秸秆压缩饲料生产设备的设计与实现

摘要：生物质秸秆由于其外形各异，几何尺寸差别大，所以在应用上受到了很大限制。为满足生物质利用技术的需要，更好地利用生物能源，本文根据具体情况设计了生物质秸秆压缩饲料生产处理设备。它一方面有利于完善和提高我国的饲料生产技术，另一方面也提高了生物质能的利用效率。

关键词：秸秆；饲料；设备

1 秸秆压缩饲料的优势分析

秸秆压缩饲料设备以稻麦、玉米、地瓜秧、花生秧等作物的秸秆为生产原料，经过铡切、去杂、高压压制、高温熟化、焦化、消毒灭菌、风冷干燥等数道工艺将秸秆压缩为类似压缩饼干状的块状物。经压缩后，秸秆和压块饲料体积比可达20：1～40：1。因此，秸秆压缩饲料不仅便于贮运、饲喂方便，而且还可有效防止火灾发生，其保质期长达2～3年。与其他饲料相比，压块秸秆饲料营养丰富并具有浓郁的煳香味，牲畜采食率可达98%，消化率可达60%，适口性好。经同类对比试验，用户采用秸秆压块饲料比采用青贮饲料每千克饲料成本减少将近20%，同时奶牛的产奶率提高了约6%～9%。同时，秸秆压缩饲料技术还能满足不同种类牲畜的营养需求，生产出含有玉米粉、棉子粕、豆粕、稀土或其他微量元素的特种营养型块状秸秆饲料。

2 秸秆压缩饲料的制作技术与工艺流程

2.1 生物秸秆的收割储存技术要求

首先在收获时，用户应对生物秸秆采用秸秆收割机或人工收获，其割茬高度应制在10～15cm范围内，若连根拔起，则必然会在饲料中增加的土与其他杂质。其次，在进行完生物秸秆的收割工作后，若气象条件允许，可在田间对其吹晒2～5天，使其剩余水分低于50%后再行捡拾工作。对于秸秆打捆操作，使用麻绳或草绳打捆，可采用人工打捆或捡拾打捆机进行操作。最后，对于生物秸秆的存放，可采取分散存放与集中存放相结合的办法，应尽量保持秸秆存放地的通风。

2.2 生物秸秆的切碎回性技术要求

在进行生物秸秆的切碎操作时，首先应检查秸秆中是否夹杂发霉变质的秸秆，是否存在其他杂物，若发现则应及时进行清除。在切碎时，应依照本设备操作规程进行操作，对于设备前端的送料速度要稳定，喂料要均匀。应保证切碎秸秆的长度在30～50mm间。应注意对于切碎后的秸秆不应直接进行压块处理，而是按照此时秸秆的干湿程度进行对应的晾晒。

若切碎秸秆的含水量在18%以下，则将切碎的秸秆进行堆放12～24h。以使切碎秸秆原料各部分湿度相对均匀，此过程称之为秸秆原料的回性过程。在回性操作时，要求切碎秸秆原料应具有一定的堆放高度。在回性过程中，操作者应及时关注和掌握堆放秸秆原料中含水量的持续变化，一旦含水量低于标准含水量时，则必须适当喷洒一些水以补充生物秸秆中的水分，目的是确保原料回性后湿度均匀，平均湿度约18%。

2.3 搅拌除杂操作

切碎的秸秆散料经输送模块被均匀地输送到搅拌混料模块。目前，市面上利用较多的机械搅拌通常是使用双螺旋翅片式结构的混料装置，开启状态下两轴异向转动，经两搅拌轴异向转动，输送模块送来的散料以及添加机送来的添加料得到了充分混合。搅拌的作用一方面是使散料和添加剂得到充分混合，另一方面也使生物秸秆茎叶间相互磨擦、揉搓而变软，从而使其松散地被送入到轧块模块的入口处。对于某些精饲料，在此可以根据用户需求，利用添加机按要求比例定量添加各些精饲料所需的矿物质、微量元素等成分。

2.4 轧块操作

轧块装置工作原理是进料罩内的物料在重力和导料作用下紧贴在模口上，当压轮向前滚动，物料进入变形压紧区，因受到挤压，原料粒子不断进入粒子间的空隙内，间隙中的空气被排出，粒子间所有较大的空隙逐渐都被能进入的粒子占据。随着压轮继续滚动，被压实的原料进入挤压成型区。在挤压成型区内，压力继续增加，粒子本身发生变形和塑性流动，并继续充填周围较小的空隙。

由于经历了轧块过程的高压、高温状态，秸秆原料中的纤维、淀粉都会发生相应的变化。一般在50℃～60℃时，淀粉开始膨胀，并失去了常温下的晶体结构。随着外界温度的不断提高，秸秆中淀粉颗粒持续膨胀直至爆裂，此时淀粉会发生凝胶反应。凝胶糊化可以促进牲畜肠道对淀粉的酶解、消化吸收。

2.5 风冷操作

风冷模块的作用是把轧出的湿度大、温度高的秸秆饲料块用风冷的办法迅速冷却，同时还可降低秸秆饲料的相对湿度。作者通过研究发现，为保证生物压缩饲料产品质量，必须对成品进行晾晒，在成品水含量小于14%时最有利于长期储存。

4 结束语

由于市场上的秸秆饲料压块设备价格过高，并不适合作为日常农用机械。因此作者设计了结构简单、占地面积小、造价低廉的秸秆饲料压块生产设备，同时对生物秸秆压缩饲料生产过程中的收割、存储、回性、切碎、混了、轧块、风冷等模块了相应介绍。实验表明，该秸秆压块设备可大大地提高秸秆在资源利用中的利用率，推进我国农业的可持续发展。

作者简介：季（1986-），男，江苏南通人，汉族，大学，工程师，主要研究方向：农机、秸秆综合利用设备、秸秆压块成型成套设备、秸秆制粒机。