CN106538858A - 基于谷类作物和豆类的种子生产流体平衡饲料的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于谷类作物和豆类的种子制备流体完全平衡饲料的方法，以及得到的饲料，该饲料能够通过管道被输送至投饲地点，该方法包括如下步骤：为制备饲料准备初始量的谷类作物和豆类的种子，将至少30％初始量的豆类种子与水按照干种子与水的比率是1:(2‑5)进行混合，使用HTD‑技术加工该混合物以获得含有豆油粒子的豆类乳状液。然后，将初始量的谷类作物种子和剩余豆类种子粉碎以获得干混合物。将获得的干混合物与获得的豆类乳状液混合，搅拌得到的混合物，在搅拌过程中以1:(2.2‑2.7)的比例加水，以便获得流体完全平衡饲料。

Description

基于谷类作物和豆类的种子生产流体平衡饲料的方法

技术领域

本发明涉及主要用于大型家畜的饲料的生产方法，特别地，本发明涉及基于谷类作物和豆类的种子生产完全的流体平衡饲料的方法，主要是在育肥场中在有机畜牧业条件下饲养猪的时候，所述饲料能够通过管道被输送至投饲地点。

在此处以及下文中，术语“完全的平衡饲料”(COMPLETE BALANCED FEED)是指含有科学配比的粗蛋白、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质的动物饲料。选择用于此类饲料的维生素和矿物质以确保消化形式的特定组合，虽然合成的维生素和补充剂在有机畜牧业中是不允许的。术语“完全的”意思是不提供诸如块根作物的其它添加的饲料组分，动物的健康完全取决于日粮(ration)的数量和质量。

背景技术

饲养猪的大型工业复合体广泛采用在投饲地点附近进行的集中饲料生产。一般来说，每天制备饲料不止一次，并且通过延伸的输送系统将饲料供应至饲槽。谷类作物和豆类的种子是基础饲料。从农场位置区域的农业潜力出发，进行特定饲料组分的选择。碳水化合物主要由谷类作物种子提供，诸如大麦、玉米和其它饲料种子，而豆类，主要是大豆，是蛋白质的来源。在太阳能使用水平低的地区，使用白羽扇豆和饲料扁豆等。豆类作为干组分构成饲料的一部分，占15-25％。其可进一步优选是20％。

最初，将谷类作物和豆类的种子粉碎干燥，然后与必需的添加剂混合。将这样的饲料干着供应至饲槽，或者与水混合后供应至饲槽。

第一种方式称为干喂法(dry feeding)，而第二种方式称为湿喂法(wetfeeding)。

在这两种情况中，在大气氧条件下将谷类作物和豆类的种子粉碎干燥。使用研磨机、脱壳机、压碎机、挤出机进行粉碎。除了粉碎，因为有热处理，所以挤出机还能减少任何细菌入侵。

豆类的种子中含有的抗营养素需要热处理，通常使用专用挤出机进行所述热处理。在压缩下，挤出机的温度升至140-170℃。豆类中的抗营养素和酶失活的同时，它们的有用组分也被破坏，例如，诸如蛋氨酸和色氨酸的热不稳定氨基酸，维生素(特别是B族)，等。通过气流输送机或长螺旋输送机将干饲料供应至大型复合农场的投饲地点，而在小型农场中，干饲料通过手工供应或由输送带供应。

畜牧业产业化产生的干喂法没有遵从动物的自然状态，并且遭到了来自思想进步的公众与科学家的反复抗议。吃干饲料的动物经常患有由吸入尘埃状饲料引起的硅肺病，因为干饲料在胃中膨胀而导致的胃病，等。

考虑到干喂法的缺点，湿喂法近来变得流行起来。它包括将颗粒状的或粉碎的谷类作物和豆类的种子溶解在水或任何其它食品液体中(http://weda.de/ru/liquid-feeding-ru)或(http://www.bigdutchman.com.ua/svinivodstvo/kormlenie/oborudovanie)。在大型养猪场中，在将饲料分配给动物之前使用桨叶搅拌器直接制备这样的饲料，并且通过管道将这样的饲料供应至投饲地点。一般说来，一天进行数次饲料的制备与分配。

液体饲料的主要优点是将其输送至投饲地点是相对简单的。如果干饲料和液体是流质的，也就是说，当以液体为基准它们的比率是1:3时，谷类作物和豆类的种子中的天然含水量不被考虑，那么，将饲料泵送数百米的距离是相当简单的。任何较低的含水量会引起泵送失败并且饲料在管道中积聚和腐烂。

例如，针对猪，干饲料和湿饲料成本-效益的比较不幸地显示了干饲料的明显优势。最近广泛采用湿饲料能够由如下事实来解释：它符合自然喂养条件并有助于消化。也可以说，由湿喂法产生的符合市场的结果符合了向生产功能性天然食品发展的世界趋势。

同时，对湿喂法的分析显示了与单胃动物通常饲养条件的显著偏离。事实上，单胃动物在自然环境中每1kg干饲料会消耗1.3-1.5kg水，其中猪是典型的此种动物。为保证泵送，较大量的水(每一千克干饲料3.0-3.5kg)是必须的，该较大量的水会引起过量的1.5-1.7升水分从身体排出。通过皮肤表面出汗，通过呼吸系统以呼出气体中的水分的方式，以及通过泌尿生殖系统以尿的方式，过量的水分被强烈地排出。蒸发1kg过量水分已知需要560千卡能量。因此，排出每1kg干饲料过量的1.5-1.7kg水分需要500-900千卡能量。然而，平均来说，1kg干饲料中的能量总计为4000-4500千卡，大约10-20％的能量被用在去除过量的水分！正是因为这个原因，采用湿喂法的动物体重的增加低于干喂法。

基于此，减少补给水(additional water)的量是可取的，补给水对于液化饲料以及泵送饲料是必须的。在目前液体饲养实践的环境中，不可能不违背这种饲料配方。

本发明的方法目的在于找到方法以减少湿饲料中水的量而不显著改变现行实践并且保持饲料流动性。

从自然地养殖动物并采用功能性饲料饲养它们(有机畜牧业建立在此基础之上)的现代观点来看，干喂法和湿喂法都不是最佳的，因为种子和豆类首先要经受挤出机中温度场的恶劣影响(氧存在下)，在那里，种子失去包括天然水分在内的有价值的组分，被压碎，被空气氧所氧化，只有到那时才作为干饲料或湿饲料而被动物消费。明显地，饲料的营养价值及其消费量极大地减少了。

当处理含有酶和抗营养素的豆类时，不采用热处理是不行的。因此，当在高温(140-165℃)处理大豆时，抗营养素(胰蛋白酶抑制剂和脲酶)含量减少4-5倍，这使它们的水平是安全的。白羽扇豆含有的且称为葡萄糖苷的抗营养素的含量减少1.5-2倍，这使得白羽扇豆的氨基酸适合动物。热处理不仅造成蛋白质破坏而且也使白羽扇豆中的脂肪酸氧化。首先，它涉及多不饱和脂肪酸：亚油酸和亚麻酸。这使饲料尝起来有腐臭味，这会影响体重的增加。找到替代的节能方案，通过降低原料中酶和抗营养素的水平并提高其饲用价值来使豆类饲料易消化，这是本发明的第二个原因。

因此，问题的紧迫性在于提高饲养的经济效益和改善动物健康。

将豆类加工成液态的其它方法在本领域是公知的，这些方法能够减少抗营养素的含量，抗营养素例如是大豆中的胰蛋白酶抑制剂。在中国或加拿大使用的称为“大豆牛”(soybean cows)的装置中，预先清洗、粉碎并浸泡过的大豆在食品液体中被加热至98-100℃(例如，参见http://www.prosoya)。由于热暴露，大豆悬浮液的固体部分(豆渣)沉积在底部，而豆浆或豆乳形式的较轻部分能够与一些补充剂一起用作饲养仔畜的全脂乳替代物。

正是不合理的高能量消耗和环境污染阻碍了这一实践的广泛应用。

利用流体动力学效应：扰流(turbulence)、空化(cavitation)、颗粒彼此之间以及与设备壁之间摩擦，将豆类无废料地加工成大豆乳状液或悬浮液的方法没有这些缺点。美国专利第7,428,797B2号和国际专利申请PCT/UA2003/000054已经对该方法进行了详细描述，其中美国专利第7,428,797 B2号的完整公开内容通过引用并入本文中。

应注意，“大豆乳状液”强调了如下事实：采用HTD技术的加工产生油-水乳状液。

“大豆悬浮液”表示产生的饲料中粉碎豆类的大量固体颗粒的可用性。在下文中，术语“乳状液”和“悬浮液”可互换使用。

该方法包括：

将为分散做好准备的一批原料装填入带有轴对称循环工作室的几乎垂直的流动装置，其底部与吸入连接管连接且其上部通过输送喷嘴连接至少一种空化引发剂；

用流体至少填满吸入连接管和泵；

随着空化通过闭合循环路线泵送悬浮液，并在进入流动装置之前伴有加热，并且液流在装置内旋转，借此来分散原料以获得具有预设稠度和预设温度的产物，产物脱气并卸料进行包装与密封；其中

通过装置底部的中心孔将被泵送的悬浮液提供至循环线路；

脱气的开始不迟于如下时间点：在转动的悬浮物质中出现轴对称锥形；

当整个悬浮物质到达预设温度时，停止循环，清空循环线路以重复该过程；

这种批处理过程保证了：

在整个封闭体系内，不仅在流动装置中还在循环线路中，温度几乎是一样的，这避免了在卸料之前半成品或成品的任何局部过热；

被浆液严重稠化的粘性液体成分的有效脱气(这是因为将空气移入所述锥形且随后进入流动装置的上部，在将循环物质加热至超过100℃之前大部分气体都很容易从流动装置中去除)，以及

即使底部是平的，固体颗粒的实际去除仍延迟到了流动装置底部。

由于流体动力学效应，液体能够被加热至超过100℃的温度。在下文中，这称作“流体热力学”技术(“hydrothermodynamic”technology)，或HTD-技术。

特定的能耗相当低，环境友好，并且采用该技术加工的全部种子的有用成分的可用性得到了实质性提高，这使得考虑将该技术作为常规挤出机的有效替代物成为了可能。

当用HTD-技术制备饲料时，已注意到，由大豆细粉和水组成的、糊状粘团形式的饲料悬浮液的流动性是明显较高的。考虑到煮沸的大豆悬浮液是非常像糊状并且粘稠的事实，它们相对粘性的急剧下降是出乎意料的。该悬浮液特性使得以最小水力损失通过现有输送系统将悬浮液长距离运输至投饲地点成为可能。

因此，针对由HTD-技术加工饲料的大豆组分，已经出现了理论上的合理背景。

同时，HTD-技术需要额外的电能供HTD装置中的电动泵消耗。特别是在大型复合育肥场，提供的电能不可能加工饲料所有的大豆组分(通常每天数十吨！)。因此，针对只加工饲料中20％和60％大豆，进行了实验。即使30％的大豆由HTD-技术加工，试验仍已显示了该技术的经济效益。假设只有大豆组分由该技术进行处理，动物体重增长12-18％已经证实了该建议的方法的高经济效益。

原料有用组分的较高可用性和降低饲料中“多余”水的不良影响的饲料流动性能够解释这种好的结果。该技术的几个积极效果的同时提高涉及协同作用现象，协同作用是很多发明的间接标志。更好的动物健康和更低的环境负担(因为废弃物减少)是饲料制备技术的期待效果，该技术可被随意地称作“湿喂法”。

发明概述

本发明目的在于提供基于谷类作物和豆类的种子制备流体完全平衡饲料的方法，该方法是经济上高效的，生态友好的，适合通过管道输送至投饲地点，并且满足有机畜牧业的要求。

根据本发明，基于谷类作物和豆类的种子制备流体完全平衡饲料的方法，适合通过管道输送至投饲地点，该方法包括如下步骤：

参照动物饲养标准，为批量制备饲料准备初始量的谷类作物和豆类的种子；

以干种子与水的比例为1:(2-5)，将至少30％初始量的豆类种子与水混合，并且使用HTD-技术处理混合物，以便获得含有豆油粒子的豆类乳状液；

将初始量的谷类作物种子和剩余的豆类种子粉碎至适合饲喂动物的颗粒尺寸，以便获得干混合物；

将获得的干混合物与获得的豆类乳状液混合，搅拌得到的混合物，在搅拌过程中以1:(2.2-2.7)的比例加水，以便获得适合通过管道输送至投饲地点的流体完全平衡饲料。

在该过程中，考虑到谷类作物种子和剩余豆类种子的颗粒尺寸，通常建议，用于猪饲料的采用细磨(1-2mm颗粒)，用于牛饲料的采用中等和大的颗粒尺寸(最普遍的是1.5-4mm颗粒)，用于马饲料的采用压碎和粗碎，其颗粒尺寸满足动物饲养标准的要求。

使用HTD-技术制备动物饲料的方法使得如下成为可能：使动物体重增加而不危害其健康，并且降低环境负担，使水的加入最小化。并且，建议的方法可以不使用化学合成添加剂来制备完全平衡饲料，这符合有机畜牧业。所述方法的优点包括如下事实：不增加饲料生产的场地和每单位增重的饲料摄入量，只改变制备一部分常规饲料的过程就能够提高饲养的经济效益，同时保持动物健康和减小环境负担。

此外，试验已显示，采用HTD-技术加工总量饲料相比于只加工豆类或它们的实质性部分并无优点。明显地，这可以由将“多余”水引入饲料来解释，否则，HTD-技术加工的粉碎种子会变成面团状的团块并堵塞输送系统。

附图说明

本发明现将参考其具体实施方式来进行更详细地说明，这些具体实施方式表示在附图中，其中

图1是实施HTD-技术单元的示意图，并且

图2是实现本发明方法的工艺路线的示意图。

实现本发明的最佳方式

HTD-技术说明

HTD-技术用于加工一部分豆类，例如，大豆、豌豆、白羽扇豆等，HTD-技术是基于谷类作物和豆类的种子制备动物饲料的所建议的方法的一个要素，图1示意性显示了实施该技术的单元(unit)，参考图1能够说明该技术。

图1所示的单元具有下部呈锥形的立式轴对称罐(vertical axially symmetricvessel)1，通过吸入连接管4将其下部连接至泵3，通过扰流装置(turbulence device)6将输出喷嘴(delivery nozzle)5连接至罐1侧面的上部。与罐内侧面的连接是相切的。通过罐盖上的开口(hatch)2或者通过与泵3的吸入连接管4相连的管道9和阀10，将初步浸泡的豆类装入所述单元中。浸泡时间通常是5-20分钟。豆类可以不经初步浸泡而由所述单元进行加工。将豆类种子装入罐中并通过罐上部的连接管7将空气排出之后，密封所述单元，打开泵以开启初步浸泡的种子通过如下闭合线路进行循环：泵-扰流或/和空化装置-罐-泵，直至形成特征颗粒尺寸不超过10-30μm的均质团。在循环过程中，由于相互摩擦、与所述单元的壁和泵叶轮摩擦，由于空化微吹和扰流装置6中的扰流摩擦，豆类种子被加热。结果，液体被加热至105-110℃，这足以破坏致病菌群并将霉菌毒素、脲酶、胰蛋白酶抑制剂等的含量降低至安全水平。

HTD-技术对豆类的加工确保了：

饲料组分的灭菌和致病菌群的灭活；

由于蛋白酶(大豆、豌豆)抑制剂的灭活、糖苷(巢菜、油菜)的破坏、生物碱(白羽扇豆)的部分灭活，抗营养素减少；

难消化的聚合碳水化合物(纤维、木质素-纤维素复合物)被破坏成简单的糊精和糖组分，这有利于肠道微生物菌群对它们的加工，特别是对于单胃动物(猪、羊、家禽)；

完整的淀粉凝胶化及其部分分解为单糖，这只有在有足够的水时才能实现，并且这在挤出机干燥热加工下是不可能的；

动物瘤胃中较高的豆类氨基酸效率；

蛋白质变性，提高了其对蛋白质降解酶可用性；

与挤出机相比，使用中等温度(105-110℃)，这大体上降低了对必需氨基酸和热不稳定维生素(特别是K、C、B1、B3)的破坏；

在没有可用氧的封闭空间处理种子，这防止了不饱和脂肪酸和脂溶性维生素(A、D、E)被氧化

在农场实践湿喂法时，下述方式能够实现所建议的制备饲料的方法。

按照上面描述的HTD-技术，通过闭合线路循环、反复经过空化或/和扰流区以及悬浮液自加热至105-110℃的结果，将饲料豆类组分或其部分(不少于30％)加工成豆类悬浮液。

热保温10-15分钟之后，可以利用超压使蒸汽从糊状物中溢出，经由管道将豆类悬浮液输送至预先装有冷水的饲料混合器，冷水的量是糊状物的1.5-2倍。作为溢出蒸汽对糊状物和水的主动混合的结果，水温升至40-45℃。预先研磨的种子的干组分和剩余的豆类、各种添加剂等照例被引入至饲料混合器中，与水一起搅拌，所述水是为保证其流动性而加入的最小量，并泵送至投饲地点。因此，HTD-技术能够很好地适合现有的湿喂法系统。

如果连接糊状物制备单元和饲料混合器的管道太长，那么将成品糊状物进料至中间冷水容器，在那里进行搅拌以得到植物乳，再泵送至混合器，因为通过很长管道直接泵送糊状物会堵塞管道。

根据本发明的方法已经在使用示意图2所示的工艺路线的复合育肥场实现。

将装置1安装在邻近装置2处，其中，装置1是按照最接近的现有技术设备建造的并能实现HTD-技术，装置2用于混合干的和液体的饲料。

借助于挤出机3，将谷类作物种子和剩余豆类作物种子制备的干饲料粉碎以得到至少1-2mm大小的颗粒，将粉碎的饲料由挤出机进料至混合装置2。在装置1中利用HTD-技术加工的豆类种子也加入至那里。为了确保流动性，向混合器2中加入水，观察需要的干饲料/水比率。之后，将液体饲料由混合器2泵送至饲槽。

在装置1中，部分或全部豆类在105-110℃被加工成豆类悬浮液，并在该温度保持10-15分钟。在这段时间中，酶和抗营养素，包括胰蛋白酶抑制剂，被灭活至安全水平，而氨基酸和维生素的可利用性大幅提高。然后，通过管道将热悬浮液进料至混合器2，在那里，热悬浮液与剩余的冷饲料混合。结果，饲料温度提高10-15℃。温饲料能够更好地被动物消费和消化，特别是幼崽。

在单元1中，大豆/水的比率可以在1:(2-5)的范围内变化，这意味着，如果大豆/水的比率是1:2，那么在实践中加工20kg大豆将产生60kg热的糊状物形式的悬浮液，而如果大豆/水的比率是1:2，那么产量则是120kg。

大范围的大豆/水的比例使得控制最终饲料温度成为可能。在冬季，饲料温度应当高于1:(4-5)比例是合理的，而在夏季，则应当是大约1:2。在这种情况下，HTD-技术加工相同量的饲料所消耗的能量是最小的。

在糊状物表面使用湿蒸汽超压将制成的悬浮液从单元1进料至混合器2。如果管道太长，那么可以安装额外的容器4来混合稠的大豆糊状物和水，得到温的大豆乳，然后将其泵送至混合器2。在这种情况下，不用向混合器2加水或者只需加少量水来保证流动性。

不同饲料加工的实验验证

成本-效益

实验1

为了证明所建议的技术对猪的成本-效益，在奥斯卡尼亚草原地区畜牧研究所(Askania-Nova Steppe Region Livestock Institute)进行了许多科学实验，该研究所是乌克兰农业科学院(Ukrainian Academy of Agrarian Sciences)的国家科学育种和遗传中心，实验基于赫尔松州(Kherson oblast)察波林卡(Chaplynka)地区的多林斯基(Dolynsky)生猪繁育复合场，实验的目的在于“研究不同的全脂大豆加工方法和饲料制备对养殖猪仔的影响”。下面对实验进行说明。

选择32头乌克兰肉用品种的断奶猪仔进行实验，根据它们的活重、生长强度和出生日期(70天)，将它们分为四组：一个对照组和三个实验组，每组8头(表1)。

实验方案

表1

根据实验方案，将结构和营养价值完全相同的各种饲料的基础日粮给予实验猪。向对照组动物完全喂饲干的配合饲料(formula feed)，该饲料由大麦(46％)、小麦(30％)、全脂大豆挤出物(20％)和预混料(4％)组成。1kg这种饲料的营养价值是1.2饲料单位(feedunits)、13.3MJ代谢能、169g粗蛋白、48.7g粗脂肪、53.6g纤维、6.3g钙、4.1g磷。大豆挤出物是在喂饲之前由挤出机即刻制备的。借助去壳研磨机将小麦和大麦粉碎以制备0.5-2mm大小的颗粒，优选1mm。

向实验组I的动物喂饲相同与水混合的完全饲料，饲料与水比例是1:3，这对应于确保通过管道泵送饲料的湿喂法。

在实验组II中，大豆挤出物被大豆乳形式的大豆悬浮液所代替，大豆悬浮液中干物质的量等于大豆挤出物。采用HTD-技术生产大豆悬浮液，然后将其与水混合，以得到必要的稠度；之后，剩余的干饲料与大豆乳混合以保证总干饲料/水比率是1:2，这使得饲料类糊状的。

在实验组III的猪的日粮中也加入了由HTD-技术制备的大豆乳，与剩余饲料混合之后，干饲料/水比率是1:3(与实验组I相似)。采用HTD-技术对大豆进行湿热加工来生产含有19％干物质的糊状物，大豆/水比率是1:4。1kg这样的糊状物含有190g干物质、0.31饲料单位、3.3MJ代谢能、72.8g粗蛋白、35.4g粗脂肪、16.8g纤维、0.7g钙和1g磷(表2)。

1kg大豆和采用HTD-技术对它们加工得到的产物的化学组成和营养价值

表2

因为饲养是无机的，日粮中所有必须的维生素、矿物质、酶来自预混料。将动物按组养殖与喂饲，每天三次，水不限量。

在实验过程中，每月进行两次在早晨喂饲前分别称重猪，以此来控制猪活重动力学。主要研究期的持续时间是50天。

饲料充足率的分析显示了与干饲料混合的大豆悬浮液部分地代替大豆挤出物对于日粮营养价值没有实质影响，蛋白质和能量营养水平是稳定的且在对照范围内(表3)。

猪仔日粮(70-120天)

表3

实验结果证实了如下事实：HTD-技术制备的大豆悬浮液代替大豆挤出物和使用各种类型的喂饲方法，饲料/水比率是(1:2.2)和(1:3)，对猪生长率具有显著影响(参见表4)。

活重动力学

表4

在对2至4个月大的猪仔进行无机饲养的过程中，并且在相同日粮情况下，使用HTD-技术加工大豆，并且以大豆悬浮液代替大豆挤出物将其引入实验组II和III的糊状饲料和流体饲料中，其结果是590g和566g的平均日增重，比对照组(528g)高11.7％(P>0.05)和7.2％(P>0.05)，并且比组I(514g)高14.8％(P>0.05)和10.01％(P>0.05)(表4)。

在实验结束时，组II和组III的动物活重是47.3kg和46.5kg，比对照组高6.8％和5.0％，并且比实验组I高8.2％和6.4％，实验组I动物被喂饲含有大豆挤出物的配合饲料，饲料含水率是78％。同时，使用HTD-技术制备的大豆悬浮液的组中干饲料转化率是2.28kg和2.47kg，比采用挤出物的干喂法低13.6％和6.4％，并且比湿喂法低16.2％和9.2％。

应注意，实验组II和III之间的区别是实质性的，相当于增重相差4.5％和饲料转化率相差7.3％。这是将饲料中水的含量由1:3(实验组III)减小至1:2.2(实验组II)的结果。鉴于此，动物消耗了较少的对去除多余的水是必须的能量，此外，这不需要任何额外费用。从这个观点来看，取得的结果是全新的，并且据我们所知，该结果至今尚未用于畜牧业。

实验2

有机畜牧业。为了确认实验1取得的结果符合有机动物养殖，在相同的畜牧研究所已进行了另一实验。

采用相似的方案(表1)研究了HTD-技术制备的大豆悬浮液的效益，其中，该大豆悬浮液与剩余干饲料混合并用于育肥猪仔，而所采用的方案包括四个猪仔组，每组8头。它们的养殖方案相同，包括15％(浓缩重量百分比)干全脂大豆饲料，并且遵守不使用预混料的有机生产原则。向对照组的幼小动物喂饲浓缩混合物，该混合物含有53％大麦、33.6％小麦、15％全脂大豆挤出物、1％白垩(chalk)和0.4％食盐(按重量计)。1千克该饲料含有1.19饲料单位、13.2MJ代谢能、151g粗蛋白、42.5g粗脂肪、52.4g纤维、5.1g钙和3.6g磷。实验组1的猪仔被喂饲相同的被水稀释的浓缩混合物，比率为1:3(湿喂法)。在实验组II和III中，挤出物被大豆乳代替(分别是每头猪5.6l和8.2l)，与剩余干饲料混合，以保证71％的含水率(糊状饲料(1:2))和78％的含水率(液体饲料(1:3))。实验组II和III日粮中这种量的水分造成了大豆乳营养价值的不同，其等于(每1kg)0.11和0.07饲料单位；1.1和0.8MJ代谢能；67和46g干物质；25.5和17.5g粗蛋白；13.3和9.1g粗脂肪；5.9和4.0g纤维；0.3和0.2g钙；0.4和0.2g磷。在实验的开始时、中期和结束时，在早晨的晨喂之前，对动物称重。实验进行28天。

对日粮的分析显示由各种工艺制备的大豆饲料不会影响它们的营养价值(见表5)。

猪仔日粮

表5

因此，日粮干物质中代谢能(15.6-15.7MJ)和粗蛋白(178-179g)的含量是相当高的，这主要是因为大豆饲料原料与对照组并无不同。

实验结果证实了如下事实：使用根据本发明的饲料(HTD-技术加工的植物乳并与干饲料混合)保证了803g和787g的平均日增重，比对照组(686g)高17.0％(P<0.01)和14.7％(P<0.05)，并且比第一实验组(679g)高18.3％(P<0.01)和15.9％(P<0.05)。在总增重上也有相同的趋势，实验组II和实验组III动物的活重增加了22.5kg和22.1kg，这比对照组高3.3kg和2.9kg，并且比实验组I高3.5kg和3.1kg(表6)。

并且，采用本发明的方法制备的饲料，其饲料转化率是最低的，总计为每生产单元3.24kg和3.3kg。在使用大豆挤出物的组中，这些值是3.79kg和3.83kg。

含水量由1:3(实验组3)减少至1:2.2(实验组2)使增重提高了几乎3％，饲料转化率降低了1.5％。

肥育猪仔活重动力学

表6

与干大豆挤出物对照，当采用本发明的方法生产饲料时，大豆饲料的高营养价值以及所有维生素和矿物质的保留能够解释研究结果。

因此，对于肥育猪仔(store piglet)日粮中的大豆挤出物，以HTD-技术制备的大豆悬浮液来代替，并与剩余的干的和液体的组分混合，以获得糊状饲料或液体饲料，其结果是动物活重增加14.7-17.0％，每生产单元饲料消费减少13.2-14.7％，并且必然地，有额外收益。根据本发明的方法使用含水量较低的流体饲料的不同是实质性的，总计为3％。在这种情况下，我们应对了不使用人工维生素和预混料的有机农业。

实验3

在实验中，保留了实验2描述的猪仔有机育肥条件(参见表2)，只有50％的大豆采用HTD-技术进行加工，按重量计，这使得只制备了7.5％的总干饲料。剩余的50％的大豆(或按重量计7.5％的总干饲料)作为挤出机生产的全脂大豆挤出物来喂饲。从必需水的量最小化出发来选择干饲料/水比率(1:2.4)以确保饲料流动性。

该实验持续37天，在实验2结束之后立即开始。

用加工成大豆悬浮液的50％的大豆组分来育肥，结果是，实验组II和实验组III相对于对照组的日增重不同以百分比计分别是108％和105％，饲料转化率值分别是92.5％和95.2％。与组4相比，组3含水量减少，其结果是，增重的不同增加了3％，这在商业化生产情况下提供了高达10％的利润增加。

实验4

在实验中，保留了实验2描述的猪仔有机育肥条件(见表1)，只有30％的大豆采用HTD-技术进行加工，按重量计，这使得只制备了6％的总干饲料。剩余的70％的大豆(或按重量计14％的总干饲料)作为挤出机生产的全脂大豆挤出物来喂饲。从必需水的量最小化出发来选择干饲料/水比率(1:2.6)以确保饲料流动性。

实验持续了38天。

用加工成大豆悬浮液的30％的大豆组分来育肥，结果是，实验组II和实验组III相对于对照组的日增重不同以百分比计分别是104.4％和102.3％，饲料转化率值分别是95.2％和97.2％。含水量由1:3至1:2.6的结果是增重提高2.1％带来的利润增加，这证明了本发明方法的优点。明显地，在实验精确度范围内，加工过的大豆的份额应当不低于30％，这被认为是获利的最低限。加工过的大豆的任何进一步减少是不明智的。

饲料流动程度(粘度)的测定

应注意，因为剪切应力与变形量不成比例，所以粘胶糊状饲料是非-牛顿式液体，因而通常表征液体流动性的粘度系数在此并不适用。例如，例如蜂蜜、环氧树脂等，这样的特征是典型的。为了评测流动性，使用了基于很长管道中压力ΔР比损耗(specificlosses)的间接方法。为了这一目的，将压力传感器P₁安装在管道起始处，刚好在泵之后(图2)，压力传感器P₂-在管道末端。借助流量计来测定被泵送的饲料量Q。因此，进行压力计读数并计算差数ΔР＝Р₁–Р₂可以间接评估固定消耗量的饲料流动性。压力损失ΔР越大，流动性越低。因为实验能力的有限性，管道长度限制在100m，管道直径是65mm。4kW的泵功率提供了大约3-4巴的出口压力和8–20m³/h的粘性饲料的消耗量。干饲料(100kg)包括20kg大豆和80kg小麦种子。为了简化分析，将20kg大豆视为100％。在实验过程中，对100％、50％和30％的大豆进行加工。悬浮液中大豆/水比率是1:(2-5)。较低的比例限制产生了非常稠的糊状物，只有在热的时候它才是流体的，并且冷却后它会变得几乎是硬的。糊状物的特征是高粘性并且看起来像软膏。

较高的比例限制产生了高温和低温时都是流体的液体产物，该产物就其稠度而言类似于大豆乳霜或大豆乳。

当使用上述比例时，HTD-技术加工的20kg大豆产生60kg至120kg的大豆悬浮液，其抗营养素灭活至安全水平，并且氨基酸、ω-3和ω-6型多不饱和豆油和维生素的可利用性远高于挤出机干加工的大豆。

实验结果示于表7

表7

n–饲料用水稀释的程度

注意，制备饲料的方法遵从早期实验的如下条件(表1)：

1.实验2中的实验组(常规)1:3比率湿喂法。

2.实验2中的对照组1(常规)1:2比率干喂法。

3.实验2中的实验组II(根据本发明的方法，具有1:3比率)。

4.实验2中的实验组III(根据本发明的方法，具有1:2.2比率)。

5.实验3中的实验组II(根据本发明的方法，具有1:2.4比率)。

6.实验4中的实验组II(根据本发明的方法，具有1:2.6比率)。

7.没有进行以这种方法育肥动物的实验(饲料在管道中不流动)

8.没有进行以这种方法育肥动物的实验(饲料在管道中不流动)

结果的处理

采用维度因子能够评价1000升或1m³液体饲料的输送效率。该维度值越高，饲料粘性越高并且越难通过管道泵送饲料。

用乘n能够更客观地评价干饲料输送，其中n是干饲料用水稀释的程度。在这种情况下，维度值能够作为评价将1kg干饲料(用水稀释的)输送至投饲地点的损失的系数。

因此，对于表1中的例1：

此种传统使用的饲料的泵送效率K₁视为1。

相同的饲料(实验2)，但是用水稀释的程度低n＝1/2，其根本不流动，泵送效率K₂是0。

在实验3中，泵送损失r₃使用类似的计算等式r₃＝0,118(kg/m⁴秒²)，当其与实验1相比时其显示经调整的效率К₃＝r₁/r₃＝0.342/0.118≈2.9。实际地，它意味着输送同样稀释的液体饲料(1:3)的力量减小了大于3倍。

使用HTD-技术加工饲料之后粘度显著降低的效果超出了预期的结果，并且，使在实验4中加入的液体的量显著降低至n＝1:2.2成为可能。

应注意，更多的浓缩饲料具有使其能够通过很长管道流动的流动性(K₄≈1.6)。

但是，相同的饲料，但没有进行HTD加工(例2)，根据就不流动。

为了验证含有大豆的饲料的输送效率，其中，所述大豆的一部分被加工(50％和30％)，进行实验5和6。为了保证饲料流动性，分别将加入的水量增加至1:2.4和1:2.6。

实验6证明了饲料泵送的效率，即使饲料含有30％加工的大豆，按照本发明的方法制备，并且在实验4中被证实了足够的经济效益。

本发明的方法对50％被加工的大豆(实验5)显示出高效率，泵送效率等于K₅＝1.45且增重合计108.5％(实验3)。

同时，上述实验7和实验8显示了不可能输送含有HTD-技术加工的一些部分的种子的液体饲料。即使将稀释率由(1:2.2)提高至(1:3)，饲料仍是不流动的。

因此，进行的实验显示了在加工全部量或只是部分豆类方面的预料不到的高效率，采用HTD-技术将豆类常规地制备成部分平衡饲料，以便它们通过现有的液压系统进行泵送，其中含水率是低的。

这些相当有效的结果证实了所建议的方法对大型养猪场是有用的，所述大型养猪场采用湿喂法，饲料通过管道泵送至投饲地点。遵从该方法并且采用HTD-技术仅加工30-50％豆类，增重能够提高3-8％，而在饲养实践或自动饲养系统方面都没有实质改变。例如，使用图1所示的几个设备单元就足以实现HTD-技术。因为采用HTD-技术加工之后大豆天然维生素的可用性得到了提高，所以使用所建议的方法使得降低所用维生素和预混料的量成为可能。

减少加工过的大豆的量(小于30％)是不适当的，因为增重的增加(1-2％)与额外消耗的设备和电不成比例。粘度因子减小7-10％也并不能够使通过很长的管道来进行泵送。由于这一原因，在实验中根本不考虑加工较小部分的豆类。

同时，如果豆类的份额增加，例如增加至25％，如它在育肥幼小动物所用的幼畜饲料中所发生的那样，甚至30％的加工过大豆的量会引起增重增加几个百分点。应当在不同情况下评价使用所建议的方法的益处，考虑能量和其它耗费。

必须强调的是，用牲畜进行的实验是劳动密集型的和复杂的，这会造成所建议方法使用时边界的一些“模糊”。很难提前确定为了优化饲料制备过程并使饲料通过很长管道输送而加入至干饲料的水的最小量。但是，不论如何，应当建议的是：

使HTD-技术加工的豆类的份额达到饲料中量的100％；

将最小可能量的水加入到饲料中，以便干饲料/水比率是大于1:(2.2-2.3)且不超过1:(2.5-2.7)。

减少环境的负担

通过所建议的HTD-技术加工动物饲料提高了豆类有益成分的可用性。其结果是更完全的饲料消化，且因此，减少废水污染。这样，育肥复合场无需额外花费就变得更环境友好。

表6能够用作实例。采用常规有机湿喂法(干饲料/水比率1:3)，每增重1千克需消耗饲料3.83kg，而所建议的方法保证了仅消耗3.24kg饲料，稀释比例是1:2.2。这意味着环境污染(通过干物料在第一种情况下是2.83kg而在第二种情况下是2.24kg。环境污染减少可以被评估为0.59kg/1kg的增重，这造成了2.83kg初始污染的18％。

由此出发，能够做出如下结论：取决于HTD-技术加工的饲料的量，环境污染减少5-20％。

所建议的方法用于升级牛的半干草料(haylage)。常规地，使用半干草料混合物(基础饲料)和液体浓缩饲料形式的补充剂来喂饲这些动物。

除了提高基础饲料的营养价值，补充剂还改善其适口性。

加工补充剂中的一部分(30-50％)大豆组分使干饲料更加适口，并且，与借助于挤出机生产饲料相比，提高牛增重7-10％。哺乳动物的产奶量提高1-2升或3-6％。

应注意，在此类补充剂中较低量的水对于混合器中补充剂均匀分布是有利的，因为更像糊状的饲料不会进入槽的较低部位。HTD-技术加工的大豆组分的较甜味道使饲料更有吸引力，特别是对小牛而言。

饲料较高的流动性使得以最小的花费将所建议的方法引进到大型牛育肥场成为可能。

圈养羊并且给它们喂饲干饲料为应用所建议的方法提高了有利条件，因为羊天生就不能吃水含量高的饲料。所以，输送含最小量水的湿饲料的问题是值得关注的并且需要进一步的研究。

向家禽日粮中提供HTD-技术加工的糊状饲料被证实是有利的，家禽，特别是鸡，喜欢吃含有HTD-技术加工的大豆的糊状饲料。

因为在家禽饲养场进行大规模实验的复杂性，还没有对所建议的方法的经济效益进行评价。初步实验证实了蛋的品质和颜色更好，并且它们的质量转移到质量类别2或3。另外，当向产蛋鸡喂饲同样量的饲料时，蛋的重量增加10-15％。

虽然所建议的方案已经显示了其效果，但是仍需要进一步的研究。

工业应用

本发明可应用在养殖牲畜的大型工业复合场，在那里，可在临近投饲地点处广泛使用集中的饲料生产设施。

Claims (4)

1.一种基于谷类作物和豆类的种子制备流体完全平衡饲料的方法，该方法包括如下步骤：

参照动物饲养标准，为制备饲料准备初始量的谷类作物和豆类的种子以及添加剂；

以干种子与水的比例为1:(2-5)，将至少30％初始量的豆类种子与水混合，并且使用HTD-技术处理混合物，以便获得含有豆油粒子的豆类乳状液；

将初始量的谷类作物种子和剩余的豆类种子粉碎至适合饲喂动物的颗粒尺寸，以便获得干混合物；

将获得的干混合物与获得的豆类乳状液混合，搅拌得到的混合物，在搅拌过程中以1:(2.2-2.7)的比例加水，以便获得适合通过管道输送至投饲地点的流体完全平衡饲料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将初始量的谷类作物种子和剩余的豆类种子粉碎至颗粒尺寸为0.5-2mm以制备用于猪的流体完全平衡饲料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂选自由化学合成的维生素和预混剂构成的组。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂是有机来源的。