任海輪,杜海濤,徐治國,張志強,吳 甜(新民金泰揚翔農牧有限責任公司 110000)
原料粉碎是飼料加工的第一步, 也是必不可少的工藝,在整體飼料加工流程中占到50%~60%,粉碎即通過不同規格的粉碎機篩片將顆粒較大的飼料原料粉碎成顆粒較小的原料, 從而改變了飼料的物理形態,以便于后續過程的加工;同時粉碎后的飼料原料,其表面積增大,當豬采食時,增加了飼料與消化酶的接觸幾率,從而使飼料的消化利用率更高,為提高動物生長性能奠定基礎[1]。
大部分的飼料原料中所含的生淀粉不易被動物所消化吸收,且其粘合力較差,不利于后續制粒,但是淀粉糊化后更容易被消化吸收,而飼料原料中淀粉分子一般都被蛋白質、脂肪等所包裹, 使淀粉糊化增加一定難度。 經過粉碎后的原料外皮被破壞,顆粒變小,淀粉糊化變的容易,粉碎粒度越小,表面積越大,糊化度就越高,但粉碎粒度并不是越小越好,粒度太小可能導致營養物質不能被完全消化利用,粉碎粒度過大,也會降低飼料營養成分的穩定性,在實際生產過程中,粉碎顆粒的大小與生產的能耗成正比, 因此在綜合考慮效益比的前提下,原料粉碎處理根據飼料品種及特性選擇一定的尺寸范圍, 不同飼料廠會根據自己的飼喂對象的及實際生產情況制定不同的粉碎驗收標準[2]。 適宜的粉碎粒度不僅可以提高飼料營養品質, 同時提高營養物質的消化率,而且有利于縮短飼料的混合、調質、制粒及膨化時間,保證飼料的顆粒均勻度。 同時原料粉碎以后由于飼料顆粒變小,食糜流動性得以改善,從而提高消化酶對食糜的消化,進而提高飼料的消化率[3]。
配料時,所有原料粉碎完成之后,全部投入待配料倉,之后技術人員按照配方標準設置技術參數, 分別將所需的原料投入到投料稱中, 待所有原料到達設定值之后, 統一投入待混合倉中,進行混勻,同時邊混勻邊添加水和油脂。 在配料混合階段,配料稱的誤差及變異系數均有要求,根據實際生產,需在規定誤差范圍之內。 生產人員需定期校準投料設備、投料稱等,降低因設備所造成的的誤差, 同時投料過程中也要經常檢查投料是否準確或完全,稱內是否有頂稱現象等,確保配料準確。
膨化即在膨化機的高溫擠壓腔內,通過連續的攪拌、加熱、擠壓出模孔后,被細化成一種疏松多孔的飼料,期間也會伴隨淀粉糊化、酶和微生物的失活、蛋白質變性等物理或化學變化,不僅能增加飼料的水分含量,同時也能提高飼料的適口性,增加了飼料的利用率[4]。 例如在生產仔豬飼料時,所需的玉米、大豆等需要先進行膨化處理, 譚千容的研究表明, 大豆中含有大量的脲酶、胰蛋白酶抑制因子和血球凝集素等抗營養因子,導致其中的營養成分不易被仔豬吸收,而大豆經過膨化處理,破壞了抗營養分子,提高了仔豬對其營養的吸收利用[5]。 膨化是飼料加工過程中十分重要的技術手段,一般分為兩種加工方式:干膨化法和濕膨化法,而目前一般是以擠出膨化為主。
3.2.1 調質
飼料的調質是顆粒飼料制粒工藝前的一道工序, 也是影響飼料營養品質的重要因素之一,因調質是通過加入飽和水蒸汽,在濕熱和壓力的作用下對混合后的飼料進行處理, 通過蒸汽對物料的浸潤,有利于后續制粒,提高飼料顆粒的加工質量。
在調質過程中,由于溫度較高,通常會發生淀粉糊化、蛋白質變性等一系列化學反應,因此,溫度的掌握對飼料品質十分關鍵,如果溫度過高將會殺死飼料中益生菌等熱敏物質,以及使維生素等營養物質變性;如果溫度過低,又會導致顆粒飼料中的細菌物質將會滅菌不徹底,從而導致顆粒飼料生產的質量不合格,因此調質質量十分關鍵[6]。 調質的蒸汽質量、調質溫度、時間均會影響調質質量。
3.2.1.1 蒸汽質量:調質時會伴隨加入蒸汽,一般加干飽和蒸汽,且所提供的蒸汽應保持穩定壓力。 加入蒸汽的量也要適中,蒸汽量過多會導致物料糊化程度較高,物料過于松軟,易堵塞模孔;蒸汽量不足會使物料糊化度不足,飼料最終難于成形,因此,一般按物料的5%來計算所需的蒸汽量(包括糖蜜或油脂加熱所用的蒸汽),同時也與調質溫度有關。
3.2.1.2 調質溫度: 物料調質溫度的高低與淀粉糊化和蛋白質的變性程度有直接關系,因此,調質溫度對飼料中營養成分的消化利用有所影響。 通常情況下,淀粉的糊化度與調質溫度呈正比,溫度越高,糊化度越高,但溫度過高易發生美拉德反應,導致酶制劑及維生素的失活, 且維生素在飼料加工過程中也損失較為嚴重,如調質溫度、蒸汽壓力、制粒溫度及制粒壓力對維生素的活性都有明顯影響。
同時,飼料在高溫、濕熱的條件下處理,對不飽和脂肪酸的穩定性也有一定的影響,隨著調質溫度升高,飼料中不飽和脂肪酸發生氧化分解,不飽和脂肪酸含量降低。 李鳳梅等研究表明,在仔豬日糧中添加多不飽和脂肪酸可以略微提高斷奶仔豬的生長發育水平,降低料肉比,提高機體免疫力,減少疾病的發生[7]。一般飼料廠的調質溫度保持在65℃~90℃,具體溫度根據不同飼料品種特性而定。
但目前,北方飼料廠遇到的普遍問題是,冬季溫度較低,通常是零下,造成水蒸汽飽和度不夠,導致達不到設定調質溫度,因此會造成飼料中水分較高, 而水分會影響飼料成品中其他營養成分,造成最后飼料成品中某些營養指標不合格,因此,北方飼料廠尤其在冬季,如果飼料成品不合格率增加,在排查掉機械故障(稱不準、漏料等)等情況后,需考慮是否為調質溫度的影響。
3.2.1.3 調質時間:在一定的時間范圍內,調質時間越長,物料熟化度越好,淀粉糊化度越高,制粒效果好,成品質量也就越高。 因此,調質時間是影響顆粒質量的主要因素,一般調質時間在3~15 分鐘左右,具體時間根據調質溫度而定,溫度越高,時間越少。
3.2.2 制粒冷卻
飼料調質完成之后,隨即進入制粒階段,制粒過程是將調質后的粉料強制通過環模擠壓制成顆粒飼料的過程。 飼料品種不同,環模規格要求不同,實際生產根據要求更換不同環模,制粒之后進入冷卻塔冷卻即可。
在制粒過程中,環模規格和制粒溫度至關重要,環模長徑比直接影響飼料營養品質及消化率,唐彥杰研究表明,選用較小的環模長徑比可以較大程度提高玉米淀粉糊化度, 增加了飼料的適口性以及提高其生產效益[8]。 制粒溫度是提高飼料營養品質的關鍵因素,在制粒機的摩擦擠壓作用下,使得飼料的溫度升高,導致飼料淀粉糊化度進一步提高, 蛋白質變性及脂肪酸充分氧化分解。 同時,制粒也會影響粗脂肪的消化率,擠壓摩擦作用破壞了飼料中脂肪細胞壁,釋放營養物質,提高脂肪吸收率[9]。
熟化并不是飼料加工中的必要流程, 一些飼料蛋白含量較高在20%以上,例如仔豬教槽料,所需乳制品含量較多,當按照常規流程,將所有配料混合調質時,如果調質溫度過高,或者時間過長,會導致飼料粘度增加,互相粘連而無法成形,嚴重影響生產及飼料品質,因此為了保證成品品質,一般會選擇先將所需大料(玉米、豆粕等)進行熟化,即首先將大料調質成顆粒之后,再與其他小料混合生產制粒。
熟化不僅針對于飼料蛋白含量較高的品種,冬季,北方飼料廠如果因為達不到調質溫度而造成成品水分含量較高, 均選擇先進行熟化,經過二次制粒后,會適當降低水分,減少水分對其他營養成分的影響。
飼料冷卻塔冷卻之后,經過分級篩,篩去碎粒、粉料及大塊的雜質,即為成品,不同飼料品種,對飼料硬度、水分等要求不同,每生產一批的成品都需要抽檢各營養指標如水分、蛋白、纖維、灰分、粗脂肪含量是否符合標準,同時也要檢測成品的物理特性如硬度、粉率、水溶性、顏色、質地等,符合生產標準之后,方可按照袋裝標準進行打包即可。
隨著近年來國家對于養殖業的大力支持, 我國飼料行業管理法規體系也在逐步完善規范。2018 年8 月3 日,非洲豬瘟首次在沈陽暴發,生豬養殖損失慘重,生豬養殖關系民生大計,飼料行業的發展是生豬養殖行業持續發展的后續動力及保障,因此,針對飼料行業的研究至關重要, 本文旨在重新梳理豬全價顆粒料的整體生產流程,為中國飼料行業的發展研究提供基礎。