仔豬顆粒料中豆粕最適粉碎粒度的研究

梁 明 楊在賓 楊維仁 姜淑貞 張桂國 李 進

(山東農業大學1，泰安 271018)

(山東龍盛農牧集團2，臨沂 276000)

飼料的最適粉碎粒度指使飼養動物對飼料具有最大利用率或獲得最佳生產性能且不影響動物健康，經濟上又合算的質量幾何平均粒度［1］。適當的粉碎利于原料成分混合均勻，便于顆粒飼料的制作，提高制粒的效率和顆粒質量［2－3］，提高養分的消化利用率，改善飼料報酬。但過度粉碎會降低粉碎生產效率，且易造成物料流動不暢甚至形成結拱，影響正常生產。因此，探求飼料的最適粉碎粒度越來越為科學家們及企業關注。

目前，關于不同動物飼料的最適粉碎粒度的系統研究很少，特別是飼料中非谷物原料組分的粉碎粒度研究則更少，從顆粒質量、生產成本、及營養利用率等多方面綜合評定豆粕在仔豬顆粒料中最適粉碎粒度的研究幾乎沒有。本研究旨在確定仔豬顆粒料中豆粕最適粉碎粒度，為獲取最大經濟效益，指導畜禽顆粒飼料的生產、節能減排提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

1.1.1 豆粕粉碎粒度對仔豬顆粒飼料質量及生產成本的研究

試驗選用直徑為 1.0、1.5、1.5+2.0、2.0 mm 的篩片對豆粕進行粉碎，然后參照國家標準豬飼養標準(NY/T 65—2004)，配料、混合，用壓縮比 1∶6、環模孔徑3.2 mm的環模加工仔豬顆粒飼料。具體飼糧組成和營養水平(見表1)。在粉碎機和制粒機進料口和出料口分別3次取樣，獲得豆粕粉碎前后的樣品，另取制粒前粉料樣品，標號待用。整個試驗流程做3次重復。粉碎和制粒過程中記錄生產時間、產量及耗電量，用于計算生產效率及單位產量電耗。

1.1.2 豆粕粉碎粒度對仔豬養分消化率的研究

選取體重基本一致的(18.5±0.7)kg的“杜 ×長×大”仔豬16頭，隨機分為4個處理組，每個處理組4個重復，每個重復1頭。單籠飼養，定量飼喂，自由飲水。消化試驗分預試期6 d，正式期6 d。每天記錄糞便重，并取樣。糞便收集采用全收糞法。具體方法是在豬排糞后立即收集，每天對收集的糞便稱重，混合均勻，每100 g鮮糞樣中加10 mL 10%鹽酸固氮，以避免糞中氨氮流失。樣品置于－20℃冰箱中冷凍保存。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)/%

試驗日糧:處理組分別使用 1.0、1.5、1.5+2.0、2.0 mm篩片粉碎豆粕制成的顆粒料。預飼期6 d，試驗期6 d。

1.2 試驗材料

豆粕:臨沂盛泉油脂化工有限公司，水分(11.3±0.2)%;TDSDF型錘片粉碎機:廣州天地實業有限公司;粉碎篩片:篩孔孔徑1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm;TDYHS－4.0型雙軸槳葉混合機:廣州天地實業有限公司;TDZL－420型制粒機:廣州天地實業有限公司;"200×25標準篩一套:新鄉市康達機械有限公司;頂擊式振篩機:浙江上虞五金紗織篩廠;GWJ－1型谷物硬度計:浙江圖譜儀器有限公司。

1.3 檢測指標

1.3.1 物理指標

水分按GB/T 6435—2006進行。

粒度按照國標《飼料粉碎機試驗方法》(GB 6971—1986)進行。

混合均勻度按GB 5918—1997進行。

含粉率按 GB/T 16765—1997進行;穩定度(PDI)管式測定法測定;硬度按谷物硬度計測定［4］。

1.3.2 粉碎成本和制粒成本

豆粕粉碎加工過程和仔豬顆粒料制粒過程中記錄時間(h)、耗電量(kw·h)，粉碎產量(t)，計算粉碎和制粒生產效率(t/h)和單位產量電耗(kw·h/t)。

(粉碎/制粒)生產效率 =(粉碎/制粒)產量/(粉碎/制粒)時間

(粉碎/制粒)單位產量電耗=(粉碎/制粒)產量/(粉碎/制粒)耗電量

(綜合)單位產量電耗=粉碎單位產量電耗+制粒單位產量電耗×0.137 6(豆粕在日糧中比例)

1.3.3 養分消化率

采用楊勝［5］的方法測定飼料及糞樣中的干物質、有機物質、粗蛋白含量及所含能量，計算干物質、有機物質、粗蛋白及能量的消化率。

1.4 數據統計分析

試驗數據用平均值±標準差表示，采用SAS 9.0統計軟件中的ANOVA過程進行單因子方差分析(one－way ANOVA，LSD)，P ＜0.05為差異顯著，Duncan 多重比較檢驗［6］。

2 結果與分析

2.1 不同篩孔孔徑的篩片組合對粒度的影響

試驗選擇的錘片粉碎機需要兩片篩片組成，通過不同篩孔孔徑的篩片組合進行對豆粕的粉碎得到豆粕及粉料原料及粉料樣品的粒度如表2所示。

從表2可以看出:隨篩片組合篩孔孔徑從1.0 mm增加到2.0 mm，質量幾何平均粒徑(dgw)也從 449.82 μm 線性(P ＜0.05)增大到 827.18 μm，且組組之間均差異顯著(P＜0.05)，質量幾何標準差(Sgw)也不斷增大，但1.0 mm組合與1.5 mm組合間差異不顯著(P＞0.05);隨篩孔孔徑的增大，粉料的質量幾何平均粒徑(dgw)增大而質量幾何標準差(Sgw)卻減小，但 1.5 mm 組合、(1.5+2.0)mm、2.0 mm 組合間差異不顯著(P ＞0.05)。

2.2 豆粕粒度對飼料物理性狀的影響

飼料原料粒度的不同是影響粉狀配合飼料混合均勻度的一個主要因素，對顆粒料物理質量的影響主要體現在顆粒飼料的硬度、含粉率和穩定度(PDI)3個方面。

表2 粒度的測定

表3 豆粕粒度與粉料混合均勻度、顆粒料物理指標

2.2.1 豆粕粒度對混合均勻度的影響

為確保飼料的質量、動物攝取均衡的營養，飼料必須進行充分混合，達到一定的混合均勻度［7］。而飼料原料的粒度是影響混合均勻度的重要因素，本試驗對不同粒度豆粕基礎的粉料的混合均勻度進行測定，結果見表3。從表3可以看出:粒度的增加顯著提高了混合均勻度變異系數(CV)(P＜0.05)。隨粒度的增加，CV值呈一次線性或二次曲線增高(P＜0.05)。為450 μm 和539 μm 時飼料 CV 值最小，即混合均勻度最好，且兩者之間差異不顯著(P＞0.05)。

2.2.2 豆粕粒度對顆粒料物理性狀的影響

試驗從顆粒料的硬度、含粉率和穩定度(PDI)3個方面對粒度對顆粒料的影響進行評定，結果如表3。從表中看出，粒度的提高顯著的降低了顆粒料的硬度(P＜0.05)，且隨粒度降低，顆粒料硬度呈現一次線性或二次曲線提高趨勢(P＜0.05)。試驗中粒度的差異對顆粒料的含粉率無影響(P＞0.05)。450 μm粒度組的穩定度(PDI)明顯高于其他3組(P ＜0.05)，但粒度從 540 μm 提高到 827 μm，穩定度(PDI)并沒有出現明顯差異(P＞0.05)。

2.2.3 豆粕粒度對生產成本的影響

試驗通過長期的生產跟蹤記錄、分析、整理得到關于豆粕粉碎粒度對仔豬顆粒配合飼料加工成本影響數據如表4。

原料的粒度越大粉碎過程中粉碎機的生產率越高、單位產量耗電越低，但在加工顆粒料時會降低制粒機的生產率，提高單位產量耗電［8］。從表4中可以看出隨豆粕粉碎粒度的增加，各粒度組之間粉碎生產效率均差異顯著(P＜0.05)，但對于制粒過程生產效率卻沒有影響(P＞0.05)。粒度增大粉碎單位產量電耗明顯降低，450 μm粒度組電耗相對與540、683、827 μm 組要高 114.97%、120.25%、212.17%，但540、683 μm 粒度組間差異不顯著(P ＞ 0.05)。450 μm粒度組制粒單位電耗明顯高于其他3組(P＜0.05)，綜合單位產量電耗呈現與粉碎單位產量電耗隨粒度變化率一致，450 μm粒度組綜合單位產量電耗分別是 540、683、827 μm 組的 1.60、1.61、1.90 倍。

2.2.4 豆粕粒度對仔豬養分消化率的影響

豆粕粉碎粒度對仔豬養分消化率的影響見表5。由表5可以看出豆粕粉碎粒度的變化對顆粒料的干物質消化率、有機物質消化率均沒有效果(P＞0.05)，但對蛋白質消化率、能量消化率影響明顯(P＜0.05)。粒度為450 μm蛋白質消化率最高，要比540、683、827 μm 粒度組蛋白質消化率高 1.76%、2.90%、3.34%。450、540 μm粒度組的能量消化率明顯高于683、827 μm 粒度組(P ＜0.05)，但 450 μm 粒度組和540 μm粒度組之間差異并不顯著(P＞0.05)。豆粕粉碎粒度為683、827 μm相對于450 μm能量消化率降低了 2.44%、3.26%。

表4 豆粕粒度對生產成本的影響

表5 豆粕粒度對仔豬養分消化率的影響

3 討論

3.1 篩片篩孔孔徑對粒度的影響

飼料粉碎的程度用飼料的粒度表示。飼料粉碎粒度就是指飼料或原料樣品的平均顆粒大小［9］。一般表示方法主要有錘片粉碎機篩片篩孔直徑法、算術平均粒徑法、粒度模數與均勻度模數法、篩上殘留物百分數法、對數幾何平均粒徑法(十四層篩法)［10］等，其中主要測定方法為十四層篩分法，該法的優點是既可以準確反映飼料粒度，又可以反映飼料粒度的變異情況［11］。飼料產品的粉碎粒度主要靠調整錘片粉碎機篩片的參數控制，這些參數主要包括篩子直徑、開孔率、篩片厚度和篩孔形式［12］。此外飼料種類不同、同一種飼料水分不同以及錘片的磨損程度都會明顯的影響粒度的大小［13］。王衛國等［14－15］對玉米、豆粕等7種原料進行粉碎試驗，結果顯示粉碎篩片篩孔孔徑與同一種原料的粉碎物的質量幾何平均粒徑隨篩孔孔徑減小而減小，并呈現一定的線性關系。粉碎物的粒度的幾何標準差隨篩片孔徑減小和粉碎粒度降低而減小。本試驗再次驗證了飼料粒度和幾何標準差與篩孔孔徑的變化關系，但篩孔孔徑的變化對粉料的粒度和幾何標準差沒有影響，這可能是因為豆粕在配合飼料的中配比比例相對較小。

3.2 豆粕粒度對粉料和顆粒料物理性質的影響

3.2.1 豆粕粒度對混合均勻度的影響

在衡量飼料產品質量評定中，產品的混合均勻度是一個很重要的指標。飼料混合的均勻度直接影響著飼料的質量。對豬而言，將直接影響其生產性能.進而影響生豬養殖的總體經濟效益［16］。

物料的粉碎粒度大小影響飼料的混合均勻度。陳道仁等［17］曾進行測試與試驗，發現混合物料的平均粒徑越小，顆粒大小越均勻，而混合所能達到的混合均勻度則越高，產品質量越好，且在其后的輸送、貯存過程中越不容易產生分級現象。本試驗結果與前人基本一致:隨粒度的增大，幾何標準差的減小，產品的混合均勻度越好，且之間具有線性關系(P＜0.01)，但所有產品CV≤10%屬于允許范圍。

3.2.2 豆粕粒度對顆粒料物理性狀的影響

粉碎粒度影響物料的熟化，而熟化的根本目的是使粉狀飼料在壓力作用下能夠達到近似的塑性體。進人模孔前的飼料是否成為塑性體，對制粒的產量、質量起決定性作用。

一般情況下原料被粉碎的越細，越有利于調質處理，制粒質量越高［18］。因為原料粉碎粒度較細，則表面積比較大，可獲得較好的調質效果，熱變形和糊化充分，同時熱和水的滲透充分，壓出的顆粒粘接性好，顆粒硬度高、含粉率低、穩定度高，顆粒質量好。反之熱和水分的傳遞速度較慢，熟化的速率適應不了制粒的要求，從而導致制成的顆粒硬度、穩定度低，較易破碎，含粉率高［19］。Angulo 等［20］研究表明顆粒穩定度與飼料原料的粉碎粒度呈負相關關系，因為小顆粒物料的單位體積表面積較高、顆粒之間的接觸面增多［21］。但本試驗得到結果表明:豆粕的粉碎粒度的變化對顆粒料的含粉率、穩定度沒有影響。Reece 等［22］，Koch［23］也得到過類似的結果。王鐵良等［8］研究表明隨粒度的降低，顆粒料硬度提高，這與本試驗結果一致，另外還發現粒度與硬度之間存在線性關系。

3.3 豆粕粒度對生產成本的影響

原料粉碎粒度越細，粉碎電耗較高，生產效率較低，但原料表面積越大，物料吸收蒸汽中水分越快，有利于調質易制粒成形。但從制粒角度來講，粉碎的粒度過細，制粒強度高，加蒸汽多，不留意容易易堵塞;粒度過粗，則增加環模和壓輥的磨損，制粒成形困難，造成物耗大，產量低，顆粒糊化效果不好，顆粒質量也差［24］。

本試驗結果表明在不同篩孔下粉碎，單位粉碎電耗隨篩孔直徑的減小而增大。王衛國等［14］對麩皮、棉粕、豆粕、玉米、菜粕五種原料分別進行粉碎試驗均得到一致的結果。王鐵良等［8］對玉米進行粉碎試驗，結果表明隨原料粉碎粒度的降低，后續工序制粒的生產率顯著提高;隨粉碎機篩孔孔徑增加制粒單產耗電量顯著提高。另有報告也報道粉碎粒度越細，產量越小，電耗越大，加工成本越高［25］。本試驗得到與前人不同的結論，粒度的變化對制粒生產效率無影響，單位產量電耗僅450 μm偏低。這可能因為物料種類不同和豆粕在飼料配比中比例較少。

本試驗還對粉碎、制粒兩過程對綜合成本進行評定發現，綜合生產成本隨粒度的變化規律與粉碎成本變化規律一致。這可能是因為粉碎成本在整個生產成本比例較高造成的。曾有報告中指出粉碎作業的電耗約占粉狀配合飼料成品總電耗的60%～70%，占飼料廠生產車間總電耗的30% ～70%［26－27］。

3.4 豆粕粒度對仔豬消化率的影響

飼料細粉碎加工可提高家畜的生產性能，但過度粉碎同樣會降低飼料適口性。沈長山［28］曾選用4.8 mm和3.2 mm的篩片的錘片式粉碎機加工2種不同粒度的玉米飼喂乳仔豬，試驗結果表明，日糧粒徑降低會提高飼料利用率，同時也改善干物質、氮和能量的消化率。Healy等［29］也曾選用不同粒度(900、700、500、300 μm)玉米、硬質高粱配制飼糧，制粒后飼喂斷奶仔豬(22 d，5.3 kg)，35 d后測定氮和干物質表觀消化率，試驗結果表明其值隨粒度降低而呈線性增加(P＜0.01)，其干物質表觀消化率在500 μm時達到最好。Wondra等［30］對生長育肥豬的研究同樣表明隨粒度降低，顆粒均勻性的提高，DM、蛋白質和能量消化率均有不同程度的提高。本試驗研究結果表明:豆粕粉碎粒度的減小可提高仔豬的蛋白質、能量消化率和仔豬消化能，其原因可能是細粉碎加工提高了飼料顆粒的數量，并且通過增加與消化酶接觸的有效面積提高了消化酶的活性，從而促進豆粕的消化吸收。但也有研究得出不同的結論。Mavromichalis等［31］將小麥粉碎至不同粒度(1 300、600、400 μm)后配制日糧，以粉料形式飼喂斷奶仔豬(21d，5.7 kg)，在試驗第 6 d 和 31 d，飼糧干物質和氮表觀消化率均沒有顯著差異。Fastinger等［32］報道，隨飼糧中豆粕粒度的降低(900、600、300、150 μm)，生長豬(28 kg)對能量的表觀消化率有增加的趨勢，但差異不顯著。本試驗結果同樣發現豆粕粉碎粒度的變化對干物質和有機物質的消化率無影響。這可能與選擇的原料種類及仔豬體重及飼養環境有關。

飼料通過粉碎降低飼料粒度，提高飼料的利用率。但飼料粉碎粒度也并非越細越好。粉碎過細會加重腸角質化和損害的程度。Wondra等［33］對母豬的飼喂粉碎粒度從1 200 μm降到400 μm的玉米，結果表明:豬的胃腸潰瘍程度有加劇趨勢。這表明粉碎粒度太小也不利于對豬的消化吸收。

4 結論

豆粕粒度減小，粉狀配合飼料混合均勻度提高，顆粒料的硬度、穩定度(PDI)明顯提高，但對含粉率無影響。隨豆粕粒度的減小，粉碎過程中生產效率明顯降低，單位產量電耗明顯增加，但對制粒過程影響不大;降低豆粕粉碎粒度，可顯著提高仔豬蛋白質消化率、能量消化率，但對干物質消化率和有機物質消化率無影響。綜合粒度對飼料物理指標、生產成本及對仔豬消化率的進行評定，540 μm為仔豬顆粒料中豆粕的最適粉碎粒度，即1.5 mm篩孔孔徑為粉碎豆粕的最佳篩片孔徑。

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