柠条饲料智能化收获制粒装备开发项目研究

郝秋菊

（山西省农业机械化科学研究院，山西太原 030031）

柠条饲料智能化收获制粒装备开发项目研究

郝秋菊

（山西省农业机械化科学研究院，山西太原 030031）

围绕提升农业综合生产、培育战略性新兴产业的紧迫需求，突破柠条智能高效采收、加工利用领域存在的技术瓶颈，开发一套高效可靠、适应柠条饲料化加工利用的新型装备系统，使柠条切断、揉搓、粉碎和制粒实现全程机械化，达到促进畜牧业发展、缓解粮食安全、实现“三农”发展的目的。

柠条；颗粒饲料；效益

0 引言

柠条又叫毛条、白柠条，为豆科锦鸡儿属落叶大灌木饲用植物，根系极为发达，主根入土深，株高为40～70 cm，最高可达2 m左右，适生长于海拔900～1 300 m的阳坡、半阳坡，耐旱、耐寒、耐高温，是干旱草原、荒漠草原地带的旱生灌丛[1]。

1 项目前期研究基础

近几年来，山西省柠条产业有了长足发展。在山西省政府关心和支持下，山西省农机局组织山西省农业机械化科学研究院等有关科研、生产单位和管理部门在五寨县相继引进国内多种柠条平茬、切断、揉丝、颗粒压制成型等设备，进行了大量的柠条颗粒饲料、青贮饲料和揉丝饲料的加工相关试验，并开展了牛羊饲喂各种柠条饲料的试验，取得了大量基础技术数据和示范推广经验，获得了明显的成效[2-3]。

通过实施柠条机械化平茬补贴项目，在山西省10多个项目县每年完成柠条平茬6 667 hm2；通过五寨县饲料加工（颗粒饲料和青贮）和建设养殖示范点，初步形成了柠条饲料产业化发展的技术体系和配套设备雏形，既解决了柠条不及时平茬造成根部老化、大面积枯萎死亡、存在火灾隐患的问题，同时实现了柠条资源的综合利用和防风固沙功能，缓解畜牧业发展中饲草资源紧缺的矛盾[4]。

2 国内外水平与动向

近年来，特别是2005年实施退耕还林政策以来，为防风固沙、水土保持、改善生态环境，一方面人工种植的柠条面积大幅增加，刈割平茬后柠条数量增长较快、利用率较低的矛盾突出；另一方面草食性动物饲养量日趋扩大，饲料原料日趋紧缺，柠条的饲料价值显现，各种探讨、科研类的柠条饲料加工工艺、加工方法、加工机械理论研究相继出现，柠条的综合利用技术与相关加工设备，以及代用的各类秸秆、林业机械，在生产实践中问题百出，系统性的柠条饲料综合利用技术与相关加工设备的研究已迫在眉睫。

据相关资料，柠条主要分布在北半球旱区、半旱区、半沙漠地区。国外以自然生为主，相关的理论研究较多，但未见与柠条相关的加工设备的报导。国内目前主要利用切草机、秸杆粉碎机、揉搓机、草粉机进行柠条加工，产品品质无法保证；柠条综合利用技术及相关加工设备的研究尚在探索阶段。

3 研究范围和目标

（1）主要研制柠条的揉搓、切断、粉碎加工工艺、粉碎工作机理，以及粉碎机转子速度、筛分原理、粒度与筛孔孔径的关系等，形成柠条专用颗粒饲料加工工艺及相关配套机具，使之能满足饲料生产对柠条粉的品质要求。

（2）对柠条专用颗粒压制机及配套机具系统进行研究，形成完整、标准化的柠条颗粒饲料加工工艺及装备系统。

（3）对柠条揉丝袋装青贮饲料和揉丝青贮窖青贮饲料加工模式进行研究，主要对柠条鲜食、青贮饲料加工过程输送、搅拌、加水、集袋装置进行研究和集成，形成一套柠条青贮加工与现饲技术标准化的作业规范和模式，形成为不同规模养殖企业加工柠条饲料的技术模式，提高柠条饲料的饲喂效果。

（4）运用形成的技术体系和设备体系，建设3个示范区，建立柠条饲料加工企业和以柠条饲喂为主的养殖企业各3～5个，以期形成一个柠条资源综合利用的良性产业链条和产业群体，实现柠条产业的跨越式发展。

4 研究结论

4.1 主要技术工作内容及创新点

（1）研究柠条的揉搓、切断、粉碎加工工艺、粉碎工作机理；针对饲草粉碎机转子速度、筛分原理、粒度与筛孔孔径的关系等进行大量试验、分析和对比研究，形成了具有切断、揉丝、粉碎、草粉加工一次性完成上述功能的柠条草粉饲料加工工艺、加工技术及关键技术设备——9FC-60型柠条饲草破碎机，并完成专利申报工作，正在进行变频调速。

（2）对柠条揉丝袋装青贮饲料和揉丝青贮窖青贮饲料加工模式进行研究，主要对柠条鲜食、青贮饲料加工过程输送、搅拌、加水、集袋装置进行研究和集成，形成一套柠条青贮加工与现饲技术标准化的作业规范和模式，适应不同规模养殖企业加工柠条饲料的技术模式，提高柠条饲料的饲喂效果。完成柠条揉丝袋装青贮饲料和揉丝青贮窖青贮饲料生产技术、饲喂工艺技术的研究。

（3）研究开发了柠条颗粒饲料加工成套技术工艺和专用压制机及其相关配套设备，并完善了柠条颗粒饲料加工全过程的机械设备配套研究，设计了各类破拱装置，彻底解决了柠条生产过程中堵塞的核心问题；通过设计专用的颗粒饲料压制机刮刀的形状和位置以及系统的风路、风压，改善柠条草粉均匀喂入问题；加大模辊间隙及草粉喂入厚度，提高生产效率。

（4）研究开发了柠条颗粒饲料专用压制机自动控温系统，通过PLC自动调整喂料变频器频率、电子蒸汽阀开度，在设定温度保持恒定（±5%）的情况下，通过智能化技术实现柠条颗粒饲料制粒过程中主电机电流最大化，从而在保持和改善柠条饲料品质的条件下，保证生产效率最大化。

（5）运用项目形成的柠条加工技术体系和设备体系，建设了3个柠条饲料加工示范区，建立了柠条饲料加工企业和以柠条饲喂为主的养殖企业各3～5个，目前已形成一个柠条资源综合利用的良性产业链条和产业群体，实现柠条产业的跨越式发展。

4.2 经济生态效益分析

（1）环境（生态）效益。柠条是喜沙旱生灌木，具有很强的抗旱、抗热、抗寒、抗盐碱性与萌蘖力，是生态环境恶劣区域造林的先锋树种。柠条林具有很强的水土保持功能，能截留雨水30%，减少地表冲刷70%，减少地表径流80%；林带可降低风速60%，固沙改土效果十分明显。但柠条生长到一定年龄时，必需平茬促进其更新复壮，否则会枯死，如此其生态效益就会陡降。该项目实施完成后，每年可使1.3×104hm2的柠条林得到更新复壮。研究表明，更新后的柠条林，其生长量增加3～5倍，生态效益也明显增加。柠条采集有了效益，可激发广大退耕户及林权所有者更加重视发展和管护柠条林等饲料型灌木林，不仅有利于巩固退耕还林与林权制度改革成果，且可有效促进生态建设。

通过加工利用柠条，除了起到平茬复壮的作用，生态效益也明显增加；荒山绿化是以生态效益为主的环境治理项目，尤其对采矿区植被恢复，具有非常重要的意义。

（2）经济效益。项目实施期间形成成熟产品后，仅核心示范点即可新增各类柠条平茬机具100余台（其中大型机具10台，中型机具30台，小型机具60台），可新增产值310多万元；新增柠条饲料加工机具45台（件），可新增产值350多万元，共新增产值660余万元。山西省柠条分布面积总量有700多万亩，仅以150万亩柠条可进行加工利用，即可新增平茬机具1 000余台，新增产值6 600多万元。

本项目实施完成后年产柠条饲料3×104t，其中柠条颗粒饲料1.5×104t，柠条鲜饲料1.5×104t。以饲养6.3万只羊计算，每年可新增经济效益360多万元，柠条颗粒饲料新增产值1 500万元（按售价1 000元/t），新增利润450万元（按利润300元/t）；柠条鲜饲料新增产值750万元（按售价500元/t）；新增利润225万元（按150元/t）。同时，利用柠条替代玉米饲料，则可极大地节约饲养成本。项目实施期内还可为社会提供至少300个固定就业岗位，平茬季节需要大量的农民工人，可在一定程度上缓解当地就业压力，促进社会稳定及安定团结。

5 结语

随着智能化控制技术在柠条颗粒专用压制机的应用，饲料设备在技术上有了很大进步，极大地提高了生产效率和产品品质，降低了工人的劳动强度，保证了制粒过程的稳定性和安全性，为现代化的柠条颗粒饲料生产线的建设提供了高性能的关键设备。参考文献：

[1]刘国谦，张俊宝，刘东庆.柠条的开发利用及草粉加工饲喂技术 [J].草业科学，2003，20（7）：26-31.

[2]王北，李生宝，袁世杰.宁夏沙地主要饲料灌木营养分析 [J].林业科学研究，1992（12）：98-103.

[3]张强，牛西午，杨治平，等.小叶锦鸡儿营养特征研究 [J].林业科技管理，2003（增刊）：70-74.

[4]周庆安，姚军虎，刘文网，等.粉碎工艺对饲料加工营养价值以及动物生产性能的影响 [J].西北农林科技大学（自然科学版），2002，30（6）：247-252.◇

Study on the Development Project of Intelligent Harvesting and Granulating Equipment for Caragana

HAO Qiuju
（Shanxi Mechanize of Agricultural Science，Taiyuan，Shanxi 030031，China）

For the pressing need of promoting agricultural comprehensive production and cultivating the strategic new industries，overcome technical difficulties during the intelligent and efficient harvesting，processing and utilization of Korshinsk Peashrub.Develop a high efficient reliable new equipment system which can adapt to caragana feeding utilization and make the process of caragana cutting，rub，grinding and granulating achieve full mechanization.and achieve the purpose of promoting the development of animal husbandry，easing food security and achieving development of agriculture，farmer and rural area.

caragana；pellet feed；benefit

S225.8

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.044

1671-9646（2016）12b-0058-02

2016-11-01

郝秋菊（1981— ），女，硕士，工程师，研究方向为农业机械化。