公交站式病死畜禽收集裝備設(shè)計與試驗

謝虎 馬拯胞 劉衛(wèi)華 黃丹毓 紀鴻波

0 引言

我國病死畜禽以集中處理為主。收集環(huán)節(jié)是無害化處理的薄弱點，主要采用人力搬運和臨時存儲方式，存在人畜共患病感染風險。為提升病死畜禽集中處理水平，補齊收集環(huán)節(jié)技術(shù)短板，江蘇智維自動化設(shè)備有限公司、江蘇省農(nóng)機具開發(fā)應(yīng)用中心和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所針對我國病死畜禽處理及技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，聯(lián)合開發(fā)公交站式病死畜禽智能化收集裝備，并組織開展試驗分析。

1 病死畜禽處理及技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 畜禽養(yǎng)殖現(xiàn)狀

近年來，隨著科技發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)的推進，我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大。2021年我國生豬出欄量達67 128 萬頭，比2020年增長27.4%。豬、牛、羊以及禽肉總產(chǎn)量8 887 萬t，比2020年增長16.3%。其中，豬肉產(chǎn)量5 296 萬t，比2020年增長28.8%；牛肉產(chǎn)量698 萬t，比2020年增長3.7%；羊肉產(chǎn)量514 萬t，比2020年增長4.4%；禽肉產(chǎn)量2 380 萬t，比2020年增長0.8%。牛奶產(chǎn)量3 683 萬t，比2020年增長7.1%。2021年末，全國生豬存欄44 922 萬頭，比2020年末增長10.5%。

2021年江蘇省豬、牛、羊以及禽肉總產(chǎn)量304.1萬t，比2020年增長14.6%；牛奶總產(chǎn)量64.9 萬t，比2020年增長3.1%；水產(chǎn)品總產(chǎn)量495.5 萬t（不含遠洋捕撈），比2020年增長1.3%。

畜禽養(yǎng)殖存在疫病風險。目前，我國畜禽傳染病有200 多種，每年因各類疾病引起的生豬死亡率在10%左右，家禽死亡率接近20%[1]。

1.2 病死畜禽處理及技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2022年5月11日農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《病死畜禽和病害畜禽產(chǎn)品無害化處理管理辦法》中指出，病死畜禽和病害畜禽產(chǎn)品無害化處理堅持統(tǒng)籌規(guī)劃與屬地負責相結(jié)合、政府監(jiān)管與市場運作相結(jié)合、財政補助與保險聯(lián)動相結(jié)合、集中處理與自行處理相結(jié)合的原則，以集中處理為主，自行處理為補充。由省級人民政府農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門結(jié)合本行政區(qū)域畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃和畜禽養(yǎng)殖、疫病發(fā)生、畜禽死亡等情況，編制病死畜禽和病害畜禽產(chǎn)品集中無害化處理場所建設(shè)規(guī)劃，合理布局病死畜禽無害化處理場。

病死畜禽處理有兩種方式：大型養(yǎng)殖場自行處理和專業(yè)無害化處理場集中處理。目前我國主要采用后一種處理方式，并已建成大量的專業(yè)無害化集中處理點。若要構(gòu)建病死畜禽無害化處理體系，還需完善收集點、移交點及運輸車輛配備。

現(xiàn)有病死畜禽無害化處理收集作業(yè)主要有直接裝車、冷庫暫存和簡易機械存儲三種方式，存在工作環(huán)境差、勞動強度高、防疫風險大、環(huán)境污染重、工作效率低、保險理賠難、臺賬管理繁等問題。

江蘇省于2013年啟動動物無害化收集處理體系建設(shè)工作，主要采用“場戶送交、鎮(zhèn)設(shè)站點、流動收集、集中處理”運營模式[2]。2018年江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等部門發(fā)布關(guān)于推進畜牧業(yè)綠色發(fā)展的意見，組織開展“病死動物無害化收集處理體系優(yōu)化升級行動”[3]。2019年9月，省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳印發(fā)的《江蘇省動物無害化收集處理體系優(yōu)化升級工作規(guī)范》提出：在運輸環(huán)節(jié)，重點強化運輸車輛封閉運行，規(guī)范運輸車輛清洗消毒；在收集環(huán)節(jié)，重點從設(shè)施建設(shè)和管理方面，強化收集暫存場所的生物安全；在處理環(huán)節(jié)，重點從布局設(shè)計、設(shè)備集成、管理要求等方面，強化處理全程自動化、智能化、環(huán)?；?、規(guī)范化建設(shè)。2020年1月省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等部門印發(fā)《關(guān)于推進無害化處理與養(yǎng)殖保險聯(lián)動支持加快恢復生豬生產(chǎn)工作的通知》，提出要提高養(yǎng)殖保險覆蓋率，加快推進保處聯(lián)動，加強資源共享。

2 公交站式畜禽尸體收集技術(shù)裝備設(shè)計

公交站式病死畜禽智能化收集設(shè)備由入庫裝置、接駁裝置、冷庫、出庫裝置、智能管控系統(tǒng)等組成（如圖1 所示）。

圖1 公交站式病死畜禽智能化收集設(shè)備

2.1 入庫裝置

入庫裝置由1 號皮帶機和2 號皮帶機組成。1 號皮帶機由輸送帶總成、金屬探測儀、稱重裝置以及清洗裝置組成（如圖2 所示）。

圖2 1 號皮帶機

金屬探測儀采用聲光及振動報警，可探測動物尸體內(nèi)是否存在金屬物。稱重裝置包含3 個稱重傳感器（量程1 t，精度1 kg），用于動物尸體稱重。清洗裝置用于清洗遺留在皮帶上的動物尸體血水等污染物，以保證作業(yè)環(huán)境清潔。

2 號皮帶機由輸送帶總成、清洗裝置以及紅外測長光幕組成。如圖3 所示。

圖3 2 號皮帶機

紅外測長光幕長500 mm，精度最高可達2.5 mm，用于計算和統(tǒng)計動物尸體大小，以確定補償分級標準。

2.2 接駁裝置

接駁裝置由智能機械手臂和軌道式轉(zhuǎn)運小車組成。智能機械手臂由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、卡爪以及翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)等組成（如圖4 所示）?？ㄗτ脕韸A持存儲桶，智能機械手臂用來完成儲存桶翻轉(zhuǎn)動作以及水平面內(nèi)各工位（2 號皮帶機末端和轉(zhuǎn)運小車）之間的轉(zhuǎn)換，翻轉(zhuǎn)角度在-135°～45°之間，回轉(zhuǎn)角度在-90°～90°之間。

圖4 智能機械手臂

軌道式轉(zhuǎn)運小車由轉(zhuǎn)運小車、軌道和升降貨叉組成（如圖5 所示）。由轉(zhuǎn)運小車將儲存桶運送至進出冷庫旋轉(zhuǎn)機械式存儲裝置中的存儲桶工位，實現(xiàn)存儲桶在智能機械手臂和冷庫之間的搬運。升降貨叉可實現(xiàn)存儲桶在0～80 mm 內(nèi)的升降。

圖5 軌道式轉(zhuǎn)運小車

2.3 冷庫

冷庫由旋轉(zhuǎn)機械式存儲裝置和庫房組成。旋轉(zhuǎn)式機械儲存裝置內(nèi)置于庫房中，由旋轉(zhuǎn)基座（見圖6）及6 只儲存桶（見圖7）組成，單個存儲桶的額定收儲量≥500 kg。平臺通過回轉(zhuǎn)驅(qū)動，由減速機和電機帶動，進行6 等分旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)分類收儲。

圖6 旋轉(zhuǎn)基座

圖7 存儲桶

庫房主要由電動門、2 臺5P 壓縮機和保溫板組成（如圖8 所示），用于冷藏暫存病死畜禽。

圖8 庫房

2.4 出庫裝置

出庫裝置由輸送帶、托輥、動力裝置、驅(qū)動輥、張緊輥及清洗裝置構(gòu)成，結(jié)構(gòu)類似2 號皮帶機。

2.5 智能管控系統(tǒng)

病死畜禽收集智能管控系統(tǒng)由軟件操作平臺（見圖9）、傳感器、PLC 控制系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)可對用戶信息，動物尸體的種類、長度、重量，金屬異物情況等一系列數(shù)據(jù)進行采集并上傳至管理部門。

圖9 軟件操作平臺

2.6 病死畜禽收集流程

養(yǎng)殖戶將病死畜禽運送至收集點，在進門處消毒，刷卡登錄養(yǎng)殖戶、病死畜禽分類信息系統(tǒng)，然后將病死畜禽卸送至1 號皮帶機輸入端，通過入庫裝置、接駁裝置，送至冷庫進行冷藏暫存。待冷庫裝滿后，通過出庫裝置將病死畜禽輸送至轉(zhuǎn)運車輛，運送至集中處理點，進行無害化處理。整個操作流程由智能管控系統(tǒng)控制，如圖10所示。

圖10 病死畜禽收集流程圖

3 試驗分析

試驗地點：常州市金壇區(qū)朱林鎮(zhèn)馬腳山畜禽無害化收集點。

根據(jù)DG 32/Z 016-2020《畜禽尸體冷藏設(shè)備》適用性評價要求進行進料效率、出料效率、工作溫度穩(wěn)定性和平均降溫速度驗證。試驗結(jié)果見表1。由表1 可看出，該產(chǎn)品作業(yè)性能符合DG 32/Z 016-2020《畜禽尸體冷藏設(shè)備》要求。

表1 試驗結(jié)果

4 結(jié)論

收集環(huán)節(jié)是病死畜禽無害化處理的薄弱點，公交站式病死畜禽收集裝備采用模塊化設(shè)計，具備語言提示、自動稱重測長、金屬異物檢測、在線自動清洗、自動上傳數(shù)據(jù)、全程可視化等功能，可大幅度提升病死畜禽收集的安全性、存儲衛(wèi)生性、轉(zhuǎn)運便捷性，且數(shù)據(jù)可追溯，值得推廣應(yīng)用。