喬艷輝 高秀芬 張冉 劉磊

1、河北科潤農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所 2、河北田保姆農(nóng)業(yè)服務(wù)有限公司

1 研制背景

玉米是我國主要的糧食作物及飼料原料，玉米在畜禽飼料配方中用量為50~70%，是主要的能量原料之一。但玉米在收獲時果穗原始水分較高，一般為35%~50%，同時玉米胚部較大，含有30%以上的蛋白質(zhì)和較多的可溶性糖，吸濕性強(qiáng)，因此收獲后的高水分玉米果穗，在適宜的溫度下胚部所帶霉菌毒素可大量繁殖，玉米籽粒會在很短時間內(nèi)發(fā)熱霉變，造成重大損失。在黃淮海和東北玉米產(chǎn)區(qū)，玉米規(guī)模化生產(chǎn)農(nóng)場，由于受晾曬場地和烘干設(shè)備的限制，秋季收獲的玉米果穗發(fā)霉變質(zhì)問題十分突出。一旦玉米發(fā)霉變質(zhì)，種植者就要降價處理，經(jīng)濟(jì)損失巨大，更嚴(yán)重的是，發(fā)霉變質(zhì)的玉米含有黃曲霉素、嘔吐毒素和赤霉烯酮等是造成牲畜致病、致死的毒素，近幾年，農(nóng)業(yè)科技人員從國外引進(jìn)高水分玉米果穗粉碎濕貯技術(shù)，成功解決了這個困擾牧場和農(nóng)場多年的難題。該技術(shù)是將田間收獲的新鮮玉米果穗（不帶包葉）直接粉碎、裹包（壓窖）、發(fā)酵，成為玉米濕貯飼料。玉米果穗濕貯省去了玉米果穗晾曬、脫粒、清選等繁重的體力勞動和在這一過程中產(chǎn)生的損失，同時最大限度地降低玉米霉變的機(jī)會，毒素含量幾乎為零，產(chǎn)品深受養(yǎng)殖場的歡迎。據(jù)有些牧場飼喂試驗(yàn)表明，高水分玉米果穗濕貯飼料消化率高、節(jié)省養(yǎng)殖成本，可見玉米果穗濕貯產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景。

高水分玉米果穗濕貯的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是玉米果穗的粉碎，由于玉米果穗濕貯技術(shù)在我國是新生事物，目前國內(nèi)沒有專用粉碎機(jī)，在美國，玉米濕貯采用的粉碎機(jī)是圓桶粉碎機(jī)，配套動力為280馬力拖拉機(jī)，傳動軸輸出轉(zhuǎn)速1000RPM，篩片孔徑為12mm+16mm，主要用于高水分玉米籽粒的粉碎，粉碎玉米果穗效率很低，每小時只有7~8噸，且價格昂貴，動輒上百萬元一臺，一般牧場很難接受。也有的牧場使用大型青貯收割機(jī)粉碎玉米果穗，但涉及到收獲、運(yùn)輸、粉碎、出料等多個環(huán)節(jié)，配合不暢，事故頻發(fā)。從技術(shù)角度，一般要求粉碎粒度直徑小于1厘米，但青貯收割機(jī)不能保證玉米果穗進(jìn)入喂料口的方式，如果橫向進(jìn)入，顆粒長度會嚴(yán)重超長，影響到飼料質(zhì)量。有些粉碎機(jī)動力小，加工效率低，不適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。而在秋收時節(jié)，玉米果穗粉碎加工最佳時間較短，時間緊，任務(wù)急，迫切需要研制大功率、高效、耐用的專用粉碎機(jī)械設(shè)備。

2 設(shè)計路線

新研制的玉米果穗粉碎機(jī)為固定式機(jī)械，主要包括玉米果穗的傳送系統(tǒng)、粉碎系統(tǒng)和動力系統(tǒng)三部分（見圖1）。傳送系統(tǒng)由給料倉、大傾角皮帶機(jī)和出料皮帶機(jī)組成；粉碎系統(tǒng)由轉(zhuǎn)子和粉碎裝具組成；動力系統(tǒng)由電機(jī)和變頻調(diào)控裝置組成。該設(shè)備針對玉米果穗含水量高，要求單位時間內(nèi)加工效率高，有少量玉米包葉等特性，采用獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計，以滿足使用單位需求。粉碎機(jī)工作原理是將高水分玉米果穗倒入料倉，通過大傾角皮帶機(jī)依次進(jìn)入粉碎腔體內(nèi)，直接下落在高速旋轉(zhuǎn)的活動打擊裝置上，玉米果穗在錘式、刀式和鏈?zhǔn)降确鬯檠b具的高頻、反復(fù)擊打下，粉碎成符合飼料要求的物料。設(shè)計指標(biāo)為每小時加工含水量在28~38%的玉米果穗30~35噸；粉碎后的物料4.75mm篩上部分不超過5%，小于0.6mm篩的部分不超過20%；出料端裝配永磁磙桶防止金屬異物進(jìn)入物料；進(jìn)料皮帶機(jī)加裝變頻調(diào)控裝置調(diào)整粉碎顆粒大小。

圖1 高水分玉米果穗粉碎機(jī)生產(chǎn)線

3 設(shè)備性能

為了評價該設(shè)備性能，2020年10月邀請畜牧技術(shù)、動物營養(yǎng)、玉米栽培、農(nóng)機(jī)推廣、農(nóng)機(jī)鑒定等專家組成專家組，對玉米果穗粉碎效果和生產(chǎn)量進(jìn)行了實(shí)測，專家們認(rèn)為，高水分玉米果穗粉碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常平穩(wěn)，持續(xù)性好，粉碎效果均勻、細(xì)度適中，物料整粒率（大于等于4.75mm）為4.22%，細(xì)粉率（小于0.6mm）為18.1%，每小時加工量36噸，達(dá)到設(shè)計要求。

4 高水分玉米果穗粉碎機(jī)研制成功的社會意義

4.1 推進(jìn)畜牧業(yè)飼料優(yōu)質(zhì)化

玉米果穗濕貯飼料由于其營養(yǎng)豐富、消化率高、毒素含量低、節(jié)省養(yǎng)殖成本等特點(diǎn)，產(chǎn)品剛在市場露面就得到了畜牧專業(yè)人士和大型牧場的高度關(guān)注，專家預(yù)言，玉米果穗濕貯飼料將成為我國玉米飼料的新產(chǎn)品、新形態(tài)、新產(chǎn)業(yè)。目前，伊利、飛鶴、完達(dá)山、輝山乳業(yè)、澳亞牧業(yè)等大型奶企率先應(yīng)用，取得了顯著效果。大功率玉米果穗粉碎機(jī)研制成功對促進(jìn)我國畜牧業(yè)飼料優(yōu)質(zhì)化具有重大意義，對于以玉米為主要原料的養(yǎng)殖業(yè)節(jié)本增效作用十分顯著，填補(bǔ)了我國缺乏高水分玉米果穗專用粉碎機(jī)的空白，將加速玉米果穗濕貯產(chǎn)品的推廣，帶動玉米加工新產(chǎn)業(yè)，扭轉(zhuǎn)玉米產(chǎn)區(qū)發(fā)霉變質(zhì)的被動局面，促進(jìn)我國優(yōu)質(zhì)玉米的健康發(fā)展。

4.2 減少糧食生產(chǎn)損失

來自國家糧食和物資儲備局的數(shù)據(jù)顯示，目前，我國糧食在儲藏、運(yùn)輸和加工等環(huán)節(jié)，每年損失量達(dá)700億斤。據(jù)糧食部門統(tǒng)計，由于農(nóng)戶儲存設(shè)施簡陋、烘干能力不足、缺少技術(shù)指導(dǎo)等原因?qū)е碌募Z食損失達(dá)8%左右。媒體調(diào)查發(fā)現(xiàn)，糧食收獲后，一些農(nóng)民往往先在自家庭院、農(nóng)田地頭搞“地趴”式儲糧三四個月，等到價格合適再出售。這種儲藏方式容易導(dǎo)致糧食生霉、腐爛以及遭遇鼠害，造成大量損失。除了農(nóng)戶，部分中小型糧食收購企業(yè)、糧食經(jīng)紀(jì)人的儲糧設(shè)施也很簡陋，造成嚴(yán)重的糧食損失。采用玉米果穗粉碎濕貯從田間到加工場地直接粉碎、裹包（窖貯），避開場地儲存、晾曬、脫粒、清選、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了從原料到飼料的“彎道超車”，不僅免除繁重復(fù)雜的體力勞動和資金投入，最大限度降低了加工損失，而且，由于玉米果穗濕貯屬于優(yōu)質(zhì)飼料，每畝還可以增加50~150元的經(jīng)濟(jì)收入，農(nóng)場效益顯著提高。在這個過程中大功率玉米果穗粉碎機(jī)將起到?jīng)Q定作用。

5 關(guān)鍵技術(shù)

5.1 原料準(zhǔn)備

選用的玉米果穗籽粒含水量控制在28~38%之間，一般是玉米籽粒乳線在二分之一處。按照玉米果穗粉碎加工速度，要配備足夠的玉米果穗收獲機(jī)，充足的運(yùn)輸車輛，保證每天的加工產(chǎn)量。

5.2 場地準(zhǔn)備

準(zhǔn)備開機(jī)時，場地工作人員要佩戴安全帽及風(fēng)鏡，以便保證工作人員的人身安全，并把現(xiàn)場周圍無用雜物清理干凈。尤其注意對金屬物和石塊的仔細(xì)檢查，雖然粉碎機(jī)在研制過程對于混入金屬物有清除設(shè)計，但也應(yīng)盡量避免帶入原料。

5.3 設(shè)備啟動

首先啟動主機(jī)，也就是粉碎機(jī)電機(jī)，待主機(jī)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，依次開啟出料皮帶機(jī)和上料大傾角皮帶機(jī)。

5.4 調(diào)整主機(jī)轉(zhuǎn)速

根據(jù)粉碎后物料狀況，調(diào)整主機(jī)的轉(zhuǎn)速和上料速度，以達(dá)到理想狀態(tài)。

5.5 注意事項(xiàng)

鏟車司機(jī)要根據(jù)料倉內(nèi)儲存數(shù)量及時補(bǔ)充料，以便保證正常運(yùn)行；大傾角皮帶機(jī)下嚴(yán)禁站人，以免被落下的果穗砸傷；粉碎機(jī)使用完畢，要及時清理，以免殘留物留在主機(jī)內(nèi)腐爛，腐蝕機(jī)體；根據(jù)粉碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間，按照說明書及時補(bǔ)充潤滑油。