全混合日粮搅拌机的性能分析与评价

全混合日粮搅拌机的性能分析与评价刘希锋，宋秋梅，闫景凤【摘要】分别对卧式和立式两类全混合日粮(TMR)搅拌机的性能进行了深入的分析与论述，并且运用美国宾夕法尼亚大学制定的筛分标准对全混合日粮搅拌机的混合性能和日粮颗粒大小分布的合理性进行了科学分析与评价，为正确选择和使用全混合日粮(TMR)搅拌机提供一定的参考依据。【期刊名称】农机化研究【年(卷)，期】2009(031)011【关键词】全混合日粮；搅拌机；均匀度；筛分0引言由于全混合日粮饲喂方式在提高牛奶产量及品质、降低奶牛疾病发病率、提高奶牛繁育率、降低饲料成本等方面具有明显的优势，所以世界各国都在全混合日粮混合、喂料技术方面投入了很大的科研力量，对混合机理、混合部件的研究方面不断深入，关键部件的结构参数也在不断改进和提高，不断开发研制出一代又一代新机型。这些新机型在提高混合均匀度的同时，对秸秆、草类粗饲料的揉搓、切碎功能也在不断强化。随着我国奶牛养殖业规模化发展的速度不断加快，国内全混合日粮饲喂方式也开始逐步推广应用。面对巨大的市场，国内企业也加快了全混合日粮搅拌机的研制、生产，进口设备主导市场的格局正在被打破。本文通过对不同种类的全混合日粮搅拌机的混合性能进行深入分析，旨在为设计、选用和使用此类设备提供参考依据。1全混合日粮搅拌机的性能分析1.1全混合日粮搅拌机的分类目前所使用的全混合日粮搅拌机种类很多，形式各异，有自走、牵弓I和固定式等，但按混合室结构形式划分，基本上可归结为两大类：卧式和立式。由于两类机型各有长处，所以一直都在生产应用。多年的生产实践表明，无论是哪种搅拌机，采用何种混合部件，只要能够保证每次都能加工出蓬松、均匀，长、中、短俱备的日粮，并且具有较好的经济性，都是值得推荐的搅拌机。1.2卧式全混合日粮搅拌机的性能分析卧式全混日粮搅拌机的混合部件一般是由2根或3根水平且平行布置的搅龙构成。混合时，通过旋转的搅龙和安装在其上的刀片实现对物料的推送、剪切、揉搓、挤压、翻转、对流、解压等机械作用，把粗料揉细，把干湿不同、颗粒大小及密度各异的物料完全搅拌均匀。其特点是混合时间短，但由于搅龙在推送和挤压过程中对物料有压缩的趋势，所以卧式搅拌机比较适合密度差异较大、较松散、含水率相对较低的物料混合，并且在混合过程中密度差异较大的物料不宜发生分离。另外，卧式TMR混合搅拌设备外形通常较窄、较低，通过性好，也易于装料。其缺点是在处理、切割大草捆时不如立式搅拌机快速，且搅龙容易磨损。随着卧式搅拌机技术的不断进步，一些厂家将原来的连续式螺旋搅龙改为断续式结构，在加强局部搅拌能力的同时也减少了对物料的压缩。另外，卧式双搅龙的设计，也使得卧式搅拌机处理大草捆的能力不断增强。1.3立式全混合日粮搅拌机的性能分析立式搅拌机的混合部件一般由1~3个垂直布置的立式螺旋钻构成，混合时通过剧烈旋转的垂直螺旋型搅龙将物料提升到箱体顶部中心位置，然后物料在重力作用下向外迸溅到料箱底部。由于立式搅拌机充分利用重力的作用去协助搅拌工作，这种工作原理决定了其混合出的饲料比卧式搅拌机要蓬松，动力消耗也相对少些。另外，立式搅拌机的另一个优点是搅龙直径大，可以获得较高的切割速度，能够迅速打开并切碎大型圆、方草捆，所以立式搅拌机在欧美应用比较广泛。但是立式搅拌机这种过分依赖重力参与混合的工作原理也使得其混合时间相对较长，物料较少的情况下不易混合均匀，密度差异较大的物料容易发生分离，所以比较适合含水率相对较高、粘附性好的物料相互混合。在卧式搅拌机推陈出新的同时，立式搅拌机也在不断进步。混合箱体的形状及排料口位置的设计更加符合物料运动的规律，使动力消耗更小、混合速度更快。一些厂家还研制出可以扩展容积的料箱和可以增加高度的搅龙。例如，一个9m3搅拌机可以通过增加料箱高度扩展为11m3或13m3的搅拌机，为用户将来牛场规模的调整带来了极大方便。搅龙高度可变的设计使混合更加具有针对性，能够更好地满足不同用户的使用需求。高搅龙设计能够使料箱顶部的配料一直处于快速运动状态，所以对切碎好的配料混合更快；矮搅龙设计则可以提供更大的料箱空间，有利于大草捆的快速切碎、扩散和混合。2全混合日粮搅拌机混合性能评价全混合日粮搅拌机的评价指标有很多，如生产率、能耗、使用寿命、可靠性、经济性等，但最主要的评价指标还是看其加工出来的全混合日粮是否蓬松且均匀一致，颗粒大小及分布比例是否符合奶牛的生理需求。2.1全混合日粮的物理特性2.1.1粗纤维的长度分布由于牛嘴的宽度是12~15cm，因此可消化的纤维长度应该在4~10cm。如果纤维太长，奶牛就会拒绝采食它；如果纤维太短，则很快就会通过消化道而不能被充分消化吸收。2.1.2精粗饲料的混合要求全混合日粮是各种粗饲料、精料、矿物质等均匀混合的日粮，必须保证奶牛吃到的每一口日粮都是均匀一致、营养平衡的，奶牛不能有挑食现象发生。2.1.3混合状态当日粮被饲喂机分发到干净的饲料槽时，应该是自然蓬蓬的状态而不是被压缩的。2.2混合均匀度的检测方法混合均匀度是表示饲料混合均匀程度的指标，这一指标直接关系到全混合日粮的饲喂效果。2.2.1标识器法标识器在检测奶牛全混合日粮的混合均匀度方面是一种很有效的工具。一般取一些与粗饲料密度及特性相近且抗撕裂的材料如塑料、橡胶、尼龙等代表粗料，用干燥的玉米、大豆等较小较硬的颗粒代表精料，混合时在每立方米混合料中加各加精粗饲料标识器300个。当混合料卸出时，在出料的不同阶段采集几份质量相等的混合料，每份5~10kg，计算出每份混合料的标识器数量就可以了解饲料的一致性，即混合均匀度。2.2.2测水法全混合日粮搅拌机存在死角是造成混合均匀度较低的重要因素。如果发现搅拌机中有些地方的饲料运动较少或异常，可以在这些疑有死角的地方加水，至少应加8%的水以改变混合料的含水量，充分混合后在食槽中采集几份样品，测试其水分。如果日粮中的含水量变化很大，则说明混合机中有死角。这种方法简便易行，多用于全混合日粮搅拌机混合均匀度的定性分析。2.2.3筛分法筛分法就是用几组不同目数的筛子对混合料进行筛分，将不同大小的物料颗粒进行分离，这种方法不但能够测出混合料的均匀度，还能够了解物料颗粒的大小及分布情况，是目前监测和检验全混合日粮加工质量最有效的方法。2.3全混合日粮颗粒大小的分布依据美国宾夕法尼亚大学制定的全混合日粮的筛分标准目前在世界上被广泛采用。全混合日粮筛分标准如图1所示。该筛分标准由4个筛分箱子组成，其中上面的3个筛分箱子分别由不同网目尺寸构成，网孔直径依次为1.78，7.87，19.05mm。筛分时，一份已知质量的日粮被放到上面最大孔径的箱子里，先前后移动10次，然后翻转90°，再前后移动10次，然后再进行90°的翻转，直到360°的翻转完成。保留筛上物料，筛下物料由下一个中间孔径的箱子继续筛分，以此类推。筛分结束后每一个筛分箱都要再次称重。称重后计算不同粒度的物料所占的百分比，同时根据这个百分比做出TMR颗粒的动态分布图，通过与理想粒度分布图（如图2所示）对比，对混合效果进行评价。图2中黑色粗实线表示的是目标线，即理想的颗粒分布状态；黑色粗虚线表示可接受的百分比变化带；灰色细实线表示的是实际线，即在实际生产过程中测量计算得出的。1台全混合日粮搅拌机在正确操作的情况下，如果加工出的全混合日粮测得的实际线落在可接受的变化带内，并且非常接近黑色的目标线，说明这样的颗粒分布能给奶牛提供非常好的食物组合。这样的日粮不但能够提高牛奶产量及品质，还可降低饲料成本、减少奶牛疾病发病率。如果测得实际线落在可接受的变化带之外，并且偏离目标线较远，则造成的结果是较低的饲料转化率和产奶量，较高的饲喂成本，同时还会危害奶牛健康。3结束语国外卜对TMR饲养技术的研究和应用已很广泛，而且大多已取得了较为理想的效果。所以，有必要在借鉴国外卜先进经验的基础上，根据我国的实际国情，因地制宜地运用和发展适合我国的TMR饲养技术。在TMR加工设备的选择上，要根据自身的情况选择适合牛场养殖规模和发展需要的搅拌设备，盲目追求技术先进的进口设备或简陋的廉价设备都是不可取的。参考文献：王光文.奶牛全混合日粮饲养技术[J].上海奶牛，1995(1):26-28.宋连喜.关于我国应用奶牛TMR饲养技术的探讨[J].中国草食动物，2004(6):42-43.刘希锋.全混合日粮(TMR)搅拌机的种类与应用[J].农机化研究，2006(2):126-127.郭丽君.应用TMR饲养技术对奶牛健康的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2006(1):29-