粉碎工藝對(duì)現(xiàn)代飼料加工及豬生長(zhǎng)性能的影響

■劉 宇 程宗佳 王勇生 雷 恒 鄒三元

（1.中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料中心，北京 102209；2.江蘇宜興市天石飼料有限公司，江蘇宜興 214200）

粉碎是飼料加工過(guò)程中的重要工序之一。粉碎工藝的動(dòng)力消耗大約占飼料廠總動(dòng)力消耗的30%～70%（部分特種水產(chǎn)飼料生產(chǎn)線粉碎工藝的動(dòng)力消耗最高超過(guò)60%）[1]。粉碎工藝不僅涉及動(dòng)物的日糧營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、動(dòng)物的生產(chǎn)性能、動(dòng)物保健及環(huán)境衛(wèi)生影響，還對(duì)后續(xù)的混合、制粒、膨脹等工藝的生產(chǎn)效率和理化質(zhì)量具有重要影響，此外，飼料的粉碎粒度對(duì)能耗及成本的影響也較為明顯。對(duì)飼料進(jìn)行粉碎處理的目的是增加飼料的表面積，增加消化道內(nèi)消化酶與飼料的接觸面，提高飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，降低動(dòng)物消化道疾病的發(fā)生率[2]，減少混合后自動(dòng)分級(jí)和混合不勻的問(wèn)題，同樣也是膨化或制粒工序能順利進(jìn)行的保證。此外，近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，畜禽養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境所造成的污染逐漸引起了人們的重視，研究人員用飼料加工方法的改變來(lái)提高飼料的利用率，探索粉碎粒度對(duì)營(yíng)養(yǎng)消化的影響，使飼料的消化吸收利用率提高，降低排泄物的量，減少對(duì)環(huán)境的污染。有研究表明[3]：谷物的粉碎粒度減小，飼料的干物質(zhì)和氮廢棄物排出量降低，有利于保護(hù)環(huán)境。

當(dāng)然，過(guò)度的粉碎需要更多能耗，降低粉碎機(jī)生產(chǎn)效率，容易造成物料流動(dòng)不暢甚至形成結(jié)拱，影響飼料的正常生產(chǎn)。同時(shí)過(guò)細(xì)的粉碎粒度還會(huì)引起畜禽呼吸道疾病，影響動(dòng)物的正常生產(chǎn)。之前有許多科研人員探究粉碎粒度與生產(chǎn)成本、加工物料的物理特征及動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和生產(chǎn)性能的關(guān)系。本文就粉碎工藝對(duì)現(xiàn)代飼料加工過(guò)程及豬生產(chǎn)性能的影響作一綜述，為飼料加工工藝的進(jìn)一步完善提供參考。

1 粉碎工藝對(duì)飼料生產(chǎn)及成本的影響

1.1 粉碎工藝對(duì)生產(chǎn)成本的影響

飼料中需粉碎的原料大約占配方比例的50%～80%，粉碎工序的電耗占飼料廠生產(chǎn)車間總電耗的50%左右。物料的粉碎粒度越細(xì)，越有利于消化酶的消化，但過(guò)度粉碎會(huì)增加更多的能耗，提高飼料的生產(chǎn)成本[4]。物料在粉碎過(guò)程中，隨著粉碎粒度下降，其粉碎能耗增加，但粉碎能耗增加的幅度大于原料表面能增加的幅度。這說(shuō)明粉碎能耗增加并不按照表面積定律變化，粉碎能耗除了用于原料表面能增加之外，還有額外的能量損耗，這部分能量損耗在粉碎過(guò)程中物料溫度的上升[5]。因?yàn)榉鬯檫^(guò)細(xì)時(shí)，原料不能及時(shí)排出粉碎室而相互間發(fā)生摩擦導(dǎo)致溫度上升，這部分能耗是浪費(fèi)的。Wondra等[6]對(duì)玉米不同的粉碎粒度進(jìn)行了測(cè)試，其粉碎粒度的平均粒徑分別為1 000、800、600 μm和400 μm，測(cè)定其粉碎電耗及生產(chǎn)效率。結(jié)果顯示，隨著粉碎粒度的減小，粉碎機(jī)耗能呈幾何倍數(shù)遞增，從1 000 μm到400 μm，粉碎機(jī)的耗能增加了200%，同時(shí)玉米的粉碎粒度在600 μm以上時(shí)，粉碎機(jī)的生產(chǎn)量并無(wú)顯著性差異，而當(dāng)谷物粉碎粒度為400 μm時(shí)，粉碎機(jī)的產(chǎn)量卻下降了50%。因此，在飼料的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，原料粉碎不能過(guò)細(xì)，應(yīng)從生產(chǎn)成本和營(yíng)養(yǎng)性能等多方面進(jìn)行考慮。

目前我國(guó)的飼料廠粉碎工藝均是采用的錘片式粉碎機(jī)，近年來(lái)，對(duì)錘片式粉碎機(jī)的改進(jìn)已取得了一定成效，能耗有所降低，如立式錘片粉碎機(jī)與同等生產(chǎn)效率的傳統(tǒng)錘片粉碎機(jī)相比，能耗最多降低25%[1]。

1.2 粉碎工藝對(duì)原料利用率的影響

有些原糧類原料，如大豆、玉米、小麥、稻谷等，有層堅(jiān)硬而致密的外皮，如果直接飼喂，消化液很難浸入其內(nèi)部。原料經(jīng)粉碎后，谷物的種皮被撕裂，暴露出內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有了更大的接觸面積，便于畜禽動(dòng)物的消化液更好地浸潤(rùn)，提高了對(duì)飼料的消化率。有研究[7]顯示，用直徑3.0 mm篩孔加工的飼料在仔豬的體增重、料肉比、飼料干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率上均表現(xiàn)出最好的效果。此外，物料經(jīng)過(guò)粉碎后，改善了適口性，減少了動(dòng)物采食的時(shí)間，避免了因咀嚼造成的采食時(shí)間長(zhǎng)而影響動(dòng)物休息和消化吸收，提高了飼料利用率。當(dāng)然，并非物料粉碎得越細(xì)越好，除了加工成本外，過(guò)細(xì)的飼料對(duì)動(dòng)物的健康也會(huì)造成一定的影響。因?yàn)槲锪戏鬯檫^(guò)細(xì)，飼料易粘在動(dòng)物口腔中而不便吞咽。反而會(huì)使畜禽的適口性變差，同時(shí)，過(guò)細(xì)的粉末也容易引起畜禽胃潰瘍和呼吸道疾病[8]。

1.3 粉碎工藝對(duì)混合的影響

混合工藝是飼料生產(chǎn)中的關(guān)鍵的工藝之一，而飼料的粉碎粒度是影響飼料混合均勻度的重要因素之一?；旌衔锪系钠骄皆叫。w粒大小越均勻，其混合速度越慢，而混合所能達(dá)到的均勻度則越高，在輸送、貯存過(guò)程中也越不容易產(chǎn)生分級(jí)的現(xiàn)象。相反，飼料粉碎粒度相差越大，混合所能達(dá)到的均勻度也就越差。因而粒度的均一性越好則自動(dòng)分級(jí)越少。

此外，粉碎粒度的大小對(duì)物料在加工過(guò)程中的流動(dòng)性也有十分重要的影響。粉碎粒度越小，物料的流動(dòng)性則越差，同時(shí)由于表面積的增大，物料很容易吸收空氣中的水分，引起粘滯，這就更加降低了物料的流動(dòng)性，給加工生產(chǎn)帶來(lái)了不利的影響[9]。因此，在加工過(guò)程中，需要對(duì)物料的溜管和料倉(cāng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，同時(shí)盡量減少物料在料倉(cāng)貯存的時(shí)間。

1.4 粉碎工藝對(duì)制粒的影響

粉碎工藝對(duì)制粒具有十分重要的影響。同一種物料的粒徑及粒度組成不同，制出的顆粒質(zhì)量會(huì)有所不同。原料經(jīng)粉碎后，由于粒度的減小，有利于混合均勻，顆粒飼料不會(huì)因大粒子的存在而使顆粒出現(xiàn)裂縫和破裂；同時(shí)，谷類粉碎的越細(xì)，蒸汽越能穿透顆粒直至其核心，使粉料充分調(diào)質(zhì)，淀粉的糊化度提高，可以產(chǎn)生良好的粘結(jié)效果，且水分含量更均勻；此外，細(xì)的物料可減少壓模的磨損，制出更光滑且無(wú)裂紋的顆粒，其顆粒結(jié)構(gòu)緊湊，粉化率低。但過(guò)細(xì)的粉碎會(huì)增加粉碎能耗，降低粉碎機(jī)產(chǎn)量，粉料溫度升高，導(dǎo)致物料易在料倉(cāng)中結(jié)拱。有學(xué)者[10]認(rèn)為，待制粒物料最大顆粒的粒徑不大于環(huán)?？讖降?/2，粒徑1 mm以上物料所占比例不大于20%，可制得較為理想的顆粒，且可有效避免因粉碎過(guò)細(xì)而帶來(lái)的負(fù)面影響。

1.5 粉碎工藝的設(shè)計(jì)

粉碎工藝的選擇是由粉碎粒度、加工成本、產(chǎn)品等因素確定的。根據(jù)粉碎的先后可分為先配料后粉碎工藝和先粉碎后配料工藝；根據(jù)粉碎的次數(shù)可以分為一次粉碎工藝和二次粉碎工藝。先配料后粉碎工藝因電耗較高，在我國(guó)應(yīng)用的較少，但這種工藝有利于控制飼料粒度的均勻性和某些油性、粘性物料的粉碎；先粉碎后配料工藝可根據(jù)原料的特性配備相應(yīng)的粉碎機(jī)，可使粉碎機(jī)一直處在高效運(yùn)行階段，針對(duì)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益較好，但對(duì)于多品種物料粉碎會(huì)有所不便；對(duì)較粗的物料進(jìn)行先粉碎，然后與配料混合后再進(jìn)行粉碎，是先粉工藝與后粉工藝的綜合應(yīng)用，有利于物料粉碎粒度的降低及后續(xù)均勻的混合，該工藝適合于特種水產(chǎn)飼料的生產(chǎn)。

一次粉碎工藝設(shè)備投資較少，但電耗較高。二次粉碎工藝或單一循環(huán)粉碎工藝可取得理想的粉碎粒度，且電耗比一次粉碎工藝減少約22%，產(chǎn)量提高25%以上，但設(shè)備投資較大。大型的畜禽飼料廠可采用二次粉碎或單一循環(huán)粉碎工藝，前粉碎可采用篩孔較大的篩片，以提高粉碎機(jī)的產(chǎn)量和節(jié)約粉碎電耗；小型飼料廠可采用一次粉碎工藝，以節(jié)省設(shè)備的投資。

2 粉碎工藝對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響

原料的粉碎工藝對(duì)豬的生產(chǎn)性能、飼料消化率和身體健康均有明顯的影響。不同的飼養(yǎng)對(duì)象和不同的飼養(yǎng)階段對(duì)粒度均有不同的要求。雖然粉碎具有很多優(yōu)點(diǎn)，但如果粉碎粒度過(guò)小，不僅會(huì)增加飼料的生產(chǎn)成本，降低飼料廠的生產(chǎn)效率，還會(huì)造成物料流動(dòng)不暢，塵土飛揚(yáng)，損害工作人員的身體健康，甚至?xí)l(fā)豬的胃潰瘍和呼吸道疾病。因此，選擇適宜的粉碎粒度在生豬飼養(yǎng)方面具有現(xiàn)實(shí)意義，粉碎粒度過(guò)大或過(guò)小都不能使豬的生產(chǎn)性能達(dá)到最理想狀態(tài)。

2.1 粉碎粒度對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響

隨著我國(guó)養(yǎng)殖規(guī)?；耐七M(jìn)，仔豬斷奶日齡提前，但早期斷奶仔豬體質(zhì)弱小，極易發(fā)生腹瀉等疾病導(dǎo)致生長(zhǎng)不良。仔豬剛出生時(shí)唾液淀粉酶、蔗糖酶、麥芽糖酶、胃蛋白酶活性都很低，神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)還沒(méi)完全建立，胃酸分泌遲，食物經(jīng)胃的排空速度也較快，由于以上原因，仔豬的消化功能很不完善，應(yīng)有優(yōu)質(zhì)乳豬料與之相適應(yīng)，否則較容易造成仔豬消化不良。在配方原料趨于同化的今天，能否從工藝上尋求突破點(diǎn)成為眾多飼料廠的研究重點(diǎn)。

飼料原料粉碎粒度的降低，增加了顆粒的比表面積，提高了與消化酶接觸的幾率，進(jìn)而提高飼料的利用效率。Healy等[11]研究表明，降低谷物粉碎粒度可改善斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能；Lawrence等[12]也報(bào)道，對(duì)飼料原料進(jìn)行適當(dāng)粉碎能使豬獲得最佳生長(zhǎng)性能，且飼料利用效率提高。沈長(zhǎng)山等[13]研究表明盡管粉碎粒度并未顯著影響仔豬平均日增重，但是影響了飼料轉(zhuǎn)化率。郭廣倫等[14]的研究表明，在仔豬在斷奶后2周內(nèi)，隨著原料粉碎粒度的降低，豬的飼料增重比降低，表明其利用飼料的效率提高。王衛(wèi)國(guó)等[4]研究表明隨粉碎粒度的減小，仔豬糞便排出量降低，飼料中干物質(zhì)、蛋白質(zhì)消化率以及增重、料肉比均有所改善。豆粕是飼料工業(yè)中的優(yōu)質(zhì)蛋白原料，占畜禽蛋白質(zhì)總用量的60%以上，但其所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能和養(yǎng)分消化率，通過(guò)適度加工可在一定程度上改善其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。任守國(guó)等[15]研究表明，粉碎粒度低于30 μm的超微粉碎豆粕可顯著提高斷奶仔豬日糧蛋白質(zhì)的消化效率，提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能，改善豆粕作為蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)源的生物適應(yīng)性。斷奶前期仔豬日齡較小，胃及消化器官發(fā)育不完善，各種消化酶分泌量不足，在各種消化酶活性比較低的情況下，粒度降低提高了飼料與消化酶的接觸面積，提高了食糜與消化酶的混合度，從而使消化率提高。隨著仔豬日齡的增長(zhǎng)，其消化器官趨于成熟，各種消化酶分泌逐漸增加，粒度對(duì)飼料利用率的影響趨于弱化。李霞[16]研究表明，隨著仔豬年齡的增長(zhǎng)，斷奶仔豬各項(xiàng)生產(chǎn)性能指標(biāo)之間的差異減弱。但是，飼料粒度越小，飼料在胃中停留的時(shí)間越短，胃的排空速度越快，胃中胃蛋白酶和鹽酸的濃度越高，胃內(nèi)壁靠近食管的部位越容易長(zhǎng)時(shí)間受胃酸的影響，逐漸使胃壁角質(zhì)化，隨著范圍不斷擴(kuò)大，會(huì)進(jìn)一步發(fā)展成為胃潰瘍[17-18]。

2.2 粉碎粒度對(duì)生長(zhǎng)育肥豬生產(chǎn)性能的影響

大量研究表明，降低飼料顆粒大小可以提高斷奶仔豬飼料轉(zhuǎn)化率和營(yíng)養(yǎng)成分消化率[19-20]。隨著豬日齡的增長(zhǎng)，其腸道消化吸收能力逐漸成熟，Kim等[19]研究表明，豬腸道消化能力同時(shí)受日齡和日糧顆粒大小的影響。與斷奶仔豬類似，生長(zhǎng)育肥豬飼料顆粒過(guò)低同樣容易導(dǎo)致胃潰瘍、胃黏膜角質(zhì)化等疾病發(fā)生；粉碎粒度過(guò)大則降低養(yǎng)分消化率，降低生產(chǎn)性能[21]。Millet等[22]研究了飼料粉碎粒度對(duì)生長(zhǎng)育肥豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，粒度較小的飼料能顯著提高育肥豬的料肉比，并提高瘦肉率。Giesemann[3]曾報(bào)道，谷物粒度減小會(huì)改善體增重和飼料轉(zhuǎn)化率，研究結(jié)果表明降低玉米粒度會(huì)提高5%的體增重及9%的飼料轉(zhuǎn)化率。Laurin?en等[23]的研究也表明，與2.0 mm和4.0 mm粉碎粒度的飼料相比，從生長(zhǎng)至出欄階段飼喂1.0 mm粒度的麩皮的豬，其干物質(zhì)、能量、蛋白和纖維采食量均顯著提高，日增重和飼料轉(zhuǎn)化率也顯著提高。程宗佳[24]的研究也得到類似結(jié)果。生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)速度隨飼料粒度的改變而改變，減小飼料粉碎粒度促進(jìn)肥育豬生長(zhǎng)，飼料利用率得以改善，飼料利用率提高5%～12%[25]。因此，適當(dāng)粉碎是提高肥育豬生長(zhǎng)性能的有效途徑。

2.3 粉碎粒度對(duì)母豬生產(chǎn)性能的影響

關(guān)于不同飼料粉碎粒度對(duì)母豬生產(chǎn)性能的影響，目前的研究較少。Wondra等[25]早先做了一些相關(guān)的試驗(yàn)。試驗(yàn)選用的是玉米-豆粕型日糧，玉米的粉碎粒度分為1 200、900、600 μm和400 μm 4個(gè)規(guī)格。從母豬懷孕后10 d開(kāi)始喂給試驗(yàn)料直至仔豬斷奶結(jié)束。試驗(yàn)結(jié)果表明：飼料粒度對(duì)母豬體重和背膘厚度無(wú)顯著影響，但母豬的平均采食量隨玉米粒度的減小而呈線性提高，飼料的干物質(zhì)、氮和總能的消化率也隨飼料粒度的減小而提高5%～7%。當(dāng)粉碎粒度從1 200 μm減小到400 μm時(shí)，干物質(zhì)和氮的排出量分別減少了22%和31%。然而，隨著粉碎粒度的減小，母豬胃潰瘍的程度會(huì)逐漸增加。蔡景義[26]報(bào)道，飼料粒度的減小可提高泌乳母豬和高產(chǎn)仔豬的日增重。適宜的粉碎粒度同樣可提高母豬的采食量和營(yíng)養(yǎng)成分的消化率，減少母豬糞便的排出量。

3 結(jié)語(yǔ)

粉碎工藝對(duì)顆粒飼料的品質(zhì)具有重要影響。在一定范圍內(nèi)物料的粉碎粒度越小，生產(chǎn)出的飼料質(zhì)量越好，各階段豬的生長(zhǎng)性能也越好。其原因是細(xì)小的顆粒在調(diào)質(zhì)過(guò)程中與蒸氣有更大的接觸面積，熟化程度高，更容易被動(dòng)物消化吸收。此外，原料粉碎粒度小可減少飼料顆粒的裂紋，使其具有良好的表面質(zhì)量。飼料的粉碎粒度要根據(jù)動(dòng)物種類、生長(zhǎng)階段、谷物種類、加工能耗來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)定。目前研究的飼料種類少，主要集中在玉米等能量飼料上，今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)植物蛋白原料粉碎粒度的研究；同時(shí)，目前的研究主要集中在畜禽飼料，對(duì)水產(chǎn)飼料的研究較少，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水產(chǎn)餌料粉碎粒度的研究，使得能生產(chǎn)出適合水產(chǎn)動(dòng)物生理特點(diǎn)和生態(tài)環(huán)境的顆粒飼料；此外，還應(yīng)研究粉碎粒度對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、生產(chǎn)性能、生產(chǎn)效果、節(jié)約電耗、環(huán)保等因素的影響，從而確定最佳的粉碎工藝參數(shù)。