Post on 13-May-2015
Overzicht Pelletiseren• Definitie en doel• Bindingsmiddelen• Proces
Conditioneren/ExpanderenPersenKoelenVerkruimelen/Nazeven
• Dubbel pelletiseren• Coaten• Pellet kwaliteit
Redenen voor verbrokkeling van pellets
• Slechte afstelling messen• Slecht gekozen kanaallengte• Pneumatisch transport van pellets• Slechte koeling• Samenstelling voeder• Slechte conditionering• Onvoldoende persdruk
Doel nazeven
• Homogeen eindproduct afleveren
• Type zevenSchudzevenRotatiezeven
Nazeven
• Scheiding van te grote pelletsOp verbrijzelaar gebracht
• Scheiding van meel na pers en koelerRecyclage naar de conditioner
• Scheiding van stof en gebroken pellets bij verladingNaar intern retour cel
Verbrijzelen• Breken van grotere
pellets• Verbrijzelaar =
Walsenmolen Traagdraaiende wals Sneldraaiende wals
• Ribbeling op de rollen
• Regelbare afstand tussen walsen
Overzicht Pelletiseren• Definitie en doel• Bindingsmiddelen• Proces
Conditioneren/ExpanderenPersenKoelenVerkruimelen/Nazeven
• Dubbel pelletiseren• Coaten• Pellet kwaliteit
Dubbel pelletiseren 1
• Verblijftijd verlengen van korrel in matrijs Hardheid van korrel verbeteren
• Verbinden van twee perseenhedenTweemaal persen
na elkaar
Dubbel pelletiseren 2
• NadelenTwee persen nodigHogere energiekostWarmteverlies tijdens transport van
pellets
• VoordeelKwaliteit van pellet verhogen
Coating
• Vet sproeien en coaten na pelletiserenEnergiegehalte van korrels verhogenVet wordt gedeeltelijk geabsorbeerd door
warme pelletKorrels beter bestand tegen
beschadiging
• Enzymen sproeien (post pelleting addition)
Overzicht Pelletiseren• Definitie en doel• Bindingsmiddelen• Proces
Conditioneren/ExpanderenPersenKoelenVerkruimelen/Nazeven
• Dubbel pelletiseren• Coaten• Pellet kwaliteit
Korrelvorming
• Ontwikkelen bindingmechanismenVerantwoordelijke krachten
• Aard en stevigheid Aanwezigheid bindingsmiddelenTemperatuurVochtgehalteDeeltjesgrootteGrondstoffen
Bindingsmechanismen• Water Aantrekkingskracht
toenemenNut van conditioneren
• Deeltjesgrootte Kleinere deeltjes Goede pelletkwaliteit
• Goede vochtverdelingGroot aantal H-bruggen
• Vocht en warmteVerstijfseling van zetmeel
Pelletkwaliteit
• Goed uiterlijk• Geurig en
smakelijk• Stofvrij• Geen barsten• Gelijke grootte• Hard • Slijtvast
Evaluatie pelletkwaliteit 1
• Kansas State methode
• Bepalen gehalte aan stof
• Holmen pellet tester (figuur)
• Tube tester• Hardheid meten• Pellet lengte
Evaluatie pelletkwaliteit 2
• Slijtvastheid = Verhouding gewicht pellets na en voor “tumbling”
• Slijtvastheid bepalen door pellets gedurende 10 min te laten draaien bij 50 rpm
• Na draaien wordt het stof verwijderd via zeven
• Slijtvastheid testen direct na koeling
Invloed op pelletkwaliteit 1• Zetmeel
Persweerstand daalt met toenemend zetmeelgehalte
Temperatuur < 60°C Indien hogere temperaturen
Verstijfselen zetmeel• Granen
Persweerstand sterk gebonden aan samenstelling
Invloed op pelletkwaliteit 2
• ManiokMoeilijk persbaar als zeer fijn meelKleverige massa bij bevochtigen
• Ruwe celstofVezels bemoeilijken het persenZwellen bij vochtopnameHoog ruw celstofgehalte VerbrokkelingLaag ruw celstofgehalte Harde korrels
Invloed op pelletkwaliteit 3
• Eiwitrijke productenMatige toename persweerstand
• VetGoede smeerkwaliteitenAantasten van apparatuur ( FFA)
• Vismeel, beendermeel, vleesmeelHoog % mineralenHoge slijtage
Invloed op pelletkwaliteit 4• Ureum
Sterk hygroscopisch Moeilijkheden bij mengen, persen, …
• MineralenSchurende werking SlijtageGeringe pelletkwaliteit
• MelasseHoog bindend vermogenHoger energieverbruik
Invloed op pelletkwaliteit 5
• VitaminenDegradatie tijdens persprocesOxidatieve degradatie van vetoplosbare
vit
• Chemo-therapeutica en antibioticaDegradatie Afhankelijk van de aard
van de productenLaag aan buitenkant, onaangetast in de
kern
Overzicht Mengvoedertechnologie
• Ontvangst en dosering• Malen• Mengen• Pelletiseren• Extruderen/expanderen
Overzicht Extruderen
• Definitie en principe• Bouw van een extruder/expander
Secties in extruderschroef
• ExtrusieprocesConditionerenExtruderenVormenKoelen en drogen
• Nutritionele aspecten
Extrusieproces
• Extruderen Vormgevend procesKokenMengen en knedenTexturiseren
• Resultaat Ontsloten productGroot volume Lage densiteit
Principe extruderen
• Het bevochtigd product wordt dmv een schroef door een opening geperst Drukken tot 60 bar Temperatuur tot 160°C
• Grondstoffen onderwerpen aan intense krachten van mechanische samen-drukkingBindingen biopolymeren breken
Voor- en nadelen extrusietechniek 1
• Nutritionele voordelenGelatinisatie zetmeelBehandeling eiwittenSterilisatie grondstoffen of afvalstoffenNeutralisatie anti-nutritionele factorenNeutralisatie groei-inhibitoren
• Fysische vormgeven van het productMatrijskeuze
Voor- en nadelen extrusietechniek 2
• KostprijsHogere investeringskostHogere productiekosten
• Niet flexibel in gebruikDemonteren en veranderen van
hulpstukken bij nieuwe grondstof
• Afbraak hittegevoelige producten door oververhitting
Overzicht extruderen• Definitie en principe• Bouw van een extruder
Secties in extruderschroef• Extrusieproces
ConditionerenExtruderenVormenKoelen en drogen
• Nutritionele aspecten
Werking extruder• Bij ingang Schroef neemt
ingrediënten op• Transporteren, mengen, kneden van
ingrediënten door de schroef• Stuwen van mengsel doorheen
matrijs• Toerental schroef opvoeren
Kortere verblijfstijd en hogere capaciteitGrotere drukopbouw Hogere
temperaturen
Bouw van een extruder
• Aaneenschakeling van drukkamers met 1 of 2 schroevenDrukkamers lineair opgesteld
• Drukkamers begrensd door drukstukkenMatrijzen of spuitstukken
Indeling extruders• Volgens aantal drukkamers• Volgens aantal schroeven
Enkele schroefDubbele schroef
• Gelijk- of tegendraaiende rotatie• Grotere keuzemogelijkheden producten
• Volgens aard ingangsproductNatte extrusieDroge extrusie
Overzicht extruderen• Definitie en principe• Bouw van een extruder
Secties in extruderschroef• Extrusieproces
ConditionerenExtruderenVormenKoelen en drogen
• Nutritionele aspecten
Secties van extrusieschroef 1
• VoedingssectieVoedercomponenten opnemenTransport naar plastificeerzoneGeen drukopbouwDiep ingesneden schroeflintDiameter en huis van schroef zijn
constantStoominjectie indien nodig in deze zone
Secties van extrusieschroef 2
• CompressiezoneDrukopbouw
• Verkleining diameter huis• Toename diameter schroefas• Spoedverkleining schroef
Temperatuurstijging• Sterke stijging van druk• Interne wrijving van deeltjes• Externe wrijving• Eventuele aanvoer van warmte van
buitenaf
Secties van extrusieschroef 3
• Pompzone of homogeniseerzoneMaximale waarde wrijvingscoëfficiëntMinder diep ingesneden schroeflintKanaaldiepte constantOmzetting mechanische energie
WarmteHoge afschuifkrachten Zeer intense
mengingOptreden complexe fysico-chemische
reacties
Overzicht Extruderen• Definitie en principe• Bouw van een extruder
Secties in extruderschroef• Extrusieproces
ConditionerenExtruderenVormenKoelen en drogen
• Nutritionele aspecten
Conditioneren• Product verhitten, bevochtigen en
rijpen• Temperatuur, vochtgehalte en
verblijfstijdAfhankelijk van type product
• Voordelen conditionerenGeleidelijke temperatuursopbouwToevoeging vocht als stoomStart zetmeelgelatinisatie
• Vortex-mixing systeem
Extruderen
• Archimedesvijs Voortduwen grondstoffen doorheen kleine opening
• Zetmeel en eiwitten mengen en koken door inwerking van vocht, warmte en afschuifspanningen
• Bij vrijkomen van geëxtrudeerd deeltjePlotse drukdaling Transformatie van
vochtgehalte door verdamping
Vormen
• Vorm van spuitstuk of matrijsplaat bepaald vorm van product
• Product afgesneden door mes na extrusie
• Expanderen Grootte van de opening Product zal verdere bewerkingen
ondergaanVorm van ondergeschikt belang
Koelen
• Koeling VultrechterRetentietijd voor vocht en koeling
• Oorspronkelijk vochtgehalte bekomenLangere bewaartijd
Parameters met invloed op extrusieproces
• Eventuele voorbehandeling grondstof
• Keuze schroefgeometrie• Draaisnelheid schroef• Temperatuur extruder• Geometrie spuitkop
Overzicht extruderen• Definitie en principe• Bouw van een extruder
Secties in extruderschroef
• ExtrusieprocesConditionerenExtruderenVormenKoelen en drogen
• Nutritionele aspecten
Zetmeel• Zetmeel Reservekoolhydraat plant
Hoofdbron voederenergie• Amylose (20 - 25%)
Slecht oplosbaar in waterVerhitting Oplosbaarheid verbeterenLineaire keten van glucose-eenheden
• AmylopectineVertakte structuur van glucose-
eenhedenTragere vertering door vertakking
Gelatiniseren en ontsluiten
Definities• Zetmeelstructuur wijzigt oiv water,
warmte en drukGelatiniseren, verstijfselen of ontsluiten
• Verstijfselen Storing van de kristallijne opbouw Microscopische bepaling of
oplossingsgraad• Ontsluiten Beter toegankelijk voor
verteringsenzymenBepaling via enzympreparaat
Gelatiniseren of verstijfselen
• Water + verhitten H-bruggen verbrekenHydrateren van zetmeel
• GelatinisatietemperatuurAfhankelijk van amylose/amylopectine
• Grote afschuifkrachten tijdens extrusieVersnellen verstijfselenGelatiniseren bij lagere vochtgehaltes
Nut van zetmeelontsluiting
• Toegenomen gevoeligheid voor inwerking van enzymenBelangrijke hydrolyse zetmeel in maagSnelle vertering in dunne darmHogere zetmeelbenutting
• Interessant als zetmeel in natieve toestand slects weinig verteerbaar is
Ontsluiting tijdens extrusie
• In voorbehandelingsinstallatieSlechts beperkte fractie
• Onmiddellijk na de matrijsPlots wegvallen van druk
Eiwitten 1
• Biopolymeren van aminozuren• Eiwitstructuur 4 fasen
Eiwitstructuur is warmtegevoeligWijziging functionele eigenschappen
• Thermische behandeling Daling nutritionele waardeVerlies essentiële AZ Maillard
reactie of oxydatie
Eiwitten 2• Thermische behandeling Positief
voor plantaardige eiwittenAfbraak anti-nutritionele factoren
• Denaturatie Lagere oplosbaarheid van eiwittenMaximale synthese van microbieel
eiwit in het rumen Verhoogde passage naar de dunne
darm (de verteringsplaats wordt gewijzigd)
Vetten
• Stabiel tegen temperaturen in de extruder
• Afbraak start bij > 180°CIn extruder 130 -150°C
Vitaminen
• Vitamineverliezen variëren van 0 tot 88%Vitaminesupplementen te verhogenVitamine-aanvullingen na het proces
toedienen
• Meest gevoelige vitaminenVit A, E, C, B1, foliumzuur
Sterilisatie-effect• Salmonella Afdoden tijdens het
conditionerenHet resultaat is een gevolg van de
tijd-temperatuurcombinatie• 70 sec bij 70°C• 2-5 min bij 75°C• 1 min bij 85°C
Zowel thermische belasting als mechanische belasting spelen een rol
Eliminatie enzymen enanti-nutritionele factoren
• Anti-trypsinefactor reduceren Thermolabiel > 90°CVan toepassing voor geëxtrudeerde
soja (ook voordelen voor de verhoogde verteerbaarheid)
• Inactivatie van enzymenBedervingsenzymen denaturerenHoudbaarheid verlengen
Parameters met invloed op inactivatie
• Inactivatie is een gevolg van twee effecten:Temperatuur en vochtWrijving
• Inactivatie beïnvloed doorConditioneertemperatuur in relatie tot
-tijdSamenstelling voederKanaaldiameter