乳猪料生产工艺中存在的主要问题及解决措施

007畜牧 · 发表于 2013-9-27 09:48:36

宋春风王红英
　　据资料统计分析[1]，2007年我国饲料工业总产值3 335亿元,生产总量达到12 330.97万吨,其中猪饲料产量达到4 001万吨。随着我国养猪生产规模和生产水平的不断提高,乳猪料需求量将逐步增大。按每年饲养4.5亿头猪计算,乳猪料需求量将达到200万吨/年以上,而目前的市场销售量大约为20万吨/年,可见我国的乳猪料在国内市场占有率还很低,发展前景广阔。
　　但同时我国的生猪养殖过程中存在仔猪补料、断乳阶段的腹泻发生率和死亡率居高不下（普遍在20%以上）的问题，乳仔猪饲料生产技术一直是制约我国乳猪料生产发展的主要瓶颈之一。
　　1 我国乳猪料加工工艺现状
　　从20世纪70年代至今，我国饲料行业经历了30多年的发展，取得了巨大的成就。多年来我国一直是世界第二大饲料生产国。而乳猪料的研究作为其中的一个分支，也得到了迅速的发展，无论是配方还是工艺方面均日渐成熟、接近世界先进水平。图1为国内主要的乳猪料生产工艺。
　　此种工艺生产的乳猪料，具有淀粉糊化度高、仔猪消化率高、对营养物质的破坏性小、生产效率高等优点。其中，由于玉米、大豆等大宗原料的膨化加工较为繁琐，很多乳猪料生产企业采用直接采购膨化原料的方法，大大提高了生产的效率。

　　尽管乳猪料生产工艺日趋完善，但在实际生产过程中，仍然存在很多难以解决的问题。
　　2 乳猪料生产过程中的主要问题
　　2.1 产品品质问题
　　仔猪的消化器官发育尚不完全，消化能力差，很容易出现下痢和饲料转化率低的情况。从而导致仔猪成活率降低，死亡率增加以及增重效果差，给养猪业带来巨大的经济损失。尽管科研工作者和生产者早已发现这些问题，但一直没有找到有效的解决方法。
　　引起仔猪下痢和饲料转化率低的原因很多，单从乳猪料生产加工角度考虑，有以下原因。
　　① 乳猪料中存在抗营养因子。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猪消化不良且易产生抗原，从而导致下痢。这些抗营养因子主要存在于加工不当的植物性原料（大豆、豆粕）中。如果对原料加工不合理，这些抗营养因子就得不到很好的杀灭和抑制。
　　② 饲料中的淀粉糊化度、膨化度达不到要求。乳猪料产品淀粉糊化度不高，仔猪消化利用率低，导致增重不明显。目前，国内大部分企业仅以淀粉糊化度为指标衡量原料的加工品质，但淀粉糊化度高，膨化度不一定高。如果膨化度达不到要求，会导致产品黏度降低，适口性差，影响仔猪的采食量。
　　③ 乳猪料的加工质量标准缺失。这与饲料行业当前注重动物营养配方轻加工工艺技术的研究有关，企业对乳猪料产品品质的控制完全依据企业标准，但常常企业标准中并未出现加工质量指标（除混合均匀度变异系数以外）。
　　2.2 产品品质稳定性问题
　　仔猪的生理机能不完善，不但对乳猪料的品质有一定的要求，而且对产品品质的稳定性要求也很高。当饲料的品质发生变化时，仔猪很容易出现应激反应。从目前国内乳猪料生产企业的生产情况看，对产品品质一致性的研究还停留在研究各个工序的影响上，如何从整个生产工艺、生产过程参数控制的角度来有效保证产品品质的稳定性，依然没有得到很好的解决。主要表现在以下几个方面。
　　① 颗粒饲料的硬度难以控制。颗粒饲料的硬度不仅影响粉化率和耐久指数，还影响适口性。因此，适宜的硬度对产品品质有着重要的影响。颗粒饲料硬度的大小，与水分的含量有着直接的关系。水分含量过高，会导致饲料松散，粉化率高；水分含量过低，会导致颗粒饲料过硬，影响适口性，降低饲料品质[2]。因此控制适宜的水分含量是得到理想硬度的关键环节。一般情况下，颗粒饲料的水分含量不高于12.5%。而在整个乳猪料生产过程中，调质工段的蒸汽添加对颗粒饲料中的水分含量有着重要的影响，在调质过程中对蒸汽质量的要求是极其严格的，只有添加干饱和蒸汽才能得到优质的颗粒饲料。如果添加的蒸汽为过饱和蒸汽，最终得到的颗粒饲料的水分含量就会偏高，硬度较差；如果添加的蒸汽为不饱和蒸汽，则调质温度达不到要求，不能有效的灭菌。准确地添加符合要求的蒸汽对设备的要求较高，目前，国内很多的饲料生产企业还没有完全达到这一水平。
　　② 关键工艺参数难以控制。目前，国内的乳猪饲料生产企业普遍存在产品品质一致性控制问题。由于原料批次的差异，可能会出现饲料原料品质上的波动，这就需要对关键的工艺参数进行适当的调整，以保证饲料产品品质的一致性。生产企业采取的主要手段往往是凭借老工人的经验，进行试探性的调整，这种方法不但效率低，而且存在一定的风险。
　　2.3 能耗问题
　　随着饲料工业的迅猛发展,饲料行业已经趋向于低利化。从目前的行业现状来看,饲料配方和加工工艺日益成熟,各个生产企业之间的差异越来越小。因此,面对日益激烈的竞争,许多生产者把目光投向降低能耗以减少成本。然而与发达国家的饲料生产企业相比,我国的饲料生产企业在节能降耗方面还存在一定的差距,主要表现在生产设备和加工工艺两个方面。
　　生产设备方面主要体现在：①在粉碎机、制粒机、除尘系统等高能耗设备的节能技术研发上；②针对不同的养殖对象，设备加工性能的多功能性不强，即设备的适应性不强。
　　在加工工艺方面主要体现在工艺生产线的设计刚性有余，柔性不足。对饲料生产企业的产品转型适应性不够。
　　这些因素均使生产过程中能耗较高，提高了生产成本，且成为制约企业发展的关键问题。
　　3 解决措施
　　3.1 膨化技术的应用
　　挤压膨化是一种集混合、揉合、剪切、加热、冷却和成型等多种作业于一体的加工过程[2]。目前生产膨化饲料的主要设备是螺杆式挤压膨化机,根据处理原料水分的高低,可分为干法挤压膨化和湿法挤压膨化两类。
　　国内一些研究表明,膨化料已基本解决了仔猪下痢问题[3]。同时国外学者也发现：原料膨化后可以显著提高淀粉的糊化度，有利于提高仔猪的消化率、减少或消除仔猪下痢的情况，促进仔猪生长(见表1)[4]。并且在高温高压的环境下，可以有效地抑制天然存在的抗营养因子(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)(见表2、表3)[5－6],同时高温可杀灭物料中的微生物，并钝化可以引起饲料储藏期劣变的各种酶。

　　3.2 产品品质一致性控制研究
　　目前，关于生产工艺中各个工序对产品品质影响的研究已经比较清楚。其中饲料配方（原料的选择）占40%，原料粒度占20%,调质占20%，环模规格占15%，冷却和烘干占5%[7]。如何从整个加工工艺的宏观角度控制产品的品质，成为研究发展的趋势。
　　随着计算机科学技术的发展，饲料行业的工作者也应该将计算机技术、自动控制、预测等高水平技术应用于饲料行业。从整个生产工艺流程出发，综合考虑原料品质、加工过程参数对最终产品品质的影响，以及它们之间的相互关系，并建立涵盖整个生产工艺的产品品质一致性控制系统，从而有效地控制产品的品质，保证品质的稳定性。
　　3.3 降低能耗
　　传统的饲料加工设备，已经不能满足企业降低能耗、减少成本的要求。在竞争日益激烈的情况下，开发新型的饲料加工设备成为降低能耗的有效途径。
　　3.3.1 新型粉碎设备
　　粉碎是一个高能耗、高损耗的工序。它的加工成本占整个饲料加工成本的1/3～1/4[8]。一般情况下，原料粉碎度越细，制粒质量越高，但粉碎粒度过细，会使生产成本增加，同时容易引起仔猪的呼吸道疾病，增加肠胃负担；反之粉碎粒度过粗，制成颗粒后较易破碎，稳定性较差，降低产量。
　　横宽型振动筛锤片粉碎机，在粉碎机筛下面装一偏心振动电机，偏心块的转动引起的反作用力，使筛面有序地从各个相位连续不断地接近旋转的锤的末端，这种振动改变了粉碎机堵筛状况。它的改进主要是对过筛能力的改善，对粉碎机的粉碎方式，还是和水滴型粉碎机雷同，因此，它在同一筛孔条件下产量提高﹑粒度均匀，并能满负载工作。
　　立式锤片粉碎机，具有无需风、无排放污染、无水分和物料损失、能耗低、制出的颗粒产品尺寸均匀，而且噪音低、占用空间小、磨损件更换快等优点。
　　3.3.2 新型制粒设备
　　传统的调质通常由制粒机自带调质器或者普通短时调质器完成。由于物料在调质器内停留时间较短，因此调质效果不太理想，颗粒中的糊化度只有16%～25%。随着饲料质量要求的不断提高，相继出现了多级调质、制粒后熟化调质和高压环隙膨胀调质等调质方法。
　　多级调质通过延长调质时间来提高调质效率，淀粉糊化程度可达到40%～60%。
　　制粒后熟化调质是将刚压制出的颗粒（约70～80 ℃）进行保温，让热颗粒在高温、高湿的环境下持续一段时间，使颗粒饲料中淀粉充分糊化，蛋白质充分变性。主要设备是带热甲的制粒系统，通过在调质器和制粒机外部覆盖硅绝热层，有效地防止了热量的散失，使物料更容易被加热。
　　高压环隙膨胀调质是一种针对粉状饲料进行调质处理的先进的、新型的方法。它采用的是一种高压环隙膨胀调质器，物料在工作区与蒸汽进行强烈的挤压和加压调质作用，使得固、液、气三相物料整体在受剪切力、挤压力和蒸汽压力的综合力状态下，被强制推动通过可调环隙圆锥形排料阀，整个处理过程仅为几秒钟，但最高压力可达100 MPa，最高料温可达170 ℃，使物料能充分地调质和熟化。
　　4 结语
　　乳猪料的生产关系到整个生猪生产的稳健发展壮大且有很好的市场潜力和发展前景。但由于其加工生产过程的技术性强、过程参数控制较复杂，导致其最终产品的品质一致性控制的稳定性不够，因而在乳猪料产品生产研究方面可以进一步研究优质乳猪料产品的物性指标并建立指标体系，研究保证物性指标体系指标的影响参数，从而建立控制模型。

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