秸稈飼料雙螺桿擠壓膨化技術研發現狀及發展趨勢

張靜

摘要：在介紹農作物秸稈成分的基礎上，探討開發秸稈飼料的重要意義。論述雙螺桿擠壓膨化技術在秸稈飼料加工領域的研究歷程、技術優勢和應用情況，展望其研究發展趨勢，為實現秸稈飼料化和提高農作物秸稈利用率提供技術參考。

關鍵詞：秸稈飼料;擠壓膨化;成分;發展趨勢

中圖分類號：S816.34? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2020）04-0049-02

隨著人均消費水平的提高，人們對畜牧產品的消費逐年遞增。畜牧業的快速發展，對飼料的需求量急劇增加，亟需開發節糧型、非糧型的飼料，有效解決我國飼料原料短缺問題。我國是農業大國，農作物秸稈資源十分豐富，將其加工處理后飼料化，除能緩解人畜爭糧的矛盾外，還能提高農作物秸稈利用率，有利于改善生態環境和實現農業可持續發展。雙螺桿擠壓膨化技術能夠使秸稈飼料具有良好的適口性和最佳的營養價值，可實現秸稈飼料營養價值最大化，是提高飼料營養價值和轉化效率的有效方法。

1 農作物秸稈的成分

我國是農業大國，農作物種類豐富，秸稈年產量約為7億t。農作物的品種不同，其秸稈的物質組成存在較大差異。農作物秸稈的粗纖維含量很高，約占30%～50%;粗蛋白質含量很低，特別是禾本科秸稈僅有3.2%～6.2%;豆科秸稈的粗蛋白質含量稍高，約為6.8%～11.1%。影響農作物秸稈飼料化利用的主要因素有飼料品質、采食性和畜牲的消化利用能力。用未經加工的秸稈飼料直接飼喂畜牲，適口性差、消化率低和營養不高，制約其在飼料化方面的開發與利用。常見農作物的秸稈成分見表1。

2 開發農作物秸稈飼料的意義

農作物秸稈是一種重要的生物質資源，然而我國有35%以上的秸稈未得到有效地開發與利用，大量農作物秸稈被隨意拋棄或露天焚燒，不僅造成資源浪費，而且污染環境。將農作物秸稈用擠壓膨化技術處理后飼養畜牲，對農作物秸稈資源化利用具有重要的戰略意義。

飼料膨化技術是處理農作物秸稈最有效的方法之一，能夠使其組織結構發生質的變化，極大改善秸稈飼料的適口性，提高家畜的采食率和消化率，且不會對環境造成污染。秸稈膨化技術改變了傳統粗放型利用秸稈切段、揉搓等窯儲養殖模式，是破解秸稈利用的世界性難題、杜絕秸稈焚燒的最佳途徑，也是秸稈飼料行業一次革命性發展。建立資源循環式農作物秸稈資源化利用技術模式，有利于打造完整的農業循環產業鏈。

3 雙螺桿擠壓膨化技術研發進程

20世紀50年代，美國開始將擠壓膨化工藝用于飼料工業研究，目的是改善秸稈飼料的外觀和適口性，提高其營養吸收率。20世紀70年代后期，擠壓膨化技術成為飼料加工行業發展速度最快的新技術之一，并很快推廣開來。80年代以來，國外雙螺桿擠壓機得到快速發展，研發應用的雙螺桿擠壓機能夠實現溫度、壓力、轉速的自動調節和數字顯示。

我國于20世紀90年代從國外引進擠壓膨化加工技術，在食品業和畜牧養殖業應用的報道較多，并在高檔飼料生產中得到廣泛應用。但膨化技術應用于農作物秸稈飼料的研究較少，且主要集中在小型單螺桿擠壓膨化研究上，進入21世紀才出現相關的研究報道。2001年，張祖立利用小型自熱式單螺桿擠壓膨化機對農作物秸稈進行膨化加工試驗，證實秸稈膨化能夠改善秸稈的理化性狀和營養成分，為提高秸稈利用率和可消化率創造了條件。

我國關于農作物秸稈雙螺桿擠壓膨化技術的研究更少，近年才有相關的技術和機具報道。2018年，嚴宇開展畜牧養殖農作物秸稈雙螺桿擠壓膨化試驗研究，分析同向嚙合雙螺桿擠壓過程的流動理論，設計一種雙螺桿構型并進行雙螺桿流場分析。此后，用水稻秸稈與玉米粉作原料，以擠壓膨化產品的外觀和膨化度為評價指標，利用設計的雙螺桿進行擠壓膨化試驗，得到稻秸稈添加量20%下的最佳工藝參數，為農作物秸稈擠壓膨化飼料加工提供理論和實際指導。相比單螺桿擠壓膨化技術，雙螺桿擠壓膨化技術具有強迫輸送物料、擠壓能力強、生產效率高、質量穩定、膨化率高、能耗低等諸多優點，在秸稈飼料加工領域的應用前景十分廣闊。

秸稈膨化飼料加工技術經過較長時間研究發展，取得了諸多有價值的研究成果，但總體來說還不夠成熟。有些加工技術比較復雜，成本也高，加之周期長、見效慢，無法適應飼料膨化的生產條件，難以得到大范圍的推廣使用。而采用單一方法處理的秸稈營養價值不高，采食量和消化率提高幅度有限。

4 結語

推廣使用秸稈膨化技術，能夠為畜牧業提供綠色生態膨化飼料，使秸稈轉化為肉、蛋、奶等資源。另外，在膨化后的秸稈中加入發酵菌生產有機肥還田，能夠克服秸稈直接還田帶來的秸稈不易腐爛、土壤透氣性差等弊端，為秸稈資源利用提供新途徑。秸稈膨化技術的開發利用涉及機械、材料、微生物等多個學科，要想取得突破性進展，必須集中資金和人力進行多學科聯合攻關，進一步提高技術的成熟度，為秸稈膨化技術大范圍應用提供技術保障。

參考文獻

[1] 朱立志.秸稈膨化后用途廣泛效果顯著[J].中國畜牧業，2016（16）：35-36.

[2] 楊凱.同向雙螺桿擠壓膨化機擠壓機理及性能分析[D].南京：南京理工大學，2013.

[3] 張祖立，朱永文，劉曉峰，等.螺桿擠壓膨化機加工農作物秸稈的試驗研究[J].沈陽農業大學學報，2001（6）：97-101.

[4] 嚴宇.面向畜牧養殖農作物秸稈雙螺桿擠壓膨化試驗研究[D].揚州：揚州大學，2018.

[5] 胡俊梅.農作物秸稈資源化利用分析[J].廣東農業科學，2010（4）：207-210.

[6] 陳帥.膨化秸稈生物發酵飼料對遼育白牛血液生化指標、免疫指標及胃腸道菌群影響[D].沈陽：沈陽農業大學，2017.