Welkom bij
Moderne landbouw
!
door Brabender, Duitsland
Het leveren van een goede eiwitvoorziening voor de voortdurend groeiende wereldbevolking is een enorme wereldwijde uitdaging. De consumptie van vis en zeevruchten is traditioneel verankerd in veel voedingsculturen en wordt aanbevolen als een belangrijke bron van eiwitten voor voedingsverbetering.
Echter, gezien de huidige situatie met overbeviste oceanen over de hele wereld, het is noodzakelijk om alternatieven te vinden:Hier biedt aquacultuur een oplossing. Bijgevolg is de wereldwijde jaarlijkse opbrengst van de aquacultuur, van ongeveer 100 miljoen ton sinds 2015, de hoeveelheid "wilde vangst" voor menselijke consumptie heeft overtroffen.
Verdere groei is een uitgemaakte zaak:voor de komende twee decennia wordt een productiestijging van 50 procent voorspeld.
Bloeiende aquaculturen:welk voer voor welke soort?
We spraken met Julian Foerster (JF) en Michael Landers (ML), de applicatietechnici van het extrusielaboratorium van Brabender, over het gebruik van op maat gemaakte geëxtrudeerde producten om de problemen op te lossen waarmee de aquafeed-industrie momenteel wordt geconfronteerd.
Geëxtrudeerd aquafeed - Waar is de vraag?
JF: Of het nu gaat om het kweken van vis met doorstroomsystemen, netkooien, of hulpbronnenbesparende recirculatiesystemen zoals aquaponic of offshore-kwekerijen - al deze vissen en schaaldieren hebben voer nodig; bijna 40 miljoen ton per jaar wereldwijd.
70 procent wordt geproduceerd door de toonaangevende producenten van aquafeed in de regio Azië-Pacific, vooral in China, 10 procent komt uit Latijns-Amerika, en nog eens 10 procent uit Europa. Natuurlijk, men moet onderscheid maken tussen welke soorten moeten worden gevoerd.
Momenteel wordt 30 procent van de productie gebruikt voor het kweken van karpers, 15 procent is nodig voor schaaldieren, gevolgd door tilapia, meerval, Zalm, en forelkwekerijen.
ML: Geëxtrudeerde producten bieden toonaangevende mogelijkheden die marktsucces en productinnovatie beloven bij het praktisch ontwikkelen van het juiste voer voor elke soort. Er is praktisch geen ander proces dat zoveel mogelijkheden biedt om een aquafeed-matrix volledig opnieuw vorm te geven.
Om deze reden worden puur mechanische korrelpersen voor de productie steeds vaker vervangen door de modernste extrusietechnologie. Vandaag, laboratoriumextruders zijn daarom noodzakelijke "tools" voor productontwikkelaars in zowel bedrijven als universiteiten en onderzoeksinstituten. Met de TwinLab-F 20/40, Inmiddels heeft Brabender haar huidige topmodel voor de R&D-laboratoriumwereld geïntroduceerd.
Wat is het "juiste" voer voor een soort?
JF: Eerst, we moeten de grondstoffen en hun percentage eiwit en koolhydraten bepalen die praktisch zijn voor verschillende producttoepassingen. Eerst moet de neiging van het voer om te drijven of te zinken worden bepaald, afhankelijk van de voedingsgewoonten van de specifieke vissoort.
In principe, drijvend voer wordt meestal gegeten door bodemvissen zoals karpers en meervallen, wat ook een kwestie van trainen kan zijn. Zalm en forel prefereren voer dat langzaam zinkt, garnaal, daarentegen, als voedsel dat snel zinkt.
ML: dienovereenkomstig, het is noodzakelijk om verschillende procesinstellingen voor productie te selecteren. Voor drijvend voer, inclusief hangend of langzaam zinkend voer, wij werken met hete extrusie bij temperaturen boven 100°C. Dit resulteert in een goede pelletexpansie. Voor zinkend voer, d.w.z. productie van snel zinkende pellets met minimale uitzetting, koude extrusie heeft de voorkeur.
Welke uitdagingen moeten in het laboratorium worden opgelost?
ML: Of een product uitbreidt, hangt af van onder andere, op het vochtgehalte en in het algemeen uit het recept, vooral het percentage eiwit, koolhydraten, en vet in het oorspronkelijke mengsel, die ook ichtyologisch varieert, afhankelijk van de soort.
Als productontwikkelaar kunnen we dit precies in het laboratorium bepalen. Met het TwinLab kunnen we verschillende samenstellingen en recepten op de testbank zetten. De mate van expansie kan worden aangepast en gewijzigd met variabele procesinstellingen.
Het belangrijkste is een optimale samenhang van de bestanddelen om te voorkomen dat de korrels uiteenvallen. Dit stelt ons in staat om de producteigenschappen te testen om er zeker van te zijn dat de recepten goed zijn aangepast aan het type vis en kweekmethode.
Bijvoorbeeld, sommige soorten hebben een hoog vetpercentage in het voer nodig, echter, te veel olie vertraagt de expansie - hier kunnen we mogelijke maxima onderzoeken met behulp van het TwinLab. En natuurlijk, het omgekeerde is waar, wanneer het nodig is om de minimale hoeveelheden ingrediënten te bepalen, bijv. voor optimalisatie van de zinkende eigenschappen. Dit kan worden geregeld door water toe te voegen, onder andere, waarbij de korrels vervolgens worden gedroogd.
JF: Voor toekomstgerichte, duurzaam productontwerp – trefwoord:Duurzaamheid – de trend is om af te wijken van het gebruik van vismeel of bijproducten van de commerciële visserij. In plaats daarvan, het is noodzakelijk om te onderzoeken welke eiwitbronnen met welke kenmerken en percentages verenigbaar zijn met extrusie.
Welke alternatieve bronnen van grondstoffen hebben volgens u potentieel voor praktische toepassing voor de extrusie van aquafeed?
ML: In ons applicatielaboratorium hebben we al veel ervaring opgedaan met productontwikkeling. Vooral met meel en gries van peulvruchten - niet alleen soja, maar ook erwten en lupine, of meer gebruik van klassieke bronnen van eiwitten en koolhydraten zoals maïs, tarwe, en rijst.
Met het oog op de voedingssituatie in de wereld, deze kunnen efficiënter worden gebruikt als aquafeed dan voor het voederen van huisdieren. En gezien het beperkte areaal dat beschikbaar is voor plantaardige grondstoffen, bijproducten van graankorrels moeten worden onderzocht als ingrediënten voor aquavoer.
Bijvoorbeeld, Ik denk hier aan graanzemelen van fabrieken of maïsgluten uit de zetmeelindustrie. Andere voor de hand liggende toepassingen zijn zeeplanten zoals algen of kelp als eiwitrijke voedingsbronnen voor viskwekerijen:Hier, op laboratoriumschaal zou duidelijk kunnen worden welke percentages in een visvoermengsel geschikt zijn voor extrusie of hoe dit technologisch geoptimaliseerd kan worden.
JF: Insecteneiwitten bieden één perspectief voor onderzoek en ontwikkeling op het gebied van aquafeed. In het Brabender-toepassingslaboratorium, we hebben eigen proeven gedaan met als doel vismeel te vervangen door insecteneiwit bestaande uit Hermetia illucens (zwarte soldaatvlieg) als grondstof. De eerste resultaten zijn veelbelovend:zowel wat betreft de reologische parameters voor extrusie als de voedingseigenschappen van de geëxtrudeerde producten, ongeacht of het in korrel- of gemalen vorm is.
Vooral op de Oost-Aziatische markten, Ik zie hiervoor goede perspectieven, omdat traditionele voedingsgewoonten geen voorbehoud hebben met betrekking tot het gebruik van insecten in menu's.
Wat kan het nieuwe TwinLab doen voor extrusie op laboratoriumschaal?
ML: We zullen, Ik zou daar uren over kunnen doorgaan. Maar ik wil twee hoofdargumenten benadrukken voor praktische productontwikkeling met laboratoriumextruders zoals de TwinLab in plaats van experimentele manipulatie van het productieproces.
Voor een, u kunt uw toepassingsideeën op veel verschillende manieren variëren met betrekking tot grondstof, formulering, extruderconfiguratie, en product. Ten tweede, u heeft de mogelijkheid om vooraf methoden vast te stellen om uw kwaliteitsparameters te meten, van grondstof tot eindproduct. Met een breedte van 60 centimeter, ons nieuwe TwinLab past ook in de smalste laboratoria.
JF: Het toepassingsgebied richt zich vooral op receptuur- en productontwikkeling of dient ter optimalisatie van productieprocessen. De nieuwe TwinLab is een dubbelschroefsextruder van laboratoriumformaat.
We hebben het gebruikt om producten met een breed scala aan vormen te testen, kleuren, en smaken. Tijdens de ontwikkeling, het was voor ons belangrijk om te kunnen voldoen aan realistische verwerkingscondities. Dit verlaagt de kosten voor onze klanten en is consequent kwaliteitsgericht.
U heeft aanzienlijk minder tijd nodig voor uw testen, besparen op materiaal, en hebben bijna geen productverspilling. En als laatste, maar niet in de laatste plaats:in de dagelijkse productie, u hoeft zich geen zorgen te maken over eventuele negatieve effecten op uw doorlopende kwaliteitsmanagementsysteem. Hierdoor kan bij het bedrijf eenvoudig een return on investment worden gerealiseerd.
Waar zie je toepassingsgerelateerde voordelen voor productontwikkeling?
ML: Over de lengte van de voering, vier verwarmings- en koelzones zorgen voor te optimaliseren temperaturen in elk procesgebied. Schroefsnelheden tot 1200 omwentelingen per minuut bieden gebruikers een grote flexibiliteit met betrekking tot specifieke mechanische energie, kortheidshalve MKB genoemd.
Als dubbelschroefsextruder, het TwinLab maakt de verwerking van een grote verscheidenheid aan grondstoffen mogelijk, evenals analyse van hun viscositeit en plasticiteitskenmerken. Dit komt omdat alle transport, kneden, en mengelementen kunnen individueel worden geconfigureerd, afhankelijk van de procesvolgorde.
Het moduleontwerp maakt een variabele configuratie mogelijk voor productsimulatie met verschillende schuifkrachten, waardoor het apparaat geschikt is voor zeer uiteenlopende toepassingen. En tenslotte, Ik zou nog een belangrijk kenmerk willen noemen voor dagelijks gebruik in het laboratorium:de proceseenheid is horizontaal gescheiden en kan verticaal worden opgevouwen - wat slechts weinig vergelijkbare modellen op de markt bieden. Dit maakt niet alleen een visuele evaluatie van individuele verwerkingsstappen mogelijk, maar zorgt ook voor gemakkelijke schroefverwijdering en snelle reiniging.
JF: Voor aquafeed-toepassingen, we hebben voornamelijk cilindrische pellets geproduceerd, of uitgebreide producten met de ronde snijkop – en een extra snij-inrichting. De vier bovenste en twee laterale doseeropeningen op de TwinLab maken ook vloeibare of gegranuleerde additieven zoals oliën, vitamines, en toe te voeren mineralenconcentraten of kleuren.
Bijvoorbeeld, Ik denk hier aan omega-3 vetzuren of carotenen, die van enorm belang zijn voor producenten van aquafeed en hun leveranciers. Op het gebied van onderzoek en ontwikkeling, er zijn veel samenwerkingsprojecten tussen wetenschap en industrie, waarmee Brabender met trots de aquafeed van de toekomst ondersteunt met zijn extrusiegerelateerde expertise.
Maar meer nog:we willen klanten uitnodigen om ons Customer and Technology Center in Duisburg te bezoeken en de mogelijkheden van onze extrusie op laboratoriumschaal te zien en het nieuwe TwinLab zelf in werking te ervaren.
