秸稈壓塊機(jī)技術(shù)的研究
發(fā)布日期：2020-11-14
農(nóng)作物秸稈是牛羊等反芻動(dòng)物的重要飼料資源，如何開(kāi)發(fā)和利用這一資源，使之飼料化和產(chǎn)業(yè)化，是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大戰(zhàn)略措施。1996年7月農(nóng)業(yè)部公布了《關(guān)于1996-2000年全國(guó)秸稈養(yǎng)畜過(guò)腹還田項(xiàng)目發(fā)展綱要》，這對(duì)秸稈資源的開(kāi)發(fā)利用起到了促進(jìn)作用。但由于農(nóng)作物秸稈含粗纖維較多，蛋白質(zhì)少，適口性差，消化率低，并且不利于貯藏、運(yùn)輸和保管，有一定的局限性，這在很大程度上制約了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
農(nóng)作物秸稈其實(shí)也是一種很好的資源，如果可以其中回收經(jīng)秸稈粉碎機(jī)粉碎然后再經(jīng)過(guò)秸稈壓塊機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)壓制成生物質(zhì)燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個(gè)兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷(xiāo)售老百姓也可以增加收入。
解決秸稈飼料化和產(chǎn)業(yè)化的有效途徑之一，是將秸稈壓制成塊，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：能最大限度地保存秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分，減少養(yǎng)分流失。便于貯存運(yùn)輸。秸稈經(jīng)壓塊處理后密度提高，一般在400kg/m3—800kg/m3范圍內(nèi)。由于密度大，不易起火，有利于安全存貯，成品秸稈塊含水率低于15%，可長(zhǎng)期貯存。便于機(jī)械化作業(yè)。壓塊機(jī)生產(chǎn)效率時(shí)產(chǎn)在1.
5t～2.0t，適于規(guī)模化生產(chǎn)?？蓹C(jī)械化飼喂，給飼方便。配飼方便。可根據(jù)飼喂對(duì)象的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，按科學(xué)配方，生產(chǎn)出適合于不同生長(zhǎng)階段的塊狀飼料。提高飼養(yǎng)效果。飼喂塊狀飼料，牲畜難以自由擇食，采食剩余物少，提高飼料的利用率。同時(shí)因攝取的營(yíng)養(yǎng)均衡，提高增重率或產(chǎn)奶量。
1、秸稈壓塊的工作過(guò)程
1.1 切碎 用鍘草機(jī)將秸稈切成長(zhǎng)度為2.
5cm～3. 5cm的碎段。
1.2
調(diào)濕用烘干機(jī)烘干或用噴水?dāng)嚢铏C(jī)加濕，將秸稈的含水率控制在12%～18%范圍內(nèi)。
1.3 喂料用喂料器將碎秸稈均勻7喂人壓塊機(jī)。
1.4
壓塊環(huán)模壓塊機(jī)由環(huán)模和單滾輪構(gòu)成，環(huán)模壁上有?？?，秸稈進(jìn)入環(huán)模后，受擠壓滾輪的強(qiáng)制擠壓并通過(guò)?？壮尚?。
1.5 輸送
用輸送帶將壓制的成品輸送至下一工序。
2、環(huán)模秸稈壓塊機(jī)的結(jié)構(gòu)
秸稈壓塊機(jī)是秸稈塊狀飼料生產(chǎn)機(jī)組的核心設(shè)備，它主要由喂料斗、永磁除鐵器、機(jī)體外殼筒、主軸體、主軸偏心體、偏心壓輪、環(huán)模、主軸端蓋體和集料外罩、出料口、底座等組成。
2.1 喂料斗
沿機(jī)體外殼筒弧線方向配置的斗狀喂料口，經(jīng)鍘短或揉碎的秸稈物料經(jīng)此口進(jìn)入壓塊機(jī)內(nèi)。
2.2 永磁除鐵器
配置在喂料斗側(cè)壁上的永磁板，是防止物料中夾帶的鐵物質(zhì)進(jìn)入機(jī)器內(nèi)的最后關(guān)口，以免機(jī)械受損。
2.3
機(jī)體外殼筒壓塊機(jī)的機(jī)體外殼，支撐整個(gè)機(jī)身，配置主軸體、環(huán)模和端蓋體，內(nèi)壁配有不等螺距的螺帶，與主軸體配合承擔(dān)向環(huán)模腔輸送物料的功能。
2.4 主軸體
壓塊機(jī)內(nèi)臟，配置偏心體和偏心壓輪，外壁設(shè)置單螺帶，起強(qiáng)制喂料作用。
2.5 主軸偏心體主要支撐和保持偏心壓輪，自身轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)偏心壓輪工作。
2.6
偏心壓輪壓塊機(jī)壓塊施壓的直接工作部件，它在環(huán)模的溝槽內(nèi)切滾動(dòng)，使溝槽內(nèi)的物料壓入環(huán)?？字?，它每公轉(zhuǎn)一周則完成一次擠壓動(dòng)作。
2.7
環(huán)模壓塊機(jī)的核心部件，是由特殊合金制成的單列，45方孔的整體環(huán)模，偏心壓輪在環(huán)模中公轉(zhuǎn)和摩擦自轉(zhuǎn)，將物料壓進(jìn)環(huán)?？字谐尚?。
2.8 主軸端蓋體支撐主軸體，固定環(huán)模組成壓塊機(jī)機(jī)頭。
2.9 集料外罩及出料口
安裝在壓塊機(jī)機(jī)頭上的外罩，它使從環(huán)?？字袛D出的飼料塊折斷并收集至出料口排出。
3、環(huán)模秸稈壓塊機(jī)的工作原理
秸稈飼料壓塊機(jī)其主要工作原理不同于常見(jiàn)的飼料顆粒機(jī)，它的主要工作部件是由固定的單列方模孔的環(huán)模和轉(zhuǎn)動(dòng)的單一偏心壓輪組成。秸稈經(jīng)鍘短（長(zhǎng)2.
5cm~3.5cm）或揉碎絲后的散狀物料經(jīng)喂料口進(jìn)入帶有不等螺距的內(nèi)外螺帶的機(jī)體腔倉(cāng)中，隨著主軸體的轉(zhuǎn)動(dòng)將物料推至環(huán)模腔中，并布滿環(huán)模溝槽，由沿著環(huán)模溝槽內(nèi)切公轉(zhuǎn)和摩擦自轉(zhuǎn)的偏心壓輪將物料擠壓進(jìn)環(huán)?？字校▓D1）
秸稈壓塊機(jī)秸稈壓塊機(jī)飼料顆粒機(jī)
壓塊機(jī)主軸體與偏心壓輪有一定的偏心距形成主軸體的旋轉(zhuǎn)扭力臂，偏心壓輪的半徑形成了傳動(dòng)扭力臂，主軸體的動(dòng)力作用點(diǎn)在偏心壓輪的軸心上形成主軸圓周力。根據(jù)平行四邊形力分解原理，當(dāng)主軸扭力臂與偏心壓輪扭力臂形成一定的夾角時(shí)，隨著主軸體的轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心壓輪公轉(zhuǎn)，兩個(gè)力臂夾角愈來(lái)愈小，主軸動(dòng)力作用點(diǎn)上的圓周力也隨之轉(zhuǎn)移到兩個(gè)力臂上且越來(lái)越大；當(dāng)兩個(gè)力臂夾角成1800時(shí)，作用點(diǎn)的圓周力完全轉(zhuǎn)移到兩個(gè)力臂上，根據(jù)作用力和反作用力原理，偏心壓輪的輪緣上產(chǎn)生對(duì)物料的最大擠壓力；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定后便形成了壓輪的擠壓沖量，從而使物料擠入（射入）?？字小Ｆ膲狠喢客瓿梢淮喂D(zhuǎn)周期就將布滿環(huán)模溝槽內(nèi)的物料擠壓入?？變?nèi)，從而形成了飼料塊的一個(gè)壓層。隨著物料的不斷喂入和偏心壓輪的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)便接連不斷地形成無(wú)數(shù)個(gè)物料壓層，前赴后繼地?cái)D入?？字校ㄟ^(guò)?？缀蟊阈纬闪孙暳蠅K。
4、秸稈壓塊的成形機(jī)理
秸稈飼料壓塊技術(shù)關(guān)鍵是物料的擠出與成形，擠出與成形是一對(duì)即對(duì)立又統(tǒng)一的矛盾，物料能否擠出是前提，擠出后能否成形是關(guān)鍵。影響擠出和成形的因素很多，且錯(cuò)綜復(fù)雜如功率、轉(zhuǎn)速、偏心距、壓輪半徑、環(huán)模直徑、?？仔螤睢⒁?guī)格、深度、環(huán)模溝槽深度、環(huán)模孔的粗糙度、物料類(lèi)型、含水率等等，只有這些影響因素達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一時(shí)，擠出和成形才能達(dá)到同步。其機(jī)理如下所示。
秸稈飼料塊的擠出和成形主要是靠偏心壓輪的滾動(dòng)擠壓力來(lái)完成的，它取決于動(dòng)力功率的適配、主軸轉(zhuǎn)速、環(huán)模直徑、偏心距及偏心壓輪半徑的大小。而標(biāo)定偏心壓輪擠壓力大小又要根據(jù)能否克服物料在?？字行纬傻哪Σ磷枇Γ锪险硿枇臀锪侠w維彈力。物料在模孔中的摩擦阻力的大小由?？變?nèi)表面大小和深度決定。當(dāng)模孑L形狀和尺寸確定時(shí)，則?？咨疃仁怯绊懳锪蠅K擠出和成形的決定因素，物料的類(lèi)型和含水率是準(zhǔn)決定因素，?？咨疃刃t物料擠出容易但成形率低或不成形；模孔深度大則物料容易成形但擠出困難甚至堵塞弊車(chē)，模孔深度又決定物料在?？字型ㄟ^(guò)的時(shí)間，即物料滯留時(shí)間，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)?？咨疃葹槟？讬M截面周長(zhǎng)的1.
04次冪時(shí)物料擠出與成形才能達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。當(dāng)?？咨疃却_定后，物料的含水率直接影響到秸稈物料在模孔中的范性形變和彈性形變。秸稈中所含水分也是秸稈中含有的淀粉、糖、蛋白質(zhì)的溶劑，在成形過(guò)程中，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起粘合劑作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定秸稈含水率在12%～18%時(shí)其成形率最佳，而低于或高于這個(gè)域值時(shí)則成形率低或不成形。
秸稈物料的成形其主要機(jī)理是秸稈所固有的彈性形變和范性形變，秸稈在受擠壓下內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)秸稈纖維的彈性限度。當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（約10s）后，擠壓力消除后秸稈不能完全恢復(fù)其原來(lái)的形狀大小，即出現(xiàn)范性形變，加之秸稈中的水分、淀粉、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)在高溫下形成粘合劑，使已經(jīng)受壓的相互牽扯交織的秸稈纖維粘合在一起，便形成了不易松散的秸稈飼料塊。另外壓輪、環(huán)模、物料三者的擠壓摩擦產(chǎn)生的溫度(90～120)也有助于物料的范性形變和粘合作用。
5、結(jié)論
秸稈壓塊技術(shù)是一種新的粗飼料加工方法，采用這一技術(shù)生產(chǎn)的秸稈塊狀飼料其體積可縮小為近原來(lái)的l／10，儲(chǔ)運(yùn)成本降低70%。秸稈在高溫高壓下擠壓成形并不只是物理形態(tài)上的改變，也能使秸稈中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的鑲嵌結(jié)構(gòu)部分受到破壞，利于瘤胃消化液浸蝕滲透作用。通過(guò)壓塊使秸稈中的粗纖維消化率提高了25%，飼料塊帶有濃郁的糊香味和口感甜度，適口性明顯提高。經(jīng)飼養(yǎng)試驗(yàn)表明飼喂肉牛日增重提高15%，奶牛產(chǎn)奶量提高16.
4%，乳脂率提高0.2%。利用以玉米秸為主的多種類(lèi)粗飼料配合預(yù)混精料、添加生物復(fù)合酶或秸稈營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化通過(guò)壓塊機(jī)壓塊可制成反芻家畜的全日糧混合飼料，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、飼喂效果都超出傳統(tǒng)的精粗料分別飼喂的效果。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明：河南省同創(chuàng)新能源秸稈壓塊機(jī)
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