饲料技术  
饲料技术(一)
时间:2017-08-28 09:13:00 阅读:310 次

饲料生产是将不同物理特性和营养含量的原料混合成为动物维持和生长提供合适营养水平的饲料的过程。加工过程可简化为将原料粉碎、称重、混合来制造一种粉状饲料,或复杂点为粉碎、称重、混合、调质、制粒、制粒后液体使用。饲料可以在造价数百万美元的自动饲料加工厂或由拖拉机驱动的粉碎混合机的农场加工生产。不管饲料加工厂的设计及规模,要想生产高质量的饲料所有设备必须恬当设计、安装、维护。新型自动化饲料加工厂的主要优点是其对生产数据的捕捉和分析能力、不同生产过程的效率控制、为原料和成品提供可追溯性。现代饲料加工厂设计成自动系统,每个生产班次仅需要3-4位员工即可。另外,自动系统还可追溯每一生产过程中原料和成品。这种追溯性包括原料的最初接收点至成品的装载和农场运输整个过程。加工过程中,自动系统可捕捉、分析、报告数据供系统使用,或通过数据传送协议与销售、财务部门分享。这些数据还可作为进一步开发未来工艺参数、执行控制点、跟踪加工过程改变作指示。计算机系统对生产过程及最终成品的数据的有效收集、分析、产生报告的能力,是以最低可能饲料成本实现最优化动物生长性能的关键。


一、饲料加工厂的设计


美国饲料加工厂设计中占主导地位的是分批处理前磨碎,如下图3,具体为先将谷物磨碎且保存于分批称量秤上。这种类型的饲料加工厂主要适用于使用单一谷物原料,过去如来源丰富价格合理的玉米。与这种设计相比的是,在世界其它地方部分饲料加工厂设计为先磨碎谷物、蛋白质来源、副产物原料,如下图4。这种分批后磨碎允许营养家添加不同颗粒大小的副产物原料,还可以允许营养师添加多种谷物原料,而不需要经过多重磨碎系统。这种设计的优势是其生产的饲料混合均匀度更高、制粒效果更好、降低了颗粒饲料的含粉率。


当饲料加工厂配方中使用了高比例的副产物,则需要对每一种原料配备多个存储仓。因为这种副产物容易结,磨碎后的流动性也不如玉米和豆粕。饲料加工厂需设计的原料存储仓数量取决于饲料配方中所使用的副产物、谷物的类型和数量。为了防止结块和保持原料新鲜,饲料加工厂设计时还需实现对原料仓的旋转、清空、清洁功能。


滚式或锤式粉碎机安装时应依据谷物类型及日粮中谷物的目标粉碎颗粒大小。生产颗粒饲料需安装锅炉和蒸汽系统、制粒机、颗粒冷却器及制粒后施液系统。


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饲料加工厂应至少为每一种成品或药物配备一个存储仓。成品仓的不足加大了换批、制粒时饲料转换数量,降低了生产和运输效率。饲料加工厂的设计应满足未来扩大及可灵活安装更高技术设备的需求。缺乏快速改变能力的饲料加工厂将限制其快速利用成本节约机会来降低饲料生产总成本或改善动物生长性能。


二、颗粒大小下降


饲料加工厂一般都会对谷物颗粒进行粉碎,而其它原料如豆粕、提出物、干酒糟、小麦副产物等则一般由供应商负责粉碎。Owens等(1994)指出颗粒大小下降的主要原因为:

(1)增加了饲料消化时的接触面积;

(2)提高了某些原料处理容易度;

(3)改善了原料的混合特性;

(4)改善了制粒效率和颗粒质量。

研究者在动物生产、动物健康、生产成本的基础上继续研究猪饲料的最佳颗粒大小。

使用滚式或锤式粉碎机可完成颗粒大小的降低。每种设备均有其优点、缺点,因此在选择粉碎机时应考虑充分。粉碎机的选择应建立在配方预期的原料、目标颗粒大小、成品的最终形式(粉状或颗粒)的基础上。生产者还应考虑每种粉碎机的操作成本(电力、人力、维修)和资金投入。双滚式粉碎机可高效地将非纤维原料粉碎至500微米大小。锤式粉碎机若大小合适且配备正确的空气辅助系统可将原料粉碎至400微米以下。


相比与人力、设备、操作成本,原料粉碎颗粒大小下降所增加的电力成本是很小。饲料颗粒大小下降所带来的饲料效率的改善,表现为降低了饲料消耗量,为一种积极的投资回报。降低饲料颗粒大小的成本取决于目标颗粒大小、设备类型(滚式或锤式粉碎机)、原料。粉碎成本与颗粒大小成反比,颗粒大小越低成本越高。所增加的成本主要表现为电力、锤筛、滚筒。


三、锤式粉碎机


锤式粉碎机可通过提高锤子移动速度、缩小锤筛间隙来实现颗粒大小的下降。同时降低颗粒的流速,直至其颗粒大小可完全通过筛孔为止。原料的水分、纤维含量、遗传多样性对锤式粉碎机的粉碎效果影响较小,相比与滚式粉碎机。锤式粉碎机生产的成品中颗粒大小变异较大,尤其是使用大锤筛时。锤式粉碎机一周内需要很小的维护和监控,就可以获得颗粒大小的持续稳定。获得目标颗粒大小的锤式粉碎机安装时需考虑的因素有:锤子的数量、锤子设置(粗或细)、锤尖速度、筛孔大小。Heiman(2005)报道在保持筛孔大小不变的情况下,增加锤式粉碎机的锤尖速度可降低粉碎后颗粒大小,见下表5。


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如果饲料加工的目标颗粒大小低于500微米,则需要对锤式粉碎机作定期检查。根据粉碎机投料口的投料速率及相应的电动机的电流可反应粉碎机的粉碎效率。当锤子和锤筛是新的时候,锤式粉碎机的效率最高。之后随着锤筛直角边缘及锤子角慢慢变圆,锤式粉碎机的生产效率慢慢降低,电力成本也会慢慢增加。Anderson(2010)报道,将锤式粉碎机的维护成本提高2.5倍可将粉碎每吨原料的电耗量降低24%。


四、滚式粉碎机


滚式粉碎机通过一对平行滚筒来粉碎原料。原料粉碎的颗粒大小由滚筒间的距离、滚筒表面皱状数量、皱状盘旋、两个滚筒旋转速度差异决定。Groesbeck等(2003)报道,当玉米粉碎前颗粒大小503-1235 微米时,经滚式粉碎机粉碎后颗粒大小变异较小(Sgw

1.83-2.03 )。相反,当玉米粉碎前颗粒大小390-980微米时,经锤式粉碎机粉碎后颗粒大小变异较大(Sgw2012-2.52 )。相比与锤式粉碎机,当两种粉碎机粉碎后颗粒大小相似且功率相似情况下,滚式粉碎机的一个主要优点是其每小时产量提高15%-40%。


五、颗粒大小下降对动物生长性能的影响


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上表6列出了许多研究,报道降低猪饲料中谷物的粉碎颗粒大小的好处。颗粒大小降低对饲料效率的积极作用必须与其对动物健康带来的任何消极影响相平衡,尤其是对于有遗传性肠溃疡的动物。配备有合适大小的锤式粉碎机的饲料加工厂基础都可实现平均颗粒大小小于400微米,这样才改善制粒质量和饲料效率。Ohh等(1983)一级粉碎玉米和高粱可提高断奶猪的饲料效率。Healey等(1994)当玉米颗粒大小由1000微米下降为500微米时可提高断奶猪的饲料效率;但其在同年还发现当颗粒大小为300微米时对猪胃粘膜的负面影响。Mavromichalis等(2000)报道,当小麦颗粒大小由1380微米降至387微米时,可改善断奶猪的饲料效率。Wondra等(1995)报道将玉米的颗粒大小由1000微米降至400微米,可使饲料增重比改善8%。Mavromichalis等(2000)报道,将小麦颗粒大小由1288微米降到628微米时,没有发现其对育肥猪生长性能的影响,但进一步将小麦颗粒大小由614微米降至406微米时,发现了饲料效率提高了3%。Goodband等(2002)对55-110kg猪,当饲料颗粒大小由400-1200微米时对猪预期饲料效率的影响进行了回归分析,见下图5。

 

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    Fastinger等(2003)报道,降低豆粕的颗粒大小可提高氨基酸的消化率,且当颗粒大小由900微米降至600微米时,消化率最高。Lawrence等(2003)报道,降低浸提法或压榨法生产的豆粕颗粒大小对断奶仔猪平均日增重、饲料效率均没有影响。Traylor等(2005)也观察到了相似的结果,降低肉骨粉的颗粒大小对猪饲料效率、磷利用率均没有影响,见下表7。降低蛋白来源饲料原料颗粒大小表现出来的效果与降低谷物原料颗粒大小的效果不一样。营养家、兽医、饲料加工厂经理必须为单个生产单位选择最佳的颗粒大小,且建立在对动物健康、遗传、生产状态(母猪、保育猪、生长育肥猪)、电力成本、资金投入及日粮形式(粉状或粒状)综合考虑的基础之上。



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作者:户启蔚译

来源:Feed Efficiency in Swine




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