معرفی یک طراحی جدید از خط فرآوری خوراک جهت محافظت از مواد حساس به گرما (محمدرضا کوهکن نژاد، علیرضا بیات، علی بازگیر)
خوراک کامل ترکیبی از مواد اولیه اصلی شامل غلات، مکمل های پروتئینی و محصولات فرعی و همچنین مواد افزودنی خوراکی (ترکیبات میکرو) مانند مواد معدنی، ویتامین ها، آنزیم های تجاری، پروبیوتیک ها و پری بیوتیک ها است. در کارخانجات خوراک، این دو دسته مواد در میکسر مخلوط می شوند تا ترکیبی یکنواخت تولید گردد. سپس خوراک مخلوط به کاندیشنر انتقال می یابد تا در معرض فرآوری حرارتی قرار گیرد و برای تولید پلت های داغ، از دای عبور نماید. در مرحله بعد، دما و رطوبت پلت ها در کولر کاهش می یابد. طرحی معمولی از این خط فرآوری خوراک در نمودار 1 نشان داده شده است. در این نوع خط فرآوری خوراک، هر دو مواد اصلی و مواد افزودنی خوراک پخته می شوند.
نمودار 1. طراحی مرسوم به خط فرآوری خوراک
با این حال، فرآوری حرارتی یک شمشیر دو لبه است. گرمای اعمال شده تأثیرات مثبت و منفی بر روی اجزاء اصلی خوراک دارد، اما معمولاً اثر آن بر افزودنی های خوراک منفی است. بسیاری از مواد افزودنی، به ویژه آنزیم ها، پروبیوتیک ها و ویتامین ها گرانقیمت بوده و نسبت به گرما حساس هستند، بنابراین پیشنهاد می شود از آنها در برابر اثرات مضر فرآوری حرارتی محافظت گردد. صنعت خوراک جهت حفظ مواد حساس به گرما از سه راه حل استفاده می نماید:
- استفاده بیشتر از حد نیاز مواد برای جبران خسارات احتمالی در طی فرآیند حرارتی که این امر دلالت بر اسراف مواد گران قیمت دارد.
- بعضی از مواد، در برابر حرارت مقاوم هستند و یا دارای روکش (coating) بوده تا از گرما محافظت شوند. در بسیاری از موارد، محافظت کامل نیست و اینچنین فرصتی برای همه مواد وجود ندارد.
• پوشش خلاء فناوری جدیدتری برای استفاده از مواد، پس از فرآوری حرارتی است. این فناوری معمولاً در روغن ها و مایعات کاربرد داشته و نیاز به سرمایه گذاری و انرژی مازاد دارد. با این وجود، برای محصولاتی مانند خوراک آبزیان اکسترود شده و غذای حیوانات خانگی مفید است (Lamichhane و همکاران، 2015).
نمودار 2 طراحی جدید خط فرآوری خوراک را معرفی می نماید. در این طرح، مواد اصلی، آسیاب و توزین شده و سپس توسط یک سوپر کاندیشنر در معرض فرآیند کاندیشنینگ قرار می گیرند. از آنجا که مواد افزودنی هنوز به مواد اصلی اضافه نشده اند، انعطاف پذیری خوبی برای استفاده از درجه حرارت بالاتر (به عنوان مثال بیشتر از 90 درجه سانتی گراد) و زمان ماندگاری طولانی تر در سوپر کاندیشنر جهت تحقق اهداف بهداشتی خوراک وجود دارد.
در کولر، مواد اصلی کاندیشن شده گرما و رطوبت جذب شده در فرآیند کاندیشنینگ را از دست می دهند. پس از این مرحله، مواد افزودنی خوراک در میکرو میکسر مخلوط می شوند تا یک ترکیب اولیه ایجاد گردد و به مواد اصلی در میکسر اضافه می شوند. سپس مخلوط نهایی قبل از شروع فرآیند پلت توسط دستگاه پلت در دمای 40-50 درجه سانتی گراد (توسط مقدار کمی بخار یا حتی آب) در معرض فرایند کاندیشنینگ ملایم قرار می گیرند.
علیرغم کاندیشنینگ ملایم در این مرحله، معیارهای کیفیت پلت (به عنوان مثال شاخص دوام و سختی پلت) به دلیل فرآیند کاندیشنینگ قبلی رضایت بخش باقی می ماند. نتایج عملی نشان می دهد در این طرح میزان مصرف انرژی دستگاه پلت کاهش یافته و میزان تولید پلت (تن در ساعت) و طول عمر دستگاه افزایش یافته است. پس از فرآیند تولید پلت، دما و رطوبت پلت ها با خنک کننده کاهش می یابد.
نمودار 2. طرح جدید پیشنهاد شده برای خط فرآوری خوراک (منبع: شرکت آسیاب ماشین ایرانیان)
مزایا و معایب طرح جدید
خط پیشنهادی جدید در مقایسه با خط فراوری خوراک معمولی دارای مزایا و معایبی است.
مزایا:
- اتلاف کمتری از مواد افزودنی خوراک توسط حرارت
- انعطاف پذیری بیشتر در استفاده از فرآیندهای حرارتی سخت تر (درجه حرارت بالاتر و زمان کاندیشنینگ بیشتر) بر روی مواد اصلی بدون هیچ گونه نگرانی در مورد اتلاف مواد افزودنی خوراک
- امکان بیشتر استفاده از محصولات کم ارزش و محصولات جانبی با استفاده از فرآوری حرارتی مناسب
- تولید خوراک بهداشتی تر با استفاده از درجه حرارت بالاتر و زمان ماندگاری بیشتر در کاندیشنر
- قابلیت استفاده بیشتر از مواد افزودنی خوراکی خشک (پودر)
- مخلوط یکنواخت تر و بهتری از مواد افزودنی خشک با مواد اصلی کاندیشن شده
معایب:
- به دلیل وجود میکسر و خشک کن اضافی، سرمایه گذاری اولیه بیشتری لازم است
- باید توجه بیشتری به کیفیت بهداشتی مواد افزودنی خریداری شده صورت گیرد (به دلیل استفاده از حرارت کمتر).
نتیجه
مواد افزودنی مانند ویتامین ها، پروبیوتیک ها و آنزیم های تجاری اجزای گران قیمت خوراک دام محسوب می گردند. بیشتر این مواد حساس به گرما هستند. برای حفظ کارآیی این مواد، صنعت خوراک از استراتژی های مختلفی از جمله استفاده بیش از حد نیاز از این ترکیبات، انواع مقاوم در برابر حرارت یا روکش برخی از مواد و فناوری پوشش خلا استفاده می نماید. با این وجود، این روش ها گران هستند یا محدودیت های خاص خود را دارند. یک روش جایگزین برای محافظت از مواد افزودنی، نصب یک میکسر پس از فراوری حرارتی و افزودن مواد افزودنی به آن میکسر جهت حفظ شدن مواد از دمای بالا است. اخیراً تعداد معدودی از کارخانجات خوراک دام این طرح را به عنوان نمونه در ایران اتخاذ کرده اند و از نتایج آن راضی هستند.
Reference:
M. Kouhkannejad. A. Bayat. A. Bazgir. 2020. Post thermal application of feed additives; introducing a novel design of feed processing line to protect heat sensitive materials. All About Feed.
