專利名稱：飼料加工新方法
技術領域：
本發(fā)明飼料加工新方法涉及的是一種加工粗飼料，又可氨化粗飼料、精飼料和對發(fā)酵原料前處理的加工方法。屬飼料加工領域。
粗飼料是指玉米秸桿等植物秸桿，農(nóng)作物藤蔓、向日葵盤，干蔗渣、椰子殼等各種植物性農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物，各種蒿草、蘆葦，以及灌木、鋸沫、枝條、林木加工副產(chǎn)物等高粗纖維的飼料原料。
這些原料從用于飼料的角度，都存在著如下問題1、通常堅硬戮嘴，影響或嚴重影響動物的采食。如蠟熟期后的干玉米秸，牛羊只能采食干葉，莖幾乎不能采食。
2、有些有異味或不香，動物不喜食。
3、有些體積大，比重小，影響動物一次采食重量，也影響運輸和儲存。
4、粗蛋白含量常常較低，通常只有7％左右。
5、不易被動物消化，消化率很低。
粗飼料不易消化(消化率低)的原因，主要是存在如下問題粗飼料中，牛羊等能吸收消化的主要是植物細胞物質(zhì)中的纖維素、半纖維素等，而粗飼料常常存在如下問題(1)植物老后，表皮往往包著一層角質(zhì)或硅細胞，鍘短不能消除之，粉碎能部分消除。(2)植物細胞外圍的木質(zhì)素包裹了纖維素和半纖維素等營養(yǎng)物質(zhì)，而動物通常無法消化、破壞木質(zhì)素，因而嚴重影響動物對粗飼料的消化能力。(3)纖維素分子是單鏈大分子，存在結晶結構，動物分解消化它有一定難度。
為解決粗飼料的利用問題，國內(nèi)外已有了一些方法1、揉搓法把玉米秸、麥秸、稻草等用揉搓機揉搓，使之松軟，解決玉米秸戮嘴吃不動的問題，進一步改善麥秸、稻草的柔軟程度。但此種方法功能單一，且不能更深層次的解決粗飼料的其它問題，且應用的原料品種限于動物原本愿采食范圍內(nèi)。
2、粉碎法能將原料粉碎，解決堅硬問題，但粉碎太細會影響反芻動物消化機制，且不能更深層次的解決粗飼料的其它問題，能耗大。
3、蒸煮法將原料煮或蒸，能在一定程度上軟化原料，并在一定程度上使部分高分子物質(zhì)水解，提高營養(yǎng)水平。但有的方法所需時間長，常常需2-3小時甚至更長小時，且這些方法使原料適合動物需要的軟化程度常常不夠；有的有二次廢水污染，有的不能很好破壞影響動物消化的木質(zhì)素因素，對原料的香化處理不足。另外加工成本不低。特別是有的方法因處理溫度高而時間又偏長，蒸、煮的溫度時間參數(shù)不合理，導致原料中原有粗蛋白等營養(yǎng)破壞嚴重。
4、氨化法飼料的氨化可有效改善飼料的粗蛋白水平，目前已有氨化法有氨化袋法，氨化池法、氨化爐法和擠壓法，前二者存在加工周期長，且隨環(huán)境氣溫變化而變化(通常要15-40天)，占用場地大，工藝要素掌握較難，易霉變、氮源限于液氨、尿素等，氨的利用率(氨化效率)只35％左右，污染環(huán)境，浪費大，加工成本不低。后者氨化爐法加工周期也需數(shù)小時(3小時左右)，氨利用率仍不太高，實際均75％左右，且加工成本也不低。上述方法通常只能粗飼料氨化，對精飼料，如玉米的氨化，是不能的。國外擠壓氨化法能解決這一問題，進行精飼料螺桿擠壓氨化，但能耗高，成本高，而且又不適宜同機用于粗飼料氨化。
5、發(fā)酵法粗飼料發(fā)酵法利用微生物發(fā)酵秸稈等粗飼料，提高粗飼料的營養(yǎng)成份，是一種較好的方法。但因原料雜菌多而復雜，發(fā)酵中易霉變，原料未經(jīng)滅菌、膨化、熟化、擴大表面積處理，發(fā)酵速度相對較慢。這一問題在單細胞蛋白飼料的發(fā)酵生產(chǎn)，調(diào)味品發(fā)酵生產(chǎn)中均也存在。同時現(xiàn)行發(fā)酵飼料原料難以方便地先經(jīng)氨化預處理，如氨化，則可為下步某些發(fā)酵微生物提供合成蛋白質(zhì)的氮源，提高發(fā)酵效果。
本發(fā)明的目的是為了克服粗飼料存在的問題和上述飼料加工方法各自存在的缺陷，并根據(jù)粗飼料不宜被動物消化和利用的幾率，以及氨化和發(fā)酵的特點，提出一種飼料加工新方法，本發(fā)明是一種具備工業(yè)化生產(chǎn)能力的工藝方法，能同時解決或大大改善上述粗飼料利用存在的各種問題，克服上述5種已有的飼料加工方法功能單一和不足之處，且使一種工藝方法具備各種加工能力，適應養(yǎng)殖和其它生產(chǎn)企業(yè)的需要。
飼料加工新方法是采取以下方案實現(xiàn)的將所需加工的粗飼料或其它需氨化或發(fā)酵處理的固體植物性原料(長的需切短至1-3cm，以便于裝罐)，加入適量的水，使原料水份達到12-70％，對粗飼料使原料水份達到20％～70％；在原料進罐之前可在原料中拌入人工氨化的氮源，其加入數(shù)量根據(jù)養(yǎng)殖上對粗飼料非蛋白氮所需的百分數(shù)為準，加入氮源含氮量范圍折以尿素重量計，加入量為原料干物質(zhì)重量的0.5％-30％，氮源為能在本工藝加熱加壓條件下迅速分解、對動物無毒害的氮源，通常為尿素、液氨、氨水、碳酸氫銨，氯化銨、各種磷酸銨中的一種或混合物，在140℃-230℃之間，即工藝處理溫度壓力條件下能迅速分解出NH3對動物無毒害作用的氮源。也可同時加入硫酸鈉(與氨化配合，利于反芻動物利用)，其用量以S含量計，與加入人工氮量之比按N∶S=10～18∶1，混入粗飼料中?？稍诩庸さ脑现兄苯踊旌霞尤腽B(yǎng)殖中所需添加量的鈣、磷、食鹽和二氯化鈷等礦物微量元素添加劑。
將原料加入處理罐中，進行處理，處理罐為一可密封的耐壓罐體，有一耐高壓高溫裝料閥，如耐高溫高壓球閥，有一個耐高溫、耐壓快開出料閥，如耐高溫高壓球閥，有蒸汽導入的管道或同時有壓縮空氣導入的管道，以及有相應的蒸汽和壓縮空氣控制閥門，罐體裝有壓力和溫度指示器。通入飽和蒸氣，密封后，第一階段打開蒸汽閥，通入蒸汽，使物料溫度保持120℃～170℃，保持時間2分鐘-30分鐘。第二階段再開大進蒸汽閥門，通入蒸汽，使物料溫度迅速升至160℃～230℃，關閉進氣閥，保持30秒～15分鐘。第三階段，打開壓縮空氣閥門，通入高壓氣體(如設備上無壓縮空氣裝置時也可打開蒸汽閥通入高壓蒸汽)，使罐內(nèi)壓力立即升至6～40kg/cm2(表壓，下同)立即關閉進汽(氣)閥，打處理罐出料閥，將物料噴放出來。噴放出的產(chǎn)品可直接飼喂，也可干燥后儲存使用，還可不經(jīng)干燥直接待溫度降至36-42℃時拌入菌種，發(fā)酵后使用。
本發(fā)明的物料處理分三段進行，可較好地保護飼料中原有的粗蛋白不易被破壞。第一階段保持的時間長些，在此溫度壓力下使水份有時間充分進入原料內(nèi)，作用原料。在此溫度下，粗蛋白不易深度破壞。經(jīng)第一階段處理，第二階段時間就可達到盡可能縮短了，使已吸水軟化加工的原料迅速進一步強化吸水和水解、軟化等處理效果，然后第三階段迅速打入壓縮空氣或蒸汽升壓、噴出，即加工成飼料或發(fā)酵用產(chǎn)品，噴出的產(chǎn)品可直接飼喂，或干燥貯存，或供發(fā)酵使用。
本發(fā)明的處理溫度、時間和噴放壓力，對不同類原料和處理目的的適宜條件不同。
1、對低蛋白質(zhì)(原料含水量12％時，粗蛋白CP≤6％)的樹枝條、鋸沫、刨花類木本植物原料，動物原不可采食，第一階段處理溫度為160℃～170℃，處理時間為5-30分鐘。第二階段處理溫度為200℃～210℃，處理時間為5-15分鐘，第三階段噴放壓力為12kg/cm2～40kg/cm2。
2、對低蛋白質(zhì)(原料含水量12％時，粗蛋白≤6％)的粗纖維較高的作物秸稈，干蔗渣、蘆葦、蒿草、向日葵盤、玉米棒芯等農(nóng)林副產(chǎn)物處理的第一階段溫度為150℃～170℃，處理時間為5-20分鐘。第二階段處理溫度為170℃～200℃，處理時間為1-8分鐘，第三階段噴放壓力為16-30kg/cm2。
3、對粗蛋白含量較高(原料含水量12％時，CP＞6％)的秸稈、藤蔓、蒿草、灌木和其它農(nóng)林副產(chǎn)物，以及其它需加工的精飼料或發(fā)酵原料，其處理第一階段溫度為120℃～160℃，處理時間5-20分鐘，然后第二階段升至160℃～190℃，維持30秒-8分鐘，第三階段迅速升到6-16kg/cm2，立即噴放。
在氨化精飼料時，將原料中加入一定量的水使原料水份達到12～40％，加入人工氮源，加入含氮量折以尿素重量計，為原料干物質(zhì)重量的0.5％～30％，放入處理罐中，打開蒸汽閥，關閉進料閥，通入飽和蒸汽，使物料的溫度保持在120℃～170℃，關閉進汽閥，保持時間為2分鐘-30分鐘，然后開啟蒸汽閥或壓縮空氣進氣閥，通入高壓汽(氣)體，使罐內(nèi)壓力迅速升至6-16kg/cm2，立即關閉進汽(氣)閥，打開出料閥噴放。
本發(fā)明的原理和優(yōu)點如下由于一般木質(zhì)素的塑化(熔化)點為140℃左右，在160℃以上的高溫蒸汽作用下，原較均勻地存在于粗飼料纖維細胞間及細胞各層間的木質(zhì)素會發(fā)生熔化(塑化)。在噴放時，已熔化(塑化)的木質(zhì)素，在劇烈的噴放排料摩擦力和噴放膨化脹力的作用下，即可導致重新分布，這大大有利于纖維、半纖維的暴露(即有的地方木質(zhì)素重新分布而隆起，而有的地方則變薄，以致暴露出來)。已被高壓蒸汽處理，膨化、軟化的粗飼料原料基本趨于小顆粒粉碎或亂絲狀，因而原來粗飼料表皮的角質(zhì)層和硅細胞覆蓋基本消除，包圍纖維素、半纖維素的木質(zhì)素阻礙大大消除，而且粗飼料中部分大分子物質(zhì)在高壓濕熱下水解發(fā)生物理化學變化，纖維素的結晶度有所降低。經(jīng)噴放后的粗飼料顆粒破碎變小，密度增大，體積變小，總表面積擴大，且質(zhì)地十分柔軟。同時由于膨化作用產(chǎn)生特有芳香氣味，動物喜食。
本工藝方法重要的一點是采用二段處理(對僅需氨化的原料的處理，可省去第二段處理)，在第一階段在120～170℃內(nèi)，在此溫度下即可滿足對原料吸水軟化等加工的需要，又不至于深度破壞原有的粗蛋白營養(yǎng)，此時原料已吸水軟化，細胞吸水膨大，蒸汽高溫能快速作用于細胞等原料物質(zhì)，縮短了第二階段的高溫處理的時間，同時第三階段采用壓縮空氣(或蒸汽)升壓即噴，對保護原料中原有的粗蛋白十分有意義。
本新工藝在粗飼料加工中要加入水份，水份在加工中起著重要作用水份能保護物料中營養(yǎng)物質(zhì)粗蛋白等不易破壞，更需高溫的破壞。水份有助于木質(zhì)素的塑化，較高的水份才能使細胞有效地吸水張開，增大蒸汽等待的作用效果和營養(yǎng)效果。較高的水份才能使高溫、高壓下水解加強，使原料的營養(yǎng)進一步提高，本工藝加工過程中通入壓縮空氣升壓噴放可避免通入蒸汽升壓造成溫度過高破壞營養(yǎng)和原料水份進一步提高造成不必要的水份提高，增大可能需要的干燥加工負擔。
在處理罐中，在濕熱蒸汽的作用下，氮源發(fā)生分解例如氨化反應一般是個吸熱、體積變小的化學反應。因此，在高溫高壓下，氨氣等氮源以很高的速度與各種粗飼料或其它需氨化的精飼料的有機體結合。使在通常方法條件下需數(shù)小時(氨化爐)，甚至數(shù)周(氨化窖方法)的過程在30分鐘內(nèi)得以完成，且一次可加工量大，方法簡單。十分重要的是這種方法不僅可用于粗飼料的氨化，還可用于精飼料如玉米、高梁、小麥、稻谷的氨化加工，而淀粉高的精飼料氨化后，用于反芻動物的使用效果更好，是氨化飼料的一個先進方法。
這是一種粗飼料和其它發(fā)酵原料加工的前處理技術，可在短時間內(nèi)完成對原料滅菌、膨化、熟化處理，處理后的原料比表面積擴大，部分高分子物質(zhì)高壓濕熱降解，從發(fā)酵學的原理可知，這些都是發(fā)酵原料所需的優(yōu)良品質(zhì)，可提高發(fā)酵質(zhì)量和發(fā)酵得率，是良好的單細胞蛋白飼料生產(chǎn)、調(diào)味品釀造生產(chǎn)等發(fā)酵生產(chǎn)原料的前處理方法。
所有這些使上述阻礙粗飼料利用的5大問題得以解決或大大改善，并在這樣一個加工過程中完成了前述5種加工方法中前4種方法所做的粉碎、揉擦、氨化、蒸煮的功能。這種方法優(yōu)于前述的其它方法，且無環(huán)境污染，簡單易行，適應工業(yè)化生產(chǎn)。
這是一種十分簡便的工業(yè)化氨化飼料方法，氨化速度或產(chǎn)量大大優(yōu)于目前的氨化方法，且既能氨化粗飼料，又能氨化精飼料。
這是一種發(fā)酵的前處理方法，可提高發(fā)酵的速度和質(zhì)量，且可快速氨化發(fā)酵原料，提高了發(fā)酵原料的質(zhì)量。
實施例1將含水12％的新鮮玉米秸切短至2～3cm，加入原料干物質(zhì)重量2.5％的尿素，加入適量的水使原料水份含量達40％，混合后加入處理罐中(處理罐為一可密封的耐壓耐溫罐體，上部帶有一耐壓耐溫裝料閥，下部帶有耐壓耐溫出料快開閥的出料管，罐上有通入蒸氣的管道和控制閥門或同時裝有通入壓縮空氣的管道和控制閥門，，罐體裝有測定壓力和溫度的儀表，關閉進料閥，裝好罐，出料閥此時是關閉的，打開蒸汽閥，通入飽和蒸汽，關閉進料閥，使罐內(nèi)的溫度升至160℃，關閉進汽閥門，保持15分鐘，再打開蒸汽閥，迅速升至190℃，關閉進汽閥保持4分鐘，迅速打開蒸汽閥，升至18kg/cm2壓力，關閉進汽閥，迅速打開出料閥，將物料噴出。產(chǎn)品可直接做飼料使用，也可特溫度降至36℃～42℃，加入發(fā)酵菌種，進一步發(fā)酵，菌種為目前社會上玉米秸發(fā)酵正常使用的菌種。
實施例2將原料風干麥秸切短至2～3cm，加入原料干物質(zhì)重量2.5％的尿素，加入35％的水，混合后裝罐內(nèi)(處理罐結構同實施例1)，打開蒸汽閥，使罐內(nèi)溫度升至170℃，關閉進汽閥門，保持8分鐘。打開進汽閥，迅速升至200℃，關閉進汽閥，保持3分鐘，迅速打開蒸汽閥，再升至18kg/cm2壓力，關閉進汽閥，迅速打開出料閥，將飼料噴出，此時物料呈短亂絲麻狀，氣味芳香。
實施例3將原料大豆莢切短至1～2cm左右，加入原料干物質(zhì)重量2％的尿素，加入適量的水使原料水份含量達60％，打開蒸汽閥使罐(處理罐結構同實施例1)內(nèi)溫度升至150℃，關閉進汽閥門，保持8分鐘，打開進汽閥迅速升至170℃，關閉進汽閥，保持30秒，打開壓縮空氣進氣閥，迅速升壓至16kg/cm2壓力，關閉進氣閥，打開出料閥將飼料噴出，此時物料破碎柔軟，氣味芳香。
實施例4把含水25％的樺樹和楊樹混雜的枝條用切片機切片成2cm左右長度的小片狀，加入原料干物質(zhì)重量6％的尿素，加入原料重量30％的水，裝入罐內(nèi)，關閉進料閥，打開蒸汽閥，使罐(處理罐結構同實施例1)內(nèi)溫度升至170℃，關閉進汽閥，約30分鐘，打開進汽閥迅速升至200℃保持5分鐘，關閉進汽閥，再打開壓縮空氣閥門迅速升至40kg/cm2，關閉進氣閥，打開出料閥噴放物料，此時物料破碎成柔軟的細絲狀，氣味芳香。
實施例5把原料玉米壓片(含水12％)，加入原料干物質(zhì)重量35％的水，加入原料干物質(zhì)重量25％的尿素，裝好罐后，打開蒸汽閥使罐內(nèi)溫度升于125℃，關閉進氣閥，維持15分鐘，開啟壓縮空氣進氣閥，通入壓縮空氣升壓至6kg/cm2，立即關閥進氣閥，開啟出料閥噴出，即制成氨化玉米精飼料。
實施例6把原料麩皮(含水12.5％)，加入原料干物質(zhì)重量0.5％的尿素，裝好罐后，打開蒸汽閥，使罐內(nèi)溫度升于160℃，關閉進氣閥，保持1分鐘，立即開啟壓縮空氣閥門，通入壓縮空氣，升壓至14kg/cm2，關閥進氣閥，開啟出料閥噴出，即制成氨化麩皮精飼料。
權利要求
1.一種加工粗飼料，又可氨化粗飼料、精飼料和對固體植物性發(fā)酵原料前處理的飼料加工新方法，其特征在于將飼料或發(fā)酵原料加入一定量的水，使原料水份達到12％-70％，放在密封的耐壓耐溫處理罐中，通入飽和蒸氣，第一階段使物料的溫度保持在120℃-170℃，保持時間2分鐘-30分鐘，第二階段迅速將溫度升至160℃～230℃保持30秒～15分鐘，第三階段，繼續(xù)通入壓縮空氣或飽和蒸汽，迅速升壓至6～40kg/cm2的噴放壓力，立即打開泄料閥將原料噴出，即加工成飼料或發(fā)酵用產(chǎn)品，噴出的產(chǎn)品可直接飼喂，或干燥貯存，或供發(fā)酵使用。
2.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于對粗飼料的加工，要加入適量的水份，使原料的含水量達20％-70％。
3.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于對低蛋白質(zhì)(原料含水12％時CP≤6％)的樹枝條、灌木、鋸木屑、刨花類木本植物原料，第一階段處理溫度為160℃～170℃，處理時間為5分鐘～30分鐘，第二階段處理溫度為200℃～210℃，處理時間為5分鐘～15分鐘，第三階段噴放壓力為12-40kg/cm2。
4.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于對低蛋白質(zhì)(原料含水12％時，CP≤6％)、粗纖維較高的作物秸稈，干蔗渣、蘆葦、蒿草、向日葵盤、玉米棒芯，第一階段處理溫度為150℃～170℃，處理時間為5-20分鐘后，第二階段處理溫度為170℃～200℃，處理時間為1分-8分鐘，第三階段噴放壓力為16-30kg/cm2。
5.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于對粗蛋白高(原料含水12％時，CP＞6％)的秸稈、藤蔓、蒿草、灌木和其它需加工的發(fā)酵原料，其第一階段處理溫度為120℃～160℃，處理時間5-20分鐘，第二階段溫度為160℃～190℃，處理30秒-8分鐘，第三階段噴放壓力為6-16kg/cm2。
6.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于可在加工的原料中直接加入養(yǎng)殖中所需添加量的鈣、磷、食鹽和礦物微量元素添加劑。
7.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于在原料進罐之前，可在原料中加入人工氮源，加入氮量以氮含量折尿素重量計，為原料重量(干物質(zhì)計)的0.5-30％。
8.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于人工氨源在140℃-230℃之間，即工藝處理溫度下，能迅速分解出NH3的對動物無毒害作用的氮源。
9.根據(jù)權利要求1所述的飼料加工新方法，其特征在于氨化精飼料時，將原料中加入一定量的水使原料水份達到12％～40％，加入人工氮源，加入含氮量折以尿素重量計，為原料干物質(zhì)重量的0.5％～30％，放入密封的處理罐中，通入飽和蒸汽，使物料的溫度保持在120℃～170℃，保持時間為2分鐘-30分鐘，然后直接迅速通入壓縮空氣或通入飽和蒸汽，升壓至6-16kg/cm2的噴放壓力噴放。
全文摘要
本發(fā)明飼料加工新方法涉及的是一種加工粗飼料,又可氨化粗飼料、精飼料和對發(fā)酵原料前處理的加工方法。其特征在于將飼料原料加入一定量的水,使原料水份達到12—70%,放在密封的耐壓處理罐中,通入飽和蒸氣,第一階段使物料的溫度保持在120℃—170℃,保持時間2分鐘—30分鐘,第二階段迅速將溫度升至160℃～230℃保持30秒～15分鐘,迅速通入壓縮空氣或飽和蒸汽,升壓至6～40kg/cm
文檔編號A23K1/00GK1235772SQ98111308
公開日1999年11月24日 申請日期1998年5月18日 優(yōu)先權日1998年5月18日
發(fā)明者周韜, 周士諤 申請人:周韜, 周士諤