av Alain Brisset, Clextral, Frankrike

Dagens världsomspännande konsumerade skaldjur kan delas upp mellan vattenbruksproduktion och vildfångst:detta motsvarar respektive 80 miljoner ton (53 %) för panerade djur och 71,2 miljoner ton (47 %) för de fångade fiskarna.
Dessa vattenlevande djur inkluderar fiskar, kräftdjur och blötdjur. Bland de odlade djuren 2016, en del matas med tillverkat foder (56,6 miljoner ton), medan vissa inte utfodras med tillverkat foder (23,4 miljoner ton som ostron, musslor, ..) Till sist, det uppskattas att 35 till 40 miljoner ton foder per år behövs för vattenbruksindustrin.

Flytande och sjunkande foder
För att möta denna efterfrågan, foder får distribueras som matavfall eller/och som färdigfoder. Olika teknologier finns tillgängliga för att förbereda fodret såsom blandare, pelletspressar, expanders och extruders.
Extruderingsteknik är en relativt ny teknik som används inom vattenbruksindustrin, uppstod för cirka 40 år sedan. Extrudering är en termomekanisk process som består i att tvinga en produkt genom ett litet hål, under tryck och temperatur tack vare en mekanisk anordning som heter en arkimedskruv. Funktionerna hos en extruder anses generellt vara för matning, förmedla, komprimera, tillagning och formning kontinuerligt.

Tvillingskruvsextrudering
En grundläggande skillnad mellan enkel- och dubbelskruvsteknik är blandningsförmågan hos en dubbelskruvsextruder (TSE). Denna enhetsdrift genereras av de två sammangripande skruvarna som roterar tillsammans i en sluten cylinder (trumman) medan en enkelskruvsextruder (SSE) arbetar med endast en skruv av arkimedetyp.
Transport i en SSE förlitar sig på friktion mellan materialet som bearbetas och den inre ytan av fatet, medan en TSE kan överföra vilken blandning som helst från rent vatten till högviskösa degar även som innehåller höga nivåer av fett, liknar en positiv pump.
En TSE är inte känslig för "halkanducerare" som vatten och fetter. Blandningsegenskaperna hos TSE tillåter en mycket homogen överföring av mekanisk skjuvning och temperatur i den bearbetade degen, ger den en homogen form av tillagning och viskositet. Det är också möjligt att blanda till en TSE-vätska som vatten och fett, för att finjustera den slutliga expansionsgraden.
Dessutom, den lägre tillgången på fiskmjöl och fiskolja har fått tillverkarna att använda alternativa råvaror i sina recept:växtproteiner, bearbetade animaliska proteiner, blandningar av olika oljor och nya material som insektsmjöl, krill måltider, encellsproteiner. Vi behöver en mycket flexibel maskin för att hantera dessa ständigt föränderliga recept och eventuella råvarusammansättningar också.

Flytande och sjunkande foder
En TSE ger extremt hög flexibilitet på grund av dess blandningsförmåga; dessutom, till processen av olika råvaror, det erbjuder oberoende av parametrar, såsom matningshastighet och skruvhastighet, och mycket fin temperatur- och skjuvkontroll i extruderns olika modulära zoner:detta är ett perfekt verktyg för att enkelt bemästra parametrarna för sjunkande och flytande.
Det extruderade fodret måste uppfylla djurets näringsbehov, men också med djurets fysiska krav och beteende:snabbt sjunkande foder för botten- eller bottenlevande arter, långsamt sjunkande för de pelagiska arterna eller ytarterna. Salthalten (marin, sötvatten och bräckt vatten) spelar också en roll med denna begäran.

Hur kontrollerar man detta?
Först, förkonditioneringen måste vara effektiv med optimerad tillagning av stärkelsen och proteindenaturering. Eftersom vissa recept innehåller en låg stärkelsehalt (8-10 % för många), det är viktigt att börja gelatineringen med en bra anordning för att blanda lika vatten och ånga med pulvret. Det är också avgörande att hålla rätt hålltid för att låta ångan kondensera och ge sin latenta energi. Andra aspekter måste beaktas, som säkerhet, rengöring och automatiserad parameterkontroll som hjälper till att snabbt växla från ett recept till ett annat.
Sedan sker en nyckelprocess i själva extrudern:för att sänka pellets, vi behöver en hög skenbar densitet, relativt hårt, men smältbart och vattenstabilt granulat. Vi kommer att få en vattenstabil pellet när stärkelsen och proteinerna är väl kokta; extrudern måste ha rätt skruvkonfiguration för att kontrollera skjuvningen och temperaturerna längs cylindern.
Om vi ​​vill justera rätt skenbar densitet till exempel för att nå värden mellan 350 och 580 g/L, vi måste kontrollera granulatens expansionsgrad.
Vi måste därför öka/minska den inre viskositeten hos det bearbetade materialet i extrudern.
Detta kommer att uppnås med en motsvarande temperaturprofil och en effektiv intern kylning av de modulära faten; över 580 g/l, vi kan använda ett ventilationssystem som återvinner ångorna/energin till förkonditioneraren.
På grund av detta system, man kan omedelbart minska temperaturen på massan och extrudera en högviskös tillagad deg som kommer att visa en begränsad expansion. Med en sådan process är det möjligt att nå densiteter upp till 750 g/l, vilket är ett bra värde för räkfoder. Vattenstabiliteten måste självklart förbli korrekt (till exempel:3-10h beroende på recept på räkor).
Man kan slutligen extrudera den kokta och trögflytande degen genom formen. Formdesignen och extruderingsytan bidrar också till expansionsgraden (och därmed flyt-/sjunkegenskaperna). För högexpanderade flytande pellets, du kan välja relativt korta kanaler för formen:1,0 till 1,5 i diameter, och med en relativt liten extruderingsyta (MM2/extruderad kg/h).

Slutsats
En TSE-maskin erbjuder högsta flexibilitet för att noggrant kontrollera processparametrarna och anpassa sig snabbt till förändringar i recept och råvarusammansättning. Det möjliggör produktion av flytande och sjunkande fiskfoderpellets i intervallet 350 till 750 g/l, enligt recept och produktstorlek. En TSE kommer perfekt att laga mat, absorbera vissa variationer, och kontrollera temperaturerna, skjuvning och uppehållstid för det bearbetade materialet.
Att använda en densitetskontrollanordning kombinerad med rätt skruv och formdesign kommer definitivt att ge tekniska och ekonomiska fördelar för tillverkaren, med fin kontroll av expansionsgraden som säkerställer en jämn kvalitet.