秸稈飼料雙螺桿擠壓膨化技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

張靜

摘要：在介紹農(nóng)作物秸稈成分的基礎(chǔ)上，探討開發(fā)秸稈飼料的重要意義。論述雙螺桿擠壓膨化技術(shù)在秸稈飼料加工領(lǐng)域的研究歷程、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用情況，展望其研究發(fā)展趨勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)秸稈飼料化和提高農(nóng)作物秸稈利用率提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：秸稈飼料;擠壓膨化;成分;發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：S816.34? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2020）04-0049-02

隨著人均消費(fèi)水平的提高，人們對(duì)畜牧產(chǎn)品的消費(fèi)逐年遞增。畜牧業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)飼料的需求量急劇增加，亟需開發(fā)節(jié)糧型、非糧型的飼料，有效解決我國飼料原料短缺問題。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，將其加工處理后飼料化，除能緩解人畜爭(zhēng)糧的矛盾外，還能提高農(nóng)作物秸稈利用率，有利于改善生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。雙螺桿擠壓膨化技術(shù)能夠使秸稈飼料具有良好的適口性和最佳的營養(yǎng)價(jià)值，可實(shí)現(xiàn)秸稈飼料營養(yǎng)價(jià)值最大化，是提高飼料營養(yǎng)價(jià)值和轉(zhuǎn)化效率的有效方法。

1 農(nóng)作物秸稈的成分

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物種類豐富，秸稈年產(chǎn)量約為7億t。農(nóng)作物的品種不同，其秸稈的物質(zhì)組成存在較大差異。農(nóng)作物秸稈的粗纖維含量很高，約占30%～50%;粗蛋白質(zhì)含量很低，特別是禾本科秸稈僅有3.2%～6.2%;豆科秸稈的粗蛋白質(zhì)含量稍高，約為6.8%～11.1%。影響農(nóng)作物秸稈飼料化利用的主要因素有飼料品質(zhì)、采食性和畜牲的消化利用能力。用未經(jīng)加工的秸稈飼料直接飼喂畜牲，適口性差、消化率低和營養(yǎng)不高，制約其在飼料化方面的開發(fā)與利用。常見農(nóng)作物的秸稈成分見表1。

2 開發(fā)農(nóng)作物秸稈飼料的意義

農(nóng)作物秸稈是一種重要的生物質(zhì)資源，然而我國有35%以上的秸稈未得到有效地開發(fā)與利用，大量農(nóng)作物秸稈被隨意拋棄或露天焚燒，不僅造成資源浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。將農(nóng)作物秸稈用擠壓膨化技術(shù)處理后飼養(yǎng)畜牲，對(duì)農(nóng)作物秸稈資源化利用具有重要的戰(zhàn)略意義。

飼料膨化技術(shù)是處理農(nóng)作物秸稈最有效的方法之一，能夠使其組織結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化，極大改善秸稈飼料的適口性，提高家畜的采食率和消化率，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。秸稈膨化技術(shù)改變了傳統(tǒng)粗放型利用秸稈切段、揉搓等窯儲(chǔ)養(yǎng)殖模式，是破解秸稈利用的世界性難題、杜絕秸稈焚燒的最佳途徑，也是秸稈飼料行業(yè)一次革命性發(fā)展。建立資源循環(huán)式農(nóng)作物秸稈資源化利用技術(shù)模式，有利于打造完整的農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

3 雙螺桿擠壓膨化技術(shù)研發(fā)進(jìn)程

20世紀(jì)50年代，美國開始將擠壓膨化工藝用于飼料工業(yè)研究，目的是改善秸稈飼料的外觀和適口性，提高其營養(yǎng)吸收率。20世紀(jì)70年代后期，擠壓膨化技術(shù)成為飼料加工行業(yè)發(fā)展速度最快的新技術(shù)之一，并很快推廣開來。80年代以來，國外雙螺桿擠壓機(jī)得到快速發(fā)展，研發(fā)應(yīng)用的雙螺桿擠壓機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)溫度、壓力、轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)和數(shù)字顯示。

我國于20世紀(jì)90年代從國外引進(jìn)擠壓膨化加工技術(shù)，在食品業(yè)和畜牧養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用的報(bào)道較多，并在高檔飼料生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但膨化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物秸稈飼料的研究較少，且主要集中在小型單螺桿擠壓膨化研究上，進(jìn)入21世紀(jì)才出現(xiàn)相關(guān)的研究報(bào)道。2001年，張祖立利用小型自熱式單螺桿擠壓膨化機(jī)對(duì)農(nóng)作物秸稈進(jìn)行膨化加工試驗(yàn)，證實(shí)秸稈膨化能夠改善秸稈的理化性狀和營養(yǎng)成分，為提高秸稈利用率和可消化率創(chuàng)造了條件。

我國關(guān)于農(nóng)作物秸稈雙螺桿擠壓膨化技術(shù)的研究更少，近年才有相關(guān)的技術(shù)和機(jī)具報(bào)道。2018年，嚴(yán)宇開展畜牧養(yǎng)殖農(nóng)作物秸稈雙螺桿擠壓膨化試驗(yàn)研究，分析同向嚙合雙螺桿擠壓過程的流動(dòng)理論，設(shè)計(jì)一種雙螺桿構(gòu)型并進(jìn)行雙螺桿流場(chǎng)分析。此后，用水稻秸稈與玉米粉作原料，以擠壓膨化產(chǎn)品的外觀和膨化度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用設(shè)計(jì)的雙螺桿進(jìn)行擠壓膨化試驗(yàn)，得到稻秸稈添加量20%下的最佳工藝參數(shù)，為農(nóng)作物秸稈擠壓膨化飼料加工提供理論和實(shí)際指導(dǎo)。相比單螺桿擠壓膨化技術(shù)，雙螺桿擠壓膨化技術(shù)具有強(qiáng)迫輸送物料、擠壓能力強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、膨化率高、能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在秸稈飼料加工領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。

秸稈膨化飼料加工技術(shù)經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間研究發(fā)展，取得了諸多有價(jià)值的研究成果，但總體來說還不夠成熟。有些加工技術(shù)比較復(fù)雜，成本也高，加之周期長(zhǎng)、見效慢，無法適應(yīng)飼料膨化的生產(chǎn)條件，難以得到大范圍的推廣使用。而采用單一方法處理的秸稈營養(yǎng)價(jià)值不高，采食量和消化率提高幅度有限。

4 結(jié)語

推廣使用秸稈膨化技術(shù)，能夠?yàn)樾竽翗I(yè)提供綠色生態(tài)膨化飼料，使秸稈轉(zhuǎn)化為肉、蛋、奶等資源。另外，在膨化后的秸稈中加入發(fā)酵菌生產(chǎn)有機(jī)肥還田，能夠克服秸稈直接還田帶來的秸稈不易腐爛、土壤透氣性差等弊端，為秸稈資源利用提供新途徑。秸稈膨化技術(shù)的開發(fā)利用涉及機(jī)械、材料、微生物等多個(gè)學(xué)科，要想取得突破性進(jìn)展，必須集中資金和人力進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，進(jìn)一步提高技術(shù)的成熟度，為秸稈膨化技術(shù)大范圍應(yīng)用提供技術(shù)保障。

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