秸秆饲料双螺杆挤压膨化技术研发现状及发展趋势

张静

摘要：在介绍农作物秸秆成分的基础上，探讨开发秸秆饲料的重要意义。论述双螺杆挤压膨化技术在秸秆饲料加工领域的研究历程、技术优势和应用情况，展望其研究发展趋势，为实现秸秆饲料化和提高农作物秸秆利用率提供技术参考。

关键词：秸秆饲料;挤压膨化;成分;发展趋势

中图分类号：S816.34    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）04-0049-02

随着人均消费水平的提高，人们对畜牧产品的消费逐年递增。畜牧业的快速发展，对饲料的需求量急剧增加，亟需开发节粮型、非粮型的饲料，有效解决我国饲料原料短缺问题。我国是农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，将其加工处理后饲料化，除能缓解人畜争粮的矛盾外，还能提高农作物秸秆利用率，有利于改善生态环境和实现农业可持续发展。双螺杆挤压膨化技术能够使秸秆饲料具有良好的适口性和最佳的营养价值，可实现秸秆饲料营养价值最大化，是提高饲料营养价值和转化效率的有效方法。

1 农作物秸秆的成分

我国是农业大国，农作物种类丰富，秸秆年产量约为7亿t。农作物的品种不同，其秸秆的物质组成存在较大差异。农作物秸秆的粗纤维含量很高，约占30%～50%;粗蛋白质含量很低，特别是禾本科秸秆仅有3.2%～6.2%;豆科秸秆的粗蛋白质含量稍高，约为6.8%～11.1%。影响农作物秸秆饲料化利用的主要因素有饲料品质、采食性和畜牲的消化利用能力。用未经加工的秸秆饲料直接饲喂畜牲，适口性差、消化率低和营养不高，制约其在饲料化方面的开发与利用。常见农作物的秸秆成分见表1。

2 开发农作物秸秆饲料的意义

农作物秸秆是一种重要的生物质资源，然而我国有35%以上的秸秆未得到有效地开发与利用，大量农作物秸秆被随意抛弃或露天焚烧，不仅造成资源浪费，而且污染环境。将农作物秸秆用挤压膨化技术处理后饲养畜牲，对农作物秸秆资源化利用具有重要的战略意义。

饲料膨化技术是处理农作物秸秆最有效的方法之一，能够使其组织结构发生质的变化，极大改善秸秆饲料的适口性，提高家畜的采食率和消化率，且不会对环境造成污染。秸秆膨化技术改变了传统粗放型利用秸秆切段、揉搓等窑储养殖模式，是破解秸秆利用的世界性难题、杜绝秸秆焚烧的最佳途径，也是秸秆饲料行业一次革命性发展。建立资源循环式农作物秸秆资源化利用技术模式，有利于打造完整的农业循环产业链。

3 双螺杆挤压膨化技术研发进程

20世纪50年代，美国开始将挤压膨化工艺用于饲料工业研究，目的是改善秸秆饲料的外观和适口性，提高其营养吸收率。20世纪70年代后期，挤压膨化技术成为饲料加工行业发展速度最快的新技术之一，并很快推广开来。80年代以来，国外双螺杆挤压机得到快速发展，研发应用的双螺杆挤压机能够实现温度、压力、转速的自动调节和数字显示。

我国于20世纪90年代从国外引进挤压膨化加工技术，在食品业和畜牧养殖业应用的报道较多，并在高档饲料生产中得到广泛应用。但膨化技术应用于农作物秸秆饲料的研究较少，且主要集中在小型单螺杆挤压膨化研究上，进入21世纪才出现相关的研究报道。2001年，张祖立利用小型自热式单螺杆挤压膨化机对农作物秸秆进行膨化加工试验，证实秸秆膨化能够改善秸秆的理化性状和营养成分，为提高秸秆利用率和可消化率创造了条件。

我国关于农作物秸秆双螺杆挤压膨化技术的研究更少，近年才有相关的技术和机具报道。2018年，严宇开展畜牧养殖农作物秸秆双螺杆挤压膨化试验研究，分析同向啮合双螺杆挤压过程的流动理论，设计一种双螺杆构型并进行双螺杆流场分析。此后，用水稻秸秆与玉米粉作原料，以挤压膨化产品的外观和膨化度为评价指标，利用设计的双螺杆进行挤压膨化试验，得到稻秸秆添加量20%下的最佳工艺参数，为农作物秸秆挤压膨化饲料加工提供理论和实际指导。相比单螺杆挤压膨化技术，双螺杆挤压膨化技术具有强迫输送物料、挤压能力强、生产效率高、质量稳定、膨化率高、能耗低等诸多优点，在秸秆饲料加工领域的应用前景十分广阔。

秸秆膨化饲料加工技术经过较长时间研究发展，取得了诸多有价值的研究成果，但总体来说还不够成熟。有些加工技术比较复杂，成本也高，加之周期长、见效慢，无法适应饲料膨化的生产条件，难以得到大范围的推广使用。而采用单一方法处理的秸秆营养价值不高，采食量和消化率提高幅度有限。

4 结语

推广使用秸秆膨化技术，能够为畜牧业提供绿色生态膨化饲料，使秸秆转化为肉、蛋、奶等资源。另外，在膨化后的秸秆中加入发酵菌生产有机肥还田，能够克服秸秆直接还田带来的秸秆不易腐烂、土壤透氣性差等弊端，为秸秆资源利用提供新途径。秸秆膨化技术的开发利用涉及机械、材料、微生物等多个学科，要想取得突破性进展，必须集中资金和人力进行多学科联合攻关，进一步提高技术的成熟度，为秸秆膨化技术大范围应用提供技术保障。

参考文献

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