自20世纪初以来,家禽业经历了快速集约化,涵盖肉鸡、蛋鸡、家畜和火鸡领域。快速集约化部分归因于遗传学和农场管理的进步,但也得益于营养学以及饲料制造和向家禽输送营养的方法的进步。事实上,家禽生产高度依赖于整个饲料制造业,因为饲料成本约占农场总支出的 70%,具体取决于能源价格波动。
商业饲料厂的饲料生产是一个基于动物营养和机械工程原理的复杂过程。在此过程中,将具有不同物理特性和化学成分的各种原材料组合在一起,生产出满足动物在特定生产阶段营养需求的饲料。饲料制造的最终目标是可持续地生产均衡、经济高效和高质量的饲料,以提高农场的盈利能力和生产力,让禽料高效利用饲料,减少资源消耗和向环境中排泄营养物质。
家禽饲料生产的最新进展
饲料行业引入了许多技术,使家禽生产能够跟上并应对新出现的挑战。饲料厂受益于这些技术,因为它们可以显著提高饲料生产的效率。本文重点介绍家禽饲料制造业最重要的四个进步领域,包括最低成本饲料配方、应用模型来推进饲料配方、近红外光谱和自动化控制。
最低成本饲料配方
饲料配方是指量化提供禽料所需的所有营养的单个饲料成分的过程。制定家禽的饮食需要考虑四个方面:
1. 禽料的营养需求
2. 可用饲料成分的营养成分
3. 这些饲料成分的成本
4. 饲料成分的可用性。饲料配方中最常用的方法是最低成本配方,它是指一种经济的方法,将动物的营养需求与可用成分的营养成分相匹配,同时最大限度地降低成本。
熄灯制造
熄灯制造是指完全自动化的生产设施,可以应用于各个行业。与目前或不久的将来仍依赖人类活动的自动化控制相比,它代表了更高程度的自动化。“熄灯制造”一词源于这样的概念:这些设施将能够关闭灯光,但仍能继续正常运行(NKNK Lee引用2018;谢弗引用2022 年),因为除了少数主管和维护人员外,没有人类活动。除了效率和运行成本的提高外,还可以预见到生物安全、健康和安全的改善将带来进一步的优势。
自动化控制
提高饲料生产效率是饲料厂关注的重点,因为饲料生产涉及复杂的生产过程。过程控制技术的应用在生产系统中起着至关重要的作用,可以提高现代全球饲料行业的竞争力。自动化控制于20世纪70年代首次引入饲料加工厂。引用2016 年,这是一个里程碑,彻底改变了饲料生产方式。
自动化控制依靠硬件和软件的组合来监控和操作制造过程,例如可编程逻辑控制器、分布式控制系统和计算机数控系统。自动化控制可以适合处理简单、重复、定义明确且先验已知的工业任务。到目前为止,该自动化技术已经应用于饲料生产过程控制的许多组成部分,包括原料接收物流、粉碎原料粒度特性、配料和混合、颗粒加工、挤压膨化加工、颗粒后应用、过程控制和饲料输送物流。因此,随着饲料厂实施自动化控制,生产饲料所需的人工操作员更少,并且可能出现的错误也更少。
未来技术
工业 4.0 是指制造业的下一次革命,它解决了制造技术中自动化和数据交换的当前趋势。作为制造业的一部分,饲料行业可能也会逐步发现工业 4.0 可能带来的进步的价值。饲料厂开发可持续的饲料制造工艺、优化上游饲料成分供应和下游动物生产系统将变得越来越重要。这不仅对动物农业领域很重要,而且对整个农业领域也很重要。为了实现这些目标,未来的家禽饲料厂可能会探索、改进和实施新技术。下面介绍了一些新方法,这些方法目前主要存在于研究环境中或一些“早期采用者”公司中。
物联网
物联网 (IoT) 是指具有自我配置能力、标准协议和智能接口的全球网络基础设施,允许互连的物理和虚拟“事物”(或系统)无缝地交换信息。
鉴于生产链的复杂性,物联网在饲料厂的应用可以带来改进,包括饲料生产的能源效率、数据、环境和废物管理以及可持续性。这些改进将有助于饲料厂进入工业 4.0 时代,从而提高家禽饲料制造的数字化程度。最近的一项研究报告了物联网系统在复合饲料和预混料生产中的集成。
结论
过去 100 年来,饲料制造业的发展在全球家禽生产的改善中发挥了重要作用。自饲料厂出现以来,饲料制造过程已通过各种技术的发展而建立起来。当前的技术,如 LCF、模型应用、NIR、自动化控制,有利于提高饲料厂的效率。未来,在信息和数字技术的新发展的推动下,这种逐步进步将继续下去。
大数据、ML 和物联网等创新提高了饲料厂的数字化和控制力,因为它们使饲料厂能够更好地监控整个制造过程,并帮助饲料厂进行决策和工厂管理。精准营养的应用使饲料厂能够实时为家禽农场提供不同的饲料进行混合,以满足可持续家禽生产的营养需求。
无人值守制造,即饲料制造操作完全自动化,将提高效率并减少人为错误。这些新技术将结合起来应用,以进一步改善家禽饲料制造。通过提高最终饲料的精度和均匀性,并降低出错的风险,最终将提高家禽产品的生产效率,包括单位营养供应和单位能量消耗。
联系方式