CN101816370B

CN101816370B - 基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法

Info

Publication number: CN101816370B
Application number: CN 201010121197
Authority: CN
Inventors: 高翔; 陈坤杰
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: CN101816370A

Abstract

一种基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法，其特征是通过先将农作物秸秆进行粉碎，再对粉碎后的农作物秸秆进行化学预处理，然后将化学预处理后的秸秆装入蒸汽爆破装置中，通入饱和蒸汽，维压一定时间后将秸秆爆出，以达到破坏其木质纤维素结构，提高农作物秸秆饲料营养价值和实现安全无毒副作用的目的。本发明具有工艺简单、耗能低、适用性较强、易于产业化的优点。

Description

基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法

技术领域

本发明涉及一种动物饲料的制造方法，尤其是一种利用农作物秸秆制造高营养价值饲料的方法，具体地说是一种基于蒸汽爆破方法的、能改变秸杆中木质纤维素结构使之能大幅度提高在动物瘤胃中消化率的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法。

背景技术

众所周知，由于草原退化、沙化等因素，造成了优质饲料的紧缺，而随着畜牧业的迅速发展，对饲料的需求越来越大。农作物的秸秆可以被广泛用作饲料，但是农作物秸秆存在着适口性差、家畜采食率低、消化率和营养价值不高、含有有害物质等不足，在作为饲料时要经过相应的处理。目前所使用的处理方法仅限于青储、氨化等方式，加工质量不高，质量不稳定，加工出的产品中的有效成份不固定，对有害菌和农药残留的处理能力差，产品中的有害物质含量高，存在致病传染隐患，易发霉、变质，不宜长期储存、不便于运输，只能小规模生产。

当前国内外对秸秆饲料常用的处理技术可划分为物理法、化学法和生物法处理方法。

这些方法和技术都有各自的优点，但也有其局限性，采用其中某单一的方法并不能完全解决秸秆作为饲料存在的诸多问题。比如，物理法处理只能改善秸秆饲料的适口性和采食率问题，并不能提高秸秆饲料的营养价值；氨化虽然可以明显提高秸秆饲料的营养价值，却无法解决秸秆中木质素、纤维素难消化的问题，同时存在氨消耗量大和容易产生氨中毒现象；青贮主要解决青秸秆饲料贮藏问题，仅适用于玉米秸秆，小麦和水稻秸秆不宜采用，因此，采用上述单一的常规秸秆处理方法，不能完全解决秸秆加工成饲料存在的诸多技术问题，需要在对现有的秸秆处理技术进行集成的基础上，研究开发新的秸秆饲料加工处理方法和技术。

众所周知，农作物秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，这三种成分的质量占植物纤维农作物秸秆总质量的80％～95％。木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触。而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，又使木质素本身难以降解。因此木质素的存在和对纤维素的保护作用成为秸秆资源充分利用的重大障碍。农作物秸秆这种本身特有的细胞结构使其不能被反刍动物有效地消化利用。如何利用反刍动物瘤胃分解纤维素类物质的功能，提高反刍动物对农作物秸秆饲料的消化率，是生产优质秸秆饲料，提高农作物秸秆饲料营养价值的关键问题。所以通过处理打开木质纤维素的紧密结构，去除木质素对纤维素的保护作用是一种提高农作物秸秆饲料营养价值的有效方法。

汽爆法是一种行之有效的改变木质纤维素结构的手段。据申请人所知，目前已有利用汽爆技术制浆和利用汽爆法改变木质纤维素结构来提高农作物秸秆制备乙醇和沼气转化率的相关报道，但目前仍未见将其用于制备高营养价值饲料的相关报道。

发明内容

本发明的目的是针对常规物理、化学方法无法改变农作物秸秆纤维素结构，因此使得农作物秸秆作为饲料营养价值不高，利用率低，浪费大的问题，发明一种基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法。

本发明的技术方案是：

一种基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，将农作物秸杆进行粉碎，并其加工成长度为2-8厘米的条状结构；

其次，对粉碎后的条状结构的农作物秸秆进行化学预处理以利于纤维的软化，改善微观结构，便于提高汽爆的处理效果；

第三，将经过化学预处理的条状农作物秸秆装入蒸汽爆破装置中，通入饱和蒸汽，使爆破装置中的蒸汽压力维持在0.2～3MPa，维压时间为0.2～ 30min；

第四，开启蒸汽爆破装置使其中的压力进行瞬间释放，通过瞬间压力释放，以达到破坏蒸汽爆破装置中的条状农作物秸杆的木质纤维结构的目的，同时使条状农作物秸杆中的残留农药得到分解，制备出高营养价值和安全无毒副作用的丝状秸秆饲料。

所述的农作物秸秆为水稻、玉米、小麦、豆秸秆或花生秸秆中的一种或几种的组合。

所述的化学预处理方法为常规氨化处理或复合化学处理；常规氨化处理(包括加氨水处理和加尿素处理)后的农作物秸秆的含水率应控制在30-60％，氨化处理反应的时间常温下应不少于24小时，提高氨化温度则可相应地缩短反应时间；所述的复合化学处理包括以下步骤：

首先，向条状农作物秸秆中加入相当于条状家作物秸杆重量0.2～5％的尿素和相当于条状农作物秸杆重量2～8％的Ca(OH)₂；

其次，调节条状农作物秸秆的含水率，使含水率保持在30-60％之间；

第三，将上述农作物秸秆搅拌均匀后置于密封容器中常温下反应至少24小时，如果提高反应温度，则可相应缩短反应时间。

本发明的有益效果：

1、工艺简单。

2、本发明首次将蒸汽爆破技术应用于饲料制备领域，是一种全新的利用农作物秸秆制备动物饲料的方法，它耗能较低，适用性较强。

3、便于实现饲料加工的工厂化、机械化、集约化，大大降低生产成本。

4、经化学预处理+蒸汽爆破对农作物秸秆进行处理后，不仅提高了营养价值，而且可以彻底杀灭秸秆中的虫卵、霉菌和病毒，阻断因饲料因素而产生的畜类疾病的流行。同时农药的残留得到分解，实现安全无毒副作用的目的。

5、利用本发明的处理方法处理后的农作物秸秆成为丝状，并可加工成块状粗饲料，粗蛋白含量从2％～4％提高到8％～12％，消化率从30％～45％提高到65％以上，饲喂价值提高一倍，适口性好，采食量提高60％～80％。其营养成分相当于草原产中等羊草。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

一种汽爆制备农作物秸秆饲料的方法，它由以下步骤组成：

首先，将农作物秸秆(如水稻、玉米、小麦、豆秸秆、花生秸秆等)进行粉碎(粉碎后的长度为2～8cm的碎料)，具体实施时最好采用新鲜度较好的秸秆，以降低农作物秸杆的木质化程度；

其次，向上述粉碎的农作物秸秆喷洒农作物秸秆重量3-10％的氨水，将秸秆的水分调节至适当范围，即控制含水率在30-60％左右，然后将喷洒过氨水的短条状秸秆置于密闭容器中在常温下进行常规氨化化学处理，处理时间常温下不少于24小时，如果提高处理温度则可缩短处理时间；氨化处理的目的是有利于纤维的软化，改善秸杆的微观结构，提高汽爆的处理效果；

第三，将化学预处理后的农作物秸秆装入蒸汽爆破装置中，通入饱和蒸汽并在维压一定时间后进行瞬间蒸汽爆破(压力释放时间应小于0.1秒，下同)，以达到破坏其木质纤维结构，提高农作物秸秆饲料营养价值和实现安全无毒副作用的目的。

实施例二。

一种汽爆制备农作物秸秆饲料的方法，它由以下步骤组成：

其次，向上述粉碎的农作物秸秆喷洒占农作物秸秆重量1-8％的尿素，将秸秆的水分调节至适当范围，即控制含水率在30-60％左右，并将其置于密闭容器中在常温下进行常规氨化化学处理，处理时间常温下以不少于24小时为宜，如果提高处理温度，则可相应地缩短氨化处理时间，氨化处理的目的是有利于纤维的软化，改善秸杆的微观结构，提高汽爆的处理效果；

第三，将化学预处理后的农作物秸秆装入蒸汽爆破装置中，通入饱和蒸

汽并在维压一定时间后进行瞬间蒸汽爆破，以达到破坏其木质纤维结构，提高农作物秸秆饲料营养价值和实现安全无毒副作用的目的。

实施例三。

一种汽爆制备农作物秸秆饲料的方法，它由以下步骤组成：

其次，向上述粉碎的农作物秸秆加入相当于农作物秸秆重量0.2～5％的尿素和相当于农作物秸秆重量2～8％的Ca(OH)₂，将秸秆的含水率调节至30～60％，并搅拌均匀后装入密封容器中在常温下进行复合化学处理，处理时间常温下以不少于24小时为宜，提高处理温度则可相应地缩短复合化学处理时间；复合化学处理的目的是有利于纤维的软化，改善秸杆的微观结构，提高汽爆的处理效果；

第三，将化学预处理后的农作物秸秆装入蒸汽爆破装置中，通入饱和蒸汽并在维压一定时间后进行瞬间蒸汽爆破，以达到破坏其木质纤维结构，提高农作物秸秆饲料营养价值和实现安全无毒副作用的目的。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法，其特征是它包括以下步骤：

第三，将经过化学预处理的条状农作物秸秆装入蒸汽爆破装置中，通入饱和蒸汽，使爆破装置中的蒸汽压力维持在0.2～3MPa，维压时间为0.2～30min；

第四，开启蒸汽爆破装置使其中的压力进行瞬间释放，控制压力释放时间小于0.1秒，通过瞬间压力释放，以达到破坏蒸汽爆破装置中的条状农作物秸杆的木质纤维结构的目的，同时使条状农作物秸杆中的残留农药得到分解，制备出高营养价值和安全无毒副作用的丝状秸秆饲料。

2.根据权利要求1所述的基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法，其特征是所述的农作物秸秆为水稻、玉米、小麦、豆秸秆或花生秸秆中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法，其特征是所述的化学预处理方法为常规氨化处理或复合化学处理；常规氨化处理后的农作物秸秆的含水率应控制在30-60%；所述的复合化学处理包括以下步骤：

首先，向条状农作物秸秆中加入相当于条状家作物秸杆重量0.2～5%的尿素和相当于条状农作物秸杆重量2～8%的Ca(OH)₂；

其次，调节条状农作物秸秆的含水率，使含水率保持在30-60%之间；

第三，将上述农作物秸秆搅拌均匀后置于密封容器中常温下反应24小时以上。