水産養殖や畜産・養鶏の急速な発展に伴い、飼料加工技術も絶えず向上しています。現代の飼料生産における重要な設備である飼料押出機は、高密度で栄養バランスが取れ、消化しやすい飼料を加工できるため、養魚飼料、ペットフード、特殊飼育などの分野で広く利用されています。
飼料押出工程において、原料の性質、特に水分含有量は最終飼料の品質に重要な影響を与えます。水分含有量は、押出機の生産効率やエネルギー消費量に関係するだけでなく、飼料粒子の外観、食感、浮沈性、栄養保持性にも直接影響を及ぼします。
この記事では、飼料押出機における原料の水分含有量に対する要件と注意事項をさまざまな観点から深く分析し、飼料加工従事者に貴重な参考資料を提供することを目的としています。
水分含有量の重要性を理解する前に、飼料押出機の動作原理を簡単に理解しましょう。
フィード押出機は主に螺旋状の推進力と加熱を利用して、粉末状または粒状の原料を高温、高圧、高湿度の条件下で急速にゲル化・熟成させ、ダイス穴から押し出します。
押出工程では、原料は機械力、摩擦、せん断力を受け、内部温度が急上昇し、水分が急速に蒸発します。原料がダイから押し出されると、圧力が瞬時に解放され、水分が膨張して気孔を形成し、飼料に一定の膨張性と浮遊性を与えます。
押出成形は、混合、搬送、加熱、糊化、脱水、成形を統合した総合的なプロセスであるため、水分、粒径、粘度などの原材料の物理的特性が全体の処理効果に影響を及ぼし、その中でも水分含有量の影響は特に顕著です。
2.1 過剰な水分含有量の影響
原材料の水分含有量が高すぎる場合（通常 25% 以上）、次のような問題が発生します。
成形が難しい：原材料が湿りすぎていて、十分に加熱・ゲル化できず、飼料粒子が緩みやすく、表面が粗く、または壊れやすい。
排出不良：水分含有量が多いと原料の粘度が上昇し、スクリューや金型の内壁に付着しやすくなり、詰まりの原因となります。
膨化効果が低い：原料の水分が多すぎると、蒸気圧が飼料を十分に膨化させるのに不十分になり、粒子密度が高くなり、浮力が低下します。
乾燥が困難です。完成品の水分含有量が高すぎるため、その後の乾燥時間が長くなり、エネルギー消費量が増加します。
2.2 水分含有量が低すぎる場合の影響
原材料の水分含有量が低すぎる場合（10%未満）も、押し出し成形には適しません。
材料輸送が困難：乾燥した原材料の摩擦係数が大きく、輸送抵抗が増大します。
糊化不足：水分不足と高温によりデンプンの糊化度が低くなり、飼料の消化率に影響を及ぼします。
脆くて壊れやすい粒子: 膨張が不十分だと、飼料構造が緩み、壊れやすくなり、粉末が多くなります。
したがって、水分含有量が高すぎても低すぎても、飼料の加工品質と経済的利益に影響を与えます。適切な水分含有量の範囲を見つけることは非常に重要です。
飼料の種類によって、原料の水分含有量に関する要件は若干異なります。一般的な状況は以下のとおりです。
3.1 魚の餌
魚類飼料には通常、粒子に優れた浮力または沈降性が求められます。原料の水分含有量は通常18%～22%に管理されます。浮遊性飼料の水分含有量はこれより若干高く、沈降性飼料の水分含有量はこれより若干低くすることで、粒子密度をより適切に制御できます。
3.2 ペットフード
ペットフードには、良好な嗜好性と高い膨潤度が求められます。粒子が均一でふわふわしており、見た目が美しいように、水分含有量は通常20～25%に管理されます。
3.3 特殊飼料（カメやリクガメ用の飼料など）
このタイプの飼料には、硬い粒子と耐水性が求められます。粒子が緻密で耐水性を保つため、水分含有量は通常15～20%に管理されます。
さまざまな製品が、ニーズに応じて原料の水分含有量を調整することで、飼料の収量と安定性を効果的に向上できることがわかります。
飼料押出の品質を確保するためには、原材料の水分含有量を制御するためのいくつかの対策を講じる必要があります。
4.1 原料の前処理
バッチング工程では、主原料（コーンフラワー、大豆粕、魚粉など）の水分含有量を検査する必要があります。水分含有量が高すぎる場合は、乾燥機または自然乾燥によって標準範囲まで下げることができます。
4.2 正確な水の追加
原料によっては乾燥しすぎているため、混合時に適度に散水しても構いませんが、局所的な湿度過度は避けてください。均一な水分添加を確保するために、一般的には高精度の加湿装置が使用されます。
4.3 均一に混ぜる
部分的な乾燥や部分的な湿気を避けるために、水を加えた後は原材料が完全に混合されていることを確認してください。これは、完成品の一貫性にとって非常に重要です。
4.4 コンディショナーを使う
押し出し前にコンディショナーを通して適切な量の蒸気と水を加えて材料を予熱・予熱しておくと、原材料のゲル化と接着性が向上します。
4.5 水分のモニタリング
水分計を使用して原材料の水分含有量をリアルタイムで監視し、製造プロセス中にいつでもプロセスパラメータを調整できるようにします。
適切な水分含有量は、次のような押出機の他のプロセスパラメータと一致する必要があります。
温度: 水分含有量が多い場合は、蒸発を促進するために温度を適切に上げることができます。
スクリュー速度: 水分含有量が高い場合は、速度を下げて材料の滞留時間を延ばすことができます。
ダイ穴径: 水分含有量の多い原材料は、詰まりを防ぐために、より大きなダイ穴に適合します。
オペレーターは、原材料の特性と製品要件に応じてパラメータを柔軟に調整し、最適なバランスポイントを見つける必要があります。
実際の製造においては、原材料の水分含有量が適切に管理されていないと、さまざまな問題が発生することがよくあります。
例えば、原料の水分含有量が高すぎると、押し出された飼料粒子は非常に柔らかくなり、壊れやすくなり、乾燥時間が長くなり、生産効率に影響を与えます。このような場合、最終製品の品質を確保するためには、原料の水分含有量を減らし、乾燥時間を長くする必要があります。
原料の水分含有量が低すぎると、粒子の粉化が著しくなり、膨化が不十分になりやすくなります。このような場合は、混練中に適切な散水を行い、蒸気量を適切に調整することで、原料が適切な水分レベルに達するようにする必要があります。
また、原料の水分含有量が不均一であったり、全体の水分含有量が高すぎると、ダイス穴が詰まり、排出に影響を及ぼす可能性があります。この際、原料の水分含有量を適切に下げるだけでなく、加水工程が均一かつ十分に混合されていることを確認して、局所的な湿度過多を回避する必要があります。
飼料ペレットの膨化度が低い場合、原料の水分含有量が適切でないことが原因となることもあります。水分含有量が高すぎても低すぎても、膨化効果は低下します。このような場合は、原料の水分含有量を最適な範囲に調整し、押出温度と圧力を調整して理想的な膨化効果を得る必要があります。
つまり、原料の水分含有量を適切に管理することは、これらの問題を回避し、飼料の品質を確保するための重要な前提条件です。様々な異常事態において、プロセスパラメータと水分レベルを科学的に調整することで、生産の安定性と製品品質を効果的に向上させることができます。
飼料押出機は、原料の水分含有量に重要な要求を持っています。一般的には15%～25%の合理的な範囲内で管理し、具体的な製品の特性に応じて柔軟に調整する必要があります。適切な水分含有量は、原料の熟成、膨化、成型を促進するだけでなく、生産効率の向上、エネルギー消費の削減、設備寿命の延長、飼料品質の向上にもつながります。実際の生産においては、企業は専門的な検査設備と工程管理方法を備え、正確な加水、十分な混合、調合、前処理などを通じて、原料の水分含有量を常に最適な状態に保ち、高品質の飼料製品を生産する必要があります。
飼料押出機の専門販売業者として、当社は原料の水分含有量が生産に及ぼす重要性を深く認識しており、機器設計においてこの点を十分に考慮することで、お客様がより効率的に、かつ要求を満たす高品質の飼料を製造できるよう支援しています。高性能で操作性に優れた飼料押出機を提供するだけでなく、お客様が機器の最大限の効率性を実現できるよう、包括的な技術サポートとプロセスガイダンスも提供しています。
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