打粒作業中心(7)

許福來　譯

透視打粒

　　對於多數飼料製造者，動物科學家，禽畜生產者來說，打粒加工簡直就像魔術一樣。關於打粒有許多傳說存在，有許多人支持，有許多人反對，也有人光是在解說，這些都不足為奇。打粒相關的一些事實往往被想像弄的烏雲密佈。甚至有些研究者的結論都持反對意見。

　　因為本文僅討論一些有關糊化，蒸汽壓力，以及粉粒大小等等，所以並不會因此而改善你對打粒的看法，不管是有利或是不利，但是認為打粒有好處的人，在讀了本文之後，多少會有前途光明的感覺。而底線卻是在於打粒的好處是否大於因此而增加的成本呢？或者可以問打粒是否有利潤呢？

　　底下表格所述是打粒的好處與成本，由表中可以得知成本較容易數量化，而其好處就不容易得到數據。但是打粒的好處會影響到唯一應該考慮的真正成本，也就是生產一公斤肉，一打蛋，一公升牛奶所需要的成本。

打粒的好處與成本　　

糊　　化

　　我們常見的名詞“ 澱粉糊化 ”，與打粒加工時產生的溫度有密切關係。當運用到飼料打粒時，我們對糊化一辭的認識實在不夠。Hoseney ( 1986 ) 定義糊化為失去 birefringence，而 Seib ( 1971 ) 定義為澱粉顆粒結晶區域內的二次鍵力受到不可逆的破壞。

　　有些研究報告提到打粒加工時產生糊化的程度。Smith ( 1975 ) 指出在攝氏溫度 83 度時，打粒會使糊化量增加百分之 47.5。Bartikoski ( 1962 ) 則指出成品粒料的耐磨度與糊化有關，並且報告說選出的粒料其糊化度大約是百分之 25。Heffner 及 Pfost ( 1973 ) 的研究指出糊化度約增加百分之 9 ~ 12。其中部份發生在攝氏 80 度的蒸汽調質機內。Skoch ( 1979 ) 指出在蒸汽調質機內沒有澱粉被破壞 ( P<0.05 )，而不添加蒸汽打粒時，結果仍有百分之 20 ~ 25 的糊化度。

　　一般人公認近些年來，測量糊化度的方法與設備有很大的進展，Hoseney ( 1984 ) 認為鑑別掃描熱量計 ( DSC ) 逐漸成為研究糊化的一般設備。Hoseney ( 1986 ) 亦指出玉米澱粉的糊化溫度是攝氏 62 ~ 72 度。

　　Stevens ( 1987 ) 將玉米由 3.2 mm 孔徑篩網的鎚碎機粉碎，再經打粒機加工，以研究其澱粉糊化的現象。並以 Perkin - Elmer  DSC - 2 鑑別掃描熱量計來分析糊化情形。經鎚碎機粉碎的玉米再以 UDY 氣旋樣品磨粉機加以研磨，以備 DSC 分析。作為樣本的成品粒料，則以咖啡研磨器粉碎之，再以 UDY 氣旋樣品磨粉機加以研磨，以便 DSC 分析。另以剃刀刮取粒料外緣 2 mm 厚的部份在 UDY 磨粉機研磨。

　　從打粒鑄模剛剛擠出的粒料，取來作為樣本，其糊化的測量結果列於表一。由表一得知粉料調質後的溫度與糊化度呈負面關係。當調質後的粉料溫度愈高，糊化度愈低。

表一    調質與粒料溫度對澱粉糊化的影響

　　調質後的粉料溫度在攝氏 23 度時，粒料外緣部份的糊化程度最高，這一點顯示在任何調質溫度下，靠近模孔表面的熱與機械剪力，對糊化有很大的貢獻。這一個現象在粒料與調質粉料的溫差愈大時愈為明顯。所以在溫差與糊化程度之間也有關係存在，那就是溫差愈低糊化程度也愈低。

　　Stevens 接著說使玉米澱粉糊化的最適調質溫度是攝氏 80 度，然而粉料在打粒機調質器內時間的長度，要使之大量的糊化，或許是不太足夠。從研究中顯示，大部份澱粉是在通過模孔時發生糊化。

　　動物營養專家，飼料製造人員，以及打粒機設計員應該小心使用 Stevens 的數據。營養專家必需對不同種類不同日齡的動物，判定多少澱粉的糊化是剛好足夠的。假如飼料廠時時以粒料的過度加工為優先考慮，則將大大的限制生產效率，並導致打粒設備的較大投資以及生產費用的增加。打粒機作業員必需對產能的損失及生產費用的增加知道的很清楚，同時要把這種情形告訴經營部門，以便在合理的加工費用內，要達到某種程度的糊化，我們能做什麼及應該做什麼之間，做一合理的判斷。

　　設計與製造打粒機的人也認定，有必要加長調質時間以增進粒料的性能。但是單單加長調質時間並不能照原先所料，大為提高糊化的程度。Hoseney ( 1986 ) 說過玉米澱粉的糊化溫度是攝氏 62 ~ 72 度，然而他接著說，當澱粉置於水中，其顆粒為水自由摻入。澱粉能吸收大約其乾物質重量的百分之卅的水。其體積的改變與水份的吸收是可逆的，而對該系統加熱在糊化溫度以下，是不會起任何變化的。然而若加熱至糊化溫度以上，則該系統將起不可逆的變化。

　　Hoseney 描述加熱後澱粉的糊化狀況如下：黏度的增加，澱粉顆粒的膨脹及歪扭，可溶性澱粉的釋出。當水份的含量低於一定的限度，澱粉顆粒的膨脹及歪扭便大為降低，在打粒機的調質機內所發生的情形正是如此。而上述的糊化水份下限，定義為水與澱粉的比率為 0.35 比 1。事實上經過調質的飼料若含有這麼高的水份，則必然會在打粒機內堵塞。

蒸汽壓力

　　為了得到較好的打粒性能，要使用高壓蒸汽或低壓蒸汽，一直是多年來爭論不休的話題。事實上在同時就有兩家位居美國打粒機製造領導地位的廠家，分別持有完全不同的立場，一家喜歡低壓，另一家喜歡高壓。而高壓或低壓蒸汽在實際也缺乏明確的定義。飼料製造業界一般使用的蒸汽壓力，其範圍大約在 10 ~ 100 psig，而一般定義 15 psig 以下為低壓蒸汽 ( Stevens，1987 )。

　　為試驗低壓及高壓蒸汽對打粒機性能及粒料品質的影響，Stevens ( ibid ) 以表二的豬飼料配方，分別以玉米或小麥來作為其中的穀物部份加以試驗。穀物部份以 3.2 mm 篩網的鎚碎機粉碎之，再與其他原料混合，然後分別以 20 psig 的低壓蒸汽與 80 psig 的高壓蒸汽加以打粒。其結果如表三所示，無論是穀物種類或蒸汽壓力對生產速率，用電效率，或粒料耐磨度皆無顯著區別 ( P<0.05 )。然而從含有玉米的配方中所製成的粒料，其耐磨度比從含有小麥的配方中所製成的有明顯的降低。

表二   Stevens 試驗用的豬料配方

表三   蒸汽壓力對打粒性能與粒料品質的影響

* 旋罐法耐磨度測試器的盒內可放置六個 12.7 mm 的螺帽使測試結果更為明顯。

顆粒大小

　　就像對蒸汽壓力的看法一樣，自有粒狀飼料以來，飼料的粒度如何是好，亦成為多年來爭論不休的話題。有人建議不同大小的顆粒混合最好，也有人認為以細顆粒的飼料打粒，其耐磨度較佳。然而沒有人以較科學的標準 ( 例如 ASAE 標準 S 391.1 ) 去描述那種飼料細度對打粒較好，因此很難說明什麼是粗什麼是細的飼料。

　　Martin ( 1981 ) 曾經比較以鎚碎機及碾碎機來粉碎飼料中的玉米部份，再加以打粒。他發現兩者對打粒效率及成品耐磨度並無顯著的區別 ( P<0.05 )。鎚碎機所粉碎的玉米其平均顆粒大小為 595 ~ 876 微米，而碾碎機所粉碎的玉米其平均顆粒大小為 916 ~ 1,460 微米。

　　Stevens ( 1987 ) 也做了類似的試驗，他以二號黃玉米作為表二典型豬料配方的穀物部份，該部份的玉米利用鎚碎機以三種不同孔徑的篩網粉碎之。其孔徑分別是 1.6 mm ( 1／16 吋細碎 )，3.2 mm ( 1／8吋中碎 )，6.35 mm ( 1／4 吋粗碎 )。表四是其平均幾何粒徑。表五是不同細度飼料對打粒產率，用電效率，粒料耐磨度的影響。

表四    以鎚碎機或碾碎機粉碎的穀物及粉料之平均幾何粒徑

表五    飼料顆粒大小對打粒性能與粒料品質的影響

　　由表五可以看出不同細度飼料對打粒產率，用電效率，粒料耐磨度都沒有顯著的區別 ( P<0.05 )。然而細碎飼料再加以打粒所需的總電力仍是其中最高的。而在小麥部份，細碎時其打粒產率，粒料耐磨度都有改善，但用電量則增加。不論是玉米或小麥，就打粒性能，用電效率，粒料品質總合起來，還是以中碎最適當。

　　這些年來在飼料製造加工方面，再也沒有像打粒加工這樣受到重視並有如此眾多革新。需要為發明之母，以打粒作為目標是有道理的。打粒作業是飼料廠內投資最大，最耗能源，最需維護保養的成本中心。而客戶對粒狀飼料品質的檢查比其它方面的品質與飼料性能要直截多了。雖然如此，飼料廠商仍然必須衡量一下打粒成本對感知利潤及實際利潤的輕重了。

飼料營養雜誌第七冊合訂本

1990年第1期至1990年第6期

九○年．第一期 ( 37 ~ 43 )

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