農(nóng)作物秸稈是牛羊等反芻動物的重要飼料資源,如何開發(fā)和利用這一資源,使之飼料化和產(chǎn)業(yè)化,是發(fā)展國民經(jīng)濟的重大戰(zhàn)略措施。1996年7月農(nóng)業(yè)部公布了《關于1996-2000年全國秸稈養(yǎng)畜過腹還田項目發(fā)展綱要》,這對秸稈資源的開發(fā)利用起到了促進作用。但由于農(nóng)作物秸稈含粗纖維較多,蛋白質(zhì)少,適口性差,消化率低,并且不利于貯藏、運輸和保管,有一定的局限性,這在很大程度上制約了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
農(nóng)作物秸稈其實也是一種很好的資源,如果可以其中回收經(jīng)
秸稈粉碎機粉碎然后再經(jīng)過
秸稈壓塊機、
秸稈顆粒機、飼料顆粒機壓制成生物質(zhì)燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個兩全其美的方法么,而且,如果拿到外面銷售老百姓也可以增加收入。
解決秸稈飼料化和產(chǎn)業(yè)化的有效途徑之一,是將秸稈壓制成塊,它具有以下優(yōu)點:①能最大限度地保存秸稈的營養(yǎng)成分,減少養(yǎng)分流失。②便于貯存運輸。秸稈經(jīng)壓塊處理后密度提高,一般在400kg/m3—800kg/m3范圍內(nèi)。由于密度大,不易起火,有利于安全存貯,成品秸稈塊含水率低于15%,可長期貯存。③便于機械化作業(yè)。壓塊機生產(chǎn)效率時產(chǎn)在1. 5t~2.0t,適于規(guī)模化生產(chǎn)。可機械化飼喂,給飼方便。④配飼方便。可根據(jù)飼喂對象的飼養(yǎng)標準,按科學配方,生產(chǎn)出適合于不同生長階段的塊狀飼料。⑤提高飼養(yǎng)效果。飼喂塊狀飼料,牲畜難以自由擇食,采食剩余物少,提高飼料的利用率。同時因攝取的營養(yǎng)均衡,提高增重率或產(chǎn)奶量。
1、秸稈壓塊的工作過程
1.1 切碎 用鍘草機將秸稈切成長度為2. 5cm~3. 5cm的碎段。
1.2 調(diào)濕用烘干機烘干或用噴水攪拌機加濕,將秸稈的含水率控制在12%~18%范圍內(nèi)。
1.3 喂料用喂料器將碎秸稈均勻7喂人壓塊機。
1.4 壓塊環(huán)模壓塊機由環(huán)模和單滾輪構成,環(huán)模壁上有模孔,秸稈進入環(huán)模后,受擠壓滾輪的強制擠壓并通過模孔成形。
1.5 輸送 用輸送帶將壓制的成品輸送至下一工序。
2、環(huán)模秸稈壓塊機的結構
秸稈壓塊機是秸稈塊狀飼料生產(chǎn)機組的核心設備,它主要由喂料斗、永磁除鐵器、機體外殼筒、主軸體、主軸偏心體、偏心壓輪、環(huán)模、主軸端蓋體和集料外罩、出料口、底座等組成。
2.1 喂料斗 沿機體外殼筒弧線方向配置的斗狀喂料口,經(jīng)鍘短或揉碎的秸稈物料經(jīng)此口進入壓塊機內(nèi)。
2.2 永磁除鐵器 配置在喂料斗側壁上的永磁板,是防止物料中夾帶的鐵物質(zhì)進入機器內(nèi)的最后關口,以免機械受損。
2.3 機體外殼筒壓塊機的機體外殼,支撐整個機身,配置主軸體、環(huán)模和端蓋體,內(nèi)壁配有不等螺距的螺帶,與主軸體配合承擔向環(huán)模腔輸送物料的功能。
2.4 主軸體 壓塊機內(nèi)臟,配置偏心體和偏心壓輪,外壁設置單螺帶,起強制喂料作用。
2.5 主軸偏心體主要支撐和保持偏心壓輪,自身轉(zhuǎn)動時帶動偏心壓輪工作。
2.6 偏心壓輪壓塊機壓塊施壓的直接工作部件,它在環(huán)模的溝槽內(nèi)切滾動,使溝槽內(nèi)的物料壓入環(huán)模孔中,它每公轉(zhuǎn)一周則完成一次擠壓動作。
2.7 環(huán)模壓塊機的核心部件,是由特殊合金制成的單列,45方孔的整體環(huán)模,偏心壓輪在環(huán)模中公轉(zhuǎn)和摩擦自轉(zhuǎn),將物料壓進環(huán)模孔中成形。
2.8 主軸端蓋體支撐主軸體,固定環(huán)模組成壓塊機機頭。
2.9 集料外罩及出料口 安裝在壓塊機機頭上的外罩,它使從環(huán)模孔中擠出的飼料塊折斷并收集至出料口排出。
3、環(huán)模秸稈壓塊機的工作原理
秸稈飼料壓塊機其主要工作原理不同于常見的飼料顆粒機,它的主要工作部件是由固定的單列方模孔的環(huán)模和轉(zhuǎn)動的單一偏心壓輪組成。秸稈經(jīng)鍘短(長2. 5cm~3.5cm)或揉碎絲后的散狀物料經(jīng)喂料口進入帶有不等螺距的內(nèi)外螺帶的機體腔倉中,隨著主軸體的轉(zhuǎn)動將物料推至環(huán)模腔中,并布滿環(huán)模溝槽,由沿著環(huán)模溝槽內(nèi)切公轉(zhuǎn)和摩擦自轉(zhuǎn)的偏心壓輪將物料擠壓進環(huán)模孔中(圖1)
壓塊機主軸體與偏心壓輪有一定的偏心距形成主軸體的旋轉(zhuǎn)扭力臂,偏心壓輪的半徑形成了傳動扭力臂,主軸體的動力作用點在偏心壓輪的軸心上形成主軸圓周力。根據(jù)平行四邊形力分解原理,當主軸扭力臂與偏心壓輪扭力臂形成一定的夾角時,隨著主軸體的轉(zhuǎn)動,偏心壓輪公轉(zhuǎn),兩個力臂夾角愈來愈小,主軸動力作用點上的圓周力也隨之轉(zhuǎn)移到兩個力臂上且越來越大;當兩個力臂夾角成1800時,作用點的圓周力完全轉(zhuǎn)移到兩個力臂上,根據(jù)作用力和反作用力原理,偏心壓輪的輪緣上產(chǎn)生對物料的最大擠壓力;當主軸轉(zhuǎn)速設定后便形成了壓輪的擠壓沖量,從而使物料擠入(射入)模孔中。偏心壓輪每完成一次公轉(zhuǎn)周期就將布滿環(huán)模溝槽內(nèi)的物料擠壓入模孔內(nèi),從而形成了飼料塊的一個壓層。隨著物料的不斷喂入和偏心壓輪的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)便接連不斷地形成無數(shù)個物料壓層,前赴后繼地擠入模孔中,通過模孔后便形成了飼料塊。
4、秸稈壓塊的成形機理
秸稈飼料壓塊技術關鍵是物料的擠出與成形,擠出與成形是一對即對立又統(tǒng)一的矛盾,物料能否擠出是前提,擠出后能否成形是關鍵。影響擠出和成形的因素很多,且錯綜復雜如功率、轉(zhuǎn)速、偏心距、壓輪半徑、環(huán)模直徑、模孔形狀、規(guī)格、深度、環(huán)模溝槽深度、環(huán)模孔的粗糙度、物料類型、含水率等等,只有這些影響因素達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一時,擠出和成形才能達到同步。其機理如下所示。
秸稈飼料塊的擠出和成形主要是靠偏心壓輪的滾動擠壓力來完成的,它取決于動力功率的適配、主軸轉(zhuǎn)速、環(huán)模直徑、偏心距及偏心壓輪半徑的大小。而標定偏心壓輪擠壓力大小又要根據(jù)能否克服物料在模孔中形成的摩擦阻力,物料粘滯阻力和物料纖維彈力。物料在模孔中的摩擦阻力的大小由模孔內(nèi)表面大小和深度決定。當模孑L形狀和尺寸確定時,則模孔深度是影響物料塊擠出和成形的決定因素,物料的類型和含水率是準決定因素,模孔深度小則物料擠出容易但成形率低或不成形;模孔深度大則物料容易成形但擠出困難甚至堵塞弊車,模孔深度又決定物料在模孔中通過的時間,即物料滯留時間,經(jīng)實驗表明當模孔深度為模孔橫截面周長的1. 04次冪時物料擠出與成形才能達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。當模孔深度確定后,物料的含水率直接影響到秸稈物料在模孔中的范性形變和彈性形變。秸稈中所含水分也是秸稈中含有的淀粉、糖、蛋白質(zhì)的溶劑,在成形過程中,這些營養(yǎng)物質(zhì)起粘合劑作用。通過實驗確定秸稈含水率在12%~18%時其成形率最佳,而低于或高于這個域值時則成形率低或不成形。
秸稈物料的成形其主要機理是秸稈所固有的彈性形變和范性形變,秸稈在受擠壓下內(nèi)部應力超過秸稈纖維的彈性限度。當經(jīng)過一段時間(約10s)后,擠壓力消除后秸稈不能完全恢復其原來的形狀大小,即出現(xiàn)范性形變,加之秸稈中的水分、淀粉、糖類、蛋白質(zhì)在高溫下形成粘合劑,使已經(jīng)受壓的相互牽扯交織的秸稈纖維粘合在一起,便形成了不易松散的秸稈飼料塊。另外壓輪、環(huán)模、物料三者的擠壓摩擦產(chǎn)生的溫度(90℃~120℃)也有助于物料的范性形變和粘合作用。
5、結論
秸稈壓塊技術是一種新的粗飼料加工方法,采用這一技術生產(chǎn)的秸稈塊狀飼料其體積可縮小為近原來的l/10,儲運成本降低70%。秸稈在高溫高壓下擠壓成形并不只是物理形態(tài)上的改變,也能使秸稈中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的鑲嵌結構部分受到破壞,利于瘤胃消化液浸蝕滲透作用。通過壓塊使秸稈中的粗纖維消化率提高了25%,飼料塊帶有濃郁的糊香味和口感甜度,適口性明顯提高。經(jīng)飼養(yǎng)試驗表明飼喂肉牛日增重提高15%,奶牛產(chǎn)奶量提高16. 4%,乳脂率提高0.2%。利用以玉米秸為主的多種類粗飼料配合預混精料、添加生物復合酶或秸稈營養(yǎng)轉(zhuǎn)化通過壓塊機壓塊可制成反芻家畜的全日糧混合飼料,其營養(yǎng)價值、飼喂效果都超出傳統(tǒng)的精粗料分別飼喂的效果。