饲料大宗原料预处理方法和饲料生产加工工艺及其设备与流程

本发明属于猪饲料生产加工技术领域，具体涉及一种用于提高动物消化率和生长性能的的饲料大宗原料(能量原料和蛋白原料)预处理方法和饲料生产加工工艺及其设备。

背景技术：

我国当前的动物饲料生产加工工艺主要有普通制粒工艺、二次制粒工艺、添加膨化料低温制粒工艺和大料膨胀低温制粒工艺四种。

1、普通制粒工艺是最为常见的加工工艺，其基本过程是将玉米、豆粕等大宗原料粉碎后，与含有维生素、矿物质、酶类等预混料进行混合、调质、制粒、冷却和包装。普通制粒工艺的流程如下：

玉米、豆粕等——>粉碎——>配料——>混合(与酶制剂、维生素、乳清粉等)——>调质——>制粒——>冷却——>筛分——>打包

该加工工艺的缺点是不能有效保证物料的熟化(淀粉糊化度)，同时还会降低热敏物质(如维生素、酶制剂等)的活性，从而导致动物才时候消化率低，生长性能不好。

2、二次制粒工艺与普通制粒工艺的主要区别是经过2次制粒过程，即先将大宗原料如玉豆粕等热不敏感物料配料、混合、高温制粒后再粉碎，保证原料与蒸汽充分混合与熟化；然后再与乳清粉、预混料(含酶制剂、维生素等热敏感原料组分)等混合后进行低温(约60℃)制粒。二次制粒工艺流程如下：

大宗原料除杂——>原料粉碎——>配料——>混合(与不需粉碎的大宗原料)——>高温调质——>一次制粒——>冷却——>二次粉碎——>原料——>混合(与乳清粉、预混料等)——>低温调质——>二次制粒——>冷却——>分级——>成品包装

该加工工艺的特点是热敏原料及营养成分损失较少，有效解决了大宗原料的熟化问题且灭菌效果显著。但由于采用了二次制粒的工艺，若两次制粒采用同一台制粒机，虽然可节省空间，降低投资成本，但产量却大大降低，还会出现制粒机温度升降困难的问题，如果两次颗粒直径不同，还需要更换制粒机环膜，费时费力，仅适合小企业生产；若采用两台制粒机，一方面工艺配置动力消耗较大，另一方面企业投入成本也大大提高，只有规模较大企业才能承受。

3、添加膨化玉米低温制粒即在饲料大料中添加膨化玉米(添加比例为20％-40％，根据猪的生长阶段和成本控制)，该工艺为先将部分玉米和大豆分别膨化，膨化后的大宗原料粉碎后，再将未膨化的玉米粉和其他不需粉碎的大宗原料、预混料、乳清粉等进行配料，然后进行低温制粒，得膨化颗粒饲料。添加膨化料低温制粒工艺流程如下：

添加膨化玉米低温制粒工艺与普通制粒工艺相比，颗粒料的熟化度有所提高，仔猪采食后的消化率提高，降低了制粒难度。但在实际生产中，很少有企业使用100％膨化玉米替代普通玉米配料，一是因为全部使用膨化玉米，物料再经过调质后，粘度增大，会造成堵机现象的发生，严重影响制粒工序正常生产；其次，玉米全部膨化后能耗大，加工成本太高；第三，膨化原料会随着储存和放置的时间延长出现淀粉返生而产生抗性淀粉，造成猪只难以消化和吸收；最后，如果膨化玉米添加比例过高则会引起仔猪上火，健康水平下降。

4、大料膨胀低温制粒指在生产中，先将大料玉米、豆粕等大宗原料全部通过高温膨胀器，然后粉碎再与其他的预混料、添加剂等按一定的配比混合进行低温制粒。大料膨胀料低温制粒工艺流程如下：

膨胀加工处理量大，相对来说更加节能环保，同时还可以避免物料过分熟化的可能。但膨胀器加工参数以及膨胀器加工对饲料营养及饲料属性的影响的还不够深入和明确，在饲料生产中的应用还不够普遍。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种饲料大宗原料(即能量原料和蛋白原料)预处理方法和饲料生产加工工艺，能有效地解决玉米等大宗原料糊化度低引起的消化率低以及膨化原料过多引起仔猪健康水平下降的问题，降低饲料生产能耗，降低生产成本，显著地改良和促进膨胀工艺在饲料工业中使用效果。

一种饲料大宗原料预处理方法，其包括将原料过筛，粉碎后按照预定比例配料，调整水分含量并添加淀粉酶与蛋白酶，并混料均匀后，在第一调质器中进行第一次调质处理，再保质预定时间后，在第二调质器中进行第二次调质处理，然后冷却或制粒。

一种饲料生产加工工艺，其包括以下步骤：将饲料大宗原料按照如上述的饲料大宗原料预处理方法进行处理，然后再与预混料和不需要粉碎的原料进行混合，再进行调质后，制粒，形成所需饲料。

以及，一种饲料生产加工设备，其包括原料除杂处理装置、粉碎装置、第一配料混合装置、第一调质器、保质器、第二调质器、第二混料装置、第三调质器和制粒机，所述原料除杂处理装置用于接收原料并除杂，所述粉碎装置与原料除杂处理装置相连以将除杂后原料粉碎，所述第一配料混合装置接收粉碎后的原料并混料，包括调整粉碎后的原料中水分含量及添加淀粉酶与蛋白酶，第一调质器用于对混料进行第一次调质处理，所述保质器对经第一调质器调质后的混料进行保质进一步熟化，第二调质器用于对熟化后的混料进行第二次调质处理，所述第二混料装置用于将制粒与预混料及不需要粉碎的原料进行混合，所述第三调质器用于对二次混料进行调质处理，所述制粒机用于将三次调质后的混料制粒。

上述饲料大宗原料进行预处理方法以及饲料生产加工工艺和设备中，通过将大宗原料经过一次预消化(酶解)、两次调质处理、一次保质(后熟化)处理，至少具有以下有益效果：

1、在适合的温度和水分含量下，玉米淀粉糊化度最高且不会返生，从而提高饲料产品的消化率和储存期；蛋白原料分解为更容易消化的酸溶蛋白和小肽类物质；

2、节约能耗，符合低碳经济，降低生产成本；

3、饲料产品中无需添加膨化原料即可获得良好仔猪生长性能。

附图说明

图1示出本发明实施例的饲料生产加工设备结构示意图。

图2是本发明实施例的饲料生产加工设备中保质器和两个调质器的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细地实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明实施例提供一种饲料大宗原料预处理方法，其包括以下步骤：

s01：将原料除杂，粉碎；

s02：将粉碎后的原料按照预定比例配料，并混料均匀；

s03：按照2wt‰-5wt‰比例添加淀粉酶和蛋白酶，同时调整水分含量在15-25wt％之间；

s03：进入第一调质器中进行第一次调质处理；

s04：再进入保质预定时间进行后熟化；

s05：在第二调质器中进行第二次调质处理；

s06：冷却或制粒。

其中，在步骤s01中，原料为大宗原料即能量原料和蛋白原料具体地，所述能量原料优选为玉米、大麦、小麦、木薯淀粉、豌豆淀粉中的一种或多种，蛋白原料优选为大豆粕。原料过原料筛除杂，过筛后进入筒仓，再进行粉碎。粉碎后的粒度为40目。

在步骤s01中，能量原料与蛋白原料按照3-4:1比例进行配料后粉碎。在配料后补充水分15wt％-25wt％，以及同时以2‰-5‰补充淀粉酶或蛋白酶，淀粉酶为常温淀粉酶和高温淀粉酶，蛋白酶为中性蛋白酶。

在第一次调质处理过程中，所述第一调质处理的温度优选为95℃-105℃，第一调质处理的时间为15秒-25秒。所述第二调质处理的温度优选为50℃-65℃，所述第二调质处理的时间比第一调质处理的时间延长5秒-25秒，所述第二调质处理的时间为20秒-40秒。在本发明实施例中，第一次调质主要是为了使得玉米中的淀粉糊化度提高；第二次调质主要是为了接下来的制粒或冷却做准备，通过两次调质后，使原料符合制粒要求，例如符合预定的蒸汽和温度，以便在制粒机中使原料形成颗粒。

在第一调质处理后，再将原料引入保质器静置保质，保质处理的温度为80℃-90℃，时长为10-15分钟。由于第一次调质时间15秒-25秒，此时淀粉快速熟化，为避免熟化后淀粉快速返生，或者糊化的不均匀和不彻底情况，本实施例进一步在保质器中进行2-8min的后熟化，使原料中的淀粉糊化均匀、彻底且防止淀粉返生。

经两次调质处理后，达到制粒要求，然后进行风冷冷却或制粒；待用。经上述步骤进行预处理的原料糊化度提高，消化率提高，有利于猪只对营养成分的消化吸收，从而间接降低养殖成本和环境污染的排放。

本发明实施例还提供一种饲料生产加工工艺，其包括以下步骤：将饲料大宗原料按照如上所述的饲料大宗原料预处理方法进行处理，然后再与预混料和不需要粉碎的原料进行混合，再进行调质后，制粒，形成所需饲料。其中，在将饲料大宗原料预处理后，可以按照二次制粒工艺生产仔猪配合饲料粒料，将本发明实施例中的大宗原料预处理工艺与二次制粒工艺联合使用。

请参阅图1，示出本发明实施例的一种饲料生产加工设备100，该设备包括原料除杂处理装置11、粉碎装置12、第一配料混合装置13、第一调质器14、保质器15、第二调质器16、第二混料装置17、第三调质器和制粒机19，所述原料除杂处理装置11用于接收原料并除杂，所述粉碎装置12与原料除杂处理装置11相连以将除杂后原料粉碎，所述第一配料混合装置13接收粉碎后的原料并混料，包括调整粉碎后的原料中水分含量及添加淀粉酶与蛋白酶，第一调质器13用于对混料进行第一次调质处理，所述保质器15对经第一调质器调质后的混料进行保质进一步熟化，第二调质器16用于对熟化后的混料进行第二次调质处理，所述第二混料装置17用于将制粒与预混料及不需要粉碎的原料进行混合，所述第三调质器18用于对二次混料进行调质处理，所述制粒机19用于将三次调质后的混料制粒，同时还有冷却器对制粒后的产品进行冷却。

上述加工设备主要是用于实现上述饲料生产加工工艺，该工艺设备主要包括原料接收工段，粉碎工段，玉米熟化工段，配料混合工段，制粒冷却工段以及打包工段。原料接收工段中，原料除杂处理装置11包括进料装置111和过筛装置112，进料装置111包括一个进料斗以及回收废料装置。粉碎装置12可以有初级粉碎机和二次精细粉碎机。图示中显示为双线工艺设备，即同时对粉料和粒料同步预处理。如图1所示，原料除杂处理装置11有两套，分别对粉料和粒料同步过筛处理等，粉料不需要粉碎，直接进入配料混合工段，与另一条流水线上经过预处理的大宗原料(粒料)进行混合。

在粉碎工段，也有两条线，分别包括第一粉碎装置121和第二粉碎装置122，粒料分别经过第一粉碎装置121和第二粉碎装置122进行粉碎，其中一条线直接进入配料混合工段，另一条线经过调质、保质后再进入配料混合工段。

如图2所示，经粉碎后的大宗原料经粉碎后先经第一配料混合装置13混合，再进入第一调质器14中进行调质，接着在保质器15进行保质，后熟化处理，再在第二调质器16进行第二次调质处理。第一调质器14、保质器15和第二调质器16依次叠装于一体，由上到下排列叠放，并相通以依次进行相应的处理。下面结合工艺和设备来描述步骤：

原料由接收工段，即原料除杂处理装置11接收后，过筛除杂，然后进入粉碎工段，通过粉碎装置进行粉碎；可以采用多级粉碎，粉碎装置可采用两个以上粉碎器，例如，有初级粉碎机121和二次精细粉碎机122，粉碎后再通过第一配料混合装置13进行配料，调整水份以及添加酶，再进入玉米熟化工段，在该工段依次进行第一次调质、保质和第二次调质处理，分别在相应的调质器和保质器中进行，然后再进入第二配料混合装置17，使经过前处理后的大宗原料与其他预混料及不需要粉碎的原料进行混合，再进行第三次调质后，制粒，形成所需饲料，最后打包出厂。

以玉米为例，以下分别采用常规的二次制粒工艺和联合本发明实施例所述玉米前处理工艺仔猪二次制粒工艺生产仔猪配合饲料粒料。按照中国人民共和国国家标准《饲料采样》(gb/t14699.1-2005)分别采集样品，测定饲料颗粒的质量以及对仔猪生长性能的效果对比。1、不同生产工艺饲料质量对比

如上表所示，与普通制粒工艺、添加膨化玉米低温制粒工艺、大料膨胀低温制粒工艺和二次制粒工艺相比，本发明实施例所述玉米前处理的低温制粒工艺所制得的断奶仔猪日粮，硬度、颗粒耐久性指数与添加膨化玉米低温制粒工艺、大料膨胀低温制粒工艺和二次制粒工艺相当，显著优于普通制粒工艺；其酥脆性指数(6.31±0.34)与添加膨化玉米低温制粒工艺(5.83±0.72)和大料膨胀低温制粒工艺(6.06±0.63)相当，显著优于普通制粒工艺(4.54±0.41)和二次制粒工艺(4.82±0.27)；淀粉糊化度(96.97±0.21)最高，显著高于添加膨化玉米低温制粒工艺(75.72±2.70)和其他三种加工工艺；蛋白质溶解度在五种加工工艺之间无明显差异。综上所述，在上述的五种饲料加工工艺中，本发明实施例所述玉米前处理的低温制粒工艺生产的断奶仔猪日粮硬度、颗粒耐久性指数、酥脆性和淀粉糊化度均效果最佳。

2、不同生产工艺加工成本对比

注：(1)添加膨化玉米低温制粒工艺中膨化玉米的添加比例为15％

(2)设备折旧以每年10％计

(3)工业用电以1元/度计

如上表所示，上述五种断奶仔猪日粮的加工工艺就加工成本来讲，与添加膨化玉米低温制粒工艺、大料膨胀低温制粒工艺和二次制粒工艺相比：第一，最初的成本投入，本发明实施例所述玉米前处理的低温制粒工艺节约20万-40万；第二，每年设备折旧节约2-4万；第三，每吨饲料节约用电10度-32.5度电，工业用电以1元/度，以2016年全国饲料产量2.9亿吨计，每年可节约生产成本29-94.25亿元。此外，本发明实施例所述玉米前处理的低温制粒工艺的成本节约还是在饲料质量和对仔猪的生产性能更佳的基础之上实现，因此本发明实施例所述玉米前处理的低温制粒工艺具有更符合当前以及未来饲料低碳、经济的绿色工业生产模式。

3、不同生产工艺饲料产品对仔猪生长性能的效果对比

实验于深圳比利美英伟营养饲料有限公司恩平动物实验中心进行。选取体重接近、健康无病的相同批次断奶仔猪200头，雌雄比例一致，随机分为5组，每组40头，每组4个重复，每个重复10头，分别饲喂五种不同生产工艺制得的饲料产品。根据实验猪场常规饲养制度，各栏自由采食，少量多次饲喂，自由饮水，免疫程序按照实验场规定操作，实验周期28天，记录疾病及治疗情况。于实验开始和结束日称重，记录每天耗料情况，并计算日采食量和料肉比：采食量＝投料量－剩余饲料量；日采食量＝(投料量－剩余饲料量)/试验天数：料重比＝日采食量/日增重。最终计算平均日采食量(adfi)、平均日增重(adg)和料肉比(f/g)。

由上表可知，以经普通制粒工艺、添加膨化玉米低温制粒工艺、大料膨胀低温制粒工艺、二次制粒工艺和玉米前处理的低温制粒工艺生产的断奶仔猪日粮饲喂断奶仔猪28天。结果显示，与饲喂普通制粒工艺、添加膨化玉米低温制粒工艺、大料膨胀低温制粒工艺和二次制粒工艺所生产的日粮相比，以本发明实施例所述玉米前处理低温制粒工艺生产的日粮饲喂断奶仔猪，平均日采食量和平均日增重显著均高于其他四种加工工艺组仔猪，料肉比则最低，具有最佳的投入产出比。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。