农业废弃物资源化技术——饲料化.ppt

资源与环境学院 杜志勇 D,农业废弃物资源化技术环境工程专业限选课,思考与讨论,集约化畜禽养殖中固废处理的最佳途径？,畜禽固废处理最佳途径资源化,肥料化（有机-无机复混肥） 饲料化（热喷、膨化） 燃料化（沼气、焚烧）,秸秆饲料化技术的回顾,微生物贮存技术（微贮） 青贮法技术 （青贮） 氨化法 热喷法,秸秆饲料化氨化和热喷技术,青岛农业大学资源与环境学院 杜志勇 ,氨化法,秸秆氨化处理技术，就是在秸秆中加入一定比例的氨水、无水氨（液氨）、尿素等，在密闭条件下通过它们的作用，破坏木质素与纤维素之间的联系，促使木质素与纤维素、半纤维素分离，使纤维素及半纤维素部分分解、细胞膨胀、结构疏松，从而提高秸秆的消化率、营养价值和适口性的加工处理方法。,氨化作用与机理,碱化作用 氨化作用 中和作用,氨化作用与机理,碱化作用 碱化作用可使木质素和纤维素之间的酯键断裂，打破它们的镶嵌结构，溶解半纤维素和一部分木质素及硅酸盐，纤维素部分水解和膨胀，反刍家畜瘤胃液易于渗入，消化率提高。,氨化作用与机理,氨化作用 氨吸附在秸秆上，增加了秸秆粗蛋白质含量。氨随秸秆进入反刍家畜的瘤胃，微生物利用氨合成微生物蛋白质。通过氨化处理秸秆，可减缓氨的释放速度，促进瘤胃微生物的活动，氨进一步提高秸秆的营养价值和消化率。,氨化作用与机理,中和作用 氨呈碱性，与秸秆中的有机酸化合，中和了秸秆中的潜在酸度，形成适宜瘤胃微生物活动的微碱性环境，可中和微生物分解纤维素时产生的低级脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸），改善秸秆的适口性，提高家畜对秸秆的采食量和利用率。,氨化秸秆的主要方法窖氨化法,窖(池)氨化法是我国目前推广应用最为普遍的一种秸秆氨化方法，其处理秸秆的操作规程,(1)窖(池)氨化法的优点,可以一池多用，既可用来氨化秸秆，也可用来青贮，而且还可多年使用； 便于管理，避免了老鼠啃坏薄膜； 可以节省塑料膜的用量，降低成本； 容易测定秸秆重量，便于确定氨源(如尿素)的用量。,(2)窖的设计,窖的大小根据饲养家畜的种类和数量而定。 经过各地测算，每立方米的窖可装切碎的风干秸秆(麦秸、稻草、玉米秸)150千克左右。 一般说来，牛日采食秸秆的量为其体重的23之间。,氨化秸秆处理技术的实例,窖的大小：例如，一头300千克的架子牛，日采食秸秆在7千克左右。根据这些参数，再考虑实际情况(每年氨化次数、养畜多少等)，然后设计出窖的大小。 窖的形式：多种多样，可建在地上，也可建在地下，还可一半地上一半地下。建窖以长方形为好，如在窖的中间砌一隔墙，即成双联池则更好(图左)。双联池的优点是可轮换处理秸秆。若用此窖搞青贮，还可减轻取用青贮喂畜过程中二次发酵。建造一个4立方米的双联池约200元，一般农民均可负担。一个2立方米的池子(窖)可装麦秸300千克，双联池可交替使用，氨化一池可供两头架子牛吃1个月。如制作青贮饲料，一池可贮1000千克。氨化窖的剖面结构如图右所示。,1.泥土2.塑料薄膜3.秸秆4.窖壁,(3)操作方法,先将秸秆切至2厘米左右。一般的原则是，粗硬的秸秆(如玉米秸)切得短些，较柔软的秸秆可稍长些。每100千克秸秆(干物质)用5千克尿素(或10千克碳铵)、40-50千克水。把尿素(碳铵)溶于水中搅拌，待完全融化后分数次均匀地洒在秸秆上，入窖前后喷洒均可。如果在入窖前将秸秆摊开喷洒则更为均匀。边装窖边踩实，待装满踩实后用塑料薄膜覆盖密封，再用细土等压好即可(图2)。尿素氨化所需要时间大体与液氨氨化相同或稍长一些。,尿素（碳铵）氨化秸秆流程图,尿素（碳铵）氨化秸秆流程图,技术关键,用尿素作氨源，要考虑尿素分解为氨的速度。它与环境温度、秸秆内生脲酶多少有关。 温度越高，尿素分解为氨的速度越快，宜在温暖的地区或季节采用。 一般认为，要是尿素分解快，在氨化过程中最好加些脲酶丰富的东西，如豆饼粉等。,氨化秸秆的主要方法堆垛氨化法,堆垛氨化法是将秸秆堆成垛、用塑料薄膜密封进行秸秆氨化处理的方法，亦称堆剁法、垛贮法。季节和天气的选择、原料和材料的准备等与窖氨化法基本相同。不同的是不需要水泥窖或土窖，可在平地上进行。,(1)操作步骤,在干燥平整的地上把0.10.2毫米厚的无毒聚乙烯塑料薄膜铺开，再把秸秆分层整齐堆放。用尿素或碳铵作为氨源处理秸秆，一般是边堆垛边施放氨源，可以将氨源溶解于水中浇洒，也可采用边撒尿素或碳铵，边浇水。若用氨水处理，可一次垛到顶后再浇泼；用液氨氨化，是在堆垛、密封后用专门设备将氨气注入。,(1)操作步骤,垛的大小可视情而定。大垛适合于液氨氨化，可节省塑料薄膜，容易机械化管理，但水不易喷洒均匀，且容易漏气：规格一般在长宽高为4.6米4.6米2米。为了便于通氨，可在垛中间埋放一根多孔的塑料管或胶管。小垛适合于尿素或碳铵氨化，规格一般在长宽高为2米2米1.5米。草垛也可以做成圆锥体型。无论那种规格，垛顶应作成屋脊型，以利于排掉雨水。垛下铺和上盖的塑料薄膜在每边留出1米，以便把两面的塑料膜折叠好，用泥土压紧、封住，不使漏气。,(1)操作步骤,如果采用液氨氨化，堆垛完成后注液氨。将硬塑料管与液氨管或氨瓶接通，按秸秆干重的3通入氨气即可。目前我国采用的通氨方式主要有两种：一种是用氨槽车从化肥厂灌氨后直接开到现场氨化，另一种是将氨槽车中的氨分装入氨瓶后，再向秸秆中施氨。,(2)堆垛氨化注意事项,塑料薄膜选用所用的塑料薄膜要求无毒、抗老化和气密性能好，通常用聚乙烯薄膜，膜的厚度和颜色视情而定。如氨化粗硬的秸秆如玉米秸，应选择厚一点的薄膜(厚度0.12毫米)，若氨化麦秸则可选用薄一点的塑料膜。膜的宽度主要取决于垛的大小和市场供应情况。膜的颜色，一般以抗老化的黑色膜为好，便于吸收阳光和热量，有利于缩短氨化处理时间。,(2)堆垛氨化注意事项,液氨的安全操作液氨为有毒易爆材料，操作时应注意安全。操作人员应配备防毒面具、风镜、防护靴、雨衣、雨裤、橡胶手套、湿毛巾，现场应备有大量清水、食醋。盛氨瓶禁止碰撞和敲击，防止阳光曝晒。,生物饲料的制作方法复合预混技术,生物复合预混合饲料（生物饲料转化剂）的特点是： (1)将酶制剂、有益活菌群、激活剂和保护剂营养因子经先进工艺加工，能快速把秸秆等转化为生物饲料，属国内外首创。 (2)处理时间短，春、夏、秋三季13天，冬季37天。,生物饲料的制作方法,(3)不受季节限制，一年四季都可使用。 (4)营养齐全，适口性好，易消化吸收。 (5)减少粪便臭味，改善畜禽卫生条件，治理环境污染。 (6)提高免疫功能，增强抗病能力。,与常规的预混合饲料相比,常规的预混合饲料往往会影响畜禽肉,进而降低有关指标。,秸秆转化为生物饲料的工艺方法,1.秸秆的选择. 不同动物的生物饲料可选择不同种类的秸秆。 食草性动物（如牛、羊、马、驴等）可利用玉米秸、稻秸、麦秸等低营养、高纤维和木质素的秸秆； 单胃动物、禽类和鱼类（如猪、兔、鸭、鹅、鱼等）可选择营养相对较高、粗纤维和木质素相对较低的材料,如花生秧、花生壳、稻糠、麦糠等为原料进行制作。不论哪种秸秆都应先去掉根部和泥土，除去霉烂变质部分，尽量保持秸秆的新鲜和清香。,秸秆转化为生物饲料的工艺方法,秸秆的保存方法： 秋收时，将秸秆晾干、分类并垒成垛，顶部用塑料布或其他防雨设施盖好，以防漏、淋雨雪，可长期保存。,2.牛羊生物饲料的制作方法,（1）牛生物饲料 用铡草机将秸秆切成35cm的短段，或用揉搓机揉搓成细丝状，称取75kg放到干净的水泥地面上。取0.5kg转化剂加到75kg清水中（冬季最好用30清水）充分溶解。将转化剂水溶液喷洒在已备好的经铡切或揉搓过的秸秆中，搅匀后装入塑料袋或其他容器中，边装边压实，最后将口扎紧或用塑料布密封放置阴凉处，厌氧发酵13天（冬季37天）后，就制成了营养丰富、易消化吸收的秸秆生物饲料，饲料呈黄色，具有浓郁的酒香和苹果酸香味。切忌在太阳光下面暴晒，因为太阳光的紫外线具有杀菌作用，影响有益菌和酶的作用。,2.牛羊生物饲料的制作方法,（2）羊生物饲料 将秸秆粉碎成46mm的粗粉状或用揉搓机制成蓬松小块，按照上述的牛生物饲料的制作方法处理即可。,3.猪、鸭生物饲料的制作方法,最好取用花生秧、豆秧、稻糠、玉米秸、花生壳等为原料，粉碎成3040目的细粉末状，制作方法与牛羊生物饲料制作方法相同。,4.兔、鱼生物饲料的作用方法,以造粒为主，无造粒条件的，兔生物饲料粉状也可以。,香蕉皮可做肉鸡饲料添加剂,菲律宾一家养鸡场通过试验证实，香蕉皮可用做肉鸡饲料的添加剂。该养鸡场将香蕉皮切碎，在阳光下晒干，再碾成粉末，分别以5%、10%、15%、20%的比例添加到肉鸡饲料中，进行饲喂试验。结果表明，香蕉皮用做饲料添加剂，能提高饲料的转化率，加快肉鸡的生长，降低养鸡成本，提高经济效益，其中以在饲料中加入10%的香蕉皮粉效果最好。,海南部分农民用低价滞销香蕉喂猪,热喷饲料的开发利用,热喷饲料是指把动物不能直接食用的非常规饲料资源，经过热蒸与喷放处理，转化为动物能够食用的饲料。 开发热喷饲料，不与农业争土地，不与工业争资金，可变废为宝，对进一步开发和利用饲料资源具有重要意义。,怎样制作热喷饲料？有什么好处？,制作热喷饲料的过程：将初步破碎或不经破碎的粗饲料装入压力罐内，用1471至1961千帕的压力，持续1至30分钟，然后突然减至常压喷放，即可得热喷饲料。 好处：经该处理，可提高牛对粗饲料的采食量和有机物质消化率。,饲料加工技术热喷技术,热喷是将物料（秸秆、饼粕和鸡粪等） 装入饲料热喷机内，向机内通入热饱和蒸气，经过一定时间使物料受高压热力的处理， 然后对物料突然降压，迫使物料从机内喷爆于大气中， 从而改变其结构和某些化学成分，并经消毒、除臭，使物料变为更有价值的饲料的一个压力和热力加工过程。,工作原理,物料在热喷处理时，利用蒸气的热效应，在高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、降解，同时因高压力突然卸压，产生内摩擦力喷爆，使纤维素细胞撕裂，细胞壁疏松，从而改变了粗纤维的整体结构和化学链分子结构。 因为在热喷处理时，物料在高压罐内要经受11 5分钟、压力0.391.18兆帕、温度145190、含水量25%40%的状态，使物料纤维细胞间木质素溶解，纤维结晶度降低。 当突然喷爆时，木质素就会熔化，同时发生若干高分子物质的分解反应，再通过喷爆的机械效应，应力集中于熔化木质素的脆弱结构区，导致壁间疏松、细胞游离，物质颗粒便会骤然变小，而总面积增大，从而达到质地柔软和味道芳香的效果，提高了家畜对秸秆饲料的采食量和消化率。,热喷装置的构造及工艺流程,原料经铡草机切碎，装入储料罐内，经进料漏斗，被分批装入安装在地下的压力罐内。 将其密封后通入0.51.0兆帕的低中压蒸气（蒸气由锅炉提供并由进气阀控制），维持一段时间（130分钟不等）后，控制排料阀进行减压喷放，秸秆经排料管进入泄力罐。 喷放出的秸秆可直接饲喂或压制成型。该设备热喷秸秆时的生产率为每小时300400千克，耗煤量每小时50千克，热喷1吨玉米秸成本约为20元。,热喷工艺条件,主要包括三个要素，即处理的压力、保温时间和喷放压力。 因此，其热喷的效果在于选择适当的上述3项指标及其配合应用。 经探索，中压区（1.573.33兆帕）、短时间（15分钟）处理各类秸秆（葵花盘除外），其消化率均有较大的提高。 但是，生产中出于对设备安全、价格和管理等因素的考虑，多采用低压力（小于1.57兆帕）和长时间（310分钟）的处理工艺，其消化率提高的幅度小于中压区（约相当于中压区效果的60%80%），但适合于我国目前的实际情况。,热喷饲料的类型,热喷粗饲料 热喷饼粕饲料 热喷粪便饲料 热喷动物副产物饲料 热喷氮化饲料,热喷粗饲料,我国有着丰富的粗饲料资源，如秸秆、秕壳等。这些物质坚硬,粗而有异味，动物不愿采食。但经过热喷技术加工，就可以将基料纵向溶解，撕裂为絮状，并消除表皮角质层或硅细胞对消化的障碍，从而提高适口性与利用率。 一般，可使粗饲料有机物的消化率提高30%以上。,热喷饼粕饲料,棉籽饼、菜籽饼的蛋白质中赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸的数量较多，但因有毒、味道辛辣，动物不愿采食，大部分直接用于农田作肥料，造成蛋白质资源的浪费。 采用热喷技术加工，即经过热蒸与喷放技术处理，去毒率达82%93%。去掉饼粕中的辛辣物质,改善了适口性。 热喷后的饼粕可直接饲喂畜、禽、鱼类。,热喷粪便饲料,畜禽粪便中的粗蛋白含量均高于玉米，其他营养成分也不低于玉米。通过科学、合理的加工处理，替代部分秸秆是完全可行的。畜禽粪便一般都含有丰富的粗蛋白质和矿物质及氨基酸。 热喷粪便饲料是将各种畜禽粪便，经过热喷技术加工，杀死粪便中的病原微生物，粉碎粪便中的羽毛，蛋壳，提高了有机物的消化率，除去了臭味。 热喷粪便饲料产品呈棕黄色粒状，有玉米、鱼粉香。 经试验，2 kg热喷鸡粪可代替1 kg混合精饲料。,各种畜禽粪便的营养成分,物料氨基酸比较分析,鸡粪氨基酸含量均高于玉米。尤其精氨酸含量，那是相当的高，高！ 鸡粪中必需氨基酸含量也高于高粱等谷实类饲料。 除此之外，鸡粪还富含微量元素、B族维生素以及能促进动物生长的未知营养因子。,12.15,热喷动物副产物饲料,动物副产物，如动物角蛋白(羽毛、蹄壳、角)、屠宰下脚料、死畜、孵化副产物、皮革工业下脚料等分布很广，数量很大，而且含有丰富的氨基酸和蛋白质，是很好的蛋白饲料来源。 经过热喷技术加工成动物性蛋白饲料，可代替鱼粉使用。经试用，用热喷混合血粉代替60%的鱼粉喂养蛋鸡，各项产收指标均达到鱼粉喂养水平，并能降低饲料成本。,热喷氮化饲料,热喷氮化饲料是将谷物饲料、粗饲料与尿素混合，再经低压蒸汽处理而制取的产品。 经氮化加工后的秸秆，粗蛋白含量增加11.5倍，相当于中等质量牧草。 用热喷氮化饲料喂鸡，每千克增重可节省饲料0.260.42 kg，节省饲料费0.21元。喂奶牛，每头日产奶净增2.57 kg。,热喷饲料投资少、能耗低、操作简单。 重视开发利用热喷饲料，不仅扩大了饲料来源，提高了常规饲料的利用价值，而且能提高饲料工业的经济效益和社会效益，在我国替代粮食饲料的开发利用方面具有广阔的前景。,挤压膨化饲料加工技术,挤压膨化技术，早期主要用于食品加工行业。 20世纪50年代，在美国开始应用于饲料工业，主要用于加工宠物食品和对饲料原料进行预处理。 到了20世纪80年代，它已成为国外发展最快的饲料加工新技术，并已开始应用于饲料工业的各个领域。 自20世纪90年代以来，国内的膨化技术也有了很大的发展。 目前，在挤压膨化饲料加工中，一些新技术及与之相配的挤压膨化机械研究有了进一步的发展，但是关于这方面的报道却很少。,挤压膨化加工工艺技术,膨化工艺是一种集混合、揉合、剪切、加热、冷却等多种作业于一体的加工过程，其工艺过程比较复杂，影响产品质量的工艺参数多，控制技术要求高。 主要从密度控制、自动控制和节能降耗等方面具体分析。,膨化密度的控制系统膨化腔,膨化饲料机,产品说明：设备用途 用于膨化大豆、玉米、鱼粉、乳猪料、鱼虾料、宠物料、棉籽粕、肉骨粉等。 加工能力：膨化大豆0.4-4t/h，膨化玉米0.2-2t/h，膨化乳猪料0.5-5t/h 主要特点 ： 整条生产线配置合理，通用性强。 主机选用国内优质膨化机，质量稳定，效率高。 专用的冷却器结构独特，冷却效果非常突出。,YDPH 135G干法膨化机,产品说明： YDPH系列干法膨化机适用于大豆、玉米、豆粕、米糠、乳猪料、配合料等畜禽水产饲料膨化加工。 主要特点 采用了不锈钢大容量喂料仓，使物料加水后得到充分均化。 全程喂料进料工段采用了同步变频调速控制，从而确保了喂料平稳，均匀。 膨化工段采用了防堵防结拱自动装置，有效预防了因进料不稳定所造成的膨化工段堵塞。 主轴轴承总程采用了自动冷却装置，从而提高了主轴承使用寿命，并有效降低了故障率。 易损部件采用了特殊耐磨合金制造，降低了能耗，提高了生产率。 电器原件及全体轴承均采用进口原装。 YDPH 135G干法膨化机主要技术参数 型号：YDPH 135G 功率：1.1+75 千瓦 大豆产量：800-1200 公斤/小时 玉米产量：400-800 公斤/小时 外形尺寸：180020502100 毫米,YDPH 200G干法膨化机,型号：200G 产品说明：YDPH系列干法膨化机适用于大豆、玉米、豆粕、米糠、乳猪料、配合料等畜禽水产饲料膨化加工。 主要特点 采用了不锈钢大容量喂料仓，使物料加水后得到充分均化。 全程喂料进料工段采用了同步变频调速控制，从而确保了