饲料的加工
前言
饲料加工，包括了从最初的原料到最后制成供猪食用的最终日粮制品这整个过程中的所有一切处理。在诸多的加工工艺中，最常用的是粉碎、压片和挤压膨化、搅拌、制粒、包被和破碎。饲料加工的目的是提高饲料成分的利用率并且保证最终饲料制品中各种养分的充分混匀，同时保持这些养分的均一分布。
必须对动物饲喂中诸多常用的词汇作一定义。饲粮 (diet)，是最终的饲料制品，其中各成分的含量均以百率表示。日粮 (ration)，这一名词常被误用，其含义应是指每一天给动物饲喂的饲料量。全价饲料 (complete feed)是各种原料的组合，它能略微过量而绝无不足地向动物提供各种可利用营养成分。
为了简化饲料的制备过程，微量成分和添加剂常被预先配合成预混料(premix)，预混料可在搅拌过程中有如单一的饲料原料那样被加入到饲料中去。最常见的预混料有微量矿物质预混料，维生素预混料，以及其它添加剂预混料等等。简单的预混料比较容易制备，但一些复杂预混料的制备则需要一些专门的技术，这就超出了本文的叙述范围了。重要的是要懂得，许多养分源，尤其是用以提供维生素和微量元素的养分源，能够催化或者参与引起养分利用率或生物效价损失的那些化学反应。在配合预混料时必须得到专业指导。
搅拌过程，尤其是在饲养场内现场进行的话，可通过应用补加料(supplements)而加以简化。饲料工业中应用的补加料，是必须添加入基础的能量饲料(如玉米、高粱、小麦或大麦)中去而最终形成全价料的所有各种养分源的集合。因此，一种典型的补加料就应含有一种蛋白质源(如豆粕)，还应含有维生素和矿物质预混料、饲料添加剂以及一些常量养分如食盐、钙和磷。最终的全价料可就在猪场中制备，只要简单地将补加料和能量饲料互相混合就行了。要注意的是，虽然还可以在一个猪圈内分别于不同饲槽内提供能量饲粮和补加料而让猪自行平衡自己的饲粮，但这不可避免地会造成生产效率的损失，因而这种做法是不可取的。
原料的获取和处理
一种全价料满足猪营养需要的能力不可能超过其制备过程中所用原料的能力。因此，必须注意原料的采购标准以及在原料到厂时对这些原料的质量检验。现代饲料厂大多数都为此而设立了质量检验实验室。对各种污染，尤其是霉菌毒素和沙门氏菌的污染，都是人们所关心的。原料的养分水平应与饲粮配方所规定的相一致，并应采用快速分析方法来预测养分的消化率。
原料到达现场之后，必须对其采取防潮、防虫和防污染的措施。维生素尤其容易因受到高温和高湿度的影响而被破坏，在贮存过程中其效价的下降速度可高达每月5%。维生素制品在收到时应是装在防潮的容器之中，并应将其贮存在避光和远离热源的场所，同时还应避免将其长期贮存。
谷物和蛋白质饲料很容易受潮而被破坏。饲料厂内的贮存设施应提供充分的空气流通，以便驱除贮料罐中因水汽凝结而产生的潮气。完整的谷粒受到自身外周一层蜡质的保护。谷粒在被粉碎之后，其胚芽中的脂肪就开始氧化。脂溶性养分，如维生素E，就被迅速破坏，其它脂类物质的氧化则导致饲粮的适口性下降。所以，必须在即将进行饲粮制备时才开始粉碎加工，而制成的全价饲料则应尽快喂猪，这样才能从这种饲喂中获取最大的效益。
原料的粉碎
有两大理由要进行饲料原料的粉碎。第一，如果饲料粒子的粒度大小差异很大，那么在饲料搅拌完成之后其中各种成分很快就会相互分离从而造成其中养分分布不匀。第二，饲料粒子的粒度减少，就会大大增加全部粒子总表面积而有利于消化酶对其充分发挥消化作用，从而大大增高养分的消化率。但是，粒度的减小也有一个限度，因为主要原料过度粉碎就会增高胃溃疡的发生率。表10.1显示了不同粒度情况下动物生产性能的改进程度。
表10.1 饲料粒子的粒度对幼猪生长性能的影响1
参 数
(起始体重5.3千克) |
玉 米(微米) |
硬质高粱(微米) |
|||||||
900 |
700 |
500 |
300 |
900 |
700 |
500 |
300 |
||
耗电(千瓦时/909千克) |
4.8 |
8.4 |
14.3 |
22.2 |
1.5 |
2.1 |
3.4 |
18.2 |
|
平均日增重(千克) |
0.43 |
0.41 |
0.44 |
0.42 |
0.34 |
0.33 |
0.35 |
0.30 |
|
平均日采食(千克) |
0.64 |
0.59 |
0.62 |
0.60 |
0.54 |
0.51 |
0.52 |
0.49 |
|
饲料转化率 |
1.50 |
1.46 |
1.42 |
1.43 |
1.57 |
1.55 |
1.48 |
1.63 |
|
胃部病变评分2 |
1.00 |
- |
- |
1.75 |
1.20 |
- |
- |
2.00 |
|
注：1.Healy等(1991)；
2.病变评分：1＝正常；2＝中度角质化；3＝严重角质化。
饲料粒子的粒度可用系列筛来测量。筛子是一种顶部敞开而有着网状底部的容器，底部的网孔被称为筛孔，筛孔的大小以微米为单位。典型的系列筛为一摞10
个筛子，每个筛子的筛孔都比其上面一个筛子的筛孔小一些。
要对干燥的饲料原料进行粉碎，主要有两种方法可供应用，一是用锤磨机，二是用球磨机。图10.2即为锤磨机和球磨机的示意图。在球磨机中，饲料原料在通过两个相邻的球之间时即被粉碎。典型的球磨机配制为上下各一对球 。饲料粒子经粉碎后的最终粒度取决于每一对的两个球之间的间隙大小。球磨机所产粒子的粒度比锤磨机产生的粒子粒度更为均一。
使用锤磨机时，饲料粒子在机内受到锤子的锤击，或是受到围绕中心轴高速旋转的金属杆的撞击从而被粉碎。最终产品中粒子的粒度取决于构成锤磨机一侧内壁的金属筛子上筛孔的大小。此筛孔的大小并不直接决定最终饲料粒子的大小，而是决定着一个原料粒子被撞二次还是被撞击三次后方才得以离开锤磨室。
挤压膨化
挤压膨化，是利用极高压力向饲料原料加热的一种加工方法。在有些场合下，还在挤压过程中向物料中以蒸气形式加入水分。图10.3为挤压膨化机挤压缸的示意图。
物料在螺杆的旋转挤压下被迫通过逐渐缩小的缸体，就会受到极大的压力并因而产生很高的温度。压力可使植物性饲料物质(比如全脂大豆)的油脂腺体破裂，从而使得这些油脂变得比较容易被消化和吸收。产生的热量可破坏抗营养因子，可使淀粉糊化并可使动物性饲料成分得以消毒。大豆经挤压过后可以趁热直接送入旋转压榨器而榨出大豆油(粗制豆油)。挤压加工需要消耗较多的能量，因而比较昂贵。
表10.2显示的是挤压膨化加工影响大豆利用的一个例子。在这一例子中，采用以玉米为基础的日粮，试验用猪的初重为13千克，末重为28千克，生大豆是日粮中唯一的蛋白质添加料。另以添加豆粕的日粮为正对〖FL〗〗照。由表可见，采食生大豆猪的生长性能比采食豆粕者低50%。而生大豆经干燥挤压膨化加工后配制入日粮之中，则猪的生长性能与采食豆粕者不相上下。其饲料效率的略微改善，是由于全脂大豆中的油脂为幼猪提供了额外能量的缘故。
表10.2 猪于体重13～28千克期间在日粮中是否采用经挤压膨化加工的大豆时的反应1
指标 |
日粮中所用的大豆制品 |
||
高蛋白豆粕 |
生全脂大豆 |
经挤压膨化的全脂大豆 |
|
胰蛋白酶抑制因子活性 |
2.3 |
29.1 |
4.3 |
日增重(千克) |
0.67 |
0.27 |
0.65 |
饲料/增重比 |
1.88 |
3.57 |
1.78 |
注：1 Sticker(1991)
对多成分混合而成的饲料也可进行挤压膨化加工。例如，玉米和全脂大豆可按照断奶后培育期仔猪日粮的设计比率混合后进行挤压膨化。用所得的产品经磨碎后配制的全价日粮，可使猪的性能显著地优于采食玉米-豆粕日粮的猪。但是，挤压膨化会破坏某些维生素，所以饲料挤压膨化加工后应在其中添加维生素。
搅拌
“搅拌”是将饲粮的各种成分相互混匀而使饲粮成为一种均质产品的过程。搅拌的目的是确保猪吃下的每一点饲料中都含有所有的养分并且其浓度都符合要求。搅拌可以分批进行，也可连续进行。在进行批量搅拌时，将所有各种原料先行称重，然后将其置于一个容器之中进行搅拌，直到其中各种成分充分混匀时为止。采用连续搅拌机时，各种原料从贮存罐中连续地通过螺旋送料器进入搅拌机中。各种原料的比例是按其容量来控制的而不是按其重量来控制的，结果就很难保证搅拌的精确度。连续搅拌机可迅速处理大量的饲料，而其对猪的饲喂来说其精确度是足够的。
通常情况下，卧式搅拌机中物料的量必须加载到设计量，搅拌机才能正常运转；然而，对于立式搅拌机，却不能将物料加得很满。但是，无论使用哪一种搅拌机，加入的物料量都不能超过其设计量，否则搅拌机的功能将会严重受损。
各种原料加入搅拌机的顺序是非常重要的。谷物通常是一种饲粮中的主要成分。应该首先将80%左右的这种主要原料加入搅拌机，接着加入任何预混料，然后加入其它成分以及余下的20%这种主要原料。这样，那些用量很少的重要的预混料就不至于在搅拌产生的涡流中丧失掉。
还应按饲料配制法第100条行事。该条规定，所有加入搅拌机中的原料量至少应为最终产品量的1%。显然，需要添加的维生素和微量矿物质的量大大低于1%，所以必须将这样的微量原料预先同一种载体相混合，直到混合物达到适当的重量时为止。为此，可用主要原料作为载体(或称为稀释剂)。配制法第100条根据的是这样的事实：将两种原料充分混匀所需要的时间与这两种原料之间的重量关系成正比。将微量成分直接加入大量物料之中就会需要极长的时间才能将其混匀，因而这是不可行的。
批量搅拌机的操作中，搅拌时间是极为重要的。搅拌机制造商通常都会提出有关最佳搅拌时间的建议。但是，在实践中，最佳时间是随原料的不同以及搅拌机本身的机龄和效率的不同而不同的。可以使用一种试验材料进行一次简单的试验以确定正确的搅拌时间。通常是以盐作为试验材料，在搅拌机出空的过程中由搅拌机中采取10份样品，测定每个样品中盐的浓度。若算得试验材料浓度的变异系数(可从统计方法手册查找计算变异系数的方法)大于10%即表示物料尚未混匀。可以在不同的搅拌阶段重复进行测试以便得出必需的最少搅拌时间。图10.5显示了一项多批试验结果。
在这一例子中，变异系数在搅拌3分钟后达到了10%。请注意，搅拌时间超过9分钟实际上降低了物料的均匀度，因为搅拌机内物料中的各成分开始分离了。
可以利用重铬酸银与氯离子的变色反应对盐含量进行快速的现场测试。在此试验中，用热水从重量为10克的样品中提取盐分，然后将一浸润有重铬酸银的塑料带置于水中，塑料带的颜色就会由褐色逐渐变白。将塑料带的颜色与标准色版进行比较就可得知氯离子的浓度。也可利用涂有染料的铁粒子进行这一测试。方法是，在搅拌后用磁性分离器将铁粒子由饲料样品中分离至滤纸上。用70%的酒精将染料从铁粒子上洗下来，然后计数滤纸上的色点数目。色点数目的多少与饲料样品中铁指示剂的浓度成正比。
上述两种试验都可供商业应用。
各种原料的特性可显著影响搅拌的成功与否，可造成影响的主要特性是饲料粒子的粒度及密度。极小的粒子常在搅拌过程中带上静电荷从而会粘附于搅拌机的金属部件上，添加的微量添加剂常会因此而大部分“丧失”掉。抗菌药、一些维生素和其它一些添加剂常会聚集成团而形成较大的颗粒因而不大可能带上电荷。粒子的密度也可影响搅拌的效果，但更重要的是搅拌完成以后高密度粒子会因重力和震动的作用而下沉到贮料罐的底部或在运输途中下沉于运输车的底部。
液态原料，比如油脂，是比较难以处理的。通常是将干燥的原料搅拌完毕才加入液态原料。将液态原料直接倒入搅拌机立刻就会将机内物料粘结成球。虽然继续进行搅拌最终会打碎这些球，但若使用专门的设备趁物料正在搅拌机内被搅拌翻动之时将液态原料喷洒入搅拌机则可避免延长搅拌时间。
若制备的饲粮中含有受法规管制的物质，则应特别注意搅拌后对搅拌机内残留饲料物质的清除。每批饲粮搅拌加工完毕并由机内放出之后，总会仍有少量残留在搅拌机内。美国的养猪者对于七十年代后期的一项试验结果感到惊奇。该试验表明，立式搅拌机内搅拌筒中残留的抗菌药会进入以后加工的饲料中从而使以后的这些饲料中含有相当大量的药物，猪采食这些饲料后会在体内组织中积聚起不可容忍的高浓度的这些抗菌药。有些搅拌机配置有特制的喷气装置用以对搅拌机进行“清洗”。在没有自动清除装置的情况下，可采用搅拌一批不加药饲料的方法对搅拌机进行清除。在安排饲料的加工顺序时，一种非常好的做法是，总是在进行加药饲料的搅拌加工之前先进行不加药饲料的搅拌。这样，就可避免发生不必要的饲料药物污染。
还应谈一下连续搅拌。这也是一项有效的饲料搅拌技术，但除非在加工过程中特别精心地进行监测，否则就很难保证搅拌的精确度，而在批量搅拌中是很容易做到比较精确的。
制粒
制作颗粒料(制粒)，就是“通过机械加工同时辅以水份、热量和压力而将微小的饲料粒子聚集成较大的颗粒”(Falk,1985)。现代制粒机的核心部件是一个环模(如图10.6所示)。饲料在压力下被挤压通过环模上的圆孔，此压力即产生热量从而就使饲料粒子聚集形成大颗粒。颗粒的形状和大小则取决于环模上圆孔的类型。
制粒加工的成功与否，受到饲料原料物理特性和化学特性的影响。有些原料的粒子很难相互聚集。可向饲粮加入一些粘结剂(如膨润土)以提高物料的粘结特性。对饲料原料按其可制粒特性作了分类，表10.3显示了一些原料的制粒特性。
表10.3 各种饲料的可制粒性1
低 |
中 |
高 |
甜菜渣 |
脱水苜蓿 |
肉屑 |
酒糟 |
大麦 |
亚麻籽粕 |
小麦麸 |
玉米 |
高粱 |
乳清粉 |
鱼粉 |
花生粕 |
黄玉米粉 |
燕麦粉 |
小麦粗粉 |
注：1.Kniep等(1992)
通常在即将对物料进行制粒时将蒸气注入物料之中。蒸气可增高物料的湿度，还可确保物料达到需要的温度。颗粒料刚离开环模时的温度是很高的。因此，制粒加工的最后一个步骤就是将颗粒料送入立式冷却塔或是卧式冷却室内进行冷却。若不进行冷却，颗粒之间就会相互粘结而形成难以处理的大块。
表10.4的数据摘自30个饲喂试验，这些试验中对于不同形式(颗粒料和粉料)的同一种饲粮的使用效果作了比较。由表可见，平均日增重和饲料效率都改善了5%左右，这和大多数其它饲喂试验中所见的结果都一样。
表10.4肥育猪对于采食颗粒料的生长反应1
项目 |
粉料 |
颗粒料 |
采食颗粒料时的改进(%) |
日增重(千克) |
0.73 |
0.77 |
+6.2 |
日采食量(千克) |
2.57 |
2.60 |
+1.2 |
增重/耗料比 |
0.28 |
0.30 |
+4.9 |
注：1.Jensen(30个试验的总结)
饲喂颗粒料，除了可改善生长性能以外，还可防止饲粮在配制完毕之后其中的成分发生分离。这就是为什么生长肥育猪的饲粮在必须从制造地经过一段距离运输到使用地时要将其制成颗粒料的原因。有些成分，比如糖和奶制品，是亲水性的，以粉状的形态饲喂时就容易在饲槽中形成搭桥现象。将饲粮制成颗粒料就大大减小了其吸收水分的表面积，从而就有可能在饲粮中大量应用这类原料。有时候，还可以在颗粒料制成之后以喷洒的方法向颗粒上喷洒额外的糖或脂肪。
虽然制粒时产生的热量确实可在一定程度上使谷物中的淀粉糊化，但还没有明确的证据证明这就是饲料效率得以改善的原因。事实上，饲料效率的改善，在很大程度上只不过是因为减少了饲料浪费的缘故。有些养分的利用也因制粒而得到了改善。例如，颗粒料中磷的消化率就高于粉料中的磷。
碎粒料是将颗粒料以球磨机打碎而制得。
饲料的输送
全价饲料从制造地向饲喂圈的输送，是一项真正的挑战。当今多数饲料都是散装而非袋装的。当最终的饲粮在猪场内配制完毕之后，可用气动输送系统高效地将其从饲粮配制地输送到猪舍外的贮料罐中。饲粮配制地到猪舍的距离较远的话可用散装卡车进行运输。当使用螺旋输送系统从散装运输车上卸下散装饲粮时，螺旋输送器的动作，对于其成分在运输途中已经发生了分离的饲粮来说，可以起到重新混匀的作用。
最后的注意事项
在对饲粮或饲粮原料进行处理的过程中，不可避免地会产生粉尘。粉尘飞扬弥漫于一定的空间内时其浓度可达到一个爆炸点。对于饲粮搅拌和处理系统，必须从其设计上将粉尘飞扬的可能性降低到最低限度。多数国家的政府对粉尘量都有着严格规定的标准，这些标准要求饲料厂内的电气系统必须具有良好的屏蔽，以防止电火花点燃粉尘引起爆炸。
参考文献
Healy, B. J., J. D. Hancock, P. J. Bramel-Cox, K. C. Behnke and G. A. Kennedy.1991.
Optimum particle size of corn and hard and soft sorghum grain for nurserypigs and broiler chicks.1991 Kansas State Swine Day Report, Kansas Agricultural Experiment Station.
Kniep 1982. Pellet Mill Operator Manuel,Ametican Feed Manufacturers Association. Arlington,VA.
Sticker, M. E.1991. Effect of feeding the Kunitz Trypsin-Inhibitor-Free Soybean on Swine Growth Performance. M. S. Thesis, University of Illinois. Urbana, IL 61801
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