梁 明,杨维仁*,吕爱军
(1.山东农业大学,山东 泰安 271018;2.青岛崂山区农林局,山东 青岛 266101)
粉碎是通过撞击、剪切、研碎或其他方法来使物料颗粒变小,这也是饲料搅拌制粒和接受其他处理所必需的。粉碎操作破坏了谷物对皮的保护,增大饲料的表面积,增加了饲料与消化酶接触的机会,从而提高养分的消化率,促进消化。许多饲料原料尺寸较大,不利于动物直接采食,需经适当的粉碎才便于动物摄入。适当的粉碎有利于原料成分的混合均匀,使颗粒饲料的制作便于进行,从而提高了制粒的效率和颗粒质量[1]。
饲料粉碎的程度用粒度表示,饲料粉碎粒度是指饲料或原料样品的平均颗粒大小。对于球形颗粒,其粒度即为直径,对于非球形颗粒,则有以面积、体积等为基准的粒度的各种表示方法。粒度的主要测定方法为十四层筛分法,该测定方法虽然精确,但测定和计算较为麻烦。饲料产品的粉碎粒度主要靠调整锤片粉碎机筛片的参数控制,这些参数主要包括筛子直径、开孔率、筛片厚度和筛孔形式。其中最主要的因素是粉碎机筛片的孔径,筛孔直径比所要求和产品粒度约一半为宜[2]。王卫国研究表明,不同粉碎筛片孔径与玉米和豆粕的粉碎物的对数几何平均粒径之比随筛孔的减小而减小[3]。适宜的粉碎粒度可显著提高饲料的转化率,减少动物粪便排泄量,提高动物的生产性能,有利于饲料的混合、调质、制粒、膨胀、挤压膨化等。但饲料粉碎过细又会增加不必要的加工成本,对饲养动物本身也不利。
粉碎粒度可影响颗粒饲料外观色泽。就玉米而言,如果粉碎过细,与其他物料混合时,则看不出玉米本身的色泽;如果粉碎粒度适度,则在制粒时,玉米小颗粒受力的作用被挤压在成品表面,肉眼便能看出玉米本身色泽。粉碎玉米筛孔直径在2.8~3.2 mm时较适宜。粉碎粒度同时也影响物料的熟化程度,而熟化的根本目的是使粉状饲料在压力作用下能够达到近似的塑性体[2]。制粒的产量、质量和能否顺利造型很大程度上取决于粉状饲料在进人模孔前是否能够成为塑性体。
一般情况下原料被粉碎的越细,越有利于调质处理,制粒质量越高[4]。物料粉碎粒度较大,则吸水能力低,调质效果差。粉碎粒度大的原料表面积小,热和水分的传递速度较慢,熟化的程度达不到制粒的要求。一些成型的饲料尚未挤出模孔就失去了塑性变性能力而堵塞模孔。粉碎粒度过大,制成颗粒硬度较低,稳定度较差,较易破碎。此外,粒度过大还会在制粒压模上产生研磨作用,增大摩擦力,降低制粒的产量;物料粉碎粒度较小,则表面积较大,可获得较好的调质效果、热变性和糊化充分,颗粒硬度大,稳定度高,含粉率低,破碎时产生的细粉少,减少了回流。较细的颗粒也容易被压入模孔,因而比粗料原料对压模的磨损小,制粒效率高。但粉碎过细会大幅度增加粉碎电耗,同时使物料摩擦系数减小影响攫取角,降低制粒产量。
粉碎粒度的大小与粉碎一定量的谷物所需的能耗和粉碎加工的生产率有着密切的关系。粉碎谷物时的能耗是一项可变成本,是将粉碎时的耗电量乘以电价计算得出的。粉碎加工的生产率会影响固定成本。原料的粉碎粒度越大粉碎机的生产率越高,但在加工颗粒料时会降低制粒机的生产率。调查显示,筛片孔径由2.0变为3.0 mm时,粉碎机生产率可提高约25%,而制粒生产率则下降约10%。王铁良等采用筛片直径1.5、2.0、3.0 mm粉碎玉米研究对制粒生产率和制粒单产电耗的影响,结果表明随原料粉碎粒度的降低后续工序制粒的生产率显著提高(P<0.05);随粉碎机筛片直径增加制粒单产耗电量显著提高(P<0.05)[5]。
日粮中谷物饲料粉碎粒度的大小与畜禽的生产性能有重要关系。我国饲料产品标准对粉碎粒度的标准见附表。
附表 我国饲料产品标准中粉碎粒度的标准
王卫国等研究表明,对同一配方的仔猪饲料,在玉米、豆粕粉碎时分别选用直径为4.5、3和2.5 mm筛孔的粉碎机筛片粉碎,制成3种全价颗粒饲料,用来饲喂体重为23 kg的二元、三元仔猪(有本地猪血统)做对比试验,结果表明,先用直径3 mm筛孔粉碎加工的配合饲料,在相同条件下,料肉比较选用4.5 mm筛孔的试验组增加10.1%,比选用2.5 mm筛孔的对照组增加9.6%;采用直径3 mm孔径筛片的试验组粗蛋白表观消化率较4.5和2.5 mm筛孔组分别提高8.1%和7.9%[6]。另有研究表明,仔猪断奶后0~14 d,日增重和饲料消耗率随粒度从 900 μm降到 300 μm时呈线性下降(P<0.009,P<0.002),同时还存在着谷实品种和粒度间的交互作用,饲喂玉米的猪对粒度减小很敏感(P<0.04)。断奶后0~35 d,饲料消耗率对粒度减小呈二次方下降(P<0.1);在500 μm粒度时玉米和高粱的饲料消耗率均最低。有研究用碾磨到4种粒度(200、400、600、900 μm)的粉碎玉米配制日粮饲喂100头经产母猪,结果表明,降低粒度使饲料的干物质和氮的消化率都得以提高,消化能提高约14%,窝增重增加了11%,排出的粪便干物质减少了21%,其中氮的排出量减少了30%,因此,母猪饲料中谷物最适粒度为 500~600 μm,不超过 1 000 μm。且当日粮中玉米粒子平均大小由1 200减少至400 μm时,粒子大小每减少100 μm,生长育肥猪增重效率约提高1.0%~1.5%。
粉碎粒度过大或过小对肉鸡生产性能都有不利的影响。饲料粒度过大不利于鸡的采食。如果谷物饲料粉碎过细,日粮中粉尘料数量增加,易黏附在肉鸡喙部。当饮水时这部分饲料会掉进水里而造成浪费。同时,肉鸡饮水量大大增加,势必产生湿粪,从而影响鸡舍内部环境。
3.2.1 肉鸡
肉用仔鸡日粮中谷物平均粒度以700~900 μm为宜。研究发现,在玉米粗粒中(2 010 μm)加入粒度为525 μm的玉米粉18%,与适当粉碎(粒度为897 μm)比较,雏鸡采食量提高了1.68%。李清晓等研究表明,在饲养试验前期,豆粕粉碎粒度对肉鸡生产性能无显著影响(P>0.05);在饲养试验后期及全期,粒度≤449 μm组的肉鸡的生产性能略优于其他组,且334 μm组的饲料转化率较好(P<0.05),不同粉碎粒度豆粕的体内养分消化率差异显著(P<0.05),449 μm 组日粮的能量代谢率、粗蛋白、干物质和大多数必需氨基酸的消化率均显著高于 529 和 210 μm 组(P<0.05),449 μm 组的肉鸡空肠内容物的总蛋白水解酶活性相对最高,比529、334和210 μm组分别提高了6.72%、6.26%和 10.68%(P<0.05)[7]。
3.2.2 蛋鸡
蛋鸡饲料的粉碎粒度研究相对较少,王晓霞等对蛋鸡饲料中石粉粒度的研究表明,以不同粒度的石粉饲喂蛋鸡,蛋鸡钙表观存留率无显著影响(P>0.05),对蛋鸡产蛋量、产蛋率、死淘率、采食量等也无显著影响(P>0.05),但对破软蛋率、胫骨灰分及胫骨钙含量影响显著(P<0.01)[8]。王卫国等研究表明,玉米、豆粕分别粉碎通过8、7、5 mm筛孔,配制成3种粉碎粒度的配合饲料,进行产蛋鸡的对比饲喂试验,结果表明,试验的3种粉碎粒度对蛋鸡的生产性能无显著影响(P>0.05),对于干物质、粗蛋白的消化吸收有一定的影响,但也不显著(P>0.05)[9]。高天权研究结果表明,随着玉米粒度的增大(600~1 500 μm),采食量和产蛋率增加,且1 500 μm组最高,然后又下降,体增重极显著增加(P<0.01),玉米粉碎粒度对各阶段平均蛋重有显著影响,在前期和全期1 500 μm组平均蛋重最高,而后期 1 000 μm 组最高(P>0.05),随着玉米粒度的增大,前期日产蛋量提高,1 500 μm组最高,且蛋料比和合格蛋率在各阶段差异不显著,1 500 μm 组最高[10]。
物料的粉碎粒度与制粒过程颗粒的品质有重要的关系,粉碎粒度过大过小都不利于制粒的过程和颗粒品质。通过对畜禽饲料粉碎粒度的研究,表明了粉碎粒度与畜禽的生产性能的重要关系,各种畜禽的最适粉碎粒度的测定是粒度研究的关键。
[1]杨在宾,杨维仁.饲料配合工艺学[M].北京:中国农业大学出版社,1997.
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