梁 明 楊在賓 楊維仁 姜淑貞 張桂國(guó) 李 進(jìn)

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)1，泰安 271018)

(山東龍盛農(nóng)牧集團(tuán)2，臨沂 276000)

飼料的最適粉碎粒度指使飼養(yǎng)動(dòng)物對(duì)飼料具有最大利用率或獲得最佳生產(chǎn)性能且不影響動(dòng)物健康，經(jīng)濟(jì)上又合算的質(zhì)量幾何平均粒度［1］。適當(dāng)?shù)姆鬯槔谠铣煞只旌暇鶆颍阌陬w粒飼料的制作，提高制粒的效率和顆粒質(zhì)量［2－3］，提高養(yǎng)分的消化利用率，改善飼料報(bào)酬。但過(guò)度粉碎會(huì)降低粉碎生產(chǎn)效率，且易造成物料流動(dòng)不暢甚至形成結(jié)拱，影響正常生產(chǎn)。因此，探求飼料的最適粉碎粒度越來(lái)越為科學(xué)家們及企業(yè)關(guān)注。

目前，關(guān)于不同動(dòng)物飼料的最適粉碎粒度的系統(tǒng)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(zhì)量、生產(chǎn)成本、及營(yíng)養(yǎng)利用率等多方面綜合評(píng)定豆粕在仔豬顆粒料中最適粉碎粒度的研究幾乎沒(méi)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(jīng)濟(jì)效益，指導(dǎo)畜禽顆粒飼料的生產(chǎn)、節(jié)能減排提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1.1 豆粕粉碎粒度對(duì)仔豬顆粒飼料質(zhì)量及生產(chǎn)成本的研究

試驗(yàn)選用直徑為 1.0、1.5、1.5+2.0、2.0 mm 的篩片對(duì)豆粕進(jìn)行粉碎，然后參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 65—2004)，配料、混合，用壓縮比 1∶6、環(huán)模孔徑3.2 mm的環(huán)模加工仔豬顆粒飼料。具體飼糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平(見(jiàn)表1)。在粉碎機(jī)和制粒機(jī)進(jìn)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(biāo)號(hào)待用。整個(gè)試驗(yàn)流程做3次重復(fù)。粉碎和制粒過(guò)程中記錄生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)量及耗電量，用于計(jì)算生產(chǎn)效率及單位產(chǎn)量電耗。

1.1.2 豆粕粉碎粒度對(duì)仔豬養(yǎng)分消化率的研究

選取體重基本一致的(18.5±0.7)kg的“杜 ×長(zhǎng)×大”仔豬16頭，隨機(jī)分為4個(gè)處理組，每個(gè)處理組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭。單籠飼養(yǎng)，定量飼喂，自由飲水。消化試驗(yàn)分預(yù)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(duì)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(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))/%

試驗(yàn)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(yù)飼期6 d，試驗(yàn)期6 d。

1.2 試驗(yàn)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(jī):廣州天地實(shí)業(yè)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(jī):廣州天地實(shí)業(yè)有限公司;TDZL－420型制粒機(jī):廣州天地實(shí)業(yè)有限公司;"200×25標(biāo)準(zhǔn)篩一套:新鄉(xiāng)市康達(dá)機(jī)械有限公司;頂擊式振篩機(jī):浙江上虞五金紗織篩廠;GWJ－1型谷物硬度計(jì):浙江圖譜儀器有限公司。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)

1.3.1 物理指標(biāo)

水分按GB/T 6435—2006進(jìn)行。

粒度按照國(guó)標(biāo)《飼料粉碎機(jī)試驗(yàn)方法》(GB 6971—1986)進(jìn)行。

混合均勻度按GB 5918—1997進(jìn)行。

含粉率按 GB/T 16765—1997進(jìn)行;穩(wěn)定度(PDI)管式測(cè)定法測(cè)定;硬度按谷物硬度計(jì)測(cè)定［4］。

1.3.2 粉碎成本和制粒成本

豆粕粉碎加工過(guò)程和仔豬顆粒料制粒過(guò)程中記錄時(shí)間(h)、耗電量(kw·h)，粉碎產(chǎn)量(t)，計(jì)算粉碎和制粒生產(chǎn)效率(t/h)和單位產(chǎn)量電耗(kw·h/t)。

(粉碎/制粒)生產(chǎn)效率 =(粉碎/制粒)產(chǎn)量/(粉碎/制粒)時(shí)間

(粉碎/制粒)單位產(chǎn)量電耗=(粉碎/制粒)產(chǎn)量/(粉碎/制粒)耗電量

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

1.3.3 養(yǎng)分消化率

采用楊勝［5］的方法測(cè)定飼料及糞樣中的干物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、粗蛋白含量及所含能量，計(jì)算干物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、粗蛋白及能量的消化率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件中的ANOVA過(guò)程進(jìn)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(yàn)［6］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同篩孔孔徑的篩片組合對(duì)粒度的影響

試驗(yàn)選擇的錘片粉碎機(jī)需要兩片篩片組成，通過(guò)不同篩孔孔徑的篩片組合進(jìn)行對(duì)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(zhì)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(zhì)量幾何標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量幾何平均粒徑(dgw)增大而質(zhì)量幾何標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(gè)主要因素，對(duì)顆粒料物理質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在顆粒飼料的硬度、含粉率和穩(wěn)定度(PDI)3個(gè)方面。

表2 粒度的測(cè)定

表3 豆粕粒度與粉料混合均勻度、顆粒料物理指標(biāo)

2.2.1 豆粕粒度對(duì)混合均勻度的影響

為確保飼料的質(zhì)量、動(dòng)物攝取均衡的營(yíng)養(yǎng)，飼料必須進(jìn)行充分混合，達(dá)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(yàn)對(duì)不同粒度豆粕基礎(chǔ)的粉料的混合均勻度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)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(shù)(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(shí)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(duì)顆粒料物理性狀的影響

試驗(yàn)從顆粒料的硬度、含粉率和穩(wěn)定度(PDI)3個(gè)方面對(duì)粒度對(duì)顆粒料的影響進(jìn)行評(píng)定，結(jié)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(xiàn)一次線性或二次曲線提高趨勢(shì)(P＜0.05)。試驗(yàn)中粒度的差異對(duì)顆粒料的含粉率無(wú)影響(P＞0.05)。450 μm粒度組的穩(wěn)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(wěn)定度(PDI)并沒(méi)有出現(xiàn)明顯差異(P＞0.05)。

2.2.3 豆粕粒度對(duì)生產(chǎn)成本的影響

試驗(yàn)通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)跟蹤記錄、分析、整理得到關(guān)于豆粕粉碎粒度對(duì)仔豬顆粒配合飼料加工成本影響數(shù)據(jù)如表4。

原料的粒度越大粉碎過(guò)程中粉碎機(jī)的生產(chǎn)率越高、單位產(chǎn)量耗電越低，但在加工顆粒料時(shí)會(huì)降低制粒機(jī)的生產(chǎn)率，提高單位產(chǎn)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(chǎn)效率均差異顯著(P＜0.05)，但對(duì)于制粒過(guò)程生產(chǎn)效率卻沒(méi)有影響(P＞0.05)。粒度增大粉碎單位產(chǎn)量電耗明顯降低，450 μm粒度組電耗相對(duì)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(chǎn)量電耗呈現(xiàn)與粉碎單位產(chǎn)量電耗隨粒度變化率一致，450 μm粒度組綜合單位產(chǎn)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(duì)仔豬養(yǎng)分消化率的影響

豆粕粉碎粒度對(duì)仔豬養(yǎng)分消化率的影響見(jiàn)表5。由表5可以看出豆粕粉碎粒度的變化對(duì)顆粒料的干物質(zhì)消化率、有機(jī)物質(zhì)消化率均沒(méi)有效果(P＞0.05)，但對(duì)蛋白質(zhì)消化率、能量消化率影響明顯(P＜0.05)。粒度為450 μm蛋白質(zhì)消化率最高，要比540、683、827 μm 粒度組蛋白質(zhì)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(duì)于450 μm能量消化率降低了 2.44%、3.26%。

表4 豆粕粒度對(duì)生產(chǎn)成本的影響

表5 豆粕粒度對(duì)仔豬養(yǎng)分消化率的影響

3 討論

3.1 篩片篩孔孔徑對(duì)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?。?］。一般表示方法主要有錘片粉碎機(jī)篩片篩孔直徑法、算術(shù)平均粒徑法、粒度模數(shù)與均勻度模數(shù)法、篩上殘留物百分?jǐn)?shù)法、對(duì)數(shù)幾何平均粒徑法(十四層篩法)［10］等，其中主要測(cè)定方法為十四層篩分法，該法的優(yōu)點(diǎn)是既可以準(zhǔn)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(chǎn)品的粉碎粒度主要靠調(diào)整錘片粉碎機(jī)篩片的參數(shù)控制，這些參數(shù)主要包括篩子直徑、開(kāi)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(huì)明顯的影響粒度的大?。?3］。王衛(wèi)國(guó)等［14－15］對(duì)玉米、豆粕等7種原料進(jìn)行粉碎試驗(yàn)，結(jié)果顯示粉碎篩片篩孔孔徑與同一種原料的粉碎物的質(zhì)量幾何平均粒徑隨篩孔孔徑減小而減小，并呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。粉碎物的粒度的幾何標(biāo)準(zhǔn)差隨篩片孔徑減小和粉碎粒度降低而減小。本試驗(yàn)再次驗(yàn)證了飼料粒度和幾何標(biāo)準(zhǔn)差與篩孔孔徑的變化關(guān)系，但篩孔孔徑的變化對(duì)粉料的粒度和幾何標(biāo)準(zhǔn)差沒(méi)有影響，這可能是因?yàn)槎蛊稍谂浜巷暳系闹信浔缺壤鄬?duì)較小。

3.2 豆粕粒度對(duì)粉料和顆粒料物理性質(zhì)的影響

3.2.1 豆粕粒度對(duì)混合均勻度的影響

在衡量飼料產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定中，產(chǎn)品的混合均勻度是一個(gè)很重要的指標(biāo)。飼料混合的均勻度直接影響著飼料的質(zhì)量。對(duì)豬而言，將直接影響其生產(chǎn)性能.進(jìn)而影響生豬養(yǎng)殖的總體經(jīng)濟(jì)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(jìn)行測(cè)試與試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)混合物料的平均粒徑越小，顆粒大小越均勻，而混合所能達(dá)到的混合均勻度則越高，產(chǎn)品質(zhì)量越好，且在其后的輸送、貯存過(guò)程中越不容易產(chǎn)生分級(jí)現(xiàn)象。本試驗(yàn)結(jié)果與前人基本一致:隨粒度的增大，幾何標(biāo)準(zhǔn)差的減小，產(chǎn)品的混合均勻度越好，且之間具有線性關(guān)系(P＜0.01)，但所有產(chǎn)品CV≤10%屬于允許范圍。

3.2.2 豆粕粒度對(duì)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(dá)到近似的塑性體。進(jìn)人?？浊暗娘暳鲜欠癯蔀樗苄泽w，對(duì)制粒的產(chǎn)量、質(zhì)量起決定性作用。

一般情況下原料被粉碎的越細(xì)，越有利于調(diào)質(zhì)處理，制粒質(zhì)量越高［18］。因?yàn)樵戏鬯榱６容^細(xì)，則表面積比較大，可獲得較好的調(diào)質(zhì)效果，熱變形和糊化充分，同時(shí)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(wěn)定度高，顆粒質(zhì)量好。反之熱和水分的傳遞速度較慢，熟化的速率適應(yīng)不了制粒的要求，從而導(dǎo)致制成的顆粒硬度、穩(wěn)定度低，較易破碎，含粉率高［19］。Angulo 等［20］研究表明顆粒穩(wěn)定度與飼料原料的粉碎粒度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，因?yàn)樾☆w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(yàn)得到結(jié)果表明:豆粕的粉碎粒度的變化對(duì)顆粒料的含粉率、穩(wěn)定度沒(méi)有影響。Reece 等［22］，Koch［23］也得到過(guò)類似的結(jié)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(yàn)結(jié)果一致，另外還發(fā)現(xiàn)粒度與硬度之間存在線性關(guān)系。

3.3 豆粕粒度對(duì)生產(chǎn)成本的影響

原料粉碎粒度越細(xì)，粉碎電耗較高，生產(chǎn)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(diào)質(zhì)易制粒成形。但從制粒角度來(lái)講，粉碎的粒度過(guò)細(xì)，制粒強(qiáng)度高，加蒸汽多，不留意容易易堵塞;粒度過(guò)粗，則增加環(huán)模和壓輥的磨損，制粒成形困難，造成物耗大，產(chǎn)量低，顆粒糊化效果不好，顆粒質(zhì)量也差［24］。

本試驗(yàn)結(jié)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(wèi)國(guó)等［14］對(duì)麩皮、棉粕、豆粕、玉米、菜粕五種原料分別進(jìn)行粉碎試驗(yàn)均得到一致的結(jié)果。王鐵良等［8］對(duì)玉米進(jìn)行粉碎試驗(yàn)，結(jié)果表明隨原料粉碎粒度的降低，后續(xù)工序制粒的生產(chǎn)率顯著提高;隨粉碎機(jī)篩孔孔徑增加制粒單產(chǎn)耗電量顯著提高。另有報(bào)告也報(bào)道粉碎粒度越細(xì)，產(chǎn)量越小，電耗越大，加工成本越高［25］。本試驗(yàn)得到與前人不同的結(jié)論，粒度的變化對(duì)制粒生產(chǎn)效率無(wú)影響，單位產(chǎn)量電耗僅450 μm偏低。這可能因?yàn)槲锪戏N類不同和豆粕在飼料配比中比例較少。

本試驗(yàn)還對(duì)粉碎、制粒兩過(guò)程對(duì)綜合成本進(jìn)行評(píng)定發(fā)現(xiàn)，綜合生產(chǎn)成本隨粒度的變化規(guī)律與粉碎成本變化規(guī)律一致。這可能是因?yàn)榉鬯槌杀驹谡麄€(gè)生產(chǎn)成本比例較高造成的。曾有報(bào)告中指出粉碎作業(yè)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(chǎn)車間總電耗的30% ～70%［26－27］。

3.4 豆粕粒度對(duì)仔豬消化率的影響

飼料細(xì)粉碎加工可提高家畜的生產(chǎn)性能，但過(guò)度粉碎同樣會(huì)降低飼料適口性。沈長(zhǎng)山［28］曾選用4.8 mm和3.2 mm的篩片的錘片式粉碎機(jī)加工2種不同粒度的玉米飼喂乳仔豬，試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧粒徑降低會(huì)提高飼料利用率，同時(shí)也改善干物質(zhì)、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(zhì)高粱配制飼糧，制粒后飼喂斷奶仔豬(22 d，5.3 kg)，35 d后測(cè)定氮和干物質(zhì)表觀消化率，試驗(yàn)結(jié)果表明其值隨粒度降低而呈線性增加(P＜0.01)，其干物質(zhì)表觀消化率在500 μm時(shí)達(dá)到最好。Wondra等［30］對(duì)生長(zhǎng)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(zhì)和能量消化率均有不同程度的提高。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明:豆粕粉碎粒度的減小可提高仔豬的蛋白質(zhì)、能量消化率和仔豬消化能，其原因可能是細(xì)粉碎加工提高了飼料顆粒的數(shù)量，并且通過(guò)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(jìn)豆粕的消化吸收。但也有研究得出不同的結(jié)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(yàn)第 6 d 和 31 d，飼糧干物質(zhì)和氮表觀消化率均沒(méi)有顯著差異。Fastinger等［32］報(bào)道，隨飼糧中豆粕粒度的降低(900、600、300、150 μm)，生長(zhǎng)豬(28 kg)對(duì)能量的表觀消化率有增加的趨勢(shì)，但差異不顯著。本試驗(yàn)結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)豆粕粉碎粒度的變化對(duì)干物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的消化率無(wú)影響。這可能與選擇的原料種類及仔豬體重及飼養(yǎng)環(huán)境有關(guān)。

飼料通過(guò)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(xì)越好。粉碎過(guò)細(xì)會(huì)加重腸角質(zhì)化和損害的程度。Wondra等［33］對(duì)母豬的飼喂粉碎粒度從1 200 μm降到400 μm的玉米，結(jié)果表明:豬的胃腸潰瘍程度有加劇趨勢(shì)。這表明粉碎粒度太小也不利于對(duì)豬的消化吸收。

4 結(jié)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(wěn)定度(PDI)明顯提高，但對(duì)含粉率無(wú)影響。隨豆粕粒度的減小，粉碎過(guò)程中生產(chǎn)效率明顯降低，單位產(chǎn)量電耗明顯增加，但對(duì)制粒過(guò)程影響不大;降低豆粕粉碎粒度，可顯著提高仔豬蛋白質(zhì)消化率、能量消化率，但對(duì)干物質(zhì)消化率和有機(jī)物質(zhì)消化率無(wú)影響。綜合粒度對(duì)飼料物理指標(biāo)、生產(chǎn)成本及對(duì)仔豬消化率的進(jìn)行評(píng)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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