关于液态料设备传输性能的试验报告

辛顺进

（青岛得八兄弟机械有限公司，山东 青岛 266043）

我们在之前的文章中提到了猪液态饲喂的4种模式，很显然既能够大幅度降低饲料成本，又能够在规模化猪场有效应用的模式应该是第3种，也就是用地缘性原料发酵后部分取代全价料，添加到中央厨房的搅拌缸中，通过充分的搅拌，再输送到每一个单元中去。

在这个模式中有一个非常重要的问题需要我们解决，那就是原材料破碎后的粒径大小或者说纤维长度的大小不一，能否顺利通过液态饲喂的泵和阀门？

特别是对于构树枝叶、蛋白桑、全株湿玉米等带有木本纤维的发酵原料。一次破碎很难达到良好的破碎粒度或纤维长度。使用常规的青贮饲料破碎设备一般难以达到理想的破碎效果。如果因为液态料不能顺利流动而造成泵或者阀门的堵塞，就会造成整个系统停机，从而无法顺利进行液态饲喂。这时，就需要用到青贮饲料破碎机，如图1。

使用图1中的破碎机破碎的湿玉米秸秆是完全无法用于液态料输送到的。图2是经过一次粗破碎的湿玉米秸秆，可以看到纤维长度基本上都在5 cm左右。

图1 青贮饲料破碎机

图2 一次破碎的湿玉米秸秆

因此在一次破碎后，部分原料还需要进行二次破碎。目前的液态料设备一般要求破碎粒度小于1 mm，纤维长度不超过5 mm。使用小功率的二次破碎设备有时候依然难以达到上述破碎粒度和纤维长度。图3是二次破碎后的湿玉米秸秆。

图3 二次粉碎的湿玉米秸秆

使用大功率（55 Kw）的专用破碎设备可以把湿玉米秸秆破碎到理论输送的要求细度。但是破碎机消耗的功率大得惊人。图4中左上方的是大功率破碎设备二次破碎，右上方是常规二次破碎，中下方是一次破碎的结果。

图4 大功率破碎设备二次破碎与常规破碎对比

对比之下，可以发现大功率破碎是可以满足液态料输送要求的。但很显然大功率破碎设备的功率大，配套配电和基础设施投资大，只有大型饲料加工企业才会使用，对于部分规模有限的饲养场显然是不适用的。

所以如果能够通过改良液态料输送设备，降低对破碎饲料原料的粒径和纤维长度的要求，就可以从另一个方面解决饲料破碎的问题。

传统液态料饲喂设备采用离心泵输送，其输送扬程一般选用40～50 m，该范围离心泵水平输送最大距离在350～450 m，压头只有4～5 kgf。完整的液态料饲喂系统一般还包括液态料管路、下料膜阀、气动控制系统及主控制系统。其中最容易发生问题的是离心泵的泵送叶轮和下料膜阀的密封端口。

针对这个问题，得八兄弟的研发团队将传统液态料输送使用的离心泵，变更为对于输送浓稠度和粒度等方面要求更低的螺杆式输送泵，并搭建了一条500 m的液态饲喂输送管线。

图5为发酵饲料。研发团队计划选取几种纤维较高的发酵饲料原料，通过对几种不同破碎粒径（纤维长度）的地缘性饲料进行发酵，然后加水后搅拌制成可输送的液态饲料，再利用搭建的试验线路进行泵送试验。期间记录各种粒径粗细的发酵饲料在输送过程中的饲料分层情况、管道压力变化、下料后膜阀关闭情况，以及螺杆输送泵的泵送效率。

图5 发酵饲料

试验采用理论扬程100 m的螺杆式输送泵，最大水平输送距离约950 m，泵送压头10 kgf，下料膜阀也选用了国产的产品，其他试验设备详细列表如表1。

表1 输送设备及管路列表

实际搭建的管路系统，总长度500 m，共20处转弯，管路上安装了10个下料膜阀，如图6。

图6 试验布置图

螺杆泵及输送管路（局部含透明管路）如图7和图8。

图7 螺杆泵

图8 输送管路

试验测试的液态料添加了20%使用湿玉米秸秆发酵的饲料。发酵饲料的颗粒度约3～5 mm，纤维长度在1～1.5 cm。

首先进行的是500 m传输和压力试验。结果表明：膜阀供气压力值范围在5.5～7 kgf之间，管路压力可以长时间维持在5 kgf。这一过程，螺杆泵低速持续运转，螺杆泵连接的阀门开启，但传输回路的自动阀门是关闭状态。因为螺杆泵无法将液体送入管道的“憋压”状态，出现轻微震动，但是管道各处的连接部位包括下料膜阀都没有出现泄漏情况。

通过使用纯水、普通干料+水的液态料和添加了上述粒径和纤维长度的发酵饲料的对比，发现这一过程和添加发酵饲料的粒径和纤维长度没有明显关系，使用纯水也基本上可以获得上述结果。

这表明颗粒和纤维对于螺杆泵的运行没有明显影响。通过观察管路上布置的透明管，发现这一过程中管道内液体基本上静置的。因此也没有发现纤维导致液体受阻的情况。如图9。

图9 填充饲料和发酵料运行测试的管路

其次，验证颗粒对于膜阀下料精度及管道送料速度的影响。对试验管路上共安装的10个下料膜阀的下料量检测，每个膜阀设定下料量为80 kg，试验测试10次，通过对纯水、常规液态饲料和添加了发酵料的液态饲料进行测试发现：对于螺杆泵系统，发酵饲料的颗粒度和纤维长度对于下料量没有表现出明显的影响。多次试验记录的重量偏差基本上都是来自称重系统、泵送系统等硬件系统带来的偏差。数据统计如表2所示。

表2 管路通过性及下料数据表

测试结果分析采用扬程100 m的螺杆泵输送颗粒度3～5 mm和纤维长度1～1.5 cm的液态料通过性良好，膜阀在气压5.5～7 kgf的气压下正常使用，管路在使用中除各别接头处出现滴漏现象外，使用正常，经过测算输送速率达到6.0 kg/s，相对于传统离心泵的送料速度3～5 kg/s有了大幅的提升，饲喂时长可缩短为原时长的三分之二，以1万头的育肥场为例可将饲喂时间由每餐饲喂3 h降低为2 h，大大降低了猪场员工的劳动强度和生猪的应激时长。

随着对猪液态饲喂的研究逐渐加强，无论是在猪只生产性能方面，还是在对肉质的影响上；无论在对猪只消化生理、消化率等方面的研究上，还是与发酵饲料的结合上，都有了长足的进展，液态饲喂将会迎来一个高潮。

（收稿日期：2022-07-11）