Экструзионная обработка является важнейшей технологией в индустрии кормов для домашних животных из-за ее способности эффективно производить высококачественный, вкусный и питательный корм для собак. На процесс влияют такие ключевые параметры, как содержание влаги, температура штампа, и скорость винта. Эти параметры напрямую влияют на физические и текстурные свойства корма для собак, в том числе насыпная плотность, плотность единицы, коэффициент расширения, твердость, хрусткость, и удельная механическая энергия (УМЭ). Понимание сложных взаимосвязей между этими параметрами и характеристиками качества продукции имеет важное значение для оптимизации производственных процессов.
В этой статье мы приводим подробный анализ того, как параметры экструзии влияют на качество корма для собак. Мы используем комплексные экспериментальные данные, включая анализ регрессии поверхности отклика, чтобы направлять производителей в достижении наилучших результатов обработки.
Как параметры процесса экструзии влияют на качество корма для собак?
Параметры процесса экструзии — влажность, температура матрицы и скорость шнека — существенно влияют на насыпную плотность, удельную плотность, коэффициент расширения, твердость, хрусткость и SME корма для собак. Соответствующая регулировка этих параметров улучшает текстуру продукта, его вкусовые качества и эффективность производства, сохраняя при этом питательные качества.
В этом исследовании использовался центральная композитная конструкция (CCD) систематически анализировать влияние этих параметров. Результаты показывают, как изменения влажности, температуры и скорости шнека влияют на ключевые качественные характеристики, предлагая практические рекомендации по оптимизации условий обработки экструзией.
Материалы и методы
Экспериментальный дизайн
A центральная композитная конструкция (CCD) с тремя независимыми переменными —содержание влаги (А), температура штампа (B), и Скорость вращения шнека (С)—использовался для оценки их влияния на шесть показателей качества. Каждая переменная была протестирована на пяти уровнях, с 20 экспериментальных запусков проведенный.
Таблица 1: Центральная таблица переменных композитного дизайна
| Переменная | Символ | -α | -1 | 0 | 1 | α |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Содержание влаги (%) | A | 22 | 23.62 | 26 | 28.38 | 30 |
| Температура штампа (°C) | Б | 110 | 118 | 130 | 142 | 150 |
| Скорость вращения шнека (об/мин) | С | 180 | 204 | 240 | 276 | 300 |
Формула корма для собак
Состав и пищевой профиль экспериментального корма для собак подробно описаны в Таблица 2:
Таблица 2: Состав и уровень питательных веществ в корме для собак
| Ингредиент | Процент (%) |
|---|---|
| Кукуруза | 29 |
| Пшеница | 8 |
| Рис | 8 |
| Сладкий картофель | 6 |
| Соевая мука | 12 |
| Мясная еда | 27 |
| Масло и жир | 10 |
| Всего | 100 |
Уровни питательности:
- Сырой протеин: 28.0%
- Сырой жир: 14.0%
- Пепел: 9.8%
- Кальций: 1.3%
- Фосфор: 1.1%
Экспериментальные результаты
Экспериментальные данные
Измеренные значения для насыпная плотность, плотность единицы, коэффициент расширения, твердость, хрусткость, и МСП суммированы в Таблица 3.
Таблица 3: Экспериментальные результаты показателей качества корма для собак
| Бегать | А (Влага) | Б (Температура) | C (скорость вращения винта) | Насыпная плотность (г/л) | Плотность единицы (г/л) | Коэффициент расширения | Твёрдость (г) | Хрусткость (мм) | МСП (кДж/кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | -1 | -1 | -1 | 547,3 ± 1,0 | 0,91 ± 0,13 | 1,56 ± 0,06 | 5,751 ± 1,023 | 0,71 ± 0,13 | 28,78 ± 1,27 |
| 2 | -1 | -1 | 1 | 509,2 ± 1,0 | 0,81 ± 0,15 | 1,62 ± 0,07 | 5376 ± 575 | 0,67 ± 0,10 | 27,29 ± 1,57 |
| 3 | -1 | 1 | -1 | 509,6 ± 0,5 | 0,83 ± 0,06 | 1,65 ± 0,04 | 6469 ± 542 | 0,74 ± 0,10 | 36,67 ± 1,24 |
| 4 | -1 | 1 | 1 | 524,1 ± 1,0 | 0,90 ± 0,23 | 1,62 ± 0,08 | 5473 ± 867 | 0,71 ± 0,12 | 35,53 ± 2,21 |
| 5 | 1 | -1 | -1 | 336,5 ± 2,0 | 0,54 ± 0,10 | 1,99 ± 0,10 | 4,811 ± 773 | 0,74 ± 0,12 | 19,54 ± 1,71 |
| 6 | 1 | -1 | 1 | 314,6 ± 1,0 | 0,51 ± 0,16 | 2,07 ± 0,04 | 4776 ± 832 | 0,67 ± 0,10 | 22,78 ± 1,40 |
| 7 | 1 | 1 | -1 | 333,0 ± 1,0 | 0,55 ± 0,12 | 2,02 ± 0,06 | 4,833 ± 647 | 0,68 ± 0,08 | 20,95 ± 1,50 |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 331,1 ± 0,5 | 0,54 ± 0,10 | 2,03 ± 0,03 | 4660 ± 332 | 0,66 ± 0,11 | 21,63 ± 1,12 |
| 9 | -1.682 | 0 | 0 | 531,1 ± 1,0 | 0,84 ± 0,13 | 1,55 ± 0,11 | 6311 ± 587 | 0,74 ± 0,10 | 30,67 ± 1,84 |
| 20 | 0 | 0 | 0 | 425,5 ± 1,0 | 0,71 ± 0,09 | 1,80 ± 0,08 | 4,851 ± 986 | 0,61 ± 0,10 | 25,59 ± 1,82 |
Дисперсионный анализ (ANOVA)
Результаты регрессионного анализа для переменных отклика подробно описаны в Таблица 4.
Таблица 4: Результаты дисперсионного анализа для показателей качества корма для собак
| Фактор/Модель | Насыпная плотность | Плотность единицы | Коэффициент расширения | Твёрдость | Хрусткость | МСП |
|---|---|---|---|---|---|---|
| А (Влага) | < 0,0001 | < 0,0001 | < 0,0001 | < 0,0001 | 0.847 | < 0,0001 |
| Б (Температура) | 0.930 | 0.807 | 0.794 | 0.0004 | 0.847 | 0.0003 |
| C (скорость вращения винта) | 0.938 | 0.997 | 0.776 | 0.0007 | 0.106 | < 0,0001 |
Какие критические параметры экструзии влияют на качество корма для собак?
Понимание влияния содержания влаги, температуры матрицы и скорости вращения шнека на качество конечного продукта имеет важное значение для оптимизации производства кормов для собак. В этом разделе рассматривается, как эти параметры экструзии играют решающую роль в формировании физических и сенсорных свойств корма для собак.
Процесс экструзии представляет собой интегрированную систему, в которой сырьевые ингредиенты подвергаются воздействию тепла, давления и механической силы. В результате сырье подвергается химическим реакциям, таким как клейстеризация крахмала и денатурация белка. Параметры экструзии — содержание влаги, температура матрицы и скорость шнека — играют решающую роль в контроле степени этих преобразований.
1. Содержание влаги:
Содержание влаги является одним из наиболее влиятельных параметров в экструзии. Оно влияет на коэффициент расширения, твердость, хрусткость и общую структуру пищи. Вода действует как среда для передачи тепла и обеспечивает желатинизацию крахмала, что имеет решающее значение для достижения желаемой текстуры и расширения. Исследования показывают, что более высокое содержание влаги приводит к большему коэффициенту расширения и меньшей объемной плотности. Однако, если содержание влаги слишком высокое, это может привести к тому, что продукт станет плотным и жевательным, что отрицательно скажется на текстуре пищи.
2. Температура штампа:
Температура матрицы влияет на процессы желатинизации крахмала и денатурации белка. При более высоких температурах крахмал с большей вероятностью желатинизируется, что приводит к увеличению расширения и снижению насыпной плотности. Однако чрезмерно высокие температуры могут привести к переварке, что приведет к деградации питательных веществ. Ключевым моментом является поиск правильной температуры, чтобы обеспечить оптимальную желатинизацию крахмала без ущерба для пищевой ценности ингредиентов.
3. Скорость шнека:
Скорость шнека определяет усилие сдвига и механическую энергию, применяемую к ингредиентам, что влияет на текстуру и расширение корма для собак. При более высоких скоростях шнека повышенное усилие сдвига помогает создать более легкий, пушистый продукт, поскольку оно способствует образованию пузырьков воздуха. Однако чрезмерно высокие скорости шнека могут привести к чрезмерному сдвигу, что может привести к более плотному продукту и потере хрусткости. Крайне важно сбалансировать скорость шнека с другими факторами, такими как содержание влаги и температура матрицы, чтобы достичь желаемой текстуры и расширения.
Более высокое содержание влаги обеспечивает лучшее расширение при экструзии корма для собак.Ложный
Содержание влаги играет решающую роль в клейстеризации крахмала, напрямую влияя на степень расширения конечного продукта.
Как параметры экструзии влияют на насыпную плотность корма для собак?
Насыпная плотность является ключевым фактором, определяющим текстуру и вкусовые ощущения конечного продукта. Она тесно связана с коэффициентом расширения и зависит от параметров экструзии, таких как содержание влаги, скорость шнека и температура матрицы. В этом разделе рассматривается, как эти факторы влияют на насыпную плотность корма для собак.
Насыпная плотность обратно пропорциональна расширению, что означает, что более высокий коэффициент расширения обычно приводит к более низкой насыпной плотности. Содержание влаги оказывает наиболее существенное влияние на насыпную плотность, поскольку оно влияет на образование воздушных карманов в корме для собак во время экструзии. Повышенное содержание влаги обеспечивает лучшую желатинизацию крахмала, что создает более пористую структуру с более низкой насыпной плотностью.
Скорость шнека также влияет на насыпную плотность, влияя на силу сдвига и скорость, с которой образуются пузырьки воздуха внутри продукта. Более высокие скорости шнека обычно приводят к более интенсивным силам сдвига, заставляя продукт расширяться больше и приводя к более низкой насыпной плотности. Однако при чрезмерно высоких скоростях шнека продукт может потерять свое расширение, что приведет к более плотной и твердой текстуре.
Насыпная плотность уменьшается с ростом скорости вращения шнека и содержания влаги.Ложный
По мере увеличения скорости вращения шнека и содержания влаги улучшается коэффициент расширения, что приводит к снижению насыпной плотности.
Какую роль твердость и хрусткость играют в сенсорной привлекательности корма для собак?
Твердость и хрусткость являются критическими характеристиками, которые влияют на удовольствие и готовность собаки есть. Эти характеристики в значительной степени зависят от параметров экструзии, таких как содержание влаги, скорость шнека и температура матрицы. В этом разделе мы рассмотрим, как эти факторы влияют на твердость и хрусткость корма для собак.
Твердость и хрусткость — это текстурные атрибуты, которые играют важную роль во вкусовых качествах корма для собак. По мере увеличения содержания влаги твердость корма для собак обычно уменьшается. Это происходит потому, что вода действует как среда для расширения и желатинизации крахмала, что приводит к более нежной и мягкой структуре. Однако, если содержание влаги слишком высокое, продукт может стать слишком мягким и потерять свою хрусткость.
Скорость шнека также играет решающую роль в определении твердости пищи. При низкой скорости шнека ингредиенты не подвергаются достаточному сдвиговому усилию, что приводит к получению более твердого продукта. При более высокой скорости шнека повышенное сдвиговое усилие нарушает структуру ингредиента, снижая твердость и увеличивая хрусткость конечного продукта. Однако чрезмерно высокая скорость шнека может привести к чрезмерному сдвигу, делая продукт менее хрустящим и более ломким.
Твердость уменьшается по мере увеличения содержания влаги, но избыток влаги может повлиять на хрусткость.Ложный
Содержание влаги имеет решающее значение для текстуры, но его необходимо тщательно контролировать, чтобы обеспечить баланс между твердостью и хрусткостью.
Как параметры экструзии влияют на удельную механическую энергию (УМЕ) при производстве кормов для собак?
Удельная механическая энергия (SME) — это мера энергии, используемой во время экструзии, которая необходима для понимания эффективности процесса экструзии. На SME влияют такие параметры экструзии, как скорость шнека и содержание влаги. В этом разделе рассматривается, как SME влияет на качество и энергоэффективность производства кормов для собак.
SME является критическим фактором в определении того, сколько механической энергии требуется для обработки ингредиентов во время экструзии. Более высокое содержание влаги обычно снижает SME, так как вода помогает смазывать материал, уменьшая трение и сдвигающие силы. С другой стороны, увеличение скорости шнека приводит к более высокому SME, так как сдвигающие силы и крутящий момент, прикладываемые к материалу, больше. Поэтому контроль SME имеет решающее значение для оптимизации потребления энергии и обеспечения производства высококачественного корма для собак с желаемой текстурой и расширением.
Более высокая скорость вращения шнека увеличивает SME, но содержание влаги снижает SME.Ложный
Скорость шнека увеличивает сдвигающие усилия и потребление энергии, в то время как более высокое содержание влаги снижает трение и энергию, необходимую для экструзии.
Этот комплексный анализ параметров экструзии поможет производителям усовершенствовать свои процессы для производства кормов для собак более высокого качества, предоставляя ценную информацию о взаимосвязи между параметрами процесса и характеристиками продукта.
Заключение
Это исследование показывает, что параметры процесса экструзии —содержание влаги, температура штампа, и скорость винта— существенно влияют на физические и текстурные качества корма для собак. Оптимальные условия включают:
- Содержание влаги: 26%–28%
- Температура штампа: 130°С–142°С
- Скорость шнека: 240–276 об/мин
Оптимизируя эти параметры, производители могут получить корм для собак, обладающий:
- Низкая насыпная плотность
- Высокий коэффициент расширения
- Желательная хрусткость и твердость
- Энергоэффективные ценности МСП
Экструзия является ключевым процессом в производстве кормов для собак, и понимание влияния параметров экструзии необходимо для оптимизации качества конечного продукта. Содержание влаги, температура матрицы и скорость шнека играют важную роль в определении насыпной плотности, коэффициента расширения, твердости, хрусткости и SME корма для собак. Цель состоит в том, чтобы найти оптимальное сочетание этих параметров для производства высококачественного, вкусного и питательного корма для собак.
Понимая это, производители могут корректировать условия экструзии в соответствии с конкретными потребностями своей продукции и потребителей, гарантируя, что собаки будут наслаждаться едой и получать наилучшее питание.
Призыв к действию
Нужна помощь в оптимизации процесса экструзии корма для собак? Свяжитесь с нами сегодня для повышения эффективности вашего производства и поставки кормов для собак высочайшего качества.
Русский 
English 
Français 
Español 
Português 
Italiano 
العربية 