曹勝雄， 王炳彥， 張 曦， 黃 偉， 孫照程，陳 瑩， 鐘興文， 孔凡虎， 華雪妃， 章雨竹， 陶琳麗

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650201；2.牟定縣新橋鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)站，云南楚雄675501）

粉碎是飼料生產(chǎn)中的重要工序之一， 是影響飼料質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)成本的重要因素。將原料進(jìn)行粉碎，能增大飼料暴露的表面積，增加飼料顆粒和消化酶的接觸，有利于動(dòng)物消化和吸收（Wondra 等，1995）。 此外，還能改善和提高配料、混合及制粒等后序工序的效率和質(zhì)量（孫啟波，2014）。目前國(guó)內(nèi)采用較多的是錘片式粉碎機(jī) （秦永林，2009）。 錘片式粉碎機(jī)采用以擊碎為主的粉碎方式， 利用粉碎室內(nèi)高速回轉(zhuǎn)的錘片對(duì)飼料撞擊使其破碎，在粉碎過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的細(xì)顆粒，產(chǎn)品粒度的一致性較差； 對(duì)輥式粉碎機(jī)主要采用鋸切碎的方式， 利用表面有齒的軋輥以不同的轉(zhuǎn)速相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)物料顆粒進(jìn)行鋸切而使其碎裂，產(chǎn)生的細(xì)粉很少， 產(chǎn)品粒度的均勻性較高（Mcellhiney，1996）。

粉碎方式會(huì)對(duì)畜禽生產(chǎn)性能和飼料利用率產(chǎn)生影響，但研究結(jié)果并不一致。 Wondra 等（1995）研究結(jié)果顯示， 提高粉碎粒度的均勻性或使用對(duì)輥式粉碎機(jī)粉碎飼料能增強(qiáng)飼糧養(yǎng)分消化率，減少對(duì)胃形態(tài)的不良影響，從而改善動(dòng)物生產(chǎn)性能。Hafeez 等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，粉碎方式會(huì)對(duì)礦物質(zhì)和微量元素的消化率產(chǎn)生顯著影響， 對(duì)輥式粉碎機(jī)生產(chǎn)的飼料中鎂、鋅、銅、鐵的表觀回腸吸收率及鐵和銅的表觀總消化率均顯著高于錘片式粉碎機(jī)處理組， 但對(duì)雞蛋中礦物質(zhì)含量并沒(méi)有顯著影響；粉碎方式還會(huì)影響采食量、飼料轉(zhuǎn)化系數(shù)和體增重， 但對(duì)蛋品質(zhì)的影響并不顯著 （Hafeez 等，2016）。 然而，Ruhnke 等（2015）試驗(yàn)表明，粉碎方式對(duì)蛋雞的體重、采食量、每周增重、蛋重、產(chǎn)蛋性能和飼料轉(zhuǎn)化效率均沒(méi)有顯著影響。 Ivan 等（2010）指出，錘片式粉碎機(jī)或?qū)伿椒鬯闄C(jī)粉碎的小麥不會(huì)對(duì)豬的生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響。 Rohe 等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，粉碎方式對(duì)蛋雞消化道無(wú)顯著影響。Laurinen 等（2000）研究結(jié)果顯示，粉碎機(jī)類型不會(huì)對(duì)豬的采食量、 生產(chǎn)性能和胴體品質(zhì)產(chǎn)生影響， 也不會(huì)對(duì)大麥和小麥的干物質(zhì)消化率產(chǎn)生影響。

小麥?zhǔn)俏覈?guó)第三大糧食作物，其產(chǎn)量大，粗蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量高，是優(yōu)質(zhì)的能量飼料來(lái)源。小麥粗脂肪含量較低， 采用小麥飼喂動(dòng)物能增加體脂硬度，提高胴體品質(zhì)。此外，小麥所含淀粉較軟，且具黏性，有利于制粒（馬尹鵬，2016）。 采用小麥替代部分玉米，能緩解玉米資源壓力、改善畜禽品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本。近年來(lái)，隨著飼料工業(yè)的發(fā)展，加工成本不斷上升，飼料廠規(guī)模不斷擴(kuò)大，用對(duì)輥式粉碎機(jī)取代或與錘片式粉碎機(jī)組合使用已成趨勢(shì)（曹康，2003）。此外，關(guān)于粉碎方式的影響，目前的研究主要集中在對(duì)畜禽生產(chǎn)性能、 飼料利用率等方面，在其對(duì)粒度分布的研究較少。 為此，本試驗(yàn)選取錘片式粉碎機(jī)為對(duì)照組， 研究對(duì)輥式粉碎機(jī)軋輥間隙0.2、0.4、0.6 mm 條件下， 粉碎方式對(duì)小麥粉碎粒度及粒度分布的影響， 以期為對(duì)輥式粉碎機(jī)在飼料粉碎中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料 試驗(yàn)采用的小麥購(gòu)于西爾南飼料公司，水分含量11%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備 錘片式粉碎機(jī)（河南省滎陽(yáng)市三張機(jī)廠215 型；錘片末端線速度，50 m/s；錘篩間隙，6 mm；錘片厚度，3 mm；篩片孔徑，2 mm）、對(duì)輥式粉碎機(jī)（由漯河孟南面粉機(jī)制造廠2235 磨粉機(jī)拆除篩分裝置改制而成；快輥表面線速度，6 m/s；慢輥與快輥速比，1∶2.5； 齒數(shù)，12 齒/英寸）、BT-2900 動(dòng)態(tài)圖像顆粒分析系統(tǒng)（丹東百特儀器有限公司）、 變頻器 （矢量通用型AC70-T3-R75G/1R5P， 蘇州偉創(chuàng)電氣設(shè)備技術(shù)有限公司）、 轉(zhuǎn)速表、厚薄規(guī)、臺(tái)秤等。

1.3 樣品采集 對(duì)照組小麥采用錘片式粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎； 試驗(yàn)組小麥采用對(duì)輥式粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，軋輥間隙分別為0.2、0.4、0.6 mm。 將粉碎后的物料混合均勻，采用四分法取樣供粒度分析用。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法 采用BT-2900 動(dòng)態(tài)圖像顆粒分析系統(tǒng)測(cè)定樣品最大粒徑、平均圓形度、平均比表面積，并結(jié)合十五層篩法（GB 6971-86 飼料粉碎機(jī)實(shí)驗(yàn)方法）測(cè)定各篩分區(qū)間樣品含量，并計(jì)算重量幾何平均粒徑（dgw）和重量幾何標(biāo)準(zhǔn)差（Sgw），公式如下。 其中，采用重量幾何平均粒徑反映粉碎產(chǎn)品的粒度大??；采用重量幾何標(biāo)準(zhǔn)差，以及物料在各篩分區(qū)間的積累情況反映產(chǎn)品的均勻程度和分布情況； 采用平均圓形度反映產(chǎn)品的顆粒形狀。 圓形度是指與顆粒面積相等的圓的周長(zhǎng)與顆粒的實(shí)際周長(zhǎng)的比值。 圓形度越接近1，表明顆粒越趨近于圓形。

儀器標(biāo)定及參數(shù)設(shè)置參照王鵬等（2018）的方法進(jìn)行操作。

式中：di為第i 層篩孔尺寸，μm；di+1為比i 層篩孔大的相鄰篩子的篩孔直徑，μm；為第i 層篩上物的幾何平均直徑，，μm；Wi為第i 層篩子上物料的質(zhì)量，g。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 23.0 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析， 處理間均值的差異采用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較。 結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，以P ＜0.05 作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 粉碎方式對(duì)小麥粉碎粒度及均勻度的影響由表1 可以看出， 粉碎方式會(huì)對(duì)小麥粉碎產(chǎn)品的粉碎粒度及產(chǎn)品粒度的一致性產(chǎn)生影響。 軋輥間隙為0.6 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的粉碎粒度比錘片式粉碎機(jī)組大280 μm（P ＜0.05），而均勻度顯著低于錘片式粉碎機(jī)組（P ＜0.05）；軋輥間隙為0.4 mm 時(shí)，兩種粉碎機(jī)粉碎產(chǎn)品的粒度及均勻度均沒(méi)有顯著差異（P ＞0.05）； 軋輥間隙為0.2 mm時(shí)， 對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的粉碎粒度與錘片式粉碎機(jī)組一致（P ＞0.05），但產(chǎn)品粒度的均勻性顯著高于錘片式粉碎機(jī)組（P ＜0.05）。

2.2 粉碎方式對(duì)小麥粒度及粒形的影響 由表2可以看出， 粉碎方式會(huì)影響小麥粉碎產(chǎn)品的最大粒徑、 顆粒形狀和平均比表面積。 軋輥間隙為0.6 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的最大粒徑高于錘片式粉碎機(jī)組約1000 μm（P ＜0.05），平均比表面積顯著低于錘片式粉碎機(jī)組（P ＜0.05），兩組樣品的平均圓形度沒(méi)有顯著差異（P ＞0.05）；軋輥間隙為0.4 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的最大粒徑比錘片式粉碎機(jī)組大850 μm 左右（P ＜0.05），而平均圓形度和平均比表面積在兩組間的差異不顯著（P ＞0.05）；軋輥間隙為0.2 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的平均比表面積顯著高于錘片式粉碎機(jī)組（P ＜0.05）,平均圓形度顯著低于錘片式粉碎機(jī)組（P ＜0.05）， 兩組樣品的最大粒徑無(wú)顯著差異（P ＞0.05）。

表1 粉碎方式對(duì)小麥dgw 和Sgw 的影響μm

表2 粉碎方式對(duì)小麥粒度、粒形的影響

2.3 粉碎方式對(duì)小麥粒度分布的影響 由表3可以看出， 小麥粉碎產(chǎn)品在各篩分區(qū)間的分布情況會(huì)受粉碎方式的影響。在本試驗(yàn)條件下，錘片式粉碎機(jī)組與對(duì)輥式粉碎機(jī)0.4 mm 軋距組樣品在15 個(gè)篩分區(qū)間累積含量沒(méi)有顯著差異 （P ＞0.05），兩種樣品的粒度分布基本一致。 在軋輥間隙為0.2 mm 時(shí)， 對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品為425 ～850 μm 的累積含量比錘片式粉碎機(jī)組多8.18%（P ＜0.05），在53 ～75 μm 和1180 ～2360 μm 的累積含量分別比錘片式粉碎機(jī)組低0.04%和9.54%（P ＜0.05），在其余區(qū)間的含量沒(méi)有顯著差異（P ＞0.05）。 軋輥間隙為0.6 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品為1180 ～2360 μm 累積含量比錘片式粉碎機(jī)組高10.3%（P ＜0.05），而在53 ～75 μm和425 ～850 μm 累積含量分別比錘片式粉碎機(jī)低0.14%和9.37%（P ＜0.05），在其余區(qū)間的含量沒(méi)有顯著差異（P ＞0.05）。 此外， 除輥式粉碎機(jī)0.6 mm 軋距組約有2.59% 3350 ～4750 μm 的樣品外，其余各組樣品的粒度均低于3350 μm。

3 討論

本試驗(yàn)采用重量幾何平均粒徑、 重量幾何標(biāo)準(zhǔn)差、平均圓形度、平均比表面積等指標(biāo)探究粉碎方式對(duì)小麥粉碎粒度及其分布的影響。 飼料粉碎是克服原料顆粒質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力作用而形成新表面的過(guò)程， 即靠機(jī)械力將飼料顆粒由大塊破碎成小塊。 Rojas 等（2016）指出，粉碎增大了產(chǎn)品顆粒的比表面積，增加和消化酶的接觸，從而提高淀粉的消化率，提高原料的代謝能，隨著谷物粉碎粒度的降低， 養(yǎng)分利用率和動(dòng)物性能會(huì)呈現(xiàn)出線性增加的趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著小麥粉碎粒度的減小，樣品的平均比表面積呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，與前人研究結(jié)果一致。 Ruhnke 等（2015）認(rèn)為，粉碎方式會(huì)影響粉碎粒度和顆粒形狀，Koch 等（2002）也指出，粉碎方式會(huì)影響產(chǎn)品顆粒形狀，對(duì)輥式粉碎機(jī)粉碎產(chǎn)物多為不規(guī)則、 立方的或矩形的顆粒，Amerah 等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，錘片式粉碎機(jī)則產(chǎn)生了更多細(xì)小的球形顆粒，出現(xiàn)過(guò)度粉碎現(xiàn)象，產(chǎn)品均勻度較差。在本試驗(yàn)條件下，錘片式粉碎機(jī)組與對(duì)輥式粉碎機(jī)0.4、0.6 mm 軋距組樣品的平均圓形度均沒(méi)有顯著差異，且都小于對(duì)輥式粉碎機(jī)0.2 mm 組。 該結(jié)果與前人研究結(jié)果存在差異，這可能是因?yàn)榉鬯闄C(jī)參數(shù)設(shè)置不同所導(dǎo)致的。 輥式粉碎機(jī)通過(guò)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥將物料鋸切使其破碎，Gebhardt 等（2018）指出降低對(duì)輥式粉碎機(jī)的軋輥間隙能降低粉碎粒度。 在本試驗(yàn)中， 對(duì)輥式粉碎機(jī)軋輥間隙的減小， 改變了物料在粉碎過(guò)程中的受力程度， 在降低小麥粉碎粒度的同時(shí)產(chǎn)生更多粒度一致的細(xì)小顆粒，導(dǎo)致這種差異的出現(xiàn)。由試驗(yàn)結(jié)果可知，粉碎方式會(huì)對(duì)顆粒形狀產(chǎn)生影響，但該影響也會(huì)受到粉碎機(jī)參數(shù)設(shè)置的限制。

表3 粉碎方式對(duì)小麥粒度分布的影響%

Bonilla 等 （2014）、Amerah 等（2007）、Svihus等（2004）認(rèn)為，對(duì)輥式粉碎機(jī)產(chǎn)物粒度的均勻性優(yōu)于錘片式粉碎機(jī)。 在本試驗(yàn)條件下，錘片式粉碎機(jī)組樣品粒度的一致性優(yōu)于對(duì)輥式粉碎機(jī)0.6 mm 軋距組，與對(duì)輥式粉碎機(jī)0.4 mm 軋距組一致，差于對(duì)輥式粉碎機(jī)0.2 mm 軋距組，該趨勢(shì)與前人研究存在差異。 造成這種差異的原因，可能是由于對(duì)輥式粉碎機(jī)軋距不同所造成的。此外，由試驗(yàn)結(jié)果可知，軋距0.6 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的重量幾何平均粒徑和重量幾何標(biāo)準(zhǔn)差顯著高于錘片式粉碎機(jī)組； 軋距0.4 mm時(shí)，兩組中兩個(gè)指標(biāo)均無(wú)顯著差異；軋距0.2 mm時(shí)， 對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的重量幾何平均粒徑低于錘片式粉碎機(jī)組，雖然差異不顯著，但也出現(xiàn)了重量幾何標(biāo)準(zhǔn)差顯著降低的趨勢(shì)。 同時(shí)，結(jié)合各組樣品在15 個(gè)篩分區(qū)間的分布情況可以看出，對(duì)輥式粉碎機(jī)0.4 mm 組與錘片式粉碎機(jī)組樣品粒度的分布情況沒(méi)有顯著差異； 在300 ～850 μm 時(shí)， 錘片式粉碎機(jī)組和對(duì)輥式粉碎機(jī)0.4 mm 組樣品的含量均約為55%， 對(duì)輥式粉碎機(jī)0.2 mm 組在該區(qū)間的含量約為65%，0.6 mm組約為41%。 出現(xiàn)這種差異的原因可能是由于物料的粉碎粒度隨著輥式粉碎機(jī)軋輥間隙的減小而降低， 在粉碎粒度降低的過(guò)程中產(chǎn)生了較多粒徑一致的細(xì)粉， 該過(guò)程必然伴隨著粒度均勻性的增加，這與Gebhardt 等（2018）和Ganeson等（2008）的觀點(diǎn)一致。 而本試驗(yàn)結(jié)果顯示，選用適當(dāng)?shù)能堓侀g隙， 對(duì)輥式粉碎機(jī)一次粉碎的產(chǎn)品在粒度及粒度分布方面也能達(dá)到錘片式粉碎機(jī)的粉碎效果。

4 結(jié)論

粉碎方式會(huì)對(duì)小麥的粉碎粒度和粒度分布產(chǎn)生影響。在本試驗(yàn)條件下，軋輥間隙為0.2 mm 時(shí)，對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品均勻性優(yōu)于錘片式粉碎機(jī)組，而粉碎粒度差異不顯著；軋輥間隙為0.4 mm時(shí)， 對(duì)輥式粉碎機(jī)組與錘片式粉碎機(jī)組樣品的粒度及粒度分布沒(méi)有顯著差異；軋輥間隙為0.6 mm時(shí)， 對(duì)輥式粉碎機(jī)組樣品的粉碎粒度高于錘片式粉碎機(jī)組，但均勻度較差。