饲料配方设计.ppt
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1、饲料配方设计 FEED FORMULATION,刘 强 南京农业大学 动物科技学院 College of Animal Science & Technology, Nanjing Agri. Univ.,内容提要,饲料配方在饲料生产中的作用 饲料配方设计原则 全价配合饲料的配方设计方法 示差法(方法介绍与练习) 线性规划法(方法介绍与练习) 浓缩饲料的配方设计 添加剂预混料的配方设计 配方分析和评价 常见配方软件介绍,饲料配方(Feed Formula),反映配合饲料中各种原料组成比例和关键制作工艺参数的配套技术资料。 指导饲料生产的依据,直接关系到饲料产品的质量和成本; 饲料厂和养殖场制定原
2、料采购计划的依据; 进行生产性能估测的重要参考资料; 技术交流的形式; 新知识和新技术应用的起点。,配方种类-以表现形式划分,典型配方: 由典型原料组成,或为典型饲养方式设计的配方; 为反映某地区的饲养方式,或为科学研究提供简化的营养模型; 适用范围小,灵活性差。 经验配方: 总结实际饲养经验获得的量化表达; 能维持动物健康和一定的生产能力,但不能保证营养供应和饲养成本的优化; 多见于尚无饲养标准的非常规畜禽品种,或野生动物的养殖。,配方种类-以表现形式划分,试验配方: 为科学研究专门设计的饲料配方; 需要剔除饲料中研究因素对动物的干扰,对原料选择和用量等有特殊规定; 强调结果的可靠性,较少考
3、虑经济性。 生产配方: 实际生产中使用的配方; 兼顾营养需要、采食量(饲料的色、香和味等物理性状)、饲料转化效率和经济可行性等多方面的因素,集中体现饲料与营养学科的最新知识和经验,灵活多变。,配方种类-以表现形式划分,操作配方: 根据生产配方制定的指导具体车间实际操作的配方; 随饲料厂机械设备和工艺流程而变。 宣传配方: 饲料厂对外宣传所用的配方; 隐秘了核心技术参数,参考时应注意;,配方种类-以产品形式划分,全价配合饲料配方: 浓缩饲料配方: 添加剂预混合饲料配方: 饲料添加剂配方: 推荐配方: 厂家为指导用户正确使用该公司浓缩料、预混料和添加剂等产品而提供的针对性配方; 生产性能基本能够保
4、证,但经济性往往不能保证,谨防部分厂家借此转嫁成本或责任。,配方技术在饲料企业中的重要性,原料采购,质量检验,配方设计,配方验证,车间生产,外部数据库,内部数据库,用户 反馈信息,配方设计原则,满足目标动物的营养需要: 既要保证养分的绝对含量,又要考虑其实际可消化量(消化率); 保持养分间合适的比例关系; 特殊养分的附加效应; 与动物所处的生理阶段相适应: 消化道发育状况(消化酶系统、容积和反刍动物瘤胃的微生物区系等); 处于断奶、妊娠、分娩、免疫和疾病等应激阶段动物营养需要和采食行为等方面的特殊需要。,配方设计原则,尽量减少对动物的毒害: 原料自身含有的有毒有害物质; 贮存过程中产生的微生物
5、次生代谢产物污染; 饲料添加剂的不合理使用; 保证新鲜、合理加工、适量使用。 经济可行:,产品质量定位,养分含量,原料选用,生产性能,饲料成本,制作饲料配方的依据,动物营养需要参数(饲养标准): 确定关键营养指标及其容许变动范围,作在数学规划中作为营养约束条件; 饲料营养价值资料: 关键营养指标的化学含量或可利用量; 各种饲料用量的适宜范围; 添加剂使用说明: 有效成分含量、用量、配伍禁忌和特殊使用方法等; 原料价格:-设计最低成本配方时必备。,全价配合料配方的计算方法,试差法: 最基本的计算方法,通过练习加深对配方过程的理解; 适用于有一定生产经验和专业知识的人员; 数学规划法: 以线性规划
6、为主,个别采用目标规划等方法; 通用软件(如EXCEL),简单直观,基本满足一般配方的需要; 专用配方软件,界面友好,多具有配方分析功能和本专业知识库,但一般价格昂贵,不易普及。,试差法计算饲料配方的步骤,确定营养参数: 参照标准的选择,关键指标的确定,养分浓度的调整; 获取原料的营养价值数据: 初拟配方及计算: 人为分配用量比例,预留空间,计算各种原料的养分提供量,并汇总; 配方调整: 平衡次要营养指标: 限制性氨基酸,钙磷等 报告配方结果:,影响营养需要量的因素,营养需要量,品种,生理阶段,性别,生产性能,健康状况,应激强度,采食量,养分 可利用性,养分 平衡程度,饲养管理,选择合适的饲养
7、标准,饲养标准的种类: 政府标准(GB, NRC, CSIRO, 及地方标准等),育种公司(Avin, Aber Acer, etc),学术团体或行业组织(Feedstuffs, )。 选择原则: 畜禽品种、生产性能和饲养方式尽可能与本地接近。 参考示例: 猪:本地土种我国肉脂兼用型标准;国内育成品种和二元杂交种我国瘦肉型标准;土三元杂交种台湾和美国(1988)标准;引进纯种和洋三元杂交种美国(1998)标准。,确定 营养参数1,选择合适的饲养标准,参考示例: 肉鸡:种鸡育种公司推荐标准,白羽肉鸡NRC, GB,黄鸡地方标准/企业自定; 产蛋鸡:种鸡育种公司推荐标准/NRC,产蛋率90%NRC
8、/ AEC,产蛋率7090% GB/AEC; 肉牛:GB/NRC(2001) 奶牛:GB/NRC(2000) 经济动物或水产动物:地方标准/企业自定。,确定 营养参数2,关键指标的选择与调整,选择关键营养指标: 禽ME, Met, Lys, Arg, Try, M+C, Ca, aP, Cp; 猪DE, Lys, M+C, Thr, Try, Ca, aP, Cp; 鱼虾Cp, 真蛋白, Lys, M+C, Arg, Try, Ca, aP; 牛DMI, NE, Cp, 精粗比/NDF, UDP, RDP, MP; 营养指标调整的原则: 在一定范围内,可将动物的生产性能看作是可利用养分供应量的
9、反应; 养分总摄入量=采食量*养分浓度; 兼顾养分绝对含量与相对比例。,确定 营养参数3,营养指标的调整以蛋鸡为例,确定 营养参数4,我国仔猪饲养标准与生产采用值比较,选择原料,谷物的质量 成熟饱满度、杂质含量、霉变和虫害、收获年代和水分含量等。 主要养分含量与可利用性 与其他原料间是否存在养分互作 氨基酸互补、维生素或矿物质间的颉抗等。 加工方法和程度是否适当 是否有附加效果或特殊作用 价格合理 供应是否稳定,饲料营养价值数据,直接引用饲料营养价值数据库: CFDB, NRC, Feedstuff, etc; 选用样本描述与实际原料最接近的数据。 实际测定结果: 适时抽样检测,结果最可靠,但
10、往往指标不全; 根据常规成分分析结果预测: 对有效能值的预测 对氨基酸含量的预测,常用原料Cp和HAA含量,From: The AmiPig database released by the following organizations: French Feed Database, Ajinomoto Eurolysine, Aventis Animal Nutrition, INRA, Technical Institute for Cereals and Forage (ITCF),常用原料Cp和HAA消化率,From: The AmiPig database released by t
11、he following organizations: French Feed Database, Ajinomoto Eurolysine, Aventis Animal Nutrition, INRA, Technical Institute for Cereals and Forage (ITCF),常用原料Cp和HAA可消化量,From: The AmiPig database released by the following organizations: French Feed Database, Ajinomoto Eurolysine, Aventis Animal Nutri
12、tion, INRA, Technical Institute for Cereals and Forage (ITCF),用常规成分预测饲料代谢能的公式,用常规成分预测赖氨酸含量的公式,X1粗蛋白;X2水分;X3粗脂肪;X4粗纤维;X5粗灰分,数值为各种成分的百分比。,用常规成分预测含硫氨酸的公式,X1粗蛋白;X2水分;X3粗脂肪;X4粗纤维;X5粗灰分,数值为各种成分的百分比。,原料及其营养价值数据,主原料 参加全部计算过程,辅原料 不参加前期计算,重点平衡的指标,可能平衡的指标,拟定初始配方,预定各主原料的用量比例,预留补充矿物质、维生素和添加剂的比例空间。 全价配合料的原料构成 (%)
13、,预留空间:,58%,24%,810%,非常规原料的参考用量,分析初拟配方,调整配方,判别标准: D0能量和蛋白同高或同低于需要量,D0与需要量相比,两指标一高一低。,检验数: 取 Cij 中与 D 符号相同,数值最接近的原料可能组合进行替换。,取代量: 能量优先的取代量: 蛋白优先的取代量:,常见问题及解决方案,某种原料的取代量大于其原有用量: 全部取代该原料,重新分析配方,进行二次调整。 RCp与RDE的差值很大: 一次不能平衡,可按RCp和RDE的中间量进行取代,重新分析配方,进行二次调整。,常见问题及解决方案,始终不能平衡: 检查选用的原料与需要量是否匹配,若每种原料的能量和蛋白含量均
14、大于或小于对应需要量 重新选择原料,重拟初始配方,再计算。 建议能量饲料和蛋白饲料各选择23种,其中能量饲料的有效能、蛋白饲料的粗蛋白分别大于对应的需要量。 预留比例空间过大或过小: 空比例差额1%,重新拟定配方,进行计算。,配方结果报告,原料种类及其主要质量指标或描述: 例如:黄玉米GB二级,水分43%,均匀的淡黄色等。 配合比例: 关键营养指标的计算值: 特殊原料使用或加工注意事项: 例如:用量1.0kg/T的添加剂应先与10倍载体混合后再用; 植物油先用58倍的豆粕粉吸附后再用,等。,作业一,利用试差法为两种动物分别计算一个全价配合饲料配方 要求: 按照写出每个步骤的详细计算过程和完整的
15、最终配方结果; 总结每个配方计算过程的体会,并对最终配方进行分析; 字迹清晰,书写要有条理; 不得抄袭同学或其他文献中的配方,如被发现,本课程成绩以零分计。,试差法的缺点,能兼顾的指标少,一般只能平衡两个指标; 需要有一定的实际生产经验和专业知识; 计算的数学方法不严密,过程繁琐,需要多次反复; 不能优化配方成本进行。,线性求解问题的提出,配方过程的数学含义: 用m种原料,配制成能满足n个营养需要量指标的饲料,求各种原料的配合比例。 设m种原料的用量为x1, x2, , xm,n个营养指标为b1, b2, , bn;第 i 种原料的第 j 个指标含量为aij,则可建立以下方程组,求解即可得配方
16、比例。,方程组求解存在的问题,原料或指标多时,方程过大,计算不便; mn,可能有多个解; m=0。 未考虑价格因素。,现有玉米、鱼粉、豆粕和米糠四种原料,已知其消化能、粗蛋白和赖氨酸含量、价格,以及仔猪的营养需要量(见下表),请问四种原料如何搭配才能既满足仔猪营养需要,成本又最低?其中鱼粉用量不能少于3%,米糠用量不能大于5%。,线性规划法,假设: 玉米、鱼粉、豆粕和米糠四种原料的用量百分比分别为X1, X2, X3和X4。 配方需要满足的条件: 满足仔猪营养需要: 消化能3.41X1+3.10X2+3.15X3+3.02X4=3.30; 粗蛋白8.6X1+62.5X2+43.0X3+12.8
17、X4=21.0; 赖氨酸0.24X1+5.12X2+2.45X3+0.74X4=1.35; 原料用量限制: 鱼粉用量不能少于3%X2=3.0%; 米糠用量不能大于5%X4=5.0%;,建立配方数学模型(一),总量控制: 四种原料搭配X1+X2+X3+X4=100%; 解的属性限制: X1、X2 、X3、X4 =0 求解目标: 配成的饲料成本最低Min(1.10X1+2.30X2+5.80X3+0.92X4),建立配方数学模型(二),配方数学模型总结,求满足方程组 X2=3.0%; X4=3.30; 8.6X1+62.5X2+43.0X3+12.8X4=21.0; 0.24X1+5.12X2+2
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