玉米粉碎粒度大小、均匀性对饲料的消化利用效率均具有较大影响[1-3]。饲料加工过程中，通过控制筛孔直径的大小近似控制饲料粉碎粒度[4]，导致饲料加工的混合工段及后续熟化加工条件难以控制[5]，造成原料混合不均匀、熟化度降低、过度熟化等问题，进而导致畜禽饲料利用率降低[6]。锤片式粉碎机易于生产、维护方便、安全实用，在饲料生产中应用较为广泛[7]。锤片线速度、筛孔大小、锤筛间隙、筛片厚度、锤片厚度和数量等因素均影响锤片式粉碎机的粉碎效果[8]。通常可以采用平均直径（dgw）、重量几何标准差（Sgw）或几何平均粒径（饲料或原料样品平均颗粒的大小）反映饲料粉碎的效果[9]。本试验旨在研究锤片粉碎机筛孔直径对云南玉米粉碎粒度的影响，明确筛孔直径与玉米粉碎粒度及粒度分布关系，为饲料及养殖企业加工、应用云南玉米提供参考。1材料与方法1.1试验仪器及材料215型锤片式粉碎机（转子直径为215 mm，转速8 000 r/min，功率2.2 kW）购自河南省荥阳市三张机械厂，BT-2900动态图像颗粒分析系统购自丹东百特仪器有限公司；矢量通用型AC70-T3-R75G/1R5P变频器购自苏州伟创电气设备技术有限公司。筛孔直径分别为2.0、4.5、7.0 mm，锤片长度88 mm，锤片宽度29 mm，锤片厚度2 mm，锤片数量8片。玉米产地为云南省弥勒市，由昆明西尔南饲料有限公司提供。1.2仪器参数设置采用显微镜专用标准刻度尺标定BT-2900动态图像颗粒分析系统的每个像素尺寸，根据颗粒图像面积所占像素的多少计算颗粒大小。测试范围为30~10 000 μm，检测参数设置为每次拍摄15万张颗粒图片[8]，系统拍摄的图片采用图像分析软件进行分析，计算平均长径比、最大长径比、圆形度。长径比指经过颗粒内部最长的径与其相垂直的最长径之比，能够描述玉米粉碎后颗粒的形貌，可判断粉碎后玉米颗粒的形状是否接近正形体，比值越接近1，表明粉碎的玉米颗粒的形状越接近正方形。圆形度反映拍摄的图像接近于圆的程度[9]，圆形度的值越接近1，表明颗粒图像越接近于圆。1.3试验设计采用单因素试验设计，设置筛孔直径分别为2.0、4.5、7.0 mm，其余粉碎条件一致，研究锤片式粉碎机的筛孔直径对云南玉米粉碎粒度的影响。1.4测定指标及方法1.4.1样品采集经锤片式粉碎机粉碎的云南玉米，混匀，采用四分法取样，每个处理采样1 kg。1.4.2玉米粒度测定玉米粒度及分布情况采用BT-2900动态图像颗粒分析系统进行测定[10-11]，每个处理采集的样品重复测定3次，测定结果按照十五层筛法，划分粒度分布区间，计算平均直径（dgw）、重量几何标准差（Sgw）。dgw值反映玉米的粉碎粒度，dgw值越大，表示锤片式粉碎机粉碎的粒度越大；dgw值越小，表示锤片式粉碎机粉碎的粒度越小；Sgw值反映粉碎的粒度分布的均匀性，Sgw值越大，锤片式粉碎机粉碎的粒度分布越不均匀，Sgw值越小，锤片式粉碎机粉碎的粒度分布越均匀。dgw=log-1∑WilogdiW (1)Sgw=log-1∑Wilogd¯i-logdgw2W1/2 (2)d¯i=di×di+1 (3)式中：di为第i层筛孔的尺寸（μm）；di+1为比第i层筛的筛孔尺寸大一号的筛孔的尺寸（μm）；d¯i为第i层筛上物的几何平均直径（μm）；Wi为第i层筛上物的重量（g）；W为测定的样品的重量（g）。1.4.3玉米品质容重使用玉米容重器测量；硬度采用谷物硬度计（GWJ-Ⅲ，山东恒美电子科技有限公司）测定；能量采用ZDHW-5000 型微机全自动量热仪测定；水分采用热风干燥法测定；粗脂肪采用《饲料中粗脂肪的测定》（GB/T 6433—2006）测定；粗蛋白质采用《饲料中粗蛋白的测定》（GB/T 6432—2018）测定。1.5数据统计与分析试验数据采用Excel 2013进行整理；SPSS Statistics 23.0软件对数据结果进行单因素方差分析，Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1云南玉米品质的检测结果（见表1）由表1可知，云南玉米的容重为772.68 g/L，硬度为256.87 N，能量为16.49 MJ/kg。风干状态下，云南玉米水分为11.13%，粗脂肪含量为3.55%，粗蛋白含量为8.41%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.T001表1云南玉米品质的检测结果项目容重/(g/L)硬度/N能量/(MJ/kg)水分/%粗脂肪/%粗蛋白/%结果772.68±7.93256.87±58.3716.49±0.3911.13±0.0043.55±0.178.41±0.182.2不同筛孔直径对云南玉米重量几何平均直径占比的影响（见表2）由表2可知，云南玉米粒径区间为300~425、425~600和600~850 μm，锤片式粉碎机的筛孔直径为2.0 mm显著高于筛孔直径7.0 mm的占比（P0.05）。云南玉米粒径区间850~1 180 μm，锤片式粉碎机的筛孔直径为2.0 mm显著高于筛孔直径4.5、7.0 mm的占比（P0.05），锤片式粉碎机的筛孔直径4.5 mm显著高于筛孔直径7.0 mm的占比（P0.05）。云南玉米粒径区间2 360~3 350 μm，锤片式粉碎机的筛孔直径为4.5 mm与筛孔直径7.0 mm的占比均显著高于筛孔直径为2.0 mm（P0.05）。云南玉米粒径区间为3 350~4 750与4 750~10 000 μm，锤片式粉碎机的筛孔直径为2.0 mm与筛孔直径4.5 mm的占比均显著低于筛孔直径7.0 mm（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.T002表2不同筛孔直径对云南玉米重量几何平均直径占比的影响粒径/μm筛孔直径/mm粒径/μm筛孔直径/mm2.04.57.02.04.57.01~530.01±0.000.01±0.010.01±0.01600~85021.04±1.82a16.83±2.06ab12.30±3.70b53~750.04±0.010.02±0.000.02±0.02850~1 18020.82±0.65a17.15±1.50b13.59±1.61c75~1060.22±0.030.15±0.030.15±0.051 180~1 70017.08±1.7717.10±0.6816.01±1.62106~1500.61±0.130.45±0.070.42±0.151 700~2 3609.90±3.1413.16±1.6013.93±2.87150~2121.59±0.291.20±0.191.05±0.382 360~3 3502.88±1.16b11.42±3.23a13.01±4.17a212~3003.58±0.602.72±0.372.33±0.943 350~4 7500.74±1.28b3.18±2.40b10.14±1.65a300~4257.56±1.05a5.72±0.77ab4.62±1.89b4 750~10 0000.00±0.00b0.00±0.00b4.14±2.89a425~60013.93±1.59a10.89±1.38ab8.28±3.30b注：同行数据肩标相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05），不同字母表示差异显著（P0.05）。%2.3不同筛孔直径对云南玉米重量几何平均直径和重量几何标准差的影响（见表3）由表3可知，锤片式粉碎机的筛孔直径为7.0 mm时，粉碎的云南玉米dgw显著高于筛孔直径2.0 mm（P0.05）。锤片式粉碎机筛孔直径为7.0 mm时，粉碎的云南玉米Sgw显著高于筛孔直径为2.0、4.5 mm，筛孔直径为4.5mm时粉碎玉米的Sgw显著高于筛孔直径为2.0 mm（P0.05）。研究表明，相同的粉碎条件下，选择筛孔的直径越小，粉碎的云南玉米粒度越小，粒度分布越均匀。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.T003表3不同筛孔直径对云南玉米重量几何平均直径和重量几何标准差的影响筛孔直径/mmdgwSgw2.0844.50±72.77b1.89±0.04c4.51 056.89±117.56ab2.04±0.05b7.01 355.04±263.36a2.22±0.09a注：同列数据肩标相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05），不同字母表示差异显著（P0.05）；表4与此同。μm2.4不同筛孔直径对云南玉米粒度、粒形的影响（见表4）由表4可知，当筛孔直径为7.0 mm时，粉碎玉米的最大粒径为6 064.33 μm；当筛孔直径为4.5 mm时，粉碎玉米的最大粒径为4 127.00 μm；当筛孔直径为2.0 mm时，粉碎玉米的最大粒径为3 084.67 μm。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.T004表4不同筛孔直径对云南玉米粒度、粒形的影响筛孔直径/mm最大粒径/μm圆形度平均长径比2.03 084.67±425.37c0.903 0±0.000 6b1.648±0.013b4.54 127.00±218.17b0.905 0±0.002 5ab1.633±0.004b7.06 064.33±693.07a0.908 0±0.001 5a1.681±0.004a7.0 mm筛孔直径粉碎玉米的最大粒径显著高于2.0、4.5 mm筛孔直径（P0.05），4.5 mm筛孔直径粉碎玉米的最大粒径显著大于2.0 mm筛孔直径（P0.05）；筛孔直径为2.0、4.5、7.0 mm时，粉碎的玉米的圆形度均大于0.9，筛孔直径为7.0 mm的圆形度显著高于筛孔直径为2.0 mm（P0.05），表明筛孔直径为7.0 mm时，相同条件下锤片式粉碎机粉碎颗粒的形状更接近圆形。筛孔直径为2.0、4.5与7.0 mm粉碎玉米的平均长径比均大于1.63，筛孔直径为7.0 mm粉碎玉米的长径比显著高于筛孔直径为2.0、4.5 mm（P0.05），表明筛孔直径为2.0、4.5 mm时，颗粒的形状更接近正方形。2.5dgw、Sgw与筛孔直径的线性回归关系（见图1、图2）由图1可知，dgw与筛孔直径大小呈正相关，当选择的筛孔直径增大时，粉碎玉米的dgw也随之增大；选择筛孔直径减小时，粉碎玉米的dgw也随之减小，表明筛孔直径越大，粉碎的玉米的粒径越大。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F001图1dgw与筛孔直径的线性回归关系由图2可知，Sgw与筛孔直径大小呈正相关，当筛孔直径增大时，Sgw也随之增大，当筛孔直径减小时，Sgw也随之减小。研究表明，筛孔直径越大，粉碎玉米的粒度Sgw越大，越不均匀，筛孔直径越小，粉碎玉米的Sgw越小，粒度越均匀。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F002图2Sgw与筛孔直径的线性回归关系2.6不同筛孔直径玉米粉碎粒度（见图3~图5）由图3可知，当筛孔直径为2.0 mm时，锤片式粉碎机粉碎的玉米的重量几何平均直径3 000 μm以下的占比为98.94%，2 000 μm以下的占比为92.00%，1 000 μm以下的占比为58.61%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F003图3筛孔直径2.0 mm的玉米粉碎粒度分布由图4可知，筛孔直径为4.5 mm时，锤片式粉碎机粉碎的玉米的重量几何平均直径3 000 μm以下的占比为92.84%，2 000 μm以下的占比为78.12%，1 000 μm以下的占比为45.98%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F004图4筛孔直径4.5 mm的玉米粉碎粒度分布由图5可知，筛孔直径为7.0 mm时，锤片式粉碎机粉碎的玉米的重量几何平均直径3 000 μm以下的占比为80.71%，2 000 μm以下的占比为63.94%，1 000 μm以下的占比为33.21%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F005图5筛孔直径7.0 mm的玉米粉碎粒度分布由图3~图5可知，在2.0、4.5、7.0 mm不同的筛孔直径下，锤片式粉碎机粉碎的玉米颗粒的dgw整体呈对数正态分布，每个区间的分布呈先升高后降低的趋势；随着筛孔直径增大，锤片式粉碎机粉碎的重量几何平均直径在3 000 μm以上的占比增大，80%以上的粒度分布在3 000 μm以下。通过锤片式粉碎机的3种筛孔直径粉碎的玉米粒度分布对比可知，随着筛孔直径增加，正态分布的宽度增加。2.7不同筛孔直径的玉米颗粒图像（见图6~图8）10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F006图6筛孔直径2.0 mm的玉米颗粒图像（200×）10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F007图7筛孔直径4.5 mm的玉米颗粒图像（200×）由图6~图8可知，云南玉米经锤片式粉碎机粉碎后的颗粒形状不同，未呈规则性图形。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.20.023.F008图8筛孔直径7.0 mm的玉米颗粒图像（200×）由图6可知，当筛孔直径为2.5 mm时，玉米的小颗粒数量较多。由图8可知，当筛孔直径为7.0mm时，玉米的大颗粒数量较多。研究表明，当筛孔直径增大时，玉米经锤片式粉碎机粉碎后的大颗粒所占比例增高。3讨论玉米的粉碎粒度影响饲料加工的混合工段及畜禽消化率[12-13]。锤片式粉碎机中筛片开孔率、筛孔直径、筛孔排列方式、喂料速率、喂料量等均对粉碎效率和粒度具有重要影响[14-16]。筛片按筛孔形状可分为圆柱孔筛、梯形筛、鱼鳞筛和方孔筛等[17]。锤片式粉碎机粉碎的玉米通过率与筛孔直径具有直接关系，随着孔径减小，通过率降低。当筛孔直径比较小时，物料很难从筛孔通过，进行反复粉碎，容易造成玉米的粉碎粒度减小，最终导致过度粉碎，粉碎的能耗增加。使用大孔径的筛片能够提高粉碎效率[18-19]，降低能耗，但成品粒度变粗。因此，要根据产品的实际情况选择适合的筛孔直径。王红英等[20]研究发现，当筛孔直径由1.5 mm增加至2.5 mm时，玉米粉碎的平均粒径由400.10 μm增加至520.00 μm；玉米粉碎平均粒径的重量几何标准差由1.91增加至1.99，表明随着筛孔直径的增大，玉米粉碎的重量几何平均直径增加，重量几何标准差增加。任文等[21]设置锤片式粉碎机的筛孔直径分别为1.0~8.0 mm中的6种筛孔直径，其他粉碎条件一致，发现玉米的粉碎dgw为288、314、366、417、462、515 μm，随着锤片数量减少，粉碎的重量几何平均直径增大。本研究选取的4.5 mm的筛片孔径与上述研究选用的筛片孔径相同，但任文等[21]锤片式粉碎机粉碎平均粒径比小于本研究，造成差异的原因可能是因为上述研究选用的锤片数量为64片，本研究选取的锤片数量为8片。孙启波等[22]选用2.5、3.0、3.2 mm孔径的筛片粉碎玉米，其他粉碎条件一致，发现锤片式粉碎机的筛孔直径对玉米的dgw具有明显影响，粉碎玉米dgw与筛孔直径呈线性相关。本研究与上述研究结果一致，锤片式粉碎机粉碎的玉米的重量几何平均直径随筛孔的增大而增大。王卫国等[23]选取0.6~4.0 mm中的5种筛片粉碎玉米，发现筛孔直径与粉碎玉米dgw呈正相关，即dgw随筛孔直径的减小而减小，与本研究结果一致。4结论玉米颗粒经锤片式粉碎机粉碎后颗粒的形状不规则，随着筛孔直径的增大，粉碎后玉米的大颗粒所占比例增高。针对锤片式粉碎机，云南本地玉米的重量几何平均直径随着筛孔直径的增大而增大，重量几何标准差随筛孔直径增大而减小。当筛孔直径为2.0 mm时，粉碎云南玉米的dgw、Sgw分别为844.50、1.89 μm，筛孔直径为4.5 mm时，粉碎云南玉米的dgw、Sgw分别为1 056.89、2.04 μm，筛孔直径为7.0 mm时，粉碎云南玉米的dgw、Sgw分别为1 355.04、2.22 μm。