關(guān)于液態(tài)料設(shè)備傳輸性能的試驗(yàn)報(bào)告

辛順進(jìn)

（青島得八兄弟機(jī)械有限公司，山東 青島 266043）

我們在之前的文章中提到了豬液態(tài)飼喂的4種模式，很顯然既能夠大幅度降低飼料成本，又能夠在規(guī)?；i場有效應(yīng)用的模式應(yīng)該是第3種，也就是用地緣性原料發(fā)酵后部分取代全價(jià)料，添加到中央廚房的攪拌缸中，通過充分的攪拌，再輸送到每一個(gè)單元中去。

在這個(gè)模式中有一個(gè)非常重要的問題需要我們解決，那就是原材料破碎后的粒徑大小或者說纖維長度的大小不一，能否順利通過液態(tài)飼喂的泵和閥門？

特別是對于構(gòu)樹枝葉、蛋白桑、全株濕玉米等帶有木本纖維的發(fā)酵原料。一次破碎很難達(dá)到良好的破碎粒度或纖維長度。使用常規(guī)的青貯飼料破碎設(shè)備一般難以達(dá)到理想的破碎效果。如果因?yàn)橐簯B(tài)料不能順利流動(dòng)而造成泵或者閥門的堵塞，就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)，從而無法順利進(jìn)行液態(tài)飼喂。這時(shí)，就需要用到青貯飼料破碎機(jī)，如圖1。

使用圖1中的破碎機(jī)破碎的濕玉米秸稈是完全無法用于液態(tài)料輸送到的。圖2是經(jīng)過一次粗破碎的濕玉米秸稈，可以看到纖維長度基本上都在5 cm左右。

圖1 青貯飼料破碎機(jī)

圖2 一次破碎的濕玉米秸稈

因此在一次破碎后，部分原料還需要進(jìn)行二次破碎。目前的液態(tài)料設(shè)備一般要求破碎粒度小于1 mm，纖維長度不超過5 mm。使用小功率的二次破碎設(shè)備有時(shí)候依然難以達(dá)到上述破碎粒度和纖維長度。圖3是二次破碎后的濕玉米秸稈。

圖3 二次粉碎的濕玉米秸稈

使用大功率（55 Kw）的專用破碎設(shè)備可以把濕玉米秸稈破碎到理論輸送的要求細(xì)度。但是破碎機(jī)消耗的功率大得驚人。圖4中左上方的是大功率破碎設(shè)備二次破碎，右上方是常規(guī)二次破碎，中下方是一次破碎的結(jié)果。

圖4 大功率破碎設(shè)備二次破碎與常規(guī)破碎對比

對比之下，可以發(fā)現(xiàn)大功率破碎是可以滿足液態(tài)料輸送要求的。但很顯然大功率破碎設(shè)備的功率大，配套配電和基礎(chǔ)設(shè)施投資大，只有大型飼料加工企業(yè)才會(huì)使用，對于部分規(guī)模有限的飼養(yǎng)場顯然是不適用的。

所以如果能夠通過改良液態(tài)料輸送設(shè)備，降低對破碎飼料原料的粒徑和纖維長度的要求，就可以從另一個(gè)方面解決飼料破碎的問題。

傳統(tǒng)液態(tài)料飼喂設(shè)備采用離心泵輸送，其輸送揚(yáng)程一般選用40～50 m，該范圍離心泵水平輸送最大距離在350～450 m，壓頭只有4～5 kgf。完整的液態(tài)料飼喂系統(tǒng)一般還包括液態(tài)料管路、下料膜閥、氣動(dòng)控制系統(tǒng)及主控制系統(tǒng)。其中最容易發(fā)生問題的是離心泵的泵送葉輪和下料膜閥的密封端口。

針對這個(gè)問題，得八兄弟的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將傳統(tǒng)液態(tài)料輸送使用的離心泵，變更為對于輸送濃稠度和粒度等方面要求更低的螺桿式輸送泵，并搭建了一條500 m的液態(tài)飼喂輸送管線。

圖5為發(fā)酵飼料。研發(fā)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃選取幾種纖維較高的發(fā)酵飼料原料，通過對幾種不同破碎粒徑（纖維長度）的地緣性飼料進(jìn)行發(fā)酵，然后加水后攪拌制成可輸送的液態(tài)飼料，再利用搭建的試驗(yàn)線路進(jìn)行泵送試驗(yàn)。期間記錄各種粒徑粗細(xì)的發(fā)酵飼料在輸送過程中的飼料分層情況、管道壓力變化、下料后膜閥關(guān)閉情況，以及螺桿輸送泵的泵送效率。

圖5 發(fā)酵飼料

試驗(yàn)采用理論揚(yáng)程100 m的螺桿式輸送泵，最大水平輸送距離約950 m，泵送壓頭10 kgf，下料膜閥也選用了國產(chǎn)的產(chǎn)品，其他試驗(yàn)設(shè)備詳細(xì)列表如表1。

表1 輸送設(shè)備及管路列表

實(shí)際搭建的管路系統(tǒng)，總長度500 m，共20處轉(zhuǎn)彎，管路上安裝了10個(gè)下料膜閥，如圖6。

圖6 試驗(yàn)布置圖

螺桿泵及輸送管路（局部含透明管路）如圖7和圖8。

圖7 螺桿泵

圖8 輸送管路

試驗(yàn)測試的液態(tài)料添加了20%使用濕玉米秸稈發(fā)酵的飼料。發(fā)酵飼料的顆粒度約3～5 mm，纖維長度在1～1.5 cm。

首先進(jìn)行的是500 m傳輸和壓力試驗(yàn)。結(jié)果表明：膜閥供氣壓力值范圍在5.5～7 kgf之間，管路壓力可以長時(shí)間維持在5 kgf。這一過程，螺桿泵低速持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，螺桿泵連接的閥門開啟，但傳輸回路的自動(dòng)閥門是關(guān)閉狀態(tài)。因?yàn)槁輻U泵無法將液體送入管道的“憋壓”狀態(tài)，出現(xiàn)輕微震動(dòng)，但是管道各處的連接部位包括下料膜閥都沒有出現(xiàn)泄漏情況。

通過使用純水、普通干料+水的液態(tài)料和添加了上述粒徑和纖維長度的發(fā)酵飼料的對比，發(fā)現(xiàn)這一過程和添加發(fā)酵飼料的粒徑和纖維長度沒有明顯關(guān)系，使用純水也基本上可以獲得上述結(jié)果。

這表明顆粒和纖維對于螺桿泵的運(yùn)行沒有明顯影響。通過觀察管路上布置的透明管，發(fā)現(xiàn)這一過程中管道內(nèi)液體基本上靜置的。因此也沒有發(fā)現(xiàn)纖維導(dǎo)致液體受阻的情況。如圖9。

圖9 填充飼料和發(fā)酵料運(yùn)行測試的管路

其次，驗(yàn)證顆粒對于膜閥下料精度及管道送料速度的影響。對試驗(yàn)管路上共安裝的10個(gè)下料膜閥的下料量檢測，每個(gè)膜閥設(shè)定下料量為80 kg，試驗(yàn)測試10次，通過對純水、常規(guī)液態(tài)飼料和添加了發(fā)酵料的液態(tài)飼料進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)：對于螺桿泵系統(tǒng)，發(fā)酵飼料的顆粒度和纖維長度對于下料量沒有表現(xiàn)出明顯的影響。多次試驗(yàn)記錄的重量偏差基本上都是來自稱重系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)等硬件系統(tǒng)帶來的偏差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 管路通過性及下料數(shù)據(jù)表

測試結(jié)果分析采用揚(yáng)程100 m的螺桿泵輸送顆粒度3～5 mm和纖維長度1～1.5 cm的液態(tài)料通過性良好，膜閥在氣壓5.5～7 kgf的氣壓下正常使用，管路在使用中除各別接頭處出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象外，使用正常，經(jīng)過測算輸送速率達(dá)到6.0 kg/s，相對于傳統(tǒng)離心泵的送料速度3～5 kg/s有了大幅的提升，飼喂時(shí)長可縮短為原時(shí)長的三分之二，以1萬頭的育肥場為例可將飼喂時(shí)間由每餐飼喂3 h降低為2 h，大大降低了豬場員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和生豬的應(yīng)激時(shí)長。

隨著對豬液態(tài)飼喂的研究逐漸加強(qiáng)，無論是在豬只生產(chǎn)性能方面，還是在對肉質(zhì)的影響上；無論在對豬只消化生理、消化率等方面的研究上，還是與發(fā)酵飼料的結(jié)合上，都有了長足的進(jìn)展，液態(tài)飼喂將會(huì)迎來一個(gè)高潮。

（收稿日期：2022-07-11）