【筆記】第四部分：飼料生產

29625248 · 發(fā)表于 2016-9-28 15:25:03

飼料生產是將不同物理特性和營養(yǎng)含量的原料混合成為動物維持和生長提供合適營養(yǎng)水平的飼料的過程。加工過程可簡化為將原料粉碎、稱重、混合來制造一種粉狀飼料，或復雜點為粉碎、稱重、混合、調質、制粒、制粒后液體使用。飼料可以在造價數百萬美元的自動飼料加工廠或由拖拉機驅動的粉碎混合機的農場加工生產。不管飼料加工廠的設計及規(guī)模，要想生產高質量的飼料所有設備必須恬當設計、安裝、維護。新型自動化飼料加工廠的主要優(yōu)點是其對生產數據的捕捉和分析能力、不同生產過程的效率控制、為原料和成品提供可追溯性?，F代飼料加工廠設計成自動系統(tǒng)，每個生產班次僅需要3-4位員工即可。另外，自動系統(tǒng)還可追溯每一生產過程中原料和成品。這種追溯性包括原料的最初接收點至成品的裝載和農場運輸整個過程。加工過程中，自動系統(tǒng)可捕捉、分析、報告數據供系統(tǒng)使用，或通過數據傳送協議與銷售、財務部門分享。這些數據還可作為進一步開發(fā)未來工藝參數、執(zhí)行控制點、跟蹤加工過程改變作指示。計算機系統(tǒng)對生產過程及最終成品的數據的有效收集、分析、產生報告的能力，是以最低可能飼料成本實現最優(yōu)化動物生長性能的關鍵。

一、飼料加工廠的設計

美國飼料加工廠設計中占主導地位的是分批處理前磨碎，如下圖3，具體為先將谷物磨碎且保存于分批稱量秤上。這種類型的飼料加工廠主要適用于使用單一谷物原料，過去如來源豐富價格合理的玉米。與這種設計相比的是，在世界其它地方部分飼料加工廠設計為先磨碎谷物、蛋白質來源、副產物原料，如下圖4。這種分批后磨碎允許營養(yǎng)家添加不同顆粒大小的副產物原料，還可以允許營養(yǎng)師添加多種谷物原料，而不需要經過多重磨碎系統(tǒng)。這種設計的優(yōu)勢是其生產的飼料混合均勻度更高、制粒效果更好、降低了顆粒飼料的含粉率。

當飼料加工廠配方中使用了高比例的副產物，則需要對每一種原料配備多個存儲倉。因為這種副產物容易結塊，磨碎后的流動性也不如玉米和豆粕。飼料加工廠需設計的原料存儲倉數量取決于飼料配方中所使用的副產物、谷物的類型和數量。為了防止結塊和保持原料新鮮，飼料加工廠設計時還需實現對原料倉的旋轉、清空、清潔功能。

滾式或錘式粉碎機安裝時應依據谷物類型及日糧中谷物的目標粉碎顆粒大小。生產顆粒飼料需安裝鍋爐和蒸汽系統(tǒng)、制粒機、顆粒冷卻器及制粒后施液系統(tǒng)。

飼料加工廠應至少為每一種成品或藥物配備一個存儲倉。成品倉的不足加大了換批、制粒時飼料轉換數量，降低了生產和運輸效率。飼料加工廠的設計應滿足未來擴大及可靈活安裝更高技術設備的需求。缺乏快速改變能力的飼料加工廠將限制其快速利用成本節(jié)約機會來降低飼料生產總成本或改善動物生長性能。

二、顆粒大小下降

飼料加工廠一般都會對谷物顆粒進行粉碎，而其它原料如豆粕、提出物、干酒糟、小麥副產物等則一般由供應商負責粉碎。Owens等（1994）指出顆粒大小下降的主要原因為：

（1）增加了飼料消化時的接觸面積；

（2）提高了某些原料處理容易度；

（3）改善了原料的混合特性；

（4）改善了制粒效率和顆粒質量。

研究者在動物生產、動物健康、生產成本的基礎上繼續(xù)研究豬飼料的最佳顆粒大小。

使用滾式或錘式粉碎機可完成顆粒大小的降低。每種設備均有其優(yōu)點、缺點，因此在選擇粉碎機時應考慮充分。粉碎機的選擇應建立在配方預期的原料、目標顆粒大小、成品的最終形式（粉狀或顆粒）的基礎上。生產者還應考慮每種粉碎機的操作成本（電力、人力、維修）和資金投入。雙滾式粉碎機可高效地將非纖維原料粉碎至500微米大小。錘式粉碎機若大小合適且配備正確的空氣輔助系統(tǒng)可將原料粉碎至400微米以下。

相比與人力、設備、操作成本，原料粉碎顆粒大小下降所增加的電力成本是很小。飼料顆粒大小下降所帶來的飼料效率的改善，表現為降低了飼料消耗量，為一種積極的投資回報。降低飼料顆粒大小的成本取決于目標顆粒大小、設備類型（滾式或錘式粉碎機）、原料。粉碎成本與顆粒大小成反比，顆粒大小越低成本越高。所增加的成本主要表現為電力、錘篩、滾筒。

三、錘式粉碎機

錘式粉碎機可通過提高錘子移動速度、縮小錘篩間隙來實現顆粒大小的下降。同時降低顆粒的流速，直至其顆粒大小可完全通過篩孔為止。原料的水分、纖維含量、遺傳多樣性對錘式粉碎機的粉碎效果影響較小，相比與滾式粉碎機。錘式粉碎機生產的成品中顆粒大小變異較大，尤其是使用大錘篩時。錘式粉碎機一周內需要很小的維護和監(jiān)控，就可以獲得顆粒大小的持續(xù)穩(wěn)定。獲得目標顆粒大小的錘式粉碎機安裝時需考慮的因素有：錘子的數量、錘子設置（粗或細）、錘尖速度、篩孔大小。Heiman（2005）報道在保持篩孔大小不變的情況下，增加錘式粉碎機的錘尖速度可降低粉碎后顆粒大小，見下表5。

如果飼料加工的目標顆粒大小低于500微米，則需要對錘式粉碎機作定期檢查。根據粉碎機投料口的投料速率及相應的電動機的電流可反應粉碎機的粉碎效率。當錘子和錘篩是新的時候，錘式粉碎機的效率最高。之后隨著錘篩直角邊緣及錘子角慢慢變圓，錘式粉碎機的生產效率慢慢降低，電力成本也會慢慢增加。Anderson（2010）報道，將錘式粉碎機的維護成本提高2.5倍可將粉碎每噸原料的電耗量降低24%。

四、滾式粉碎機

滾式粉碎機通過一對平行滾筒來粉碎原料。原料粉碎的顆粒大小由滾筒間的距離、滾筒表面皺狀數量、皺狀盤旋、兩個滾筒旋轉速度差異決定。Groesbeck等（2003）報道，當玉米粉碎前顆粒大小503-1235 微米時，經滾式粉碎機粉碎后顆粒大小變異較小（Sgw1.83-2.03 ）。相反，當玉米粉碎前顆粒大小390-980微米時，經錘式粉碎機粉碎后顆粒大小變異較大（Sgw2012-2.52 ）。相比與錘式粉碎機，當兩種粉碎機粉碎后顆粒大小相似且功率相似情況下，滾式粉碎機的一個主要優(yōu)點是其每小時產量提高15%-40%。

五、顆粒大小下降對動物生長性能的影響

上表6列出了許多研究，報道降低豬飼料中谷物的粉碎顆粒大小的好處。顆粒大小降低對飼料效率的積極作用必須與其對動物健康帶來的任何消極影響相平衡，尤其是對于有遺傳性腸潰瘍的動物。配備有合適大小的錘式粉碎機的飼料加工廠基礎都可實現平均顆粒大小小于400微米，這樣才改善制粒質量和飼料效率。Ohh等（1983）一級粉碎玉米和高粱可提高斷奶豬的飼料效率。Healey等（1994）當玉米顆粒大小由1000微米下降為500微米時可提高斷奶豬的飼料效率；但其在同年還發(fā)現當顆粒大小為300微米時對豬胃粘膜的負面影響。Mavromichalis等（2000）報道，當小麥顆粒大小由1380微米降至387微米時，可改善斷奶豬的飼料效率。Wondra等（1995）報道將玉米的顆粒大小由1000微米降至400微米，可使飼料增重比改善8%。Mavromichalis等（2000）報道，將小麥顆粒大小由1288微米降到628微米時，沒有發(fā)現其對育肥豬生長性能的影響，但進一步將小麥顆粒大小由614微米降至406微米時，發(fā)現了飼料效率提高了3%。Goodband等（2002）對55-110kg豬，當飼料顆粒大小由400-1200微米時對豬預期飼料效率的影響進行了回歸分析，見下圖5。

Fastinger等（2003）報道，降低豆粕的顆粒大小可提高氨基酸的消化率，且當顆粒大小由900微米降至600微米時，消化率最高。Lawrence等（2003）報道，降低浸提法或壓榨法生產的豆粕顆粒大小對斷奶仔豬平均日增重、飼料效率均沒有影響。Traylor等（2005）也觀察到了相似的結果，降低肉骨粉的顆粒大小對豬飼料效率、磷利用率均沒有影響，見下表7。降低蛋白來源飼料原料顆粒大小表現出來的效果與降低谷物原料顆粒大小的效果不一樣。營養(yǎng)家、獸醫(yī)、飼料加工廠經理必須為單個生產單位選擇最佳的顆粒大小，且建立在對動物健康、遺傳、生產狀態(tài)（母豬、保育豬、生長育肥豬）、電力成本、資金投入及日糧形式（粉狀或粒狀）綜合考慮的基礎之上。