原伟涛 (山东省畜牧总站 山东 济南 250022)
粉碎粒度对饲料利用率和动物生产性能的影响
原伟涛 (山东省畜牧总站 山东 济南 250022)
中图分类号:S816.32文献标识码:A文章编号:1007-1733(2017)08-0059-02
粉碎是饲料生产中的一道重要工序,对饲料生产成本、产量、后续加工工序、饲料的营养价值及动物的生长生产性能影响很大。文章通过分析粉碎粒度对饲料利用率,对饲料粉碎参数与饲料营养价值和动物生产性能的影响进行了讨论, 并对粉碎工艺需要研究的内容与方向进行了展望。
饲料加工与动物营养有着密切关系,优质的饲料产品需要靠科学的配方设计和科学的加工制造共同实现。饲料加工主要包括原料接收、清理、粉碎、配料、混合、成形及计量打包七大工序,饲料粉碎技术作为饲料厂最基本的加工工序,是饲料加工能耗最高的工段之一,也是后续其它工段能实现其加工目标的前提条件。
1.1 重要性 粉碎是饲料生产中最重要的环节之一。一般饲料中需粉碎的原料占配方比例的50%~80%,粉碎工序的电耗占饲料厂生产车间总电耗的30%~70%。谷物经粉碎后,表面积增大,与肠道消化酶或微生物作用的机会增加,消化利用率提高;粉碎使配方中各组分均匀地混合,减少了混合后的自动分级,可以提高饲料的调质与制粒效果以及适口性等。
1.2 作用目的 粉碎的主要作用和目的主要有促进消化、方便采食、利于混合、便于制粒粉碎四个方面。粉碎工艺可以提高饲料的利用率,方便动物采食,并增大饲料颗粒表面积,使胃肠内的消化酶与饲料充分接触,提高动物消化率,促进养分的消化吸收,提高饲料报酬;合适的粉碎工艺利于后续工艺(配料、混合、制粒、输送)的进行,可以提高后续工艺效率、并有利于整个配合饲料工艺流程的效率。
1.3 性能指标 粉碎工艺中的重要指标包括原料粉碎的粒度、粒度的均匀性、粉碎产量和加工电耗等这些指标对饲料加工生产性能、饲料营养价值和动物的生产性能均有一定的影响。随着动物营养科学与饲料加工科学的发展,两者相互渗透,只有将营养科学与加工科学两者有机地结合起来,才能充分利用饲料的营养价值,提高畜牧业的经济效益。
2.1 粉碎提高饲料利用率的机理 (1)粉碎可以促进淀粉的糊化,有利于畜禽的消化吸收。(2)粉碎破坏了皮对谷物的保护,增大了饲料的表面积,增加了饲料与消化酶或微生物的接触机会,且对饲料活性成分基本没有影响,从而提高了饲料养分的消化率。
2.2 粉碎粒度与畜禽采食量的关系 畜禽采食量与饲料的粒度有关,许多饲料原料尺寸较大,不便于畜禽采食, 须经适当粉碎才便于畜禽摄入,提高采食量, 进而提高畜禽生产性能。研究表明,谷物的粉碎粒度减小,饲料的干物质和氮废弃物排出量降低,有利于保护环境;但是,在加工生产中,过度粉碎需要更多的能耗,降低粉碎机生产率,造成物料流动不畅甚至形成结拱,从而影响正常生产。粉碎粒度过粗,将会影响采食及采食后的物理性消化;粉碎粒度过细,则因过细的微尘易引起畜禽呼吸系统和消化系统障碍, 导致畜禽消化道溃疡、降低采食量等营养上的不良后果。过度粉碎会使饲料的温度因筛孔的缩小而升高,从而增加由于水分损失造成的重量损耗, 增加饲料的加工成本。
2.3 最适粉碎粒度 饲料的最适粉碎粒度是指使饲养动物对饲料具有最大利用率或最佳生产性能且不影响动物健康,经济上又合算的几何平均粒度。它因不同的动物品种,不同的饲养阶段,不同的原料组成,不同的调质熟化和成型方式而不同。
(1)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。适宜的饲料粉碎粒度的确定需要考虑多方面的因素,粉碎粒度对不同动物以及动物的不同年龄阶段生产性能的影响并不一致。不同的动物不同生长阶段消化生理特点、加工成本、生产性能、营养物质利用率、胃肠道损伤程度、成品饲料的加工性能等都是考虑的重要因素。(2)粉碎后的饲料相对粗糙的饲料有利于消化道的发育。据报道,玉米、高粱颗粒粒径小时未能改善7~28日龄肉鸡的生产性能;将粉碎粒度由1.0mm减为0.4mm时,产蛋鸡产蛋率、蛋重及饲料转化率有所提高。Nir等(1994)研究指出,肉仔鸡日粮中谷物粉碎粒度以中等颗粒为宜,即几何平均直径(GMD)为0.7~0.9mm,此时增重效果和饲料转化效率最好,粒度过大则出现不利影响。饲料的粒度对猪的胃肠道形态学有影响。(3)饲料粉碎过细会导致胃肠内容物流动性增加引起猪胃不良反应,导致胃肠角质化和损害。过细粉碎导致胃肠内容物流动性增加,使内容物的混合度增加,引起酸分泌和胃蛋白酶活性增加,最终导致食管、胃溃疡的发病率增加。比较粒度为900μm和300μm玉米、硬高粱、软高粱对猪胃和小肠的影响,300μm粒度饲料的胃内流动性高于900μm粒度的胃内流动性。在同样的粒度下,玉米比高粱的流动性高,胃上皮细胞的角质化也较严重。
3.1 粉碎粒度对猪的影响 饲料粒度对猪生产性能的影响主要表现在猪的年龄、谷物种类和粒度大小的关系上。一般而言,乳仔猪咀嚼能力强于生长肥育猪,但是无论年龄的大小,挤压破碎都会不同程度的改善饲料利用率;尤其在育肥阶段,在一定的粒度范围内,随着谷物粉碎粒度的降低,饲料的转化效率或增重效率提高。堪萨斯州立大学的一项研究表明,用粒度范围在1200~400μm之间的玉米饲喂生长猪,平均粒度每降低100μm可使增重饲料比提高1.3%(Wondra等,1995)。适度细粉碎,同样可提高经产母猪的生产效能。考虑到粒度过小会导致猪胃肠损伤,建议的谷物最适粉碎粒度为500~600μm(Behnke,1999)。
3.2 粉碎粒度对肉鸡的影响 肉鸡日粮中谷物粉碎的几何平均粒度为0.7~0.9mm 时具有最好的增重效果和饲料转化率,粒度过大会出现不利影响。
3.3 粉碎粒度对蛋鸡的影响 饲料粒度对蛋鸡生产性能的影响远较对猪的影响小。随着粉碎机筛孔直径由8mm减到5mm,试验组蛋鸡的产蛋率从59.9%提高到61.9%,增加2%,但差异不显著(P>0.05);过7mm和5mm筛孔的饲料使平均蛋重增加1g,但差异也不显著(P>0.05)。随着粉碎机筛孔直径由8mm减到5mm,料蛋比从3.12:1下降到3.00:1,说明降低粒度对料蛋比有促进作用,但差异仍未达到显著水平(P>0.05);另外,不同的粉碎粒度对破蛋率、鸡蛋质量都无明显影响。研究表明,蛋鸡后备前期、后备中后期及产蛋期料的平均粒度取0.7、1.0、1.3mm比较科学。
3.4 水产饵料的粉碎粒度影响 由于鱼虾等生长在水介质的环境中,消化道分化简单且短,消化酶因体温低活性不高,这些特殊的生理特点和生态环境决定了其需要易于消化的饵料,对的粒度也就有更高要求:据研究报道粒度为11~30目,消化率是11%;粒度为30~50目,消化率是51%;粒度在50目以上,消化率是71%。生产上,通常采用微粉碎机加上分级器来取得较小的粉碎粒度,这样既能取得合理的粉碎粒度,又能尽可能节省粉碎电耗。
上世纪80年代至90年代,饲料粉碎技术,特别是粉碎设备和粉碎工艺技术方面取得了长足的进步。未来的发展趋势是:深入研究饲养动物对不同饲料原料和饲料配方的最适粒度要求及消化吸收利用机理,充分发挥粉碎对提高饲料价值和动物生产性能的作用。研究适合新型饲料原料如高油玉米等的粉碎设备和工艺。进一步提高粉碎机的锤片和筛片的质量,降低易损件成本。进一步提高粉碎系统作业效率和自动化水平,降低粉碎机的噪声。研究可连续调节锤筛间隙和快速更换筛片与锤片的粉碎机。研究具有新型结构的低温升,低能耗的粉碎机和微粉碎机。研制高效秸秆和草类粉碎机。
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