Мировая аквакультура продолжает расти и развиваться. В последние годы производство увеличилось как на региональном, так и на глобальном уровнях. Эксперты прогнозировали подобный рост, большинство из них пришло к выводу, что аквакультура обеспечит надежные поставки морепродуктов в будущем. Однако вопросы, связанные с безопасностью пищевых продуктов, питанием и экологичностью, а также длинный перечень дополнительных проблем, становятся все более очевидными.

Технология питания и кормления рыб является важным винтиком в механизме, отвечающем за развитие аквакультуры. Многие успехи и неудачи в этой области связаны с проблемой экономически эффективного смешивания сырья в форму, которая может усваиваться видами на каждой стадии жизненного цикла.

Хотя система стартового кормления в большинстве стран по-прежнему включает дробление крупных гранулированных и экструдированных кормов на более мелкие кусочки и дальнейший отсев до желаемых размеров, все больше кормов экструдируют непосредственно до желаемых размеров. Эта тенденция обусловлена многими факторами. Для выращивания новых видов требуются специальные корма. Однако этот сдвиг отчасти объясняется улучшением понимания процесса и его анализа. Современным производителям хорошо известны затраты на производство кормов. Все очевиднее становится ограниченность методики дробления корма.

Во-первых, даже самые эффективные методы дробления включают дополнительную обработку слишком мелких и крупных частиц. Это повышает стоимость корма и снижает содержание в нем питательных веществ.

Во-вторых, грубая текстура дробленых гранул отрицательно сказывается на вкусовых качествах. Вкусовые качества остаются критическим фактором эффективности кормления даже у самых распространенных видов. Наконец, и, возможно, самое главное, осознание производителями необходимости надлежащего сокращения количества отдельных ингредиентов для обеспечения малого размера гранул привело к значительным улучшениям в процессах измельчения и смешивания. Это понимание изменило взгляды на состав кормов в целом и большие частицы, которые мешают дробить корм до соответствующего размера. Достижения заставили производителей пересмотреть возможности в изготовлении изначально дробленых кормов.

История

Более двадцати лет назад, ограничения использования живых кормов и традиционных сухих дробленых кормов заставили доктора Rick Barrows из технологического центра США по рыбе и дикой природе в Бозмене, штат Монтана, мыслить нестандартно. Он адаптировал оборудование фармацевтического производства для производства корма и использовал процессы микро-экструдирования и марумеризации (MEM). К этим методам формирования рациона животных на личиночной стадии развития прибегали в программах рекреации для кормления судака и других видов.

MEM — комплексный процесс включает нетипичные для нормального производства аквакультурных кормов шаги. Как только сырье раздроблено до необходимых размеров, его смешивают с маслом и водой. Затем смесь вводят в формующий экструдер, который предназначен для холодного прессования корма в лапшу. На следующем этапе корм помещают в цилиндрическую камеру с вращающейся пластиной в нижней части (Marumerizer, LCI, INC, Charlott, NC). Вращающееся основание включает в себя пазы, которые дробят корм и с помощью центробежной силы заставляют частицы вращаться в камере механизма. Изменение диаметра исходного корма, скорости пластины, времени дробления и, конечно, состава влияет на конечный размер, форму, однородность и плотность получаемого продукта. Эти гладкие частицы затем сушат для достижения требуемого содержания влаги. Последующие эксперименты и испытания с кормами показали, что сформированные с помощью технологии MEM корма отличаются большей стабильностью содержания влаги, вкусовых качеств и общей эффективностью, нежели традиционные коммерческие корма.

Многолетнее использование технологии MEM и спрос на высококачественные стартовые корма с гранулой 300 — 1500 мкм заставили специалистов Extra–Tech оценить и разработать систему гранулирования Sphere-izer Agglomeration System (SAS). Методы низкотемпературного экструдирования и агломерации, подобные MEM, разработаны с целью создания непрерывного, а не периодического процесса производства. Внимание уделили и разработке решения, которое позволило в 90% случаев создавать корм необходимого размера, а также снизить затраты на производство. Специалистам удалось достичь поставленных целей.

Сегодня

Непрерывно обрабатываемые корма SAS отличаются от традиционно экструдированных кормов несколькими важными особенностями. Экструдирование кормов SAS проходит при более низких давлении и температуре. Такие низкие температуры обработки подходят для минимизации повреждения питательных веществ, производства лечебных кормов и использования чувствительных к температуре ингредиентов. Стадия гранулирования позволяет исключить из производства необходимость дробления и существенно изменяет физические характеристики гранулы. Гранулы кормов SAS обладают ровной текстурой, поскольку при вращении корма внутри механизма липиды и другие жидкости смещаются к поверхности гранулы и «полируют» ее.

Традиционное экструдирование кормов размером менее 1,5 мм стало гораздо более распространенной в последние годы. Развивались системы экструдирования и этапы подготовки сырья. Использование подобного оборудования для производства гранул размером менее 1,0 мм теперь реальность. Фактически, каждое десятилетие размер гранул, считающийся подходящим для экструдирования, становится все меньше. Для обозначения гранул, предназначенных для прямого экструдирования кормов размером менее 1,0 мм, используется термин «микро-гранула». Большое количество компаний по всему миру занимаются изготовлением микро-гранул. Причины, которые когда-то заставили производителей заняться дроблением кормов, существуют и сегодня. Экструдирование гранул с помощью небольших отверстий по-прежнему является сложной задачей, однако благодаря существованию улучшенного производственного оборудования ключевые особенности процесса стали более понятны производителям.

Шнек экструдера с пропариванием выполняет две основные функции. Первая и иногда не самая очевидная — ограничение потока. Когда сырье попадает внутрь, оно подвергается трению от вращающихся винтов. По мере того как трение увеличивает температуру, тесто корма становится более вязким и легче проходит через шнек. Далее сырье пропускают через отверстия в шнеке, где осуществляется вторая функция механизма — формирование гранул из ингредиентов и последующая их нарезка в соответствии с заданной длиной. Экструдирование с пропариванием происходит при соблюдении баланса между поступающим в шнек потоком и его ограничением. Если отдельные частицы, группы агломерированных частиц и/или вязкость теста недостаточно контролируются, технические характеристики конечного продукта не соответствуют нормам.

Непростой задачей является своевременное удаление из экструдера материалов, которые загрязняют или забивают небольшие отверстия. Отдельные частицы ингредиентов должны быть достаточно малы для прохождения сквозь отверстия и избегания непредсказуемой агломерации или сгущения смеси. Смешивание и увлажнение ингредиентов, которые приемлемы для производства более крупных кормов, недостаточны для микро-гранул. Изменения в скорости подаче сухих ингредиентов, добавленной воде, паре или маслах, которые легко применимы при обычном экструдировании, часто неприемлемы в производстве микро-гранул. Практика традиционного экструдирования часто не дотягивает до минимальных стандартов, необходимых для производства микро-гранул.

Значительного развития достигло использование SAS и более традиционного оборудования для экструдирования с пропариванием для производства кормов для особей на начальном этапе. Рост, необходимый для успеха аквакультуры в обеспечении продовольствием и доходами растущего населения мира и сокращения вылова, невозможен без увеличения количества подобных производств по всему миру.
——

Dana Nelson. “Sphere-ized” aquatic feed, 28, Hatcheryfeed vol 6 issue 3 2018