农作物秸秆饲料加工机械的应用及发展

摘要：农作物的秸秆是宝贵的自然资源，我国对秸秆的处理也采用了多种多样的方式，通过对秸秆回收处理的现状及应用方式的介绍，总结出传统的秸秆加工饲料的方式与特点，并说明现代化机械加工秸秆饲料的方法与分类，总结了秸秆饲料机械化加工的未来发展方向。

关键词：秸秆；饲料；机械化加工

中图分类号：S816文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.062

在我国的农业生产作业中农作物秸秆的产量很大，由于秸秆中含有蛋白质、纤维素等很多有价值成分，因此，对其的处理应给与足够的重视。农作物秸秆的主要用途包括生活原料供应、牲畜饲料喂养、造纸及工业原料以及肥料和其他手工业原料使用。由于我国对秸秆的利用程度不高，很多秸秆因无法处理而被焚烧或丢弃，这不仅容易引发火灾，还导致了严重的环境污染。由于畜牧业需要大量的农作物秸秆进行牲畜喂养，因此，秸秆的饲料加工是农作物秸秆处理的一个新方向。通过专用的机械设备将秸秆加工成块状或颗粒状肥料，使秸秆具有天然的成熟香味，提高牲畜对饲料的食用量。

1农作物秸秆的处理现状及应用范围

1.1秸秆回收处理现状

我国对于农作物秸秆的回收利用仍处于发展阶段，其回收率与利用率与发达国家相比仍有一定差距。对农作物秸秆的利用及回收管理工作始于20世纪70年代，为了促进秸秆处理利用的相关科学研究，农业主管部门先后颁部了多项关于秸稈处理利用的政策和通知，并在全国各地建设了秸秆回收利用先进示范县，为秸秆回收利用奠定了基础并起到了良好的示范作用。为规范化秸秆回收利用的相关要求及途径，国务院先后颁部了《全国秸秆养畜过腹还田项目发展纲要》《秸秆禁烧和综合利用管理办法》以及《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》，力争通过十年的时间将秸秆的规范化治理落实到全国各地。为了明确秸秆资源的利用率，并方便对利用情况进行调查，农业部制定了《农作物秸秆资源调查与评价技术规范》，以便对秸秆的利用情况进行科学合理的分析与评价。我国农作物年产量近7亿t，秸秆所蕴含的能源及其它资源可开发性巨大，尽管近年来我国秸秆回收工作取得一定的成绩，但很多地区仍然存在着农作物秸秆处理途径不足、随意焚烧及丢弃的现象，这不仅造成了资源的浪费，更造成了环境的污染。现阶段已明确的秸秆应用途径包括了秸秆饲料化、秸秆燃料化、秸秆材料化以及秸秆基料化等。因此，在针对秸秆众多的应用途径面前，相关的研究及农业工作人员应深入探索秸秆利用的技术与途径。

对于以秸秆作为饲料喂养牲畜的方式，在我国通常只采用未加工而直接喂养的方式，或通过铡刀将秸秆切成小段进行喂养，牲畜食用这种秸秆其消化率低，所能吸收的营养成分有限，牲畜对于此饲料的喜好程度也不高，很难满足长期喂养的需要。随着农业机械水平的不断提高，青贮收获机在牧区得到了广泛的应用，通过青贮过程的微发酵处理，秸秆和粮食的混合饲料的营养及口感有很大提高，并伴随着科学饲养技术和快速育肥技术的进步，我国对秸秆的饲料化加工也提出了新的要求。近年来，大量通过机械化生产线所生产的熟制成品秸秆饲料纷纷投入市场，为秸秆的饲料化处理和畜牧业的饲料使用方向提供了新思路。

1.2秸秆应用范围

随着工业及生产加工技术的不断进步，对于农作物秸秆利用可以应用的技术也越来越多，现阶段常用的技术及方法主要包括以下几方面：

（1） 利用秸秆制作农用肥料。秸秆含有大量的蛋白质及其它营养成分，通过一定的加工与处理能够将秸秆制作成有利于农业生产的天然肥料，通常的处理方式包括牲畜的过腹还田、秸秆的田间覆盖种植及秸秆翻埋入土壤自然降解等方式，由于过腹还田及自然降解对秸秆的利用效率低、速度慢，通常农业利用秸秆的方式选用地表覆盖还田，这也是保护性耕作技术中的一种，由于先进的自走式收获机能将秸秆进行破碎处理，这对保护性耕作技术创造有利条件。

（2） 利用秸秆制作牲畜饲料。秸秆是畜牧业中重要的饲料资源，很多发达国家对于秸秆制作饲料的技术都相当重视且大力开发，目前能够应用的秸秆饲料化处理技术包括秸秆青贮、碱化、氨化、微贮等，经过处理后的秸秆饲料其营养成分更利于牲畜吸收，大大提高了秸秆饲料的利用程度。

（3） 利用秸秆制作生活及生产燃料。将秸秆收集并发酵气化处理，能够产生大量的沼气，它是农村区域性燃料供给的良好能源，同时，利用秸秆中的葡萄糖将其处理后能够获得工业上使用的酒精资源，这对传统能源的节约和新能源的利用都提供了新的思路。

（4） 利用秸秆制作生活材料。通过对秸秆进行粉碎并与固化材料相溶合，可以生产制造与木制品同样质量的人工纤维板及其他板材。同时，由于秸秆中含有大量的纤维素，利用这一特点将碎秸秆加工成浆，可以用来制造生活和工作用纸以及一次性餐具等生活必须品，这是传统木材的良好替代材料，对保护我国的生态资源有非常现实的意义。

2传统秸秆饲料处理方式简介

2.1秸秆青贮处理方式

青贮是现阶段秸秆农牧业饲料加工的主要方法之一，它主要是通过使用乳酸菌进行发酵，通过使用青贮粮食及秸秆中的糖类及其他碳水化合物来制造有机酸，保证青贮原料的pH值在4.2以下，这种贮藏环境能够很大程度的控制微生物的滋生，进而达到保持作物营养成分的要求，且通过青贮加工的饲料相比于加工前有更好的口感，很好地解决了我国北方地区冬季饲料缺乏及饲料质量不佳的问题。青贮饲料主要的技术工艺如下：首先应保证粮食及秸秆通过青贮机械收获时其水分在70%左右，且将粮食及秸秆进行粉碎后需置于压实和密闭的环境中，并给予适宜的温度有利于有机酸的生成。秸秆饲料青贮处理方式具有技术简单、成功率高的优点，适用于我国大部分地区使用。

2.2秸秆微贮处理方式

秸秆微贮的主要目的是通过在密封的容器或空间中向秸秆添加高活性菌种，经过一段时间的微生物处理，使农作物的秸秆产生一定的酸香气息，这种处理后的秸秆牲畜非常喜欢食用，因此，秸秆微贮主要目的就是提升秸秆饲料的口感。与青贮饲料处理方法相比，其对秸秆营养成分及牲畜吸收效果的提升作用不大，也就是说，微贮后的秸秆在喜食性上要优于未处理秸秆。微贮饲料具有加工工艺简单、制作成本低等优点，通常利用农村现有设施即可生产和制作，不需增加新的设备。

2.3秸秆氨化处理方式

氨化处理主要是对农作物的秸秆添加尿素，在尿素的作用下会分解出氨气，进而对秸秆进行氨化。由于尿素分解需要一定的时间，且受温度的影响较大，因此，在氨化处理时应注意对温度的调节与控制，以保证氨化处理的加工效率。氨化处理能够有效抑制饲料中细菌及微生物的生长，能够有效保持农作物秸秆的营养成分，且氨化后的饲料蛋白质含量可达原料的3倍以上，接近了正常粮食作物的蛋白质含量。同时，其中的粗纤维含量、有机物含量均有明显提高，牲畜在食用氨化饲料时对于蛋白质等营养成分的吸收有显著提高，很大程度提高秸秆饲料的品质。

2.4秸秆饲料的其他处理方式

秸秆饲料的处理方式还包括了糖化、黄贮、碱化处理。糖化主要是通过有益的微生物将秸秆中的维生素进行分解，此技术与秸秆微贮处理技术比较相似，可以达到提升口感和味道的要求。黄贮主要是针对干秸秆进行处理的一种技术，即将秸秆切碎后放入容器中浸泡两天左右，再将其进行饲喂，以达到提升牲畜喜食性的目的。碱化处理主要是通过氢氧化钠等化学原料改变秸秆原有的纤维结构，使牲畜食用后更易消化和吸收的一种处理技术。

3秸秆饲料机械加工的方法

3.1秸秆饲料的机械化制粒成型

秸秆饲料颗粒化成型机械主要包括进料及输送机构、动力机构、强制喂料机构和压制机构等五大部分，以环模制粒机为例，其主要工作原理是当秸秆原料通过强制喂料机构进入压制机构后，通过压制机构旋转所产生的离心力将秸秆均匀的送入压制区域，通过环模和压辊的挤压作用，秸秆原料逐渐被压实并挤入模孔中，并在模孔出口成圆柱状连续被挤出，在通过切刀切割成所需长度，然后再经过熟制及其他加工过程，从而完成秸秆饲料制粒加工的全过程。

由于规模化畜牧生产的要求，对于牲畜的饲料尽可能以工业化制粒生产为主，这是批量饲料生产及饲料品牌建立的必然要求。秸秆的制粒需要先将秸秆进行细化粉碎，再将其制作成粒，在加工的过程中通过升温处理等特殊形式以提升饲料内蛋白质和淀粉的消化率，并增加口感，同时消除可能的致病细菌。压制颗粒的方式大体可以分为环模压制和平模压制两大类，目前在饲料加工厂中大量使用的多为环模压粒机。由于近年来环模压粒机的技术不断升级，其在安全性、能耗及压粒性能等方面都有显著提升，且很多压力技术及部件来自于国外成熟技术及先进工艺，这在很大程度上提升了制粒的规范程度和技术标准。同时，很多平模压粒机及进料调质器采用了新的轴性蒸汽添加系统，相对于传统的蒸汽系统调质效果有明显进步，如今，我国在饲料颗粒成型加工方面仍缺乏主要技术及大功率机型，且国产的环模压粒机的使用寿命与进口机型相比还存在明显不足，相关技术及工艺均有较大提升空间。

3.2秸秆饲料粉碎机械化加工

秸秆饲料粉碎机通常是以电机为主动力，当秸秆由喂入口进入后，通过粉碎机构的多次冲击和剪切作用，以及秸秆与齿板结构的摩擦作用，保证了秸秆被均匀地粉碎，粉碎后的秸秆被输送到风机处，被风机风力的带动而从出料口排出，进入指定的收集位置。

对秸秆进行适应的机械化粉碎加工能够提升牲畜在食用过程中的嚼碎程度，使牲畜吃入的秸秆与自身的消化酶能够充分接触，近而提升消化吸收的效率。现阶段我国所使用的秸秆饲料粉碎机械主要包括立轴式粉碎机和锤片式粉碎机两大类，在粉碎作业的过程中最重要的因素就是饲料粉碎的均匀程度，其次才是保证机械粉碎过程中的低能耗及低噪音。近年来对于锤片粉碎机在其锤片数量、锤筛间隙以及筛面包角等关键参数及技术上都有了很大程度的优化，既保证加工效率的提升，又保证饲料加工过程的均匀程度。秸秆饲料的机械化粉碎加工可以作为传统饲料加工的前期工序使用，粉碎后的秸秆更容易进行微贮或氨化处理，减轻了前期秸秆人工切碎的费时费力，且机械化破碎的均匀程度高、效果更好。

3.3秸秆饲料机械化压块加工

秸稈饲料的压块加工主要通过秸秆饲料压块机来实现。它是秸秆饲料深加工技术的一种，近年来在我国的很多地区对玉米秸秆的饲料化压块机械使用和购置都有较大程度的增加。目前，我国所使用的秸秆饲料压块机按原理上可分为挤压式压块机和压缩式压块机两种。相对于我国压块机的现有技术而言，欧美等发达国家对秸秆饲料压块设备的研发起步更早，由于其经济基础好，现有技术更为成熟与可靠，对于秸秆压块饲料的加工能够实现秸秆提取、精度粉碎、干燥、压块成型、产品包装等全系列生产线生产，能够实现产销一体及品牌建设，虽然这些技术在欧美国家已经成型且规模化使用，但因进口技术和设备的售价很高，我国企业很少直接引进使用。

近几年，我国为了发展秸秆饲料化产业，在农机企业及科研机构建立许多秸秆压块饲料生产和研发试点机构，探索和积累了一些秸秆压块饲料大规模生产的经验与技术，很多适合我国国情的秸秆压块及输送机械已研制成型，不仅能够解决粉碎、压块和包装等功能要求，还向着前一工序即秸秆收获和打捆的配套机型进行技术研发与探索。很多院校不仅设立了秸秆压块饲料生产的研究室，更开设了秸秆饲料压块技术的相关课程供在校生学习。现阶段我国对秸秆的压块饲料加工主要是通过秸秆与营养配料混合后，利用压块机的挤压模进行挤压，并由加热机构加温熟化处理，生产出的压块饲料具有一定的糊香气息，牲畜对其喜爱程度很高，很大程度上减轻了牲畜的厌食现象。且由于压块饲料中添加了秸秆中缺失的钙、铁、镁等矿物元素及其他营养成分，牲畜食用后的健康状况更佳，且饲料更易消化吸收，很大程度的提高了压块饲料资金投入的回报率。

4我国秸秆饲料机械化发展分析

我国的秸秆饲料加工方向应尽可能摆脱只能切断或粉碎等单一功能，应向着输送、储备、加工、固化、包装、销售一体化方向发展，对于秸秆饲料的机械化自动生产线，相关部门应当加强科研力量，努力克服关键技术，尽快形成适应我国市场的机械化成品秸秆饲料加工生产线，使秸秆处理加工厂家能够规范化的形成应有的规模，并生产出质量可靠、品质一流的资助饲料产品，使科技真正转化成为生产力，使秸秆的后处理生产线成为饲料生产企业增加收入的新途径。

5结束语

综上所述，我国的农作物秸秆的机械化饲料加工近年来取得一定的成绩，但与国外先进技术相比，在科技程度、可靠性及秸秆成品饲料质量等方面都存在着不小的差距，我国政府及相关部门还应不遗余力的支持秸秆回收事业的发展，相关技术人员更应努力研发以缩小和发达国家的技术差距，以便更好的将农作物的秸秆资源利用起来。

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