乳豬料生產(chǎn)工藝中存在的主要問題及解決措施

007畜牧 · 發(fā)表于 2013-9-27 09:48:36

宋春風(fēng) 王紅英
　　據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析[1]，2007年我國飼料工業(yè)總產(chǎn)值3 335億元,生產(chǎn)總量達(dá)到12 330.97萬噸,其中豬飼料產(chǎn)量達(dá)到4 001萬噸。隨著我國養(yǎng)豬生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)水平的不斷提高,乳豬料需求量將逐步增大。按每年飼養(yǎng)4.5億頭豬計(jì)算,乳豬料需求量將達(dá)到200萬噸/年以上,而目前的市場銷售量大約為20萬噸/年,可見我國的乳豬料在國內(nèi)市場占有率還很低,發(fā)展前景廣闊。
　　但同時我國的生豬養(yǎng)殖過程中存在仔豬補(bǔ)料、斷乳階段的腹瀉發(fā)生率和死亡率居高不下（普遍在20%以上）的問題，乳仔豬飼料生產(chǎn)技術(shù)一直是制約我國乳豬料生產(chǎn)發(fā)展的主要瓶頸之一。
　　1 我國乳豬料加工工藝現(xiàn)狀
　　從20世紀(jì)70年代至今，我國飼料行業(yè)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，取得了巨大的成就。多年來我國一直是世界第二大飼料生產(chǎn)國。而乳豬料的研究作為其中的一個分支，也得到了迅速的發(fā)展，無論是配方還是工藝方面均日漸成熟、接近世界先進(jìn)水平。圖1為國內(nèi)主要的乳豬料生產(chǎn)工藝。
　　此種工藝生產(chǎn)的乳豬料，具有淀粉糊化度高、仔豬消化率高、對營養(yǎng)物質(zhì)的破壞性小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。其中，由于玉米、大豆等大宗原料的膨化加工較為繁瑣，很多乳豬料生產(chǎn)企業(yè)采用直接采購膨化原料的方法，大大提高了生產(chǎn)的效率。

　　盡管乳豬料生產(chǎn)工藝日趨完善，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，仍然存在很多難以解決的問題。
　　2 乳豬料生產(chǎn)過程中的主要問題
　　2.1 產(chǎn)品品質(zhì)問題
　　仔豬的消化器官發(fā)育尚不完全，消化能力差，很容易出現(xiàn)下痢和飼料轉(zhuǎn)化率低的情況。從而導(dǎo)致仔豬成活率降低，死亡率增加以及增重效果差，給養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。盡管科研工作者和生產(chǎn)者早已發(fā)現(xiàn)這些問題，但一直沒有找到有效的解決方法。
　　引起仔豬下痢和飼料轉(zhuǎn)化率低的原因很多，單從乳豬料生產(chǎn)加工角度考慮，有以下原因。
　?、?乳豬料中存在抗?fàn)I養(yǎng)因子。如抗胰蛋白酶因子、植酸、α-淀粉酶抑制因子和植酸凝血素等易引起仔豬消化不良且易產(chǎn)生抗原，從而導(dǎo)致下痢。這些抗?fàn)I養(yǎng)因子主要存在于加工不當(dāng)?shù)闹参镄栽希ù蠖埂⒍蛊桑┲?。如果對原料加工不合理，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子就得不到很好的殺滅和抑制。
　?、?飼料中的淀粉糊化度、膨化度達(dá)不到要求。乳豬料產(chǎn)品淀粉糊化度不高，仔豬消化利用率低，導(dǎo)致增重不明顯。目前，國內(nèi)大部分企業(yè)僅以淀粉糊化度為指標(biāo)衡量原料的加工品質(zhì)，但淀粉糊化度高，膨化度不一定高。如果膨化度達(dá)不到要求，會導(dǎo)致產(chǎn)品黏度降低，適口性差，影響仔豬的采食量。
　?、?乳豬料的加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺失。這與飼料行業(yè)當(dāng)前注重動物營養(yǎng)配方輕加工工藝技術(shù)的研究有關(guān)，企業(yè)對乳豬料產(chǎn)品品質(zhì)的控制完全依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但常常企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中并未出現(xiàn)加工質(zhì)量指標(biāo)（除混合均勻度變異系數(shù)以外）。
　　2.2 產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性問題
　　仔豬的生理機(jī)能不完善，不但對乳豬料的品質(zhì)有一定的要求，而且對產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性要求也很高。當(dāng)飼料的品質(zhì)發(fā)生變化時，仔豬很容易出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)。從目前國內(nèi)乳豬料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況看，對產(chǎn)品品質(zhì)一致性的研究還停留在研究各個工序的影響上，如何從整個生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程參數(shù)控制的角度來有效保證產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性，依然沒有得到很好的解決。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
　?、?顆粒飼料的硬度難以控制。顆粒飼料的硬度不僅影響粉化率和耐久指數(shù)，還影響適口性。因此，適宜的硬度對產(chǎn)品品質(zhì)有著重要的影響。顆粒飼料硬度的大小，與水分的含量有著直接的關(guān)系。水分含量過高，會導(dǎo)致飼料松散，粉化率高；水分含量過低，會導(dǎo)致顆粒飼料過硬，影響適口性，降低飼料品質(zhì)[2]。因此控制適宜的水分含量是得到理想硬度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一般情況下，顆粒飼料的水分含量不高于12.5%。而在整個乳豬料生產(chǎn)過程中，調(diào)質(zhì)工段的蒸汽添加對顆粒飼料中的水分含量有著重要的影響，在調(diào)質(zhì)過程中對蒸汽質(zhì)量的要求是極其嚴(yán)格的，只有添加干飽和蒸汽才能得到優(yōu)質(zhì)的顆粒飼料。如果添加的蒸汽為過飽和蒸汽，最終得到的顆粒飼料的水分含量就會偏高，硬度較差；如果添加的蒸汽為不飽和蒸汽，則調(diào)質(zhì)溫度達(dá)不到要求，不能有效的滅菌。準(zhǔn)確地添加符合要求的蒸汽對設(shè)備的要求較高，目前，國內(nèi)很多的飼料生產(chǎn)企業(yè)還沒有完全達(dá)到這一水平。
　?、?關(guān)鍵工藝參數(shù)難以控制。目前，國內(nèi)的乳豬飼料生產(chǎn)企業(yè)普遍存在產(chǎn)品品質(zhì)一致性控制問題。由于原料批次的差異，可能會出現(xiàn)飼料原料品質(zhì)上的波動，這就需要對關(guān)鍵的工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以保證飼料產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。生產(chǎn)企業(yè)采取的主要手段往往是憑借老工人的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行試探性的調(diào)整，這種方法不但效率低，而且存在一定的風(fēng)險。
　　2.3 能耗問題
　　隨著飼料工業(yè)的迅猛發(fā)展,飼料行業(yè)已經(jīng)趨向于低利化。從目前的行業(yè)現(xiàn)狀來看,飼料配方和加工工藝日益成熟,各個生產(chǎn)企業(yè)之間的差異越來越小。因此,面對日益激烈的競爭,許多生產(chǎn)者把目光投向降低能耗以減少成本。然而與發(fā)達(dá)國家的飼料生產(chǎn)企業(yè)相比,我國的飼料生產(chǎn)企業(yè)在節(jié)能降耗方面還存在一定的差距,主要表現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備和加工工藝兩個方面。
　　生產(chǎn)設(shè)備方面主要體現(xiàn)在：①在粉碎機(jī)、制粒機(jī)、除塵系統(tǒng)等高能耗設(shè)備的節(jié)能技術(shù)研發(fā)上；②針對不同的養(yǎng)殖對象，設(shè)備加工性能的多功能性不強(qiáng)，即設(shè)備的適應(yīng)性不強(qiáng)。
　　在加工工藝方面主要體現(xiàn)在工藝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)剛性有余，柔性不足。對飼料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型適應(yīng)性不夠。
　　這些因素均使生產(chǎn)過程中能耗較高，提高了生產(chǎn)成本，且成為制約企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。
　　3 解決措施
　　3.1 膨化技術(shù)的應(yīng)用
　　擠壓膨化是一種集混合、揉合、剪切、加熱、冷卻和成型等多種作業(yè)于一體的加工過程[2]。目前生產(chǎn)膨化飼料的主要設(shè)備是螺桿式擠壓膨化機(jī),根據(jù)處理原料水分的高低,可分為干法擠壓膨化和濕法擠壓膨化兩類。
　　國內(nèi)一些研究表明,膨化料已基本解決了仔豬下痢問題[3]。同時國外學(xué)者也發(fā)現(xiàn)：原料膨化后可以顯著提高淀粉的糊化度，有利于提高仔豬的消化率、減少或消除仔豬下痢的情況，促進(jìn)仔豬生長(見表1)[4]。并且在高溫高壓的環(huán)境下，可以有效地抑制天然存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子(如大豆中的胰蛋白酶抑制因子)和有毒成分(如植酸、芥子苷、棉酚等)(見表2、表3)[5－6],同時高溫可殺滅物料中的微生物，并鈍化可以引起飼料儲藏期劣變的各種酶。

　　3.2 產(chǎn)品品質(zhì)一致性控制研究
　　目前，關(guān)于生產(chǎn)工藝中各個工序?qū)Ξa(chǎn)品品質(zhì)影響的研究已經(jīng)比較清楚。其中飼料配方（原料的選擇）占40%，原料粒度占20%,調(diào)質(zhì)占20%，環(huán)模規(guī)格占15%，冷卻和烘干占5%[7]。如何從整個加工工藝的宏觀角度控制產(chǎn)品的品質(zhì)，成為研究發(fā)展的趨勢。
　　隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，飼料行業(yè)的工作者也應(yīng)該將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制、預(yù)測等高水平技術(shù)應(yīng)用于飼料行業(yè)。從整個生產(chǎn)工藝流程出發(fā)，綜合考慮原料品質(zhì)、加工過程參數(shù)對最終產(chǎn)品品質(zhì)的影響，以及它們之間的相互關(guān)系，并建立涵蓋整個生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品品質(zhì)一致性控制系統(tǒng)，從而有效地控制產(chǎn)品的品質(zhì)，保證品質(zhì)的穩(wěn)定性。
　　3.3 降低能耗
　　傳統(tǒng)的飼料加工設(shè)備，已經(jīng)不能滿足企業(yè)降低能耗、減少成本的要求。在競爭日益激烈的情況下，開發(fā)新型的飼料加工設(shè)備成為降低能耗的有效途徑。
　　3.3.1 新型粉碎設(shè)備
　　粉碎是一個高能耗、高損耗的工序。它的加工成本占整個飼料加工成本的1/3～1/4[8]。一般情況下，原料粉碎度越細(xì)，制粒質(zhì)量越高，但粉碎粒度過細(xì)，會使生產(chǎn)成本增加，同時容易引起仔豬的呼吸道疾病，增加腸胃負(fù)擔(dān)；反之粉碎粒度過粗，制成顆粒后較易破碎，穩(wěn)定性較差，降低產(chǎn)量。
　　橫寬型振動篩錘片粉碎機(jī)，在粉碎機(jī)篩下面裝一偏心振動電機(jī)，偏心塊的轉(zhuǎn)動引起的反作用力，使篩面有序地從各個相位連續(xù)不斷地接近旋轉(zhuǎn)的錘的末端，這種振動改變了粉碎機(jī)堵篩狀況。它的改進(jìn)主要是對過篩能力的改善，對粉碎機(jī)的粉碎方式，還是和水滴型粉碎機(jī)雷同，因此，它在同一篩孔條件下產(chǎn)量提高﹑粒度均勻，并能滿負(fù)載工作。
　　立式錘片粉碎機(jī)，具有無需風(fēng)、無排放污染、無水分和物料損失、能耗低、制出的顆粒產(chǎn)品尺寸均勻，而且噪音低、占用空間小、磨損件更換快等優(yōu)點(diǎn)。
　　3.3.2 新型制粒設(shè)備
　　傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)通常由制粒機(jī)自帶調(diào)質(zhì)器或者普通短時調(diào)質(zhì)器完成。由于物料在調(diào)質(zhì)器內(nèi)停留時間較短，因此調(diào)質(zhì)效果不太理想，顆粒中的糊化度只有16%～25%。隨著飼料質(zhì)量要求的不斷提高，相繼出現(xiàn)了多級調(diào)質(zhì)、制粒后熟化調(diào)質(zhì)和高壓環(huán)隙膨脹調(diào)質(zhì)等調(diào)質(zhì)方法。
　　多級調(diào)質(zhì)通過延長調(diào)質(zhì)時間來提高調(diào)質(zhì)效率，淀粉糊化程度可達(dá)到40%～60%。
　　制粒后熟化調(diào)質(zhì)是將剛壓制出的顆粒（約70～80 ℃）進(jìn)行保溫，讓熱顆粒在高溫、高濕的環(huán)境下持續(xù)一段時間，使顆粒飼料中淀粉充分糊化，蛋白質(zhì)充分變性。主要設(shè)備是帶熱甲的制粒系統(tǒng)，通過在調(diào)質(zhì)器和制粒機(jī)外部覆蓋硅絕熱層，有效地防止了熱量的散失，使物料更容易被加熱。
　　高壓環(huán)隙膨脹調(diào)質(zhì)是一種針對粉狀飼料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的先進(jìn)的、新型的方法。它采用的是一種高壓環(huán)隙膨脹調(diào)質(zhì)器，物料在工作區(qū)與蒸汽進(jìn)行強(qiáng)烈的擠壓和加壓調(diào)質(zhì)作用，使得固、液、氣三相物料整體在受剪切力、擠壓力和蒸汽壓力的綜合力狀態(tài)下，被強(qiáng)制推動通過可調(diào)環(huán)隙圓錐形排料閥，整個處理過程僅為幾秒鐘，但最高壓力可達(dá)100 MPa，最高料溫可達(dá)170 ℃，使物料能充分地調(diào)質(zhì)和熟化。
　　4 結(jié)語
　　乳豬料的生產(chǎn)關(guān)系到整個生豬生產(chǎn)的穩(wěn)健發(fā)展壯大且有很好的市場潛力和發(fā)展前景。但由于其加工生產(chǎn)過程的技術(shù)性強(qiáng)、過程參數(shù)控制較復(fù)雜，導(dǎo)致其最終產(chǎn)品的品質(zhì)一致性控制的穩(wěn)定性不夠，因而在乳豬料產(chǎn)品生產(chǎn)研究方面可以進(jìn)一步研究優(yōu)質(zhì)乳豬料產(chǎn)品的物性指標(biāo)并建立指標(biāo)體系，研究保證物性指標(biāo)體系指標(biāo)的影響參數(shù)，從而建立控制模型。

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