论粗饲料加工机械化技术论文

2024-05-15 14:20:58 来源: 作者:zhoudanni
摘要:随着我国养殖业的不断发展,养殖业为农村经济 增长提供了有力支撑。其中,饲料加工作为养殖业发 展的重要组成部分,在养殖业规模化和集约化发展 下,饲料加工逐渐面临紧缺。养殖业粗饲料主要由牧 草、农作物秸秆组成,牧草机械化加工主要通过“割 草”“打捆”“压块”“制粒”等技术组成。农作物秸 秆作为非常规饲料,因内含大量木质素,通过脂键把 纤维素牢固地镶嵌在木质素内,并含有硅酸盐。
摘 要:为提高粗饲料加工技术发展,对其加工机械化技术和装备进行分析。牧草加工机械化装备主要以割草机、打捆机、粉 碎机、压块机、制粒机等组成,秸秆加工机械化技术主要以青贮、微贮、氨化、碱化、酸贮、压块、粉碎及膨化组成。通过对 粗饲料加工机械化技术进行分析,为养殖业粗饲料的利用提供参考。
关键词:粗饲料加工,机械化技术,牧草加工,秸秆加工
随着我国养殖业的不断发展,养殖业为农村经济 增长提供了有力支撑。其中,饲料加工作为养殖业发 展的重要组成部分,在养殖业规模化和集约化发展 下,饲料加工逐渐面临紧缺。养殖业粗饲料主要由牧 草、农作物秸秆组成,牧草机械化加工主要通过“割 草”“打捆”“压块”“制粒”等技术组成。农作物秸 秆作为非常规饲料,因内含大量木质素,通过脂键把 纤维素牢固地镶嵌在木质素内,并含有硅酸盐。未经 处理的秸秆适口性差、利用率低,家畜采食量低。通 过机械化加工处理,有利于降低纤维素结构,提高纤 维素消化率,便于化学和生物处理。对牧草与秸秆加 工机械化技术进行分析,对于养殖业粗饲料加工具有 实际意义。
1. 牧草加工机械化技术
1.1 割草机
割草机作为收获牧草的重要机械,根据其动力分 类,可将其分为以汽油为燃料的“发动机式割草机” 及以电为动力的“电动割草机”。根据割草机刀片割 草方式,主要有“滚刀式割草机”和“旋刀式割草 机”[1] 。传统粗饲料加工机械化技术主要以“发动机式 割草机”、“集草袋割草机”、“单刀式和旋刀式割草机” 为主。随着我国割草机的不断发展,现阶段割草机主 要以滚筒式割草机、转盘式割草机为主。滚筒式割草 机传动装置位于切割器上方,因而滚筒式割草机又被 称为“上传动旋转式割草机”。滚筒式割草机主要由立式圆柱形、圆锥形滚筒组成,滚筒下方装有铰接刀盘, 临近刀盘的刀片回转轨迹具有重叠量,可有效规避刀 片重叠导致的漏割。滚筒式割草机的滚筒采用胶带、 锥齿轮传动,滚筒相对旋转,可以有效满足切割要求。 值得注意的是,目前滚筒式割草机存在结构不够紧凑 的问题。而转盘式割草机与滚筒式割草机相比较,传 动装置位于刀盘下方,故被称为“下传动旋转式割草 机”。与滚筒式割草机不同,转盘式割草机的转盘刀梁 装有多个刀盘,临近刀盘上刀片的配置相互交错,刀 盘通过齿轮传动,临近刀盘的转向相反,具有结构紧 凑,传动平稳性、可靠性较高的特点。
1.2 打捆机
打捆机作为牧草粗饲料加工机械化中的重要机 械,主要以“液压打捆机”和“拖拉式打捆机”为主。 打捆机选择过程中,应从装卸运输方便、节约劳动力 等角度出发。常见打捆机型号为 YY-FKJ打捆机,产 量为 1 .6-2 .0TH,该打捆机功率为 185kW,打捆尺 寸为0 .5×0 .4×1m。
1.3 牧草粉碎机
牧草粉碎机作为饲草加工常见机械化装备,具有 能耗高的问题。目前常见牧草粉碎机主要以“锤片式 粉碎机”为主,常用型号为 9FC50-60 型饲草粉碎 机。 具 体 参 数 如 下。 主 机 外 形 尺 寸:(mm): 1157×1355×1130;整 机 重 量:390kg;转 子 直 径 (mm):500;配套功率(380V)(kW):37-45 kW 的电 机主轴转速(转/分):3400;锤片末端线速度(米/秒):90;粉碎室宽度(mm):600;锤片末端与筛面间 隙(mm):7- 19;锤片数量:36;锤片排列方式:交错 平衡排列;筛片宽度(mm):597;筛片包角:180°; 筛孔规格(mm):1 .2-3;风机叶轮直径(mm):360.
1.4 压块机
牧草压块机主要由上料输送机、压缩机及出料机 等结构组成。压缩机的工作原理主要将牧草进行切割 后,将切割完成的牧草含水量控制在 10%-25% 以 内,在上料输送机将牧草送入后,通过主轴转动的方 式,将物料从模型中压成“块状”。压块机作为牧草 饲料加工的重要装备,主要以“机械式”、“液压式”、 “螺旋挤压式”组成[2] 。压块机作为饲料机械化加工 中的关键,可为饲料运输及后续加工提供良好基础。
1.5 制粒机
牧草制粒机主要以主电机、传动机构、转子、环 模、压辊、刮刀、切刀组件组成。牧草经过装置处理 后形成粉末,而后将牧草粉末通过旋转式进料装置、 双刮料器均匀输送至压滚筒、环模形成的压合区,牧 草粉末被滚筒与模板间摩擦压紧后,推入环模的孔隙 内塑形,在传动机构作用下牧草块被前推并穿过模板 孔,而后将其切割成预定尺寸颗粒,最后通过出料口 排出。制粒机中的环模和压辊是设备的关键工作元 件,同时环模与压辊的磨损度比较其他元件而言,具 有磨损较大的问题,环模和压辊的功能与质量直接影 响了制粒机生产功效和产品的质量,对此,应降低成 本及减少环模、压辊的消耗,延长压模使用寿命,以 此提高制粒机工作效率与质量。
2. 秸秆加工机械化技术
2.1 青贮加工
秸秆青贮加工主要将成熟秸秆用设备进行切割, 将秸秆切成长度为 1~2cm后,控制其水分含量在 67%~75%,将秸秆密贮于窖、缸、塔、池及塑料袋 中压实贮藏,构建厌氧环境,通过乳酸菌发酵,有效 抑制其他微生物的生长。秸秆青贮不仅可以有效保留 秸秆内的营养价值,更是保障粗饲料加工后具有轻微 果香,有助于提高牲畜对粗饲料的进食效率,对于促 进养殖业质量提升具有实质价值[3]。
2.2 微贮加工
微贮作为生物分解范畴的加工方式,主要将秸秆 处理成若干碎段后,通过压实提高微贮窖的利用率及保证贮料的制作质量。存放饲料的容器可选用仿造青 贮或氨水泥窖,在微贮加工的过程中,应在地面、墙 面 铺 上 塑 胶 薄 膜。 秸 秆 的 含 水 量 应 控 制 在 60%~70%,并在秸秆中加入微生物活性菌种,将秸 秆转化为带着酸香味和酒香味的饲料。微贮加工作为 运用微生物分解的方式将秸秆中的纤维素与半纤维素 变成菌体蛋白,通过微贮加工为养殖业开辟了粗纤维 物料应用的新途径。黄贮与微贮加工的方式相同,将 秸秆截成若干段落后置入容器,并注入恰当的温水后 密封浸泡两天。未处理的秸秆不利于畜牧进食,具有 利用率低的问题。而通过黄贮加工,可以让秸秆口感 更佳,提高动物的进食效率,根据数据统计,秸秆经 过黄贮处理后,秸秆的利用率可提升至 80%~95%。
2.3 氨化加工
氨化加工技术泛指对秸秆切割完成后,将秸秆的 长度控制在 2~3cm左右,并将含水量控制在 30%左 右,按 100kg秸秆用 5~6kg尿素或 10~15kg碳酸氢 铵兑 25~30kg水溶化搅拌均匀配制尿素或碳酸铵水 溶 液, 或 按 每 100kg粗 饲 料 加 上 15% 的 氨 水 12~15kg。而后,将处理完成后的秸秆分层压实,在 压实的过程中,应对每层秸秆都喷洒氨化剂,做好密 封处理。值得注意的是,氨化加工应在气温 25-30℃ 的环境下进行,并在经过 7 天的氨化反应后揭开密 封,氨气散去后用作畜牧饲料。此外,氨盐作为反刍 动物的营养来源,通过氨化装置进行氨化秸秆可以有 效促进秸秆的粗纤维消化率提升,对于增加粗饲料中 的粗蛋白、氨盐含量提升具有促进意义。氨化中的氨 具有碱化特性,可以有效增加粗纤维消化效率及含氮 量提升,因此可以看出,通过氨化秸秆的加工方式制 造饲料,可以有效减少对高精料依赖的同时,有助于 畜牧提升的提升,以此为养殖户提供良好经济效应。
2.4 碱化加工
碱化为化学机械加工技术之一,主要依托碱性物 质对秸秆进行碱处理,有效解构细胞分子链上易受碱 影响的酯类连接点,有助于畜牧进食消化,进而促进 畜牧消化率、吸收效率及摄入量全面提升。秸秆碱化 加工主要涉及氢氧化钠、液态氮、尿素及石灰等多种 处理方式。目前常见的碱化加工方式为“石灰处理” 法,利用 100kg水混入 1kg生石灰后,通过反复搅动 至液体清澈后,根据溶液与饲料 1 :3 的体积比在容器 中充分搅拌后进行压实。
2.5 酸贮加工
酸贮加工作为秸秆化学处理技术中相对常见且实 用的处理方式,主要通过秸秆喷洒特定的酸类物质、 磷酸,混合青贮饲料中加入少量硝酸钠,促进饲料中 硫化物含量提升的同时,有助于乳酸菌活性的得到进 一步增强,以此有效实现饲料营养价值提升,对于畜 牧异菌侵袭抵抗能力具有促进意义。
2.6 压块加工
采用造粒机对作物秸秆压缩,将秸秆压缩成高密 度且结实的立方体形态。秸秆压块加工阶段,秸秆体 积可有效减少 1 .5%~5%左右,对于提高运输、存 储质量具有促进意义。在压块过程中,以牧草压块工 艺相同,通过铡草机或揉搓机将其粉碎成长度在 20~30mm,控制好秸秆中的含水量后,将秸秆投入 压块机加工并挤压成块, 块的断面面积尺寸为 32 × 32~80mm, 长度不等,块体密度为0 .6~1 .0g/ cm,方便运输、保存。生产的秸秆块克服了秸秆本 身重量轻、体积大、利用时易风雨雪火等外界条件影 响的弱点,满足饲料运输的要求。
2.7 粉碎加工
将秸秆粉碎加工后形成细草屑,通过发酵处理后 供应畜牧食用。此类细草屑可以替代传统青储料,对 于解决季节性牧料短缺的问题具有实质价值。此外, 将秸秆粉碎加工具有良好的饲料价值,经过干燥、未 生霉的秸秆(含水率不超过 15%)均可作为加工原材 料。利用锤击式碎料机作业产出的草屑,其粒度应保 持适中, 以长度 10~20mm、宽度 1~3mm为宜, 为 有效规避粒度太细影响畜牧消化,应将处理好的草屑 与豆科草屑按 3 : 1 的比例混合,发酵周期控制在 1~1 .5 天 内。发酵后 的饲料,按 100kg加0 .5~1kg骨粉的比例,并配合 25~30kg 的粉、麦麸等粮食副 产品混合料。
2.8 膨化加工
膨化加工泛指将机械化技术与生物技术有机结合 的处理方式,对秸秆进行加工的过程中,利用旋转螺 杆施加的压力将秸秆被送入膨化机械,秸秆受到螺旋 推动后,沿主轴线位移,在螺旋、机体及本体内部复 合机械摩擦力的影响作用下,经过挤压、混合和切割 过程后实现物料细化和彻底混合。而后,压力、温度 随之升高,在持续的高温、高压环境作用下,物料的 形态发生改变,由粉末形态转化成糊状。当糊状物料 从成型模具中喷射出后,因自身压力急剧下降,发生 膨胀的同时,可以迅速蒸发水分并冷却,最终生成结 构松散、多孔且脆性强的膨化产品。将秸秆进行膨化 加工,可使其具有良好的口感与香气,是当前牲畜进 食率中相对偏高的粗饲料加工方式。此外,在秸秆膨 化加工的过程中,膨化产生的最高温度在 130℃ - 160℃之间,该温度范围内不仅可以有效消灭病原体、 微生物、虫卵等有害微物质,更是在提高饲料的健康 安全标准及增进饲料的品质上发挥着促进作用。同 时,通过去除可能引起原料腐败的不良因素,因此可以进一步提高饲料的有效储存期。
参考文献:
[1] 董云哲 , 耿欣 , 李君兴等 . 秸秆饲料化加工机械现状与展望 [J]. 农 业与技术 ,2022.42(24):28-31.
[2] 路呈祥 , 尉洪梅 . 秸秆机械化加工转化利用在敖汉旗的实践与探 索 [J]. 农业技术与装备 ,2022.(11):46-47+50.
[3] 禹鹏 . 农作物秸秆饲料化利用机械加工技术 [J]. 农业机械 ,2018.(10):75-76.
