關于液態(tài)料設備傳輸性能的試驗報告

辛順進

（青島得八兄弟機械有限公司，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)模化豬場有效應用的模式應該是第3種，也就是用地緣性原料發(fā)酵后部分取代全價料，添加到中央廚房的攪拌缸中，通過充分的攪拌，再輸送到每一個單元中去。

在這個模式中有一個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)的青貯飼料破碎設備一般難以達到理想的破碎效果。如果因為液態(tài)料不能順利流動而造成泵或者閥門的堵塞，就會造成整個系統(tǒng)停機，從而無法順利進行液態(tài)飼喂。這時，就需要用到青貯飼料破碎機，如圖1。

使用圖1中的破碎機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

圖2 一次破碎的濕玉米秸稈

因此在一次破碎后，部分原料還需要進行二次破碎。目前的液態(tài)料設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備有時候依然難以達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）的專用破碎設備可以把濕玉米秸稈破碎到理論輸送的要求細度。但是破碎機消耗的功率大得驚人。圖4中左上方的是大功率破碎設備二次破碎，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備的功率大，配套配電和基礎設施投資大，只有大型飼料加工企業(yè)才會使用，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，就可以從另一個方面解決飼料破碎的問題。

傳統(tǒng)液態(tài)料飼喂設備采用離心泵輸送，其輸送揚程一般選用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。

針對這個問題，得八兄弟的研發(fā)團隊將傳統(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)團隊計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，再利用搭建的試驗線路進行泵送試驗。期間記錄各種粒徑粗細的發(fā)酵飼料在輸送過程中的飼料分層情況、管道壓力變化、下料后膜閥關閉情況，以及螺桿輸送泵的泵送效率。

圖5 發(fā)酵飼料

試驗采用理論揚程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，其他試驗設備詳細列表如表1。

表1 輸送設備及管路列表

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

圖6 試驗布置圖

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。

首先進行的是500 m傳輸和壓力試驗。結(jié)果表明：膜閥供氣壓力值范圍在5.5～7 kgf之間，管路壓力可以長時間維持在5 kgf。這一過程，螺桿泵低速持續(xù)運轉(zhuǎn)，螺桿泵連接的閥門開啟，但傳輸回路的自動閥門是關閉狀態(tài)。因為螺桿泵無法將液體送入管道的“憋壓”狀態(tài)，出現(xiàn)輕微震動，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)纖維導致液體受阻的情況。如圖9。

圖9 填充飼料和發(fā)酵料運行測試的管路

其次，驗證顆粒對于膜閥下料精度及管道送料速度的影響。對試驗管路上共安裝的10個下料膜閥的下料量檢測，每個膜閥設定下料量為80 kg，試驗測試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，飼喂時長可縮短為原時長的三分之二，以1萬頭的育肥場為例可將飼喂時間由每餐飼喂3 h降低為2 h，大大降低了豬場員工的勞動強度和生豬的應激時長。

隨著對豬液態(tài)飼喂的研究逐漸加強，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，都有了長足的進展，液態(tài)飼喂將會迎來一個高潮。

（收稿日期：2022-07-11）