馮源

摘要：我國農(nóng)作物秸稈數(shù)量大、分布廣，是一項(xiàng)巨大的飼料資源，合理開發(fā)利用是實(shí)現(xiàn)節(jié)糧型畜牧業(yè)的必由之路。為適應(yīng)北方氣候條件及生產(chǎn)需要，研究粗飼料營養(yǎng)價(jià)值改進(jìn)技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備，提出了秸稈快速處理工藝及秸稈快速處理設(shè)備，為我省開發(fā)秸稈資源提供了依據(jù)及配套設(shè)備，以滿足畜牧業(yè)發(fā)展的需要。設(shè)計(jì)了灶式加熱裝置，利用蒸氣與物料、藥劑邊加熱邊混合的工藝，處理周期短，運(yùn)行成本低，處理效果好，節(jié)約能源。

關(guān)鍵詞：粗飼料；營養(yǎng)價(jià)值；改進(jìn)技術(shù)；配套設(shè)備

中圖分類號(hào)：$816

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.05.005

0.引言

我國農(nóng)作物秸稈數(shù)量大、分布廣，是一項(xiàng)巨大的飼料資源。合理開發(fā)利用秸稈飼料資源，減少畜牧業(yè)生產(chǎn)對(duì)糧食的依賴，是實(shí)現(xiàn)節(jié)糧型畜牧業(yè)的必由之路。我市每年農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量約588萬t，飼草產(chǎn)量約為2293t。每畝按200kg到2000年我市肉牛及奶?？傆?jì)存欄將達(dá)到250萬，需粗飼料625萬t，僅用飼草是不能滿足需要的，必須研究開發(fā)農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)價(jià)值的改進(jìn)技術(shù)及配套設(shè)備。農(nóng)作物秸稈在自然狀態(tài)下是一種劣質(zhì)粗飼料。其特點(diǎn)是粗蛋白含量低，一般為3%～5%，而且品質(zhì)不佳；粗纖維含量高，達(dá)35%～40%，消化率低，適口性差。單純飼喂這種秸稈，不能滿足牲畜需要，這就制約了我國草食家畜生產(chǎn)水平的提高。本課題的研究應(yīng)用將使農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)價(jià)值提高到相當(dāng)于中等飼草的水平，為我市的畜牧業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

國內(nèi)外多年來一直進(jìn)行這方面的研究，并提出了很多方法和設(shè)備，如氨化、堿化、鹽化等方法。在設(shè)備方面有氨化池、氨化爐等設(shè)備。微生物處理方面，如青貯、黃貯、微貯等形式。目前上述多種方法在實(shí)踐應(yīng)用中存在如下幾方面的問題：

（1）我省秸稈擁有量最大的為玉米秸稈，約占全部秸稈總量的57%，該作物收獲期為10-11月，在此期間氣溫低不適于氨化、黃貯。

（2）由于我省年降雨量低于500mL，不適于堿化。

（3）由于氨化池占地面積大，需要專用舍且處理，周期長不適應(yīng)需要。

（4）氨化爐體積大、耗能高、投資大、不適應(yīng)目前經(jīng)濟(jì)狀況和飼養(yǎng)規(guī)模需要。冬季不能在高寒地區(qū)使用。

（5）鹽化雖然解決了適口性問題，但其品質(zhì)無明顯改變。

為適應(yīng)北方氣候條件及生產(chǎn)需要，研究粗飼料營養(yǎng)價(jià)值改進(jìn)技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備，解決不能長年粗飼料處理難題，為此提出了秸稈快速處理工藝及秸稈快速處理設(shè)備，為我省開發(fā)秸稈資源提供了依據(jù)及配套設(shè)備，以滿足畜牧業(yè)發(fā)展的需要。

1.項(xiàng)目研究對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的意義

秸稈快速處理工藝就是將農(nóng)作物秸稈，經(jīng)過物理、化學(xué)等方法處理，提高農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)價(jià)值水平。采用的設(shè)備，吸取了現(xiàn)有同類機(jī)型氨化優(yōu)點(diǎn)和總結(jié)了多年推廣的垛法、窯法、塑料袋法等氨化經(jīng)驗(yàn)，研究設(shè)計(jì)了功能齊全、工藝銜接合理，適合當(dāng)前養(yǎng)牛戶需要的中小型設(shè)備，其主要特點(diǎn)，生產(chǎn)周期短，從進(jìn)料到出料只需要6min；生產(chǎn)氨化飼料，不受外界環(huán)境溫度影響，可常年進(jìn)行生產(chǎn)。解決了養(yǎng)牛戶在枯草期的飼草供給，改變半舍半牧飼養(yǎng)模式為全舍式飼養(yǎng)，提高了養(yǎng)牛戶的經(jīng)濟(jì)效益。

該項(xiàng)研究對(duì)提高農(nóng)作物秸稈的營養(yǎng)價(jià)值水平的工藝參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)，并對(duì)提高處理速度的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，確定了生產(chǎn)所需要的主要參數(shù)，對(duì)處理后的結(jié)果進(jìn)行了分析檢驗(yàn)、喂食試驗(yàn)、消化試驗(yàn)。通過試驗(yàn)證實(shí)，秸稈快速處理工藝可將秸稈的粗蛋白水平，由原來4%提高到8%；粗纖維由原來的28.34%降到26.82%；粗纖維消化率由原來的30.19%提高到47.35%；干物質(zhì)消化率由25.55%提高到35.47%（24 h尼龍袋法測(cè)試），通過喂食試驗(yàn)在2 kg精料的情況飼喂處理秸稈比未處理秸稈相比日增加0.5kg，得到了快速秸稈處理工藝的理想結(jié)果。

2.本項(xiàng)目研究解決的關(guān)鍵問題，所采取的技術(shù)措施

本項(xiàng)研究需解決的關(guān)鍵問題是：加熱形式、加熱工藝、處理液的配比。

2.1加熱形式的確定

經(jīng)過認(rèn)真的研究和對(duì)比分析，電加熱運(yùn)行成本高，溫升慢。因此，我們選擇了灶式加熱，利用蒸氣與物料、藥劑邊加熱邊混合，其優(yōu)點(diǎn)是處理周期短，運(yùn)行成本低，處理效果好，節(jié)約能源。

2.2加熱試驗(yàn)

經(jīng)過多輪實(shí)驗(yàn)得出：物料的溫度隨時(shí)問變化分三個(gè)階段，第一階段在2min前為降溫階段，即物料與處理液混合時(shí)處理液溫度由70℃降至42℃，及物料溫度由23℃上升至42℃時(shí)處理液與物料溫度平衡。由該階段可得到，此時(shí)物料升溫時(shí)所需的熱量為1.47千卡/kg·℃；第二階段為升溫階段，這個(gè)階段的溫升隨時(shí)間的變化其升溫速率是不同的，隨著物料溫度的上升，其升溫速率下降；當(dāng)達(dá)到107℃時(shí)，所需要的時(shí)間為6min。

2.3氨源的確定

在快速秸稈處理技術(shù)中，處理液的配比占有十分重要的地位，它對(duì)秸稈營養(yǎng)價(jià)值水平的改進(jìn)起著促進(jìn)作用。秸稈快速處理技術(shù)采用碳酸氫銨作為氨源，因?yàn)樘妓釟滗@價(jià)格低廉，且易貯運(yùn)，用作氨源不僅可以降低氨化成本，而且有利于提高氨化生產(chǎn)的安全性和可靠性。

3.技術(shù)原理與工藝流程

3.1技術(shù)原理

灶式處理設(shè)備技術(shù)原理為：秸稈裝入混合箱在攪拌器作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，同時(shí)藥液經(jīng)加熱增加了活化能力，促進(jìn)秸稈快速發(fā)生物理化學(xué)變化，使秸稈質(zhì)地柔軟，細(xì)胞壁膨脹，增加與瘤胃微生物接觸面積，使纖維素、半纖維素等多糖類物質(zhì)被降解為單糖，并轉(zhuǎn)化為脂肪酸，提高了消化率。堿作用破壞了木質(zhì)素與半纖維素之間鍵連接，使之更好的與水解酶接觸，經(jīng)分解纖維素提高秸稈的營養(yǎng)成分。

3.2工藝流程

秸稈一物理處理一預(yù)處理一仿生處理一熟化處理一成品。

（1）秸稈：玉米秸、豆秸、麥秸、稻草。

（2）物理處理：改變秸稈的物理狀態(tài)，以適應(yīng)反芻動(dòng)物需要。

（3）預(yù)處理：將必須的營養(yǎng)源處理液及微量元素混合到秸稈中。

（4）仿生處理：制造仿生物生長的條件，包括溫度、濕度蠕動(dòng)。

（5）熟化處理：改變PH值。

（6）成品：合乎要求的已提高營養(yǎng)水平的秸稈。

4.項(xiàng)目效益分析與應(yīng)用前景

秸稈快速處理裝置是通過機(jī)械設(shè)備對(duì)秸稈進(jìn)行化學(xué)處理，提高其營養(yǎng)價(jià)值的綜合技術(shù)，與現(xiàn)有同類設(shè)備（氨化爐）相比較，具有體積小、設(shè)備投資少、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)將秸稈快速處理裝置與氨化爐綜合比較，見下表。

從上表可知，快速處理機(jī)每處理1kg秸稈費(fèi)用O.074元，電爐O.11元，蒸汽爐為0.086元。分別降低32.7%和13.9%；其他對(duì)比項(xiàng)目，該裝置投資費(fèi)用小，運(yùn)行成本低，升溫速度快，處理周期短等。

5.結(jié)論

（1）結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固，設(shè)計(jì)新穎，維修、保養(yǎng)、檢視方便，進(jìn)出料方便，尤其液體添加部分適用合理。

（2）動(dòng)力配套合理，經(jīng)濟(jì)性較好，能夠滿足全部落下啟動(dòng)的要求，尤其是配備的單相電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，特別適用于農(nóng)戶家庭應(yīng)用。

（3）混合均勻度滿足國家要求。

（4）生產(chǎn)效率高，實(shí)際飼用效果好。