本發(fā)明屬于飼料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種木本發(fā)酵飼料微波膨化干燥工藝。

背景技術(shù)：

隨著人口的增長(zhǎng)及人們生活水平的提高，近年來(lái)畜牧業(yè)得到了快速發(fā)展，而草地和耕地正在逐漸減少，作為傳統(tǒng)飼料的牧草及糧食供應(yīng)不足，已經(jīng)成為影響畜牧業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。一些木本植物的嫩枝葉具有較高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值，近年來(lái)木本飼料的開發(fā)利用成為了飼料行業(yè)研究的熱點(diǎn)，現(xiàn)已出現(xiàn)很多規(guī)?；a(chǎn)的木本飼料企業(yè)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的飼料，木本飼料存在適口性差和吸收利用率低等缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年的探索，利用微生物發(fā)酵(也叫青貯或微貯)是改善以上缺點(diǎn)最有效和經(jīng)濟(jì)的方式。但在實(shí)際使用中這種飼料還存在一些問(wèn)題：第一，由于嫩枝葉含水量大，發(fā)酵后葉片成團(tuán)，在作為添加成分喂養(yǎng)豬、雞等動(dòng)物時(shí)，很難與玉米粉、麩皮等干粉飼料混合均勻；第二，木本飼料里含有部分老枝條，這種枝條木質(zhì)化嚴(yán)重，即便經(jīng)過(guò)發(fā)酵也還是難以咀嚼消化，動(dòng)物食用后容易引起腸胃不適；第三，發(fā)酵飼料適合隨取隨用，因?yàn)榘l(fā)酵飼料含水量高，在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)霉變腐敗，而現(xiàn)在木本發(fā)酵飼料的生產(chǎn)和畜牧養(yǎng)殖是分開的，很難實(shí)現(xiàn)隨用隨取，在實(shí)際生產(chǎn)中木本發(fā)酵飼料生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品霉變現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種木本發(fā)酵飼料微波膨化干燥工藝。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種木本發(fā)酵飼料微波膨化干燥工藝，包括以下步驟：

（1）選料：選取經(jīng)微生物發(fā)酵以后含水量為30～70%的木本發(fā)酵飼料作為原料；

（2）加壓加熱：將原料裝入容器a內(nèi)，物料裝填量不大于容器a體積的40%，密閉容器，對(duì)原料進(jìn)行微波加熱和加壓處理，加熱加壓的時(shí)間為1～5min，直至原料溫度升至50～90℃，壓力升至0.1～0.5mpa為止得處理料；

（3）真空膨化：對(duì)容器b進(jìn)行抽真空處理，使容器b的真空度保持在-0.09～-0.05mpa，將容器a和容器b連通，使處理料在容器a內(nèi)因閃蒸得膨化料；

（4）干燥冷卻：首先，將膨化料在容器a內(nèi)保溫1～10min后再停熱，在保溫的同時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌速率為100rpm，同時(shí)邊向容器a通入空氣，邊抽空氣，使容器a內(nèi)部形成空氣流動(dòng)而帶出水蒸氣，停熱以后繼續(xù)攪拌、通氣和抽氣，攪拌速率也為100rpm，直至膨化料的含水量為10～20%，物料溫度至常溫為止。

進(jìn)一步的，所述步驟（1）中木本發(fā)酵飼料為桑樹、刺槐、構(gòu)樹、胡枝子、檸條的枝葉經(jīng)微生物發(fā)酵以后所得產(chǎn)物。

進(jìn)一步的，所述容器b的體積是容器a體積的5～15倍。

進(jìn)一步的，所述步驟（1）中木本發(fā)酵飼料的含水率為30～60%。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是：

1.本工藝能使木本發(fā)酵飼料得到良好的膨化干燥，飼料的保存期限得到了大幅度延長(zhǎng)，與玉米、麩皮等常規(guī)粉狀飼料的混合分散性更好，有利于木本植物、秸稈等非傳統(tǒng)飼料的商業(yè)化生產(chǎn)及推廣，具有開創(chuàng)性的作用；

2.本工藝使木本發(fā)酵飼料中木質(zhì)化嚴(yán)重的枝條得到了膨化，使含水量多易成團(tuán)的葉片得到分散，改善了飼料的適口性，增強(qiáng)了動(dòng)物的消化利用率，飼養(yǎng)經(jīng)濟(jì)性得到提高；

3.該工藝簡(jiǎn)單、成本低、適用性廣泛，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是木本發(fā)酵飼料初始含水率與膨化率的變化關(guān)系示意圖。

圖2是加熱溫度與膨化率的變化關(guān)系示意圖。

圖3是膨化真空度與膨化率的變化關(guān)系示意圖。

圖4是加壓壓力與膨化率的變化關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例中均以桑樹枝葉經(jīng)微生物發(fā)酵后制備的木本發(fā)酵飼料為例，在其它條件相同的情況下，分別檢測(cè)飼料初始含水率、加熱溫度、加壓壓力、膨化真空度與膨化率的關(guān)系。膨化率的測(cè)定方式為：1kg原料，膨化后與膨化前的體積比，體積的測(cè)量以飼料自然裝填后，將容器從10cm的高度自然下落敦實(shí)3次為準(zhǔn)，每組試樣測(cè)量5次取平均值。

實(shí)施例1

一種木本發(fā)酵飼料微波膨化干燥工藝，包括以下步驟：首先選料，選取經(jīng)微生物發(fā)酵以后含水量為30%的木本發(fā)酵飼料作為原料，其中，木本發(fā)酵飼料為桑樹、刺槐、構(gòu)樹、胡枝子、檸條的枝葉經(jīng)微生物發(fā)酵以后所得產(chǎn)物；然后將原料進(jìn)行加壓加熱處理，具體操作為將原料裝入容器a內(nèi)，物料裝填量不大于容器a體積的40%，密閉容器，對(duì)原料進(jìn)行微波加熱和加壓處理，加熱加壓的時(shí)間為1～5min，使原料溫度升至70℃，使壓力升至0.2mpa得處理料；然后將處理料進(jìn)行真空膨化，具體為取容器b并對(duì)其進(jìn)行抽真空處理，其中，容器b的體積是容器a體積的5～15倍，使容器b的真空度保持在-0.08mpa，將容器a和容器b連通，使容器a的壓力迅速降至真空度為-0.08mpa，在此過(guò)程中，處理料在容器a內(nèi)因“閃蒸”而得到膨化，從而得到膨化料；最后，對(duì)膨化料進(jìn)行干燥冷卻，首先，將膨化料在容器a內(nèi)保溫1～10min后再停熱，在保溫的同時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌速率為100rpm，同時(shí)邊向容器a通入空氣，邊抽空氣，使容器a內(nèi)部形成空氣流動(dòng)而帶出水蒸氣，停熱以后繼續(xù)攪拌、通氣和抽氣，攪拌速率也為100rpm，直至膨化料的含水量為15%，物料溫度至常溫為止。該實(shí)施例工藝條件下所得木本發(fā)酵飼料的膨化率為138%。

實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為70%，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為150%。

實(shí)施例3

實(shí)施例3與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為45%，對(duì)原料進(jìn)行微波加熱，使原料溫度升至50℃，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為115%。

實(shí)施例4

實(shí)施例4與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為45%，對(duì)原料進(jìn)行微波加熱，使原料溫度升至90℃，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為195%。

實(shí)施例5

實(shí)施例5與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為45%，對(duì)原料進(jìn)行加壓處理，使原料壓力升至0.1mpa，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為154%。

實(shí)施例6

實(shí)施例6與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為45%，對(duì)原料進(jìn)行加壓處理，使原料壓力升至0.5mpa，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為199%。

實(shí)施例7

實(shí)施例7與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為45%，使容器b的真空度保持在-0.05mpa，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為118%。

實(shí)施例8

實(shí)施例8與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：木本發(fā)酵飼料的初始含水率為45%，使容器b的真空度保持在-0.09mpa，得到的木本發(fā)酵飼料的膨化率為195%。

試驗(yàn)檢測(cè)

1木本發(fā)酵飼料初始含水率與膨化率的關(guān)系

為研究初始含水率單獨(dú)對(duì)膨化率的影響，此處將木本發(fā)酵飼料加熱溫度、加壓壓力、膨化真空度及干燥后含水率設(shè)為定值，分別為：70℃、0.2mpa、-0.08mpa和15%。得到不同初始含水率與膨化率的關(guān)系如圖1所示。

從圖1中可以看出，當(dāng)初始含水率較低時(shí)，飼料的膨化率不高，隨著含水量的提高，膨化率開始大幅度提高，超過(guò)50%以后膨化率又降低。這是因?yàn)楫?dāng)初始含水率較低時(shí)，物料相對(duì)膨松，再提高膨松度的潛力小，而且因?yàn)槿鄙偎郑伴W蒸”時(shí)物料內(nèi)外部的壓差小，所以膨化率不高；而隨著水分的提高，這些問(wèn)題會(huì)得到改善，所以膨化率快速提高；當(dāng)初始含水量達(dá)到一定水平時(shí)，再增加含水量反而使干物質(zhì)含量減少，膨化后的體積增加少，且過(guò)多的水分需要更長(zhǎng)的加熱時(shí)間去干燥。所以從以上試驗(yàn)可以看出：此膨化工藝對(duì)不同含水量的木本發(fā)酵飼料都有一定膨化作用，且含水量在40~50%的木本發(fā)酵飼料最適合膨化。

2加熱溫度與膨化率的關(guān)系

為研究加熱溫度單獨(dú)對(duì)膨化率的影響，此處將木本發(fā)酵飼料初始含水率、加壓壓力、膨化真空度及干燥后含水率設(shè)為定值，分別為：45%、0.2mpa、-0.08mpa和15%。得到不同加熱溫度與膨化率的關(guān)系如圖2所示。

從圖2中可以看出，當(dāng)溫度較低時(shí)，膨化率較低，不到120%，當(dāng)溫度達(dá)到60℃后膨化率顯著增加，然后隨著溫度的提高又小幅增加，直到最后趨于平穩(wěn)。這是因?yàn)樵?0.08mpa的膨化真空度下，水的沸點(diǎn)在60℃左右，膨化時(shí)溫度達(dá)到此溫度以上，物料內(nèi)部能夠瞬間形成很高的蒸氣壓，出現(xiàn)“閃蒸”，使物料得到膨化，所以加熱溫度與膨化真空度是相關(guān)聯(lián)的。在滿足膨化條件下，膨化溫度不宜過(guò)高，因?yàn)楦邷剡^(guò)高會(huì)破壞木本發(fā)酵飼料中的一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，膨化溫度比水所處狀態(tài)時(shí)的沸點(diǎn)稍高即可。

3膨化真空度與膨化率的關(guān)系

為研究膨化真空度單獨(dú)對(duì)膨化率的影響，此處將木本發(fā)酵飼料初始含水率、加熱溫度、加壓壓力及干燥后含水率設(shè)為定值，分別為：45%、70℃、0.2mpa和15%。得到不同膨化真空度與膨化率的關(guān)系如圖3所示。

從圖3中可以看出，在真空度較低時(shí)，飼料膨化率較低，在達(dá)到-0.07mpa以后才快速增加，聯(lián)系溫度對(duì)膨化率的影響可知，溫度與真空度需配合能改善膨化率，只有當(dāng)膨化溫度稍高于該真空度下水的沸點(diǎn)時(shí)才有好的膨化效果。真空度越高，膨化所需的臨界溫度越低，越有利于飼料營(yíng)養(yǎng)物的保留，但真空度越高越難實(shí)現(xiàn)，對(duì)設(shè)備及成本要求越高，所以要根據(jù)需要進(jìn)行合理選擇。

4加壓壓力與膨化率的關(guān)系

為研究加壓壓力單獨(dú)對(duì)膨化率的影響，此處將木本發(fā)酵飼料初始含水率、加熱溫度、膨化真空度及干燥后含水率設(shè)為定值，分別為：45%、70℃、-0.08mpa和15%。得到不同加壓壓力與膨化率的關(guān)系如圖4所示。

從圖4中可以看出，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，飼料也有較好的膨化效果，但隨著加壓壓力的增加飼料膨化率呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但這種增加趨勢(shì)越來(lái)越小。這是因?yàn)榧訅簤毫υ酱?，膨化時(shí)產(chǎn)生的壓力差越大，越有利與膨化，但壓力的增加對(duì)膨化率的影響越來(lái)越小，不會(huì)無(wú)限制的增加膨化率。初始?jí)毫^(guò)高，會(huì)增加對(duì)設(shè)備的要求，且在設(shè)備一定的情況下，會(huì)提高膨化時(shí)的真空度，反而不利于膨化的進(jìn)行。所以初始加壓壓力在0.3mpa左右最為合適。

5膨化前后性能對(duì)比

以膨化干燥前含水量為45%的發(fā)酵桑樹枝葉為1號(hào)試樣，對(duì)1號(hào)試樣膨化干燥到含水量為15%的產(chǎn)品為2號(hào)試樣，二者性能對(duì)比如下表1所示：

從表1可以看出，經(jīng)過(guò)膨化干燥后，原飼料中，因水分含量高易結(jié)成團(tuán)塊葉片得到了良好的分散，木質(zhì)化嚴(yán)重的硬枝條得到了膨化，飼料更易保存，有利于商業(yè)化生產(chǎn)，且與玉米粉等常規(guī)飼料更容易混合均勻，減少混料難度，便于飼料的推廣。

6喂養(yǎng)對(duì)比試驗(yàn)

將膨化前后的木本發(fā)酵飼料分別添加到小豬日糧中對(duì)小豬進(jìn)行喂養(yǎng)試驗(yàn)。把不添加任何木本發(fā)酵飼料的常規(guī)日糧記作3號(hào)試樣，日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平如下表2所示；在3號(hào)日糧中添加4%含水量為45%的未膨化干燥木本發(fā)酵飼料，記作4號(hào)試樣；將4號(hào)試樣中的木本發(fā)酵飼料膨化干燥到含水量為15%，再添加到3號(hào)日糧中，記作5號(hào)試樣。小豬選擇35日齡體況相似的斷奶仔豬，每組10頭，自由采食，自由飲水，驅(qū)蟲防疫，每天6:00、9:00:、12:00、15:00和18:00以粉料形式投喂，試驗(yàn)期為25天。試驗(yàn)豬分別于試驗(yàn)的第一天和最后一天，空腹12h后稱重，計(jì)算日均增重量，統(tǒng)計(jì)日均采食量，并計(jì)算料肉比，結(jié)果如下表3所示：

從3號(hào)試樣和4號(hào)試樣的對(duì)比中可以看出，由于未膨化干燥的木本發(fā)酵飼料適口性差，添加后小豬的采食量有所減少，但由于這種木本發(fā)酵飼料營(yíng)養(yǎng)豐富，小豬的日增重量反而更高，料肉比大幅下降。對(duì)比4號(hào)試樣和5號(hào)試樣可以看出，膨化干燥后飼料適口性得到改善，小豬的日采食量有所提升，且體重增加較多，料肉比又得到了一定下降，這說(shuō)明小豬對(duì)飼料的消化利用率得到了進(jìn)一步的提高。