利用顶喷流化床干燥技术，将沿海废弃物制成创新型壳聚糖包衣水产饲料颗粒

把沿海剩余物变成有价值的饲料

在许多海岸线上，虾壳、蟹壳和海藻等海产品加工废弃物堆积如山。本研究展示了如何将这些剩余物转化为适用于养殖鱼类和虾类的高质量饲料颗粒。通过巧妙的干燥与包衣工艺，研究人员不仅回收了富含养分的废料，还制备出更耐储存、损耗更少的饲料，有望促进水产养殖更可持续且更具成本效益。

从壳体和海藻到微小的鱼饲料

研究团队首先将三类沿海废料——虾壳、蟹壳和螺旋藻海藻粉碎，并按三种不同配方混合成颗粒配料。螺旋藻提供了浓缩的蛋白质与有益脂肪，而壳体则补充了额外的蛋白质和有用的矿物质。目标是替代传统水产饲料中大量使用的鱼粉，从而降低成本并减轻对野生鱼类资源的压力。所有配方都制得了小型圆柱形颗粒，蛋白质和脂肪含量适合健康的鱼类生长，其中含较多蟹壳的配方（称为配方A）在整体营养平衡上表现最佳。

更快干燥、更省能

新制颗粒含水、易碎，需谨慎干燥。研究人员没有采用传统缓慢的烘箱或托盘干燥，而是使用了一种由卤素灯辅助的混合型流化床系统。在该装置中，热风自下而上吹起颗粒，使其像轻微沸腾般悬浮，同时近红外光帮助从内部加热。通过测试70至110 °C的空气温度，他们发现较高温度能更快去除水分而不会过热饲料。在110 °C下，颗粒在约10分钟内降到低于12%的安全水分含量——相比传统方法将干燥时间缩短了近6小时，并降低了每千克除水所消耗的能量。

解决“易碎颗粒”问题

不过也有问题：节能且快速的干燥同时会使颗粒更脆。营养丰富的配方A尽管成分优良，但其“颗粒耐久性指数”相对偏低，意味着在搬运或滚动时更容易碎裂。易碎的颗粒在运输过程中会崩解，或在水中快速溶散，既浪费饲料又污染养殖水体。为了解决这一点，研究人员引入了第二步：用一层薄薄的壳聚糖包衣覆盖干燥颗粒。壳聚糖为一种从蟹壳提取的天然物质，已知具有成膜性和抗菌性能。

温和喷雾，增强并保护颗粒

包衣在顶喷流化床中施加：气流托起颗粒，上方细雾状的壳聚糖溶液降下并几乎瞬间干燥。通过统计优化方法，团队调整了三项关键参数——壳聚糖浓度、喷雾速率和气流温度——以同时将干燥时间和电能消耗降到最低。最佳组合使用了适中的壳聚糖浓度（溶液中约0.7%（重量比））、较低的喷雾速率以及测试中的最高气温（110 °C）。在这些条件下，包衣过程只需略超8分钟，每千克颗粒的能耗约为0.33千瓦时左右。

表面更光滑、溶解更慢、霉变更少

显微图像显示，壳聚糖在颗粒表面形成了光滑、连续的薄壳，封闭了许多未包衣饲料中的孔隙。这带来了实际收益：颗粒耐久性指数提高了约36个百分点，轻松超过常见的质量目标；而在水中溶解的颗粒比例则下降了大约三分之一。这意味着饲料在池塘中能保持更长时间，给鱼类更多进食时间并减少养分流失到水体。尽管测得的蛋白质与纤维值有一定下降——可能是由于微酸性的包衣溶液和加热改变了部分蛋白——整体营养谱仍在支持鱼类良好生长的范围内。重要的是，实验室测试中包衣颗粒对黄曲霉等霉菌的生长有抑制作用，提示其在储存中具有更好的安全性和保质期。

对养鱼户和沿海地区的意义

通俗地说，这项工作勾勒出一种方法：将沿岸发臭的海产品废料通过高效干燥和薄层天然包衣，转变为坚固且耐储存的鱼类饲料颗粒。该工艺节能、增强颗粒强度、降低饲料在水中快速崩解的速度，并提供额外的防霉保护。尽管要在全产业化工厂并针对不同类型的沿海废料对配方和设备参数进行细致调整，但结论明确：只要有巧妙的工程处理，曾被丢弃在海岸的废物可以成为更加可持续水产养殖中的宝贵原料。

引用: Maikaew, J., Srisang, N., Tambunlertchai, S. et al. An innovative chitosan-coated aquatic feed pellets production from coastal waste using top-spray fluidized bed drying. Sci Rep 16, 5166 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35937-0

关键词: 水产饲料, 沿海废弃物, 壳聚糖包衣, 养鱼, 可持续水产养殖