La lécithine de soja est un biproduit obtenu au cours du processus d'extraction de l'huile de soja des graines de soja. La lécithine commerciale est un mélange naturel de phosphatides de choline, d'éthanolamine et d'inositol, avec de plus petites quantités d'acide phosphatidique, de glycolipide, de glucide et de vitamine E. 

En tant que substance bioactive, la lécithine de soja possède des propriétés physiques et chimiques et une valeur nutritionnelle uniques. La lécithine est un composant important de la cytomembrane et du squelette membranaire des organites. C'est également un composant essentiel pour l'assemblage et la sécrétion des protéines, tandis qu'elle joue également un rôle important dans le métabolisme des lipides et d'autres activités de la vie. 

En raison de sa valeur nutritionnelle particulière, de sa fonction physiologique et de sa valeur économique potentielle, la lécithine de soja peut être utilisée comme une excellente source de phospholipides alimentaires. L'ajout de lécithine dans l'alimentation animale pourrait favoriser la capacité digestive, l'utilisation des aliments, le taux de croissance, l'immunité, la santé, etc. et contribuer au développement durable des industries de l'élevage et de l'aquaculture. 

Cependant, en raison de leur viscosité élevée, il est difficile d'appliquer à grande échelle la lécithine de soja brute ou la lécithine de soja modifiée dans la production commerciale d'aliments pour animaux. En se consacrant au développement de solutions de traitement des aliments pour animaux qui répondent aux défis actuels et futurs, Famsun introduit le maïs extrudé comme support de la lécithine de soja collante dans la production de poudre de lécithine de soja composée, qui a prouvé qu'elle permettait l'application de la lécithine de soja dans la production commerciale d'aliments pour animaux à grande échelle. 

Le maïs et son importance mondiale

Le maïs est l'une des cultures vivrières les plus importantes au monde aujourd'hui. Sa superficie de plantation et sa production totale le placent au troisième rang mondial, juste après le riz et le blé. Environ 65 % du maïs est utilisé pour l'alimentation animale dans le monde. 

La proportion de maïs utilisé pour l'alimentation animale atteint 80 % dans les pays développés et 70 % en Chine (Li Defa, 2003). La teneur et la composition en acides aminés essentiels tels que la lysine, la méthionine et le tryptophane du maïs ne sont pas aussi équilibrées que celles du soja et de la plupart des produits protéiques animaux actuellement disponibles. Le maïs est utilisé comme une source d'énergie essentielle dans la fabrication des aliments pour animaux plutôt que comme une source de protéines. 

Après l'extrusion, l'extrudat de maïs peut atteindre plusieurs fois, voire une douzaine de fois, son volume d'origine, sous forme de milieu poreux à la texture lâche. Au niveau micro, la structure interne et la structure moléculaire des composants chimiques de l'amidon de maïs sont modifiées. 

Les liaisons hydrogène entre les chaînes d'amidon sont rompues et les grains d'amidon sont désintégrés, dégradés et gélatinisés. Dans le processus d'expansion, avec transformation des grains et dégradation des macromolécules, une partie de la chaîne latérale de l'amylopectine est coupée. Par exemple, si les liaisons glycosidiques -1, 6 sont rompues, cela entraînera l'augmentation de l'amylose plus courte. 

Les liaisons -1, 4 glycoside de l'amylose sont également rompues pendant le processus d'expansion et génèrent de petites molécules, à savoir la dextrication de l'amidon. Tous ces changements font que le groupe hydroxyle d'origine dans l'anneau spiralé est exposé et forme des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau, ce qui augmente l'adsorption d'eau de l'extrudat. En un mot, le maïs expansé a une structure gonflée et spongieuse, ce qui le rend plus facile à dissoudre dans l'eau. Le maïs extrudé humidifié est encore plus expansé, et sa force d'adhérence augmente également de manière significative. 

La rencontre inattendue entre la lécithine de soja liquide et le maïs expansé résout avec succès le problème de l'application de la lécithine de soja dans la production d'aliments pour animaux. La technologie de traitement innovante offre de nouvelles opportunités commerciales aux producteurs de lécithine de soja et aux fabricants d'aliments pour animaux. 

La poudre de lécithine de soja composée présente de bonnes performances alimentaires et ses effets "true lipid" et "super lipid", ainsi que l'amélioration de la nutrition et de l'énergie du maïs extrudé, sont bénéfiques pour la croissance, le développement, les performances de production, l'immunité, la reproduction, le comportement de croissance et la qualité de la carcasse des animaux. 

Les agriculteurs qui élèvent leurs animaux avec des aliments composés de lécithine en poudre peuvent également obtenir un meilleur indice de consommation (IC). Cet article présente les machines, les considérations et les points de contrôle de chaque étape de la fabrication de la poudre de lécithine de soja composée. Il donne également un aperçu des pratiques d'application de la lécithine de soja en poudre dans la fabrication des aliments pour animaux, dans l'espoir d'aider les industries de transformation des aliments pour animaux et des oléagineux à développer de nouvelles activités. 

Technologie de transformation et pratiques de production 

Le déroulement du processus de fabrication de la lécithine de soja en poudre est illustré à la figure 1. À partir du maïs, les processus comprennent la réception des matières premières, le nettoyage préalable, le pesage, le préconditionnement, le décorticage et la séparation des germes, le broyage (grain de maïs), le conditionnement, l'extrusion, le refroidissement, le broyage (maïs expansé) et le pesage. 

Si l'on part d'un concentré de lécithine de soja liquide, les processus comprennent le chauffage, le mélange, le pompage, le pesage et l'application. Le support (poudre de maïs expansé) et le complément (lécithine de soja liquide) sont ensuite mélangés uniformément dans un mélangeur selon une proportion spécifique. Le mélange est le produit composé de lécithine de soja en poudre. Après avoir été pesé et ensaché, le produit est prêt à être vendu. 

Cet article présente les équipements, les considérations et les contrôles de production dans chaque processus de production de lécithine de soja composée de haute qualité et efficace. 

Réception et pré-nettoyage des matières premières 

Après la récolte, le séchage, le transport et le stockage, le maïs contient généralement les trois types d'impuretés suivants : 

•    Impuretés inorganiques : se réfère principalement à la terre, au sable, à la pierre, au métal, etc.. 

•    Impuretés organiques : y compris tiges, feuilles, coquilles, paille, herbe, corde de chanvre. 

•    Autres impuretés : les grains défectueux ou endommagés par les insectes ainsi que d'autres graines qui y sont mélangées. 

Les impuretés doivent être éliminées dans la section de réception des matières premières et dans le processus de pré-nettoyage afin que les équipements des processus en aval puissent fonctionner de manière stable et sûre. 

Le choix de l'équipement de nettoyage doit tenir compte de la nature des impuretés et des défauts que l'on souhaite éliminer. Un tamis vibrant à haut rendement, des aimants, des dénoyauteuses et un système d'air négatif avec filtre sont les configurations nécessaires et courantes pour éliminer les impuretés du maïs lors de la réception des matières premières et du pré-nettoyage. 

Le tamis vibrant est utilisé pour éliminer les grosses impuretés et les fines. L'aimant permet d'éliminer les débris métalliques et les vis pour protéger l'équipement dans les processus ultérieurs. Il est recommandé d'adopter un aimant permanent qui nécessite moins d'entretien, tandis que les pierres et les impuretés lourdes peuvent être éliminées par le stoner.

Les fines qui tombent dans le tamis ainsi que les matériaux de faible densité transportés par le maïs après le criblage et l'épierrage peuvent être aspirés dans un système d'air négatif dont les parties correspondantes sont reliées au tamis et à l'épierreur. Avec un filtre, le système d'air peut éliminer efficacement l'émission de poussière. En bref, le processus de pré-nettoyage permet aux processus en aval d'être sûrs et stables, tout en protégeant l'environnement. 

Les grains de maïs moisis, endommagés par les insectes et autres grains défectueux doivent être éliminés à l'aide d'une trieuse par couleur lors du pré-nettoyage, ce qui améliore la qualité du produit extrudé et garantit la sécurité alimentaire. 

Préconditionnement, décorticage et séparation des germes des grains de maïs

Le grain de maïs se compose de la coque, du germe, de l'endosperme et de l'aleurone. L'endosperme est la partie la plus importante, qui contient principalement de l'amidon et des protéines. De l'intérieur du grain à l'extérieur, le nombre de cellules de l'endosperme diminue progressivement, tandis que l'épaisseur de la paroi cellulaire augmente. 

La paroi cellulaire de la couche aleurone, qui est une couche de cellules sclérenchymes, entoure la paroi cellulaire externe de l'endosperme. Les cellules aleurones ne contiennent pas d'amidon mais sont riches en protéines et en huile. 

La nouvelle technologie de traitement adopte des procédés de préconditionnement, de décorticage et de séparation des germes pour traiter les grains de maïs après le nettoyage préalable et avant le broyage. Le maïs nettoyé, qui est humidifié avec un à deux pour cent d'eau par le mouilleur, entre dans le bac de conditionnement. Après un conditionnement de huit heures, le germe se ramollit et ne sera pas brisé dans le processus suivant de séparation et d'extraction du germe. 

Le flux de traitement de la séparation des germes et de l'extraction des germes comprend la séparation des germes
• criblage et calibrage - décoquillage (aspiration d'air) - écaillage
• criblage - décoquillage (aspiration d'air) - conditionnement 

Après le conditionnement, les grains de maïs sont envoyés dans le séparateur de germes, où le germe et l'endosperme du maïs sont séparés. Le germe et l'endosperme sont ensuite tamisés et calibrés dans le planificateur carré. Après l'enlèvement de la coque, celle-ci est transportée par un séparateur à cyclone et l'endosperme est alors recueilli et transporté vers le broyeur à marteaux pour être broyé et le germe serait roulé en flocons, une fois la coque enlevée. 

Ensuite, après un second tamisage, les processus de triage et d'élimination de la coque permettent d'obtenir un produit pur à base de germe de maïs, qui peut être traité ultérieurement pour produire de l'huile de germe de maïs. 

Broyer les grains de maïs 

Avant l'extrusion, l'endosperme du maïs doit être broyé en petites particules qui permettront une meilleure qualité du produit dans les processus de conditionnement et d'extrusion. Plus les particules sont broyées finement, plus la surface obtenue est grande et plus les électrons environnants sont rassemblés pour absorber davantage d'eau. Ceci est bon pour la gélatinisation du maïs dans le conditionnement et l'extrusion. 

Le broyeur à marteaux Famsun de la série SWFP est un bon choix de machine pour le broyage des grains de maïs en poudre de maïs. Avec des tamis de 2,0 ouvertures, la machine peut produire des fines qui passent à 80,04 % à travers un tamis de 30 mailles, à 62,47 % à travers un tamis de 40 mailles et à 46,99 % à travers un tamis de 50 mailles (voir figure 2). 

Conditionnement et extrusion 

Au cours du processus d'extrusion, la combinaison de l'humidité, de la pression, de la chaleur et du cisaillement mécanique entraîne la gélatinisation du maïs. La purée de maïs conditionnée est introduite dans le cylindre de l'extrudeuse, puis déplacée vers l'avant par les vis rotatives le long de l'arbre principal. La friction mécanique qui est générée se produit entre le matériau en mouvement, les vis et le baril. 

Il en résulte un fort effet de pétrissage, de mélange et de cisaillement sur la matière. La purée de maïs est broyée en plus petits morceaux et mélangée plus uniformément. La friction entraîne également une élévation de la température du produit, la gélatinisation des composants amylacés, la dénaturation des protéines, l'étirement ou la restructuration des composants tactiles, la destruction des bactéries et la détoxification à l'intérieur du tonneau. 

Enfin, l'extrudat de maïs est extrudé par les ouvertures de la filière à l'extrémité de décharge du baril. À ce moment-là, la différence de pression instantanée provoque une expansion exothermique de l'extrudat, tandis que le "flash off" de vapeur donne un produit à la texture soufflée, poreuse et croustillante. 

Le niveau de gélatinisation de l'amidon et la densité apparente sont deux importants indicateurs de qualité mesurables d'un produit extrudé. Le niveau de gélatinisation de l'amidon représente sa performance de cuisson, tandis que la densité apparente reflète son niveau d'expansion. Le niveau de gélatinisation de l'amidon peut être mesuré par la méthode de l'amyloglucosidase, tandis que la densité apparente peut être pesée par une unité de volume. 

Les deux indicateurs sont liés et le produit ayant un niveau d'expansion plus élevé a toujours un niveau de gélatinisation de l'amidon plus élevé - mais ce n'est pas l'inverse. Lorsque l'instrument nécessaire pour tester la gélatinisation de l'amidon dans une usine fait défaut, la densité apparente peut également être utilisée pour indiquer le degré de cuisson du produit extrudé.

Dans le traitement de la poudre de lécithine de soja composée, le maïs extrudé (voir figure 3) est un produit à forte expansion dont la densité apparente se situe généralement entre 150 et 200 g/l. La température d'extrusion est généralement contrôlée dans la plage de 140-170 °C, tandis que la teneur en humidité du maïs extrudé est contrôlée à 4~8 pour cent et le produit est complètement gélatinisé. 

Refroidissement et broyage 

La teneur en humidité du produit fini de maïs extrudé est généralement contrôlée par l'équipement de refroidissement et le processus de refroidissement. La teneur en humidité détermine la durée de conservation du maïs extrudé et sa capacité à absorber la lécithine de soja liquide. Il est donc recommandé de choisir un refroidisseur à contre-courant du type à plaque basculante pour refroidir le maïs extrudé. 

Le refroidisseur doit être configuré avec un ventilateur de refroidissement à fréquence variable et un distributeur à fréquence variable. Le distributeur à fréquence variable peut assurer que le maïs extrudé soit distribué de manière égale dans le refroidisseur avec une même hauteur et obtenir un niveau d'humidité uniforme pour le maïs extrudé après le refroidissement. Le ventilateur à fréquence variable permet de régler plus facilement le taux d'humidité du maïs extrudé. 

Comme le maïs extrudé est caractérisé par un grand volume et une faible densité apparente, le moulin à marteaux pour le traiter doit avoir une grande chambre de broyage. En raison de sa structure fragile, il est recommandé de configurer le broyeur à marteaux avec un moteur de petite puissance pour traiter le maïs extrudé. 

Lors du broyage du maïs extrudé avec un broyeur à marteaux Famsun série SWFP66 et des tamis de Ф1,5 d'ouverture, la taille des particules broyées est de 90,24 % de produits passant par un tamis de 30 mailles, 73,3 % de produits passant par un tamis de 40 mailles et 56,65 % de produits passant par un tamis de 50 mailles (voir figure 4). 

Pour garantir sa large application dans l'industrie des aliments pour animaux, la lécithine de soja liquide doit être fluide. Il n'est pas pratique de manipuler et de traiter un liquide à haute viscosité. Il est susceptible d'adhérer à ses récipients et de charger le mélangeur. Il est donc très important d'obtenir une viscosité adéquate pour la lécithine de soja liquide. Les principaux facteurs affectant la fluidité du concentré de lécithine de soja liquide sont la teneur en eau, la température et les substances solubles dans l'acétone.

La viscosité est maximale lorsque la teneur en eau de la lécithine de soja liquide est d'environ 7,5 %. Afin d'obtenir une faible viscosité pour la production, le taux d'humidité doit être contrôlé à moins de 2 %. Habituellement, nous recommandons un taux d'humidité d'environ 1 %. 

Pour la lécithine de soja liquide, la température est en corrélation négative avec la viscosité. Plus la température est élevée, plus la viscosité est faible. La lécithine de soja liquide, avec un taux d'humidité de 1 % et 60 % de substances insolubles dans l'acétone, par exemple, est très collante à température ambiante. La viscosité commence à diminuer lorsque la température dépasse 60°C. 

Cependant, le liquide prend une couleur plus foncée lorsque la température atteint plus de 95°C. Une couleur profonde n'est pas favorable à la production et à la consommation d'aliments pour animaux. Ainsi, une température qui permet un bon équilibre entre la viscosité et la couleur du produit est essentielle dans le processus de chauffage. 

Les substances solubles dans l'acétone de la lécithine de soja liquide comprennent principalement le glycérol, les acides gras libres et d'autres lipides. Plus la teneur en substances solubles dans l'acétone est élevée, plus la viscosité de la lécithine de soja liquide est faible. Par conséquent, la viscosité de la lécithine de soja liquide peut être contrôlée en modifiant la teneur en substance soluble dans l'acétone. En général, la fraction massique des substances solubles dans l'acétone contrôlée à environ 40 pour cent est favorable. À ce niveau, la lécithine de soja liquide a une faible viscosité mais peut contenir davantage de substances insolubles dans l'acétone. 

Fournisseur de solutions intégrées 41 

En résumé, le niveau d'humidité, la température et les substances solubles dans l'acétone qu'elle contient sont les principaux facteurs affectant la viscosité de la lécithine de soja liquide. Ils peuvent être utilisés indépendamment ou combinés pour contrôler la viscosité dans différentes pratiques de production. La solution optimale est la suivante : taux d'humidité d'environ 1 % ; fraction massique des substances solubles dans l'acétone de 40 à 45 % ; chauffage de la lécithine de soja liquide à une température de 40 à 60 °C ; dosage de la lécithine de soja liquide fixé à 35-55 % de la poudre de maïs extrudée dans le mélangeur. 

Après avoir mélangé uniformément la lécithine de soja liquide avec la poudre de maïs extrudé, le produit composé de lécithine de soja en poudre peut être pesé et ensaché pour la vente. 

Homogénéité du mélange et revêtement

L'homogénéité de mélange de la poudre de lécithine de soja composée et sa performance d'enrobage dans la fabrication d'aliments pour animaux doivent être prises en compte dans la conception du processus et dans la sélection d'un mélangeur. Les considérations et les contrôles doivent porter à la fois sur le mélangeur et sur la pompe.

Le mélangeur choisi doit être capable de mélanger la poudre de maïs expansé avec la lécithine de soja liquide de manière uniforme en peu de temps et sans générer de boule de graisse. Le temps d'ajout de la lécithine de soja liquide dans le mélangeur doit être contrôlé à environ 60s, et le temps de mélange doit être contrôlé dans une fourchette de 150 - 180s pour chaque lot. Les résidus dans le mélangeur peuvent provoquer une contamination croisée entre différents lots et différents produits. Un mélangeur avec peu de résidus est donc une bonne option. 

Il est recommandé de choisir les mélangeurs à palettes à double arbre de la série SLHSJ de Famsun comme équipement de mélange pour produire une poudre de lécithine de soja composée de haute qualité. Cette série de mélangeurs se caractérise par une grande homogénéité de mélange (voir figure 5) et un taux de résidus ne dépassant pas 0,1 %. 

La pompe choisie pour le refoulement doit être capable de transférer la lécithine de soja liquide collante dans le mélangeur de manière stable dans un temps spécifique. Il faut choisir une pompe volumétrique à haute viscosité pour le refoulement. En outre, des mesures de préservation de la chaleur doivent être prises sur les conduites d'application. Il convient également d'installer des courroies chauffantes sur les canalisations, afin que la lécithine de soja liquide puisse circuler dans les canalisations en hiver. 

Impacts de la lécithine de soja composée sur les performances alimentaires

L'utilisation de lécithine de soja dans l'alimentation des vaches laitières permet d'ajouter davantage de graisses dans les aliments, ce qui fournit davantage d'énergie aux vaches et contribue à augmenter le rendement et la qualité du lait. 

D'après les expériences et les études menées par les chercheurs chinois Chen Hong, Han Zhaoyu et al, l'ajout de lécithine de soja à l'alimentation des vaches laitières permet d'augmenter la quantité de graisses dans la poitrine et d'inhiber la resynthèse des acides gras à chaîne courte dans la poitrine, de sorte que les vaches ont plus d'énergie pour produire du lait. 

Dans la production porcine moderne, les exploitations porcines à grande échelle ont progressivement adopté le sevrage ultra-précoce ou le sevrage précoce pour augmenter la productivité annuelle des truies, réduire les coûts d'alimentation et accroître l'efficacité de la production porcine. 

Les porcelets sevrés précocement ont besoin de graisse pour atteindre le potentiel génétique de croissance maximal. Cependant, les porcelets sevrés ont une petite quantité de sécrétion biliaire et une capacité limitée d'émulsification des graisses. Ils ont besoin d'un promoteur d'émulsification des graisses pour les aider à améliorer la digestion de la lipase et donc l'utilisation des graisses, sinon les graisses indigestes provoqueront de graves diarrhées. 

L'application de lécithine de soja composée dans l'alimentation des porcelets peut favoriser l'émulsification des graisses dans l'intestin grêle, améliorer la digestion de la lipase, améliorer l'utilisation des graisses, et augmenter de manière significative la consommation d'aliments et le gain de poids quotidien des porcelets. 

Chez les volailles en phase initiale, l'insuffisance intestinale du foie et la sécrétion insuffisante de bile entraînent inévitablement des problèmes de faible digestibilité des graisses, des fibres et des vitamines. Par conséquent, l'ajout de lécithine de soja composée peut partiellement surmonter les défauts physiologiques précoces de la volaille et assurer la croissance rapide des jeunes oiseaux en pleine croissance. 

L'incidence de la stéatose hépatique nutritionnelle chez les animaux aquatiques est en augmentation. La stéatose hépatique nutritionnelle du poisson affecte gravement sa croissance, la qualité de sa viande et sa résistance aux maladies. Le manque de phospholipides est la principale raison physiologique du syndrome du foie gras. Les phospholipides sont très importants pour le métabolisme des graisses car les molécules de phospholipides ont des propriétés émulsifiantes. Les acides gras insaturés qu'ils contiennent peuvent estérifier le cholestérol et réguler le transport et le dépôt des graisses et du cholestérol dans le sang. 

L'application de lécithine de soja composée à l'alimentation aquatique peut favoriser le mouvement des graisses, prévenir la stéatose hépatique, réduire l'accumulation de graisses et prévenir la maladie du foie gras. De même, le phospholipide peut améliorer l'activité enzymatique dans le corps des larves, favorisant ainsi la croissance des os, prévenant les anomalies osseuses et augmentant leur taux de survie. 

Dosages de lécithine de soja composée dans les aliments pour animaux 

La quantité de lécithine de soja composée appliquée dans les aliments est déterminée par les espèces animales à nourrir, leurs stades de croissance et les formules alimentaires. Les doses d'application possibles sont de 4 à 8 % pour les poussins et les porcelets, les larves : 4 à 8 %, les veaux : 20 à 20 % (en tant que substituts du lait), pour les poissons d'engraissement et les crevettes : 3 à 6 % pour réduire le coût de l'alimentation et assurer une production plus durable, pour les volailles et les porcs d'engraissement : 3-6 pour cent, truie : 4-6 pour cent, stocks de reproduction : 1-3 pour cent et 0,5-1,0 kg/j pour les vaches laitières.

Une production d'aliments pour animaux moins coûteuse et plus durable

Grâce à la technologie innovante de traitement de la lécithine de soja en poudre, la lécithine de soja peut être facilement ajoutée aux aliments pour animaux. La poudre de lécithine de soja composée, en tant qu'alternative moins chère au concentré de lécithine de soja de haute pureté, peut également contribuer à réduire le coût des aliments pour animaux et à rendre la production d'aliments pour animaux plus durable. 

Il s'agit d'un complément alimentaire entièrement naturel, à haute teneur en énergie, qui présente de bonnes performances alimentaires. Le nouveau produit est plus abordable et peut être facilement utilisé dans la production d'aliments pour animaux des grandes usines commerciales d'aliments pour animaux, des petites et moyennes usines d'aliments pour animaux qui n'ont pas d'équipement d'enrobage dans leurs usines, et par les agriculteurs qui mélangent des aliments pour leurs animaux. 

Cette technologie crée également de nouvelles opportunités commerciales pour l'industrie de transformation des oléagineux et les producteurs.

PROFIL DE FAMSUN

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