(Người Chăn Nuôi) – Trong bối cảnh ngành thức ăn chăn nuôi ngày càng chú trọng hiệu quả sử dụng nguyên liệu, chất lượng viên và an toàn vệ sinh, các công nghệ xử lý nhiệt – cơ học đang được ứng dụng mạnh trong dây chuyền sản xuất. Trong đó, Expander được xem là giải pháp tiền xử lý hiệu quả trước công đoạn ép viên, giúp cải thiện tính chất nguyên liệu, hỗ trợ nâng cao khả năng tiêu hóa và tạo viên thức ăn có độ bền tốt hơn.
Công nghệ này đặc biệt phù hợp với các nhà máy sản xuất thức ăn cho heo và gia cầm, nơi yêu cầu cao về năng suất, chất lượng viên và hiệu quả chuyển hóa thức ăn.
Nguyên lý hoạt động
Expander là thiết bị xử lý nguyên liệu bằng sự kết hợp của nhiệt, hơi nước, áp suất và lực cơ học trong thời gian tương đối ngắn. Hỗn hợp nguyên liệu sau nghiền và phối trộn được đưa vào buồng xử lý, tại đây hơi nước và nhiệt làm nguyên liệu mềm hóa, trong khi lực ma sát và áp suất tạo ra sự biến đổi về cấu trúc.
Khác với máy ép đùn, Expander thường không sử dụng khuôn để tạo hình sản phẩm cuối cùng mà đóng vai trò tiền xử lý trước khi ép viên. Sau khi ra khỏi buồng Expander, nguyên liệu tiếp tục được đưa qua máy ép viên để tạo sản phẩm hoàn chỉnh.
Công nghệ Expande đang được rất nhiều nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi ứng dụng – Ảnh: Buhler
Tùy loại thiết bị, nguyên liệu và mục tiêu sản xuất, điều kiện nhiệt có thể được điều chỉnh trong phạm vi rộng. Một số quy trình sử dụng mức nhiệt khoảng 90 -1300C, nhưng đây chỉ là khoảng tham khảo, không phải thông số cố định cho mọi công thức. Việc xác định chế độ vận hành cần dựa trên đặc tính nguyên liệu và chất lượng sản phẩm đầu ra.
Trong quá trình xử lý, tinh bột được hydrat hóa và hồ hóa ở mức độ nhất định, protein bị biến đổi cấu trúc, đồng thời một số yếu tố kháng dinh dưỡng và vi sinh vật có thể bị giảm. Chính sự kết hợp giữa tác động nhiệt và cơ học tạo nên giá trị khác biệt của công nghệ này.
Hỗ trợ nâng cao giá trị dinh dưỡng
Một trong những lợi ích đáng chú ý của Expander là khả năng làm thay đổi cấu trúc nguyên liệu, từ đó hỗ trợ quá trình tiêu hóa.
Đối với các nguyên liệu giàu tinh bột như ngô, lúa mì hoặc đại mạch, nhiệt và hơi nước giúp tinh bột hấp thu nước và hồ hóa một phần. Cấu trúc tinh bột sau xử lý trở nên thuận lợi hơn cho enzyme tiêu hóa tiếp cận, qua đó có thể cải thiện khả năng sử dụng năng lượng của khẩu phần.
Đối với nguyên liệu protein thực vật, xử lý nhiệt thích hợp có thể làm giảm một số yếu tố kháng dinh dưỡng. Ví dụ, trong khô dầu đậu tương, các chất ức chế enzyme tiêu hóa có thể được giảm thông qua xử lý nhiệt phù hợp.
Tuy nhiên, xử lý nhiệt không phải càng mạnh càng tốt. Nếu nhiệt độ quá cao hoặc thời gian lưu quá dài, protein và acid amin có thể bị ảnh hưởng, đặc biệt thông qua phản ứng Maillard. Một số vitamin, enzyme bổ sung cũng có thể bị suy giảm. Vì vậy, mục tiêu của Expander là đạt mức xử lý tối ưu chứ không phải tối đa hóa nhiệt độ.
Cải thiện chất lượng viên thức ăn
Đây là một trong những lý do quan trọng khiến Expander được bố trí trước máy ép viên. Nguyên liệu sau xử lý có cấu trúc mềm và đồng nhất hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép. Khả năng liên kết giữa các tiểu phần được cải thiện, giúp viên có độ bền cơ học tốt hơn và giảm tỷ lệ bột sau ép.
Đối với những công thức sử dụng nhiều nguyên liệu khó ép hoặc phụ phẩm, Expander có thể giúp cải thiện khả năng tạo viên và duy trì năng suất dây chuyền. Chất lượng viên ổn định cũng giúp giảm hao hụt trong vận chuyển, bảo quản và phân phối.
Một số nghiên cứu trên gia cầm cho thấy xử lý Expander kết hợp ép viên có thể cải thiện đặc tính vật lý của viên và khả năng sử dụng năng lượng của khẩu phần. Tuy nhiên, mức độ cải thiện phụ thuộc vào nguyên liệu, kích thước nghiền, công thức và điều kiện vận hành.
Tăng cường an toàn vệ sinh thức ăn
Nhiệt độ cao kết hợp hơi nước, áp suất và lực cơ học cũng giúp giảm tải vi sinh vật trong nguyên liệu và thức ăn. Đây là lợi thế đáng kể trong sản xuất thức ăn hiện đại, khi yêu cầu về an toàn sinh học ngày càng cao.
Một quy trình xử lý nhiệt phù hợp có thể góp phần kiểm soát vi sinh vật, giảm nguy cơ đưa mầm bệnh vào chuỗi chăn nuôi và hỗ trợ chương trình an toàn sinh học của trang trại.
Tuy nhiên, Expander không thể thay thế hoàn toàn việc kiểm soát nguyên liệu đầu vào. Nguyên liệu bị nấm mốc, nhiễm độc tố nấm mốc hoặc có chất lượng kém vẫn phải được kiểm soát ngay từ đầu. Đồng thời, nguy cơ tái nhiễm sau xử lý tại hệ thống làm nguội, vận chuyển và đóng bao cũng cần được quản lý.
Quy trình vận hành Expander trong thực tế
Để thiết bị hoạt động ổn định, nhà máy cần xây dựng quy trình vận hành phù hợp với từng nhóm công thức.
Trước tiên là kiểm tra và phối trộn nguyên liệu. Nguyên liệu phải được nghiền với kích thước phù hợp và phối trộn đồng đều. Độ ẩm hỗn hợp cần được kiểm soát vì ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình truyền nhiệt và khả năng xử lý trong Expander. Hỗn hợp quá khô khó tạo điều kiện xử lý thích hợp, trong khi quá nhiều ẩm sẽ làm tăng nhu cầu sấy và ảnh hưởng đến công đoạn ép viên.
Tiếp theo là bổ sung hơi nước. Hơi nước giúp cung cấp nhiệt và làm mềm nguyên liệu trước khi vào buồng Expander. Hơi cần được phân bố đồng đều, tránh tình trạng một phần nguyên liệu quá ướt trong khi phần khác chưa đạt độ ẩm cần thiết.
Khi khởi động thiết bị, cần kiểm tra hệ thống cấp liệu, hơi nước, nhiệt độ, áp suất và tải động cơ. Không nên đưa nguyên liệu vào với công suất tối đa ngay từ đầu mà cần tăng tải từng bước cho đến khi thiết bị đạt trạng thái ổn định.
Trong quá trình xử lý, các thông số quan trọng cần theo dõi gồm nhiệt độ, áp suất, lượng hơi, tốc độ cấp liệu, độ ẩm và tải động cơ. Khi một trong các yếu tố này thay đổi, mức độ xử lý nguyên liệu cũng có thể thay đổi theo.
Sau khi ra khỏi Expander, nguyên liệu cần được kiểm tra nhanh về nhiệt độ, độ ẩm và trạng thái vật lý trước khi chuyển sang máy ép viên. Nếu nguyên liệu quá nóng hoặc quá ẩm, cần điều chỉnh thông số trước khi tăng công suất.
Tại công đoạn ép viên, nguyên liệu sau Expander được đưa qua máy ép để tạo hình. Độ ẩm và nhiệt độ phải được phối hợp với điều kiện vận hành của máy ép để tránh nghẽn khuôn hoặc giảm năng suất.
Cuối cùng, viên thức ăn được làm nguội, ổn định độ ẩm và kiểm tra các chỉ tiêu như độ ẩm, độ bền viên, tỷ lệ bột, kích thước và độ đồng đều trước khi đóng bao hoặc đưa vào silo.
Vận hành theo công thức, không chỉ theo thiết bị
Một trong những nguyên tắc quan trọng nhất khi ứng dụng Expander là không sử dụng một chế độ vận hành cho tất cả các công thức. Công thức giàu tinh bột sẽ có yêu cầu khác với công thức giàu protein hoặc chất béo. Khi thay đổi nguyên liệu, độ ẩm hoặc tỷ lệ dầu, nhà máy cần đánh giá lại chế độ cấp hơi, nhiệt độ, áp suất và tốc độ cấp liệu.
Do đó, nhà máy nên xây dựng hồ sơ vận hành cho từng nhóm sản phẩm, ghi nhận các thông số như độ ẩm nguyên liệu, nhiệt độ, áp suất, tốc độ cấp liệu, lượng hơi tiêu thụ, điện năng và chất lượng viên thành phẩm. Dữ liệu này giúp xác định điểm vận hành tối ưu, giảm sự phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành.
Kiểm soát để tránh tổn thất dinh dưỡng
Kiểm soát nhiệt là yếu tố quyết định hiệu quả của Expander. Xử lý chưa đủ có thể không đạt mục tiêu hồ hóa tinh bột hoặc giảm yếu tố kháng dinh dưỡng; trong khi xử lý quá mức có nguy cơ làm giảm chất lượng protein, acid amin, vitamin và enzyme.
Vì vậy, không nên đánh giá hiệu quả Expander chỉ dựa vào nhiệt độ đầu ra. Cần kết hợp theo dõi độ ẩm, thời gian lưu, áp suất, tải máy và chất lượng sản phẩm sau ép viên.
Bên cạnh đó, thiết bị cần được bảo trì định kỳ, đặc biệt là hệ thống cấp hơi, vít tải, buồng xử lý và cảm biến nhiệt độ – áp suất. Sự ổn định của thiết bị có ảnh hưởng trực tiếp đến tính đồng nhất của thức ăn giữa các mẻ sản xuất.
Expander không thay thế hoàn toàn công nghệ ép viên hay ép đùn mà đóng vai trò như một mắt xích tiền xử lý nhiệt – cơ học, giúp nhà máy nâng cao hiệu quả của toàn bộ dây chuyền.
Lợi ích của công nghệ nằm ở khả năng đồng thời cải thiện tính chất vật lý của nguyên liệu, hỗ trợ tiêu hóa, giảm một số yếu tố kháng dinh dưỡng, nâng cao vệ sinh thức ăn và mở rộng khả năng sử dụng nguyên liệu.
Hoàng Ngân
The post Ứng dụng công nghệ Expander trong sản xuất thức ăn chăn nuôi appeared first on Tin tức Chăn nuôi – Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam.
