大功率高水分玉米果穗粉碎机研制及使用技术

乔艳辉 高秀芬 张冉 刘磊

1、河北科润农业技术研究所 2、河北田保姆农业服务有限公司

1 研制背景

玉米是我国主要的粮食作物及饲料原料，玉米在畜禽饲料配方中用量为50~70%，是主要的能量原料之一。但玉米在收获时果穗原始水分较高，一般为35%~50%，同时玉米胚部较大，含有30%以上的蛋白质和较多的可溶性糖，吸湿性强，因此收获后的高水分玉米果穗，在适宜的温度下胚部所带霉菌毒素可大量繁殖，玉米籽粒会在很短时间内发热霉变，造成重大损失。在黄淮海和东北玉米产区，玉米规模化生产农场，由于受晾晒场地和烘干设备的限制，秋季收获的玉米果穗发霉变质问题十分突出。一旦玉米发霉变质，种植者就要降价处理，经济损失巨大，更严重的是，发霉变质的玉米含有黄曲霉素、呕吐毒素和赤霉烯酮等是造成牲畜致病、致死的毒素，近几年，农业科技人员从国外引进高水分玉米果穗粉碎湿贮技术，成功解决了这个困扰牧场和农场多年的难题。该技术是将田间收获的新鲜玉米果穗（不带包叶）直接粉碎、裹包（压窖）、发酵，成为玉米湿贮饲料。玉米果穗湿贮省去了玉米果穗晾晒、脱粒、清选等繁重的体力劳动和在这一过程中产生的损失，同时最大限度地降低玉米霉变的机会，毒素含量几乎为零，产品深受养殖场的欢迎。据有些牧场饲喂试验表明，高水分玉米果穗湿贮饲料消化率高、节省养殖成本，可见玉米果穗湿贮产品具有广阔的发展前景。

高水分玉米果穗湿贮的关键环节是玉米果穗的粉碎，由于玉米果穗湿贮技术在我国是新生事物，目前国内没有专用粉碎机，在美国，玉米湿贮采用的粉碎机是圆桶粉碎机，配套动力为280马力拖拉机，传动轴输出转速1000RPM，筛片孔径为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，每小时只有7~8吨，且价格昂贵，动辄上百万元一台，一般牧场很难接受。也有的牧场使用大型青贮收割机粉碎玉米果穗，但涉及到收获、运输、粉碎、出料等多个环节，配合不畅，事故频发。从技术角度，一般要求粉碎粒度直径小于1厘米，但青贮收割机不能保证玉米果穗进入喂料口的方式，如果横向进入，颗粒长度会严重超长，影响到饲料质量。有些粉碎机动力小，加工效率低，不适合大规模生产使用。而在秋收时节，玉米果穗粉碎加工最佳时间较短，时间紧，任务急，迫切需要研制大功率、高效、耐用的专用粉碎机械设备。

2 设计路线

新研制的玉米果穗粉碎机为固定式机械，主要包括玉米果穗的传送系统、粉碎系统和动力系统三部分（见图1）。传送系统由给料仓、大倾角皮带机和出料皮带机组成；粉碎系统由转子和粉碎装具组成；动力系统由电机和变频调控装置组成。该设备针对玉米果穗含水量高，要求单位时间内加工效率高，有少量玉米包叶等特性，采用独特结构设计，以满足使用单位需求。粉碎机工作原理是将高水分玉米果穗倒入料仓，通过大倾角皮带机依次进入粉碎腔体内，直接下落在高速旋转的活动打击装置上，玉米果穗在锤式、刀式和链式等粉碎装具的高频、反复击打下，粉碎成符合饲料要求的物料。设计指标为每小时加工含水量在28~38%的玉米果穗30~35吨；粉碎后的物料4.75mm筛上部分不超过5%，小于0.6mm筛的部分不超过20%；出料端装配永磁磙桶防止金属异物进入物料；进料皮带机加装变频调控装置调整粉碎颗粒大小。

图1 高水分玉米果穗粉碎机生产线

3 设备性能

为了评价该设备性能，2020年10月邀请畜牧技术、动物营养、玉米栽培、农机推广、农机鉴定等专家组成专家组，对玉米果穗粉碎效果和生产量进行了实测，专家们认为，高水分玉米果穗粉碎机运转正常平稳，持续性好，粉碎效果均匀、细度适中，物料整粒率（大于等于4.75mm）为4.22%，细粉率（小于0.6mm）为18.1%，每小时加工量36吨，达到设计要求。

4 高水分玉米果穗粉碎机研制成功的社会意义

4.1 推进畜牧业饲料优质化

玉米果穗湿贮饲料由于其营养丰富、消化率高、毒素含量低、节省养殖成本等特点，产品刚在市场露面就得到了畜牧专业人士和大型牧场的高度关注，专家预言，玉米果穗湿贮饲料将成为我国玉米饲料的新产品、新形态、新产业。目前，伊利、飞鹤、完达山、辉山乳业、澳亚牧业等大型奶企率先应用，取得了显著效果。大功率玉米果穗粉碎机研制成功对促进我国畜牧业饲料优质化具有重大意义，对于以玉米为主要原料的养殖业节本增效作用十分显著，填补了我国缺乏高水分玉米果穗专用粉碎机的空白，将加速玉米果穗湿贮产品的推广，带动玉米加工新产业，扭转玉米产区发霉变质的被动局面，促进我国优质玉米的健康发展。

4.2 减少粮食生产损失

来自国家粮食和物资储备局的数据显示，目前，我国粮食在储藏、运输和加工等环节，每年损失量达700亿斤。据粮食部门统计，由于农户储存设施简陋、烘干能力不足、缺少技术指导等原因导致的粮食损失达8%左右。媒体调查发现，粮食收获后，一些农民往往先在自家庭院、农田地头搞“地趴”式储粮三四个月，等到价格合适再出售。这种储藏方式容易导致粮食生霉、腐烂以及遭遇鼠害，造成大量损失。除了农户，部分中小型粮食收购企业、粮食经纪人的储粮设施也很简陋，造成严重的粮食损失。采用玉米果穗粉碎湿贮从田间到加工场地直接粉碎、裹包（窖贮），避开场地储存、晾晒、脱粒、清选、运输等环节，实现了从原料到饲料的“弯道超车”，不仅免除繁重复杂的体力劳动和资金投入，最大限度降低了加工损失，而且，由于玉米果穗湿贮属于优质饲料，每亩还可以增加50~150元的经济收入，农场效益显著提高。在这个过程中大功率玉米果穗粉碎机将起到决定作用。

5 关键技术

5.1 原料准备

选用的玉米果穗籽粒含水量控制在28~38%之间，一般是玉米籽粒乳线在二分之一处。按照玉米果穗粉碎加工速度，要配备足够的玉米果穗收获机，充足的运输车辆，保证每天的加工产量。

5.2 场地准备

准备开机时，场地工作人员要佩戴安全帽及风镜，以便保证工作人员的人身安全，并把现场周围无用杂物清理干净。尤其注意对金属物和石块的仔细检查，虽然粉碎机在研制过程对于混入金属物有清除设计，但也应尽量避免带入原料。

5.3 设备启动

首先启动主机，也就是粉碎机电机，待主机电机运转稳定后，依次开启出料皮带机和上料大倾角皮带机。

5.4 调整主机转速

根据粉碎后物料状况，调整主机的转速和上料速度，以达到理想状态。

5.5 注意事项

铲车司机要根据料仓内储存数量及时补充料，以便保证正常运行；大倾角皮带机下严禁站人，以免被落下的果穗砸伤；粉碎机使用完毕，要及时清理，以免残留物留在主机内腐烂，腐蚀机体；根据粉碎机运转时间，按照说明书及时补充润滑油。