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颗粒饲料质量控制及其研究进展

作者:    发布时间:2017/8/29      阅读次数 1139

 

    我国自20世纪80年代以来,颗粒饲料生产所占比例越来越大。颗粒饲料产量已占我国全价配合饲料总产量的60%左右,沿海发达地区所占比例更高;但与发达国家相比,我国颗粒饲料生产未来还有较大的提升空间。
    相对于粉料,颗粒饲料可提高动物的生产性能和饲料转化率,原因主要归咎于以下几个方面:(1)饲料浪费减少;(2)避免畜禽挑食;(3)减少自动分级;(4)降低采食时间和能量消耗;(5)杀灭有害生物;(6)淀粉和蛋白质有益的热变化;(7)提高适口性。
    颗粒饲料质量直接影响其在实际生产中饲喂畜禽的效果。据Tribble等报道,饲料含有明显的细粉会导致动物生产性能的降低。而改变制粒参数(如增加环模厚度),动物的生产性能就可以得到改善。因此,生产合格的颗粒饲料对于动物的生产性能及饲料厂的经济效益至关重要。??? 为此,需要严格控制影响颗粒饲料质量的各因素,用科学的方法对颗粒饲料的质量进行评价。

1 影响颗粒饲料质量的因素及其控制
1.1 原料的组成及其粒度的控制
    Reimer分析了各因素对颗粒饲料质量影响所占的份额,其结论是日粮配方占40%,原料粒度占20%,调质占20%,环模参数占15%,冷却及干燥占5%。因此,粉状饲料在进入调质器之前,饲料原料的组成和粒度已决定了颗粒饲料质量的60%。
1.1.1 原料组成的控制
     电子计算机的应用使低成本饲料配方的设计不成问题,但在多数情况下,设计配方主要针对动物的营养需要进行,不太会注意到其对颗粒质量的影响。在饲料中常用的成分很多具有黏结作用,如玉米、小麦和次粉等。美国研究者Stevens和Winowiski比较了含玉米的日粮与部分或全部由小麦代替的日粮生产的颗粒饲料的耐久性(PDI),发现由含小麦的日粮所制得的颗粒饲料的耐久性更好。究其原因可能与小麦中蛋白质含量较高有关。Saalah等所做的降低鱼料的水溶性膨胀和矿物质损失的不同饲料配方的试验结果表明,饲料中的淀粉可以与其他成分结合形成耐久性更好的饲料颗粒,这是鱼类膨化饲料和漂浮饲料生产所需要的基础物质。饲料中的一些特殊原料会影响到颗粒饲料的质量,Ziggs指出:含可溶性固形物的干燥酒精糟( DDGS)可以用于颗粒饲料的生产,但用前最好进行粉碎;否则,在未进行粉碎且用量超过5%~7%会降低颗粒饲料的产量和质量。制粒前对粉料添加油脂则会降低颗粒的质量。
1.1.2 原料粒度的控制
    原料的粒度对颗粒饲料的质量也有重要影响。粉碎可以保证调质的效果,对保证成品的质量具有重要的作用。
    Wondra等指出颗粒饲料的耐久性会随粉料粒度从1000μm降低到400μm而有所提高。而且,水产饲料需要将原料粉碎至250μm以下才能保证在水中的稳定性较高;但是,也有效果不同的报道。Stevens的试验表明:玉米或小麦型日粮的粒度对颗粒饲料的耐久性没有影响,玉米和小麦粒度从1023μm降低至551μm或从802μm降低至365μm时,颗粒饲料的质量没有明显差异。
1.2 调质方式和条件的控制
1.2.1 不同调质方式的控制
     一般调质在颗粒机的调质器进行;但有研究表明:在混合阶段加水也会影响到制粒的效果。Mo ri-tz等所作的研究中,肉鸡开食料水分含量在混合阶段从7%提高到14%,所生产颗粒饲料的耐久性则从51%提高到77%。在Lundblada等所作的肥育猪日粮混合机添加水分对颗粒饲料质量影响的试验中,混合机中粉料添加1.5%、3.O%、6.0%和12.0%的水分,随水分的增加,颗粒饲料的耐久性从91%提高至93%,呈线性增加。Hemmingsen等也发现,高淀粉原料如大
麦、小麦和去皮的燕麦在80℃的水中比在相同温度的湿蒸气中更易与水结合。但蛋白质原料如豆粕或菜籽粕更易在湿蒸气里与水结合。Gilpin等发现含自由水的低质量的蒸气可提高颗粒饲料的质量,并指出高质量的蒸气对于初始水分较低的粉料不能提供足够的自由水以形成耐久性好的颗粒饲料。因此,制粒的最佳水分含量与蒸气质量、调质时间、调质方式及粉料的初始水分含量等有关。
1.2.2 愿料的膨化处理对颗粒饲料质量的影响
     原料的预处理也会影响调质的效果,如经过膨化加工以后会影响其制粒性能。Aarseth等试验表明,饲料原料的膨化尽管可使其糊化度提高;但是,之后的制粒会使颗粒整体结构变软。Amorn-thewaphat和Attamangkune的研究表明,膨化过程可以改善玉米对水分的吸收状况,非膨化玉米型日粮水分吸收指数和水溶解指数较膨化型日粮都低,尚不清楚这是否是由于其中的淀粉或纤维性质的变化引起的。
1.2.3 调质对颗粒饲料营养价值的影响
     不同调质条件对饲料的营养价值有不同的影响。Abdollahi等研究表明,调质温度升高到90℃会降低肉鸡高粱型日粮氮的回肠表观消化率( CIAD)。但是,玉米型日粮调质温度在60℃或90℃时,其氮的回肠表观消化率不变。然而当调质温度为75℃时,由于日粮类型和调质温度的互作,氮的回肠表观消化率会提高。
1.3颗粒饲料的冷却
    冷却器中的气流在很大程度上决定了颗粒饲料水分的蒸发量。蒸气和制粒过程中的摩擦产热可使颗粒饲料中的水分有所蒸发。当表面的水分蒸发后,由于压力差和颗粒内部的热量,内部的水分会向外部移动。如果风量过大.会使颗粒外表面冷却过快,从而导致颗粒表面出现裂缝,降低颗粒饲料的耐久性。Friedrich研究了颗粒饲料的耐久性和雷诺数(Reynolds number,测定气流特性的无量纲数)的关系。试验采用三层卧式冷却器,颗粒直径5mm,结果表明:雷诺数在30~40之间可获得最好的颗粒饲料耐久性,气流速度约为0.74~0.98m/s。
    Maier等采用逆流式冷却器试验发现,颗粒直径和颗粒初始温度严重影响冷却速度和颗粒水分的逸失,小直径的颗粒饲料冷却速度较快。
1.4 颗粒机结构参数的控制
1.4.1 辊模间隙的控制
    Miladinovic等的研究表明:增加饲料通过模孔的压力可以改善颗粒饲料的物理性能,压力的升高取决于调质后饲料与环模壁的摩擦系数、调质后物料的可塑性及调质时间。研究不同辊模间隙设置对颗粒饲料物理性能的影响结果表明:增加辊模间隙可形成若干粉料层,而且可提高摩擦力;当辊模间隙增加到2 mm,并降低喂料速度50%,可显著提高颗粒饲料的耐久性(P<0.05)。究其原因,可能是由于其延长了饲料的揉搓时间。很显然,降低喂料器的速度,摩擦力有助于提高颗粒饲料的耐久性;但动耗增加,生产力下降。
1.4.2 环模厚度及模孔直径的控制
    环模厚度对颗粒饲料的硬度影响较大;但模孔直径对其影响相对较小,对产量的影响较大。增加环模厚度可显著提高颗粒饲料的耐久性,但也会明显降低颗粒机的产量。Miladinovic等指出:模孔直径和环模厚度对颗粒饲料质量的影响很大。测定结果表明:当模孔直径3.5mm,环模厚度60mm,并且喂料速度达500kg/h时颗粒饲料的耐久性最高(PDI=90.1%);而当环模厚度50mm时,颗料饲料的耐久性降低3.3%。原因可能是粉料量增大,但进入模孔的压力减小
,从而造成颗粒易碎。值得注意的是,如果辊模间隙设置过大,则会导致粉料堵塞。
2 颗粒饲料的质量控制方法
    颗粒饲料质量控制包括外观质量控制和物理性能指标控制。猪料比鸡料的颗粒饲料质量要求高,水产颗粒饲料的质量要求更高,有更多的物理性能要求。
2.1 颗粒饲料的外观质量控制
    颗粒饲料应该大小均匀,长短合适,表面光洁,手感较硬,不应该出现弯曲或表面裂纹。一般来说,外观出现弊病的饲料颗粒跟制粒条件和原料组成有较大关系,例如,出现弯曲并且一侧有裂纹的颗粒往往是切刀较钝或距离较远引起的。有些则反映在物理性能指标上,例如有裂纹的颗粒饲料一般耐久性就差。
2.2 颗粒饲料的物理性能控制
    颗粒饲料质量的物理性能指标主要有:颗粒饲料的粒度、密度或容重、硬度、耐久性等。此外,对水产颗粒饲料的物理性能控制还包括其水中稳定性、流动性、沉降速度、吸水性和水溶性等指标。但颗粒饲料最重要的物理性能指标是其耐久性( PDI)。
    颗粒饲料的耐久性也叫坚实度,在我国用反向指标粉化率来表示;耐久性越好,粉化率越低。对颗粒饲料耐久性的测定,国际上有两种方法,即美国的回转箱法和欧洲的吹磨法,也称Holmen法。回转箱法测定有标准PDI法和校正
PDI法(ModifiedPDl),在美国被广泛应用,我国目前也多采用此种方法。吹磨法在欧洲应用较多,测定结果较为准确,并可以实现自动在线检测。每次检测完成后,被检颗粒饲料可以被回收到生产线中,测定数据可以直接通过分析软件由电脑输出,是一种较为快速和准确的测定方法。
3 结语
    粒饲料质量直接关系到饲料成品的质量和饲料厂的经济效益。目前,有关颗粒饲料质量控制的研究主要表现在以下3个方面。
    (1)不同制粒条件对畜禽生产性能和营养物质利用率的研究。结合新的饲料营养价值评定方法,分析不同制粒条件对饲料营养价值的影响。
    (2)不同饲料原料,特别是一些副原料对颗粒饲料质量的影响及最佳的制粒条件的研究。在考虑营养全价的基础上,兼顾对制粒效果的影响。
    (3)颗粒机工艺参数的自动化控制的研究和在线检测技术的应用,颗粒饲料的质量控制将有可能实现自动化。在我国颗粒饲料生产量逐年增加的背景下,严格控制颗粒饲料质量显得越来越重要。目前,我国对颗粒饲料质量控制指标的测定工作及标准的制订正在不断完善,这会对饲料厂起到重要的指导作用。
(黄永循)

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