新一代的造粒機
源高通用型熟化造粒機
在家畜飼料加工廠，造粒已成為強化飼料品質的一個主要的步驟。就飼料效率和飼料品質的改進而言，造粒是已經證實的一種方法，也說明了為何長久以來為業者所採用。簡單地說，造粒是把原料聚結緊密的顆粒，具有許多家畜飼養者所期望的許多特性。
─減少飼料浪費
─減少選擇性的攝食
─改進飼料效率
─較易處理的特性
─抑制不良微生物的成長
─提高體積大小的密度
過去家畜飼養者，對這些品質有所需求。但是當研究發現加熱製造的好處之後，他們期望飼料製造商能將所期望的特性加上這一個項目。高溫／瞬間的加工，諸如擠壓蒸煮和膨發，已經確立了家畜飼養者所要求的新的品質。
下列的項目指明了這些新的品質：
─完全的殺菌
─改變顆粒的品質(較好的堅牢度，以及較少的粉料)
─提高包含液體的比率
─較高的澱粉膠化度
─直接轉換的油脂和蛋白質的生產
源高公司的通用型熟化造粒機有助於滿足這些期望，甚至有過之而無不及。很明顯地傳統的系統更有效果，更有效率，使用範圍更廣，例如：膨化機＋造粒機等目前被用來達成這些期望。但UP／C利用了較少的機器設備，得以減少投資的成本、配方的成本、生產的成本和維修的成本使這種投資更為合理。
原料的規格
每一種飼料生產設備皆能製造廣泛的產品，可能是針對某一種家畜而生產許多不同的飼料(例如一貫作業的生產牧場)，或者是為許多不同種類的家畜生產許多不同的飼料(例如專供銷售的飼料工廠)。同時生產許多種類的產品需要取得很多種原料才能滿足某一特定飼料的營養要求。由於可能取得原料的組合是無窮盡的，其選擇通常是根據最低成本的配方、當地業者的偏好、或營養價值，同時必須用心確保穩定的生產高品質粒狀飼料。原料顆粒大小的平均值，黏劑的含量，以及原料混合後油脂的組成對生產堅牢度良好的粒狀飼料都扮演很重要的角色。這些因素對UP／C的影響和所有其他造粒機是相同的。
許多研究人員已經研究顆粒大小的平均值對動物表現的影響，據以決定達成最高成長率最理想的顆粒大小。對於每一品種，年齡層，甚至所使用的原料，其最理想顆粒的大小都不同。然而，研究人員已經發現一個共同的線索，也就是較小的顆粒大小平均值可以增進動物的表現，其原因是增加可供酵素作用的表面積。例如最理想顆粒的大小是在500和700microns之間，則使用UP／C來加工並沒有顯著的困難。然而，有一點必須要強調的，顆粒的大小會影響粒狀飼料的堅牢度，顆粒大小平均值增加時則會產生更多的粉。原則上，當所要的粒狀飼料直徑為4mm或更小時，則建議顆粒大小不可超過模具孔徑的三分之一(例如4mm粒狀飼料，最大顆粒大小為1333microns)。
UP／C系統充分利用原料本身具有的黏著性而不依賴使用沒有營養價值的黏著劑來生產高品質、堅牢度良好的粒狀飼料。
這些原料所含自然的黏著物質是澱粉、蛋白質和纖維。混合物中澱粉的部分具有最大的黏著能力，通常其使用量皆足以生產我們所要的粒狀飼料，而不必去考慮其他兩種物質。澱粉具有一種特別的能力，在加工的時候失去它的結晶結構而形成黏黏的膠。這樣使它可以擴散到其他物質的結構裡。在排出UP／C後加以冷卻，則澱粉會變成結晶體，而產生緊密的結構。在大部份的配方裡面，所含澱粉的70％可以在加工的過程中膠化，蛋白質與澱粉相似，也有黏著劑的功能，但是其形成則不同。蛋白質在加熱處理後會變性，是其一般性立體結構的改變。熱和機械能致使蛋白質縷變成薄片而形成堅固的結構。然而，並不是所有的蛋白質皆可黏著得很好。那些未經大量加工的蛋白質來源，例如全脂黃豆，含有功能性的蛋白質，其黏著能力較經過大量加工的原料，例如肉骨粉，高得多。功能性蛋白質就是那些未曾變性的蛋白質。
纖維的粒狀飼料黏著力與澱粉和蛋白質相似。然而黏著力的產生是纖維中木質素的"溶解"和再結晶的結果。與澱粉和蛋白質的加工比較這需要很高的加工溫度才能迫使木質素溶解。因此，纖維在黏著力方面的影響往往僅是小到中度，不過高纖維的配方可形成很牢固的粒狀飼料。混合飼料中所含的油脂可能阻礙形成牢固粒狀飼料的自然黏著力。以UP／C加工的粒狀飼料，牢固力和含油量有反向的關係所有加工的變數保持固定，指明了粒狀飼料的牢固力隨著油脂含量的增加而降低。然而，將UP／C的硬體做簡單的改變，含油量對牢固力的影響則很有限。這展現了使用Wenger UP／C可以很有彈性地地用最困難的配方生產牢固高品質的粒狀飼料。
硬體的需求
UP／C的加工原理與膨化機＋造粒機並不相同。設計一部機器來做傳統的兩部機器的工作。一台有螺旋體和外殼的機器，熟化飼料與膨化機類似，然而飼料是形成緊密的顆粒，而不是膨化的飼料塊。記住這點就可看出為什麼所需的機器設備和能源較少，並且使用較小的空間，就是因為簡化了製程。UP／C可以很容易裝設於現有的工廠內而不需花昂貴的修改費，就如大部份的家畜飼料，調質是製造良好品質的粒狀飼料的先決條件。調質是加熱處理的開始，將熱能加入原料。在確保粒狀飼料的牢固力方面，這個步驟對所有的造粒機器都很重要。
現在的調質機有三種普遍的型式：單筒型，雙筒型和雙軸／差別轉速型。UP／C系統是應用Wenger專利的雙軸／差別轉速圓筒(簡稱DDC)可以達到調質最佳的效果。
在DDC內使原料接觸蒸氣和水的時間比其他的調質機更長。可以達到2分鐘的滯留時間，使得飼料的顆粒皆濕透，同時溫度昇高，充分得以熟化。
熟化的認定是澱粉在加工過程中膠化的百分比。因為膠化的澱粉含量與接觸熱的量形成正比，因此被用來做為估算最後粒狀飼料堅牢度和殺菌程度的指標。光是用DDC就可使飼料內的澱粉30-40％熟化。
旋轉體和固定的外殼
旋轉體包含了分段的螺旋體，設計來將原料加壓使通過造粒機的頭部。旋轉體的每一節可以視磨損的情況來更換特定的零件。如此大大的降低了磨損的成本，不需整個旋轉體在同一時間更換。固定的外殼也包含了分段的零件，特別設計來幫忙將原料往前輸送。剪形栓或止動栓在類似的機器都很普遍，並且經常需要更換，但是在這種設計則不需用這種零件。機械能的產生或剪刀也需來自旋轉體和固定外殼，有助於原料的熟化。機器的設計也是要展現這種功能。旋轉體削剪原料並向前推動使通過造粒機頭部，同時提高溫度。
造粒機頭部
造粒機頭部是裝在外殼的尾端，藉以阻止原料向前繼續流動。如此可以讓旋轉體和固定外殼調節削剪的壓力，並且形成圓柱型的顆粒。造粒機頭部圓孔的數目是根據所需的產能，經過細心計算後決定，如此才能生產整齊的粒狀飼料並符合所需的密度。頭部的更換是簡單又快。停機的時間可以在十分鐘之內。
由於UP／C造粒機頭部的大小比傳統造粒機的模具小，更換的時間與成本也低很多。
間隔板可以裝在外殼和造粒機頭部之間來促使粒狀飼料的均勻流出。它也可以用來做為增加飼料熟化的一種工具，用於生產需要大量機械能才能製造的飼料，或僅是要製造更為牢固的粒狀飼料。
粒狀飼料的大小
粒狀飼料的長度僅需控制並調節一個可變速的旋轉切刀。轉速加快可生產較短的顆粒或碎粒，或是減緩轉速來生產較長的顆粒。這種彈性免除了用滾筒生產碎粒的需要。
冷卻／乾燥
在飼料生產設備裡面，冷卻加工步驟的重要性是僅次於造粒。因此在加工過程中注入了熱和水份，需要冷卻來降低溫度，排出水份，防止黴菌的生長，延長儲存的時間。
主要的冷卻機型式有三種：直立式、水平式和逆流式。後兩種在飼料工業的應用最為普遍。
在一台水平式輸送帶型冷卻機內，粒狀飼料是被一條或兩條有洞的輸送帶所輸送。視輸送帶是一條或兩條，空氣在整個冷卻機內自下往上或自上往下吹透粒狀飼料。研究的結果顯示這類型冷卻機的能量比其他類型高。雙迴路比單迴路更有效率，因此處理每噸飼料所需的風量較小。
逆流式或箱型式冷卻機可使粒狀飼料的流向與空氣的流向相反。使最冷的空氣吹過最冷的粒狀飼料，最熱的空氣吹過最熱的粒狀飼料。這型的冷卻機以均勻冷卻著稱，並且所需的樓層面積較小。UP／C在相同含水率下的操作與其他造粒機相同。加工時的含水率最高達到18％，在飼料通過造粒機頭部時，因為溫度的關係，高達2-3％的水份會揮發。因此需要一台冷卻機來將3-6％的水份排出，使所生產的粒狀飼料含水率達到12％以下，並且將飼料溫度降至高於大氣溫度15℃以內。
外噴系統
粒狀飼料外噴的好處是值得加以說明的。減少粉塵、提高嗜口性，對某些家畜能增加攝食量，使得外噴成為將原料混合在一起之外的一個很有吸引力的選擇。
粒狀飼料可以外噴有營養的成分例如油脂、糖蜜、乳糖、維他命、酵素或是這些成分或其他成分的混合物。
外噴的設備包含一個供外噴用的圓筒，一個液體儲料桶和一個幫浦。
採用外噴油脂時，圓筒可裝設蒸氣線圈和外套以避免油脂凝結和粉料堆積。
軟體
品質良好的家畜飼料的製造依賴許多加工的因素。蒸氣和／或水的添加可以將原料的含水率提高到18％。這個含水率加上旋轉體和固定的外殼所產生的機械能，快速地將溫度提高125-170℃，可以充分達到飼料的熟化並殺菌。
殺菌
設計UP／C的技術概念與目前熱處理機器設備所採用的方法略有不同。其他的方法是依靠高溫／短時間的加工，也就是說飼料在高溫高壓這種嚴厲的條件下停留了相當短的時間(例如蒸煮擠壓機20-30秒，膨發機15-25秒)。但是UP／C是利用高溫／瞬間的加工，也就是說飼料在這種條件下停留的時間短了許多，通常只有3-4秒，溫度仍舊達到125-170℃，這種很快速的熟化飼料可以確保對熱敏感的營養分如維他命、胺基酸等不會被破壞。反而，有害的微生物和沙門氏桿菌則被殺死。各種實驗室分析UP／C所生產的飼料對熱敏感的營養分和微生物的報告。所有的分析皆顯示，沒有一種營養分被破壞，而有害的微生物則被殺死。膨發機加造粒機加工後維他命存細的結果。這些資料顯示膨發機會破壞一部份的維他命。
粒狀飼料的堅牢度
UP／C製造一種非常堅牢、高密度粒狀飼料的能力。溫度升高時，造粒機的熟化區內原料黏性是如何改變的原理。當能源添加充足的時候，原料的溫度升高超過灰色線，稱之為透明臨界溫度。主要的成份如蛋白質和澱粉將從一種高黏性、結晶的情況轉變成為橡皮樣的麵糰。進一步當原料的溫度高到超過黑線，稱之為溶解臨界溫度。黏度變得幾乎像液體。這樣使得原料在低含水率和比預期更低的壓力(例如200-900 PSI)之下能相當容易的通過造粒機頭部的圓孔。在離開旋轉體即熟化區之後，溫度降低，原料即恢復到結晶的結構。這種再結晶在檢視熱的粒狀飼料離開造粒機頭部時可以看到。在這個時候，粒狀飼料似乎很脆弱，但在冷卻後，它們就變得很強壯又堅固。
UP／C所生產粒狀飼料在電子顯微鏡下放大。明顯地看出其薄片狀組成的結構，比膨發機加造粒機的產品，所顯示的更為強壯。
成品的性狀
每一位家畜飼養者對於飼料應有的外觀皆有不同的感覺，關於粒狀飼料成品性狀的影響大概不會有任何因素比消費者的期望更大。使用者期望外觀的特徵，其中有些是無法在造粒時掌控的。那些可以掌控的性狀是：飼料顆粒的大小、密度、堅牢度、粉料的含量、以及飼料顆粒的形狀。
UP／C產品的優點
飼料顆粒的大小可以很容易的控制。飼料顆粒的直徑可能是2-9mm之間。直徑的調整可以更換頭部來達成，簡單又決速。飼料顆粒的成長可以做各種變化，甚至製成碎粒，只要調整可變速的切刀。密度也很容易控制，在操作時即可改變。但是，飼料顆粒的直徑和長度對於密度的高低則有相當的影響。當直徑和長度增加時，密度則減少。通常是在600-750g／l的範圍內。如果需要較低的密度，只要調整加工的條件就可以生產所要的膨發度的成品。堅牢度或許是粒狀飼料最重要的性狀，因為這是最受注目的項目。消費者期望有品質最好的粒狀飼料。如果緊密度不好，明顯的會有細粉。粉料在飼料槽裡面就會形成浪費，並且粉料不像粒狀飼料那麼好吃。堅牢度的分析可以測定粒狀飼料堅牢度指數Pellet Durability Index來決定。這個指數可以做為包裝與運輸過程中顆粒完整性好壞的參考。然而，UP／C所生產的粒狀飼料，指數通常是在95％以上。
成品所產生的粉料是粒狀飼料品質的一個指標，與其堅牢度也有直接的關係。研究顯示，養豬的飼料內有粉料會影響飼料成績。當粉料增加時，會造成含飼料槽浪費及換肉率退步。用UP／C製造的粒狀飼料通常會有1-2％的粉料。
有許多種因素會影響UP／C防止產生粉料的能力。原料顆粒大小的平均值、熟化度和飼料配方皆會影響粉料的產生。大的原料顆粒在頭部的切刀削過時會自粒狀飼料脫離。熟化度低時會造成堅牢度差，無可避免會造成粒狀飼料解體。高纖維的飼料通常會比高澱粉的飼料產生較多的粉料。因為這些成分的黏著能力不同。UP／C也可被選擇用來生產軟性濕的粒狀飼料，使飼料製造商更有彈性來滿足客戶。當配方已經包含了適當的成分，則不用擔心飼料成品的含水率和霉菌的生長。如果使用一種Humectant和一種防霉劑在飼料配方裡面來控制水的活動，則飼料成品的含水率可在15-20％之間。
UP／C所生產飼料的性狀，比其他造粒加工方式如高溫／短時間或高溫／瞬間所製造飼料的性狀更多。澱分的膠化，蛋白質的變性，By-Pass蛋白質和By-Pass油脂對於某些種類的家畜有營養上的意義。很多家畜的飼養者尋求具有這些性狀經加熱生產的飼料。膠化的澱粉對大部份的家畜皆有好處。加工的時候，在有熱和水的情況下，澱粉的分子膨脹，並且彼此緊緊的推擠。當溫度、黏度和濕度升高，加上旋體攪拌的動作，澱粉溶解於水。這使得澱粉在消化之後很快的就被吸收了，也改進了該項飼料原料的消化率。蛋白質的變性，簡單的說，當它暴露於高溫時，其立體結構的變形；沒有發生水解。營養上的影響包括：降低溶解度、失去酵素的活動力(例如Trypsin inhibitor)，以及增進消化率，因為peptide的連接鍵對消化酵素的接收性增加了。
By-Pass蛋白質和By-Pass油脂是反芻動物飼養者所要求加熱生產的飼料的性狀。By-Pass蛋白質是蛋白質變性的產物。降低溶解度使得蛋白質能By-Pass或是避開反芻動物的胃，而在小腸被消化。By-Pass蛋白質的測定可用製成的飼料的氮溶解指數(簡稱NSI)來決定。NSI的數值代表可溶性蛋白質的量，因此剩下的就是不可溶或是By-Pass蛋白質(例如NSI值＝20％，By-Pass蛋白質＝80％)，By-Pass油脂是在加工過程中所產生油脂和澱粉或蛋白質的複合物。油脂會干擾纖維的消化，甚至會殺死有助於反芻胃發酵的微生物。然而，油脂的複合物避開反芻胃，沒有干擾發酵的進行，並且在消化系統的下游被消化。By-Pass油脂的定量可以用酸水解法(簡稱AH)和乙醚抽取法(簡稱EE)來分析油脂所得數值的差來決定(例如AH-EE＝By-Pass油脂)。乙醚抽取法無法測量油和澱粉或蛋白質的複合物，因此其數值是兩者之中較小的一個。
結論
飼料製造商最近被灌輸大量的飼料加工業的新科技，然而，就如同任何的科技，要不斷的發展才會產生主要的改進。對於以加熱處理方式來生產粒狀飼料的加工設備的需求快速的增加，UP／C就是反應這種需求的結果。UP／C使得飼料加工廠以一部機器，就可以容易又簡單的生產高品質的飼料。這部機器的可變化性使得飼料廠可用較低的成本，將舊有的飼料種類開發出新的性狀並使客戶更為滿意。假如加熱處理方式是贏取客戶之鑰，那麼UP／C是供應最佳品質粒狀飼料的最佳選擇。
飼料營養雜誌(p.4∼12)─源高亞洲公司、九七年一期