養豬發酵床機械化管理裝置與配套設施設計

楊智青 丁海榮 陳應江 金崇富 時凱 侯福銀 陳長寬

摘要針對當前制約發酵床養豬技術推廣難的生產技術難點開展研究，從養豬發酵床墊料翻耙機械設計試制、輔助設施設計建造、機械安裝運轉以及性能創新評估等4個方面對養豬發酵床機械化管理的機械裝置、配套設施及其科學運行的技術要點等進行詳細闡述，解決了該技術在實際生產中發酵床難以管理、成本高等難點，為廣大中小養豬企業糞污處理提供了一條經濟、輕簡的生產模式。

關鍵詞養豬發酵床;機械化;管理裝置;配套設施;設計

中圖分類號S26文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）01-0218-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.01.064

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

生豬養殖是東部地區農村重要的產業，為農村經濟的發展做出了巨大的貢獻，但是其配套廢棄物處理相對滯后，造成嚴重的污染問題。據估算江蘇省生豬產生的糞便達5916.45萬t，因此對生豬糞便進行多元的資源化利用已迫在眉睫[1-2]。經濟型環保養豬模式成為廣大中小型養豬戶追求的重點。發酵床養豬技術發源于日本，是一種利用墊料和發酵菌劑即時分解畜禽排除的糞便、減少糞污外排、優化環境的環保型養殖模式。該技術相繼被韓國、中國、泰國、德國、瑞士、澳大利亞、美國、巴西等多個國家引進應用[3]。自引入我國以來，被江蘇、山東、福建、廣西、河南等多個省份作為養豬新模式進行重點推廣應用，特別是鹽城市阜寧縣將發酵床養豬作為地方特色生態豬品牌農業進行推廣，同時聯合研究院所建立了生態豬研發中心，在原來研究的基礎上，在棚舍建設、墊料配比、發酵菌種以及墊料資源化等方面進行持續的研究推廣，帶動地方農業產業結構的調整，同時順應了國家環保政策，在一定程度上保護地方養豬產業，為地方生態豬肉開辟了市場空間。

該技術從20世紀90年代被引進開始，研究人員和應用人員相繼就該技術的本土化、存在問題以及規范化等進行了系列的探討報道[4-10]。然而該技術在全國的應用比例依舊很低，特別是當前對環保養殖模式迫切需要的情況下，該模式未出現明顯的擴大應用，規模化生產企業也極少應用發酵床養殖。究其原因是發酵床日常管理繁雜，需要養護發酵床，生產工藝包括翻床、清料、補料、補菌等，使工作量成倍增加。作為生態豬研發中心的參加單位江蘇沿海地區農業科學研究所近年一直致力于發酵床墊料的機械化管理裝置及配套設施的研發工作，旨在減少養殖勞動力需求和降低生產成本，對推動發酵床養殖模式的應用具有積極意義。

1總體設計

機械化養豬發酵床主要由墊料翻耙裝置和配套輔助設施構成，其中墊料翻耙裝置由動力裝置、電源、旋刀以及遙控裝置等構成;配套輔助設施由墊料槽、軌道以及換道裝置等構成。

2墊料翻耙機械設計與試制

2.1翻耙裝置設計要求

養豬發酵床翻耙裝置設計主要滿足生產需求：一是實現對墊料的機械化翻耙，降低人工消耗和勞動強度;二是實現底層墊料的上翻利用;三是實現板結、多水區域的重復翻耙工作，從而維持發酵床的正常發酵狀態。

2.2裝置主機設計

主機主要由框架、電池組、翻耙直流電機（含減速機）、行走直流電機（含減速機）、橫向傳動軸、鉸刀立軸、行走軸、齒輪等部分組成;同時主機整體重量在750kg以上，利用自重防止主機脫軌，實現深度翻耙。

2.3主機試制

一是主框架由方管構成，長度達4～6m，寬度120cm，行走軸位于主框架前后兩側，并在4個角配行走葉輪。

二是動力部分位于框架上部，由5只12V直流電瓶供電，設行走和翻耙2個直流電機，并配減速機，通過行走傳動軸進行前進或后退運動（圖1）;翻耙通過主傳動軸帶動鉸刀立軸實現。三是主框架的下部設置翻耙鉸刀立軸，立軸數量由寬度決定，50cm設一根，同時立軸上每隔10cm設置一把旋刀，呈螺旋狀固定于立軸表面，另底部旋刀呈弧狀，避免刮到底面（圖1）。另鉸刀立軸可根據翻耙需求進行深度調整。

四是遙控裝置，通過遙控實現裝置的前進、后退;并通過遙控裝置實現旋刀旋轉方向，利于墊料的均勻化。

3輔助設施的設計與建造

3.1發酵床設計與建造

發酵床位置選擇：地下水位高的地區建議采用地上式發酵床;地下水位低的地區可采用地下式或半地下式發酵床;單列發酵床采用長通型，中間不設隔離欄;由采食平臺和發酵床體兩部分構成，單列發酵床建議長度40～60m，采食平臺寬度1.5m，發酵床體寬度4～6m（圖2）。

發酵床墻體建造：墻體深度60cm以上，進口端60cm深，出口端70cm深;底面設置滲水溝，并設計一定的坡度（50m以內不超過5°），出口端設集水坑，墻體內側和底面須用水泥抹平，并在表面用純水泥抹光滑。

3.2翻耙軌道

軌道設置于發酵床墻壁內角頂端，由5cm×5cm標準角鋼構成。具體建設方法如下：首先在糞道壁上預留角鋼安置空間（圖3），同時在墻體安置預埋件，將備好的5cm×5cm標準角鋼，焊接至預埋件（間隔不超過80cm）上，同時調整好水平;接著發酵床另一側同樣程序施工，但須兩側同樣水平設置。

3.3換道設施

換道設施設于發酵床兩端，由換道車和橫向軌道兩部分組成。換道車由與發酵床軌道相接的支架和框體構成，下部設4個橫向行走輪（含鎖止機構），平時作為翻耙機械的固定架。軌道由2根與發酵床呈90°的橫向角鋼和固定基礎構成，將所有發酵床橫向連通（圖4）。

4安裝及運轉工藝

4.1安裝

墊料翻耙機構為一整體，在車間安裝完畢，經吊起整體安置在換道車上;固定后將其與換道車整體吊起，安置于換道車橫向軌道上;最后，將直流電瓶按設計要求安裝在電池位，則安裝完成。

4.2運轉工藝

養豬發酵床機械化運轉工藝主要分為3個部分：

第一部分翻耙裝置換道工藝。首先，將換道車支架與發酵床角鋼軌道對齊，鎖止行走輪，遙控將裝置完全行走進換道車上方固定架，并固定;接著打開鎖止行走輪，橫向移動至任意一條待翻發酵床前，將支架對齊，且與發酵床角鋼軌道對齊，打開行走輪，遙控將裝置完全行走進發酵床軌道，開始發酵床的翻耙管理工作。

第二部分翻耙工藝。先啟動翻耙直流電機，再啟動行走電機，對糞道墊料進行翻耙管理，運行至末端，停止，再啟動逆向運行回到起始端;生產中如對某一區域重點翻耙，即在該區域多次進行行走電機的倒順運行，實現多次翻耙。

第三部分帶豬翻耙工藝。將單條發酵床用移動圍欄分割成兩段，翻耙其中一段時，將豬趕至另一端，實現無障礙翻耙。

5性能創新

該研究基于發酵床養豬中存在問題而難以推廣的癥結，開展機械化養豬墊料翻耙裝置、配套設施及運轉工藝的研究，在如下幾方面有所改進優化。

5.1翻耙裝置立軸旋刀設計

市場上大部分是橫軸的墊料翻耙設計，主要存在行走跳躍、底部墊料難以上翻等問題，該設計通過立軸將翻耙深度進行按需調節，并通過立軸旋轉方向（下旋）將旋刀往下面墊料層旋進，實現自身下沉防止行走跳躍，同時將底部墊料整體快速上移，利于墊料整體C/N的調節。

5.2電瓶供能，簡約安全

該設計與當前市場上的最大不同是電源選擇，避免了市場上翻耙機對交流電、三相電的依賴，同時將養殖環境簡單化，避免220、380V的電纜橫行圈舍，潛在電纜破壞的漏電危險。同時，翻耙機械為獨立整體，不使用時停在換道車上，絲毫不影響發酵床的正常生產。

5.3引入遙控裝置，提高工作效能

遙控裝置的設置利于操作員近距離觀察機械運行情況，并對重點區域進行反復翻耙，顯著提高了工作效能，同時人不直接與電源接觸，確保生產安全。

5.4軟硬集合，通欄窄床設計

發酵床的建造目前生產上有多個不同看法，主要是有無硬質涼臺和是否隔斷的爭論，基于江蘇及周邊的生態環境條件，研究建議在江蘇乃至南方發酵床設置涼臺，利于抗暑過夏;至于發酵床單元大小，建議采用窄床通欄的發酵床床體設計，利于統一的機械化管理，利于降低生產成本。

6推廣應用前景

生豬養殖是我國農村主要的養殖項目和經濟來源，為餐桌提供了不可或缺的肉類食品，是人們優質生活的保障。保護環境、健康養殖成為社會共識后，養豬糞污工業化處理制約了資金有限的中小型養殖企業的發展。發酵床技術很好地解決了糞污的原地資源化問題，保護了環境。該研究通過專業的機械化設計和配套設施的研制，解決了該技術在實際生產中發酵床難以管理、成本高的難點，為廣大中小養豬企業糞污處理提供了一條經濟、輕簡的生產模式。

參考文獻

[1]鄭薇薇，沈貴銀，李冉.畜禽糞便資源化利用現狀、問題及對策：基于江蘇省的調研[J].現代經濟探討，2017（2）：57-61，82.

[2]于治山.江蘇省連云港市贛榆區養豬業污染治理發展現狀、存在問題及對策[J].中國豬業，2017（8）：79-80.

[3]何超，夏成興.發酵床養雞綜述及有關問題思考[J].安徽農學通報，2011，17（3）：148，176.

[4]郭文保，李宜柏.南方省份發酵床養豬需要注意的問題[J].農民致富之友，2015（10）：257.

[5]董慶鋒.發酵床技術在家畜養殖中的應用[J].山東畜牧獸醫，2016（4）：16.

[6]柳麗，高和坤，李海兵，等.微生態健康養豬技術規程[J].湖北畜牧獸醫，2013，34（4）：65-67.

[7]呂彥慶，孫慶華.淺談發酵床養豬推廣過程中存在的問題[J].青海畜牧獸醫雜志，2014，44（3）：58.

[8]趙月.關于發酵床技術操作規程的研究[J].現代經濟信息，2015（17）：355.

[9]梁仲翠.發酵床生態養豬技術規程[J].甘肅畜牧獸醫，2013（7）：35-36.

[10]田華，王志全.干旱半干旱區生物發酵床保育豬飼養管理技術規程[J].中獸醫學雜志，2015（9）：124.