thức ăn.

Loại công nghệ chế biến thức ăn nào phù hợp với các cơ sở quy mô nhỏ?

Máy ép viên là lựa chọn lý tưởng cho các cơ sở quy mô nhỏ nhờ vào thiết kế đơn giản và chi phí thấp hơn. Chúng hoạt động tốt với các công thức đơn giản thường được sử dụng trong thức ăn cho gia cầm và lợn.