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1、资源与环境学院 杜志勇 D 农业废弃物资源化技术环境工程专业限选课 思考与讨论 集约化畜禽养殖中固废处理的 最佳途径? 畜禽固废处理最佳途径资源化 肥料化(有机-无机复混肥) 饲料化(热喷、膨化) 燃料化(沼气、焚烧) 秸秆饲料化技术的回顾 微生物贮存技术(微贮) 青贮法技术 (青贮) 氨化法 热喷法 秸秆饲料化氨化和热喷技术 青岛农业大学资源与环境学院 杜志勇 氨化法 秸秆氨化处理技术,就是在秸秆中加入一 定比例的氨水、无水氨(液氨)、尿素等 ,在密闭条件下通过它们的作用,破坏木 质素与纤维素之间的联系,促使木质素与 纤维素、半纤维素分离,使纤维素及半纤 维素部分分解、细胞膨胀、结构疏松,
2、从 而提高秸秆的消化率、营养价值和适口性 的加工处理方法。 氨化作用与机理 碱化作用 氨化作用 中和作用 氨化作用与机理 碱化作用 碱化作用可使木质素和纤维素之间的酯 键断裂,打破它们的镶嵌结构,溶解半 纤维素和一部分木质素及硅酸盐,纤维 素部分水解和膨胀,反刍家畜瘤胃液易 于渗入,消化率提高。 氨化作用与机理 氨化作用 氨吸附在秸秆上,增加了秸秆粗蛋白 质含量。氨随秸秆进入反刍家畜的瘤胃 ,微生物利用氨合成微生物蛋白质。通 过氨化处理秸秆,可减缓氨的释放速度 ,促进瘤胃微生物的活动,氨进一步提 高秸秆的营养价值和消化率。 氨化作用与机理 中和作用 氨呈碱性,与秸秆中的有机酸化合, 中和了秸秆
3、中的潜在酸度,形成适宜瘤 胃微生物活动的微碱性环境,可中和微 生物分解纤维素时产生的低级脂肪酸( 乙酸、丙酸、丁酸),改善秸秆的适口 性,提高家畜对秸秆的采食量和利用率 。 氨化秸秆的主要方法窖氨化法 窖(池)氨化法是我国目前推广应用最为普 遍的一种秸秆氨化方法,其处理秸秆的操 作规程 (1)窖(池)氨化法的优点 可以一池多用,既可用来氨化秸秆,也 可用来青贮,而且还可多年使用; 便于管理,避免了老鼠啃坏薄膜; 可以节省塑料膜的用量,降低成本; 容易测定秸秆重量,便于确定氨源(如尿 素)的用量。 (2)窖的设计 窖的大小根据饲养家畜的种类和数量而定。 经过各地测算,每立方米的窖可装切碎的风干秸
4、秆( 麦秸、稻草、玉米秸)150千克左右。 一般说来,牛日采食秸秆的量为其体重的23 之间。 氨化秸秆处理技术的实例 窖的大小:例如,一头300千克的架子牛,日采食秸秆在7千克左右 。根据这些参数,再考虑实际情况(每年氨化次数、养畜多少等), 然后设计出窖的大小。 窖的形式:多种多样,可建在地上,也可建在地下,还可一半地上 一半地下。建窖以长方形为好,如在窖的中间砌一隔墙,即成双联 池则更好(图左)。双联池的优点是可轮换处理秸秆。若用此窖搞青 贮,还可减轻取用青贮喂畜过程中二次发酵。建造一个4立方米的双 联池约200元,一般农民均可负担。一个2立方米的池子(窖)可装麦 秸300千克,双联池可交
5、替使用,氨化一池可供两头架子牛吃1个月 。如制作青贮饲料,一池可贮1000千克。氨化窖的剖面结构如图右 所示。 1.泥土2.塑料薄膜3.秸秆4.窖壁 (3)操作方法 先将秸秆切至2厘米左右。一般的原则是,粗硬的 秸秆(如玉米秸)切得短些,较柔软的秸秆可稍长些 。每100千克秸秆(干物质)用5千克尿素(或10千克碳 铵)、40-50千克水。把尿素(碳铵)溶于水中搅拌, 待完全融化后分数次均匀地洒在秸秆上,入窖前后 喷洒均可。如果在入窖前将秸秆摊开喷洒则更为均 匀。边装窖边踩实,待装满踩实后用塑料薄膜覆盖 密封,再用细土等压好即可(图2)。尿素氨化所需要 时间大体与液氨氨化相同或稍长一些。 尿素(
6、碳铵)氨化秸秆流程图 尿素(碳铵)氨化秸秆流程图 技术关键 用尿素作氨源,要考虑尿素分解为氨的速 度。它与环境温度、秸秆内生脲酶多少有 关。 温度越高,尿素分解为氨的速度越快,宜 在温暖的地区或季节采用。 一般认为,要是尿素分解快,在氨化过程 中最好加些脲酶丰富的东西,如豆饼粉等 。 氨化秸秆的主要方法堆垛氨化法 堆垛氨化法是将秸秆堆成垛、用塑料薄 膜密封进行秸秆氨化处理的方法,亦称堆 剁法、垛贮法。季节和天气的选择、原料 和材料的准备等与窖氨化法基本相同。不 同的是不需要水泥窖或土窖,可在平地上 进行。 (1)操作步骤 在干燥平整的地上把0.10.2毫米厚的无毒聚乙 烯塑料薄膜铺开,再把秸秆
7、分层整齐堆放。用尿 素或碳铵作为氨源处理秸秆,一般是边堆垛边施 放氨源,可以将氨源溶解于水中浇洒,也可采用 边撒尿素或碳铵,边浇水。若用氨水处理,可一 次垛到顶后再浇泼;用液氨氨化,是在堆垛、密 封后用专门设备将氨气注入。 (1)操作步骤 垛的大小可视情而定。大垛适合于液氨氨化,可节 省塑料薄膜,容易机械化管理,但水不易喷洒均匀 ,且容易漏气:规格一般在长宽高为4.6米4.6 米2米。为了便于通氨,可在垛中间埋放一根多孔 的塑料管或胶管。小垛适合于尿素或碳铵氨化,规 格一般在长宽高为2米2米1.5米。草垛也可以 做成圆锥体型。无论那种规格,垛顶应作成屋脊型 ,以利于排掉雨水。垛下铺和上盖的塑料
8、薄膜在每 边留出1米,以便把两面的塑料膜折叠好,用泥土 压紧、封住,不使漏气。 (1)操作步骤 如果采用液氨氨化,堆垛完成后注液氨。将硬塑料 管与液氨管或氨瓶接通,按秸秆干重的3通入 氨气即可。目前我国采用的通氨方式主要有两种 :一种是用氨槽车从化肥厂灌氨后直接开到现场 氨化,另一种是将氨槽车中的氨分装入氨瓶后, 再向秸秆中施氨。 (2)堆垛氨化注意事项 塑料薄膜选用所用的塑料薄膜要求无毒 、抗老化和气密性能好,通常用聚乙烯薄 膜,膜的厚度和颜色视情而定。如氨化粗 硬的秸秆如玉米秸,应选择厚一点的薄膜( 厚度0.12毫米),若氨化麦秸则可选用薄一 点的塑料膜。膜的宽度主要取决于垛的大 小和市场
9、供应情况。膜的颜色,一般以抗 老化的黑色膜为好,便于吸收阳光和热量 ,有利于缩短氨化处理时间。 (2)堆垛氨化注意事项 液氨的安全操作液氨为有毒易爆材料, 操作时应注意安全。操作人员应配备防毒 面具、风镜、防护靴、雨衣、雨裤、橡胶 手套、湿毛巾,现场应备有大量清水、食 醋。盛氨瓶禁止碰撞和敲击,防止阳光曝 晒。 生物饲料的制作方法复合预混技术 生物复合预混合饲料(生物饲料转化剂)的 特点是: (1)将酶制剂、有益活菌群、激活剂和保护 剂营养因子经先进工艺加工,能快速把秸 秆等转化为生物饲料,属国内外首创。 (2)处理时间短,春、夏、秋三季13天, 冬季37天。 生物饲料的制作方法 (3)不受季
10、节限制,一年四季都可使用。 (4)营养齐全,适口性好,易消化吸收。 (5)减少粪便臭味,改善畜禽卫生条件,治 理环境污染。 (6)提高免疫功能,增强抗病能力。 与常规的预混合饲料相比,常规的预混合饲料往往会影响畜禽肉 ,进而降低有关指标。 秸秆转化为生物饲料的工艺方法 1.秸秆的选择. 不同动物的生物饲料可选择不同种类的秸秆 。 食草性动物(如牛、羊、马、驴等)可利用 玉米秸、稻秸、麦秸等低营养、高纤维和木 质素的秸秆; 单胃动物、禽类和鱼类(如猪、兔、鸭、鹅 、鱼等)可选择营养相对较高、粗纤维和木 质素相对较低的材料,如花生秧、花生壳、稻 糠、麦糠等为原料进行制作。不论哪种秸秆 都应先去掉根
11、部和泥土,除去霉烂变质部分 ,尽量保持秸秆的新鲜和清香。 秸秆转化为生物饲料的工艺方法 秸秆的保存方法: 秋收时,将秸秆晾干、分类并垒成垛,顶 部用塑料布或其他防雨设施盖好,以防漏 、淋雨雪,可长期保存。 2.牛羊生物饲料的制作方法 (1)牛生物饲料 用铡草机将秸秆切成35cm的短段,或用揉搓机揉搓成细 丝状,称取75kg放到干净的水泥地面上。取0.5kg转化剂 加到75kg清水中(冬季最好用30清水)充分溶解。将 转化剂水溶液喷洒在已备好的经铡切或揉搓过的秸秆中, 搅匀后装入塑料袋或其他容器中,边装边压实,最后将口 扎紧或用塑料布密封放置阴凉处,厌氧发酵13天(冬季 37天)后,就制成了营养
12、丰富、易消化吸收的秸秆生物 饲料,饲料呈黄色,具有浓郁的酒香和苹果酸香味。切忌 在太阳光下面暴晒,因为太阳光的紫外线具有杀菌作用, 影响有益菌和酶的作用。 2.牛羊生物饲料的制作方法 (2)羊生物饲料 将秸秆粉碎成4 6mm的粗粉状或 用揉搓机制成蓬 松小块,按照上 述的牛生物饲料 的制作方法处理 即可。 3.猪、鸭生物饲料的制作方法 最好取用花生秧、豆 秧、稻糠、玉米秸、 花生壳等为原料,粉 碎成3040目的细粉 末状,制作方法与牛 羊生物饲料制作方法 相同。 4.兔、鱼生物饲料的作用方法 以造粒为主,无造粒条件的 ,兔生物饲料粉状也可以。 香蕉皮可做肉鸡饲料添加剂 菲律宾一家养鸡场通过试验
13、证实,香蕉皮可用做肉鸡饲料的添 加剂。该养鸡场将香蕉皮切碎,在阳光下晒干,再碾成粉末, 分别以5%、10%、15%、20%的比例添加到肉鸡饲料中,进 行饲喂试验。结果表明,香蕉皮用做饲料添加剂,能提高饲料 的转化率,加快肉鸡的生长,降低养鸡成本,提高经济效益, 其中以在饲料中加入10%的香蕉皮粉效果最好。 海南部分农民用低价滞销香蕉喂猪 热喷饲料的开发利用 热喷饲料是指把动物不能直接食用的非常 规饲料资源,经过热蒸与喷放处理,转化 为动物能够食用的饲料。 开发热喷饲料,不与农业争土地,不与工 业争资金,可变废为宝,对进一步开发和 利用饲料资源具有重要意义。 怎样制作热喷饲料?有什么好处? 制作
14、热喷饲料的过程:将初步破碎或不经 破碎的粗饲料装入压力罐内,用1471至 1961千帕的压力,持续1至30分钟,然后 突然减至常压喷放,即可得热喷饲料。 好处:经该处理,可提高牛对粗饲料的采 食量和有机物质消化率。 饲料加工技术热喷技术 热喷是将物料(秸秆、饼粕和鸡粪等) 装入饲料热喷机内,向机内通入热饱和蒸气 ,经过一定时间使物料受高压热力的处理, 然后对物料突然降压,迫使物料从机内喷爆 于大气中, 从而改变其结构和某些化学成分,并经消毒 、除臭,使物料变为更有价值的饲料的一个 压力和热力加工过程。 工作原理 物料在热喷处理时,利用蒸气的热效应,在高温下使木质素熔化,纤 维素分子断裂、降解,
15、同时因高压力突然卸压,产生内摩擦力喷爆, 使纤维素细胞撕裂,细胞壁疏松,从而改变了粗纤维的整体结构和化 学链分子结构。 因为在热喷处理时,物料在高压罐内要经受11 5分钟、压力0.39 1.18兆帕、温度145190、含水量25%40%的状态,使物料纤 维细胞间木质素溶解,纤维结晶度降低。 当突然喷爆时,木质素就会熔化,同时发生若干高分子物质的分解反 应,再通过喷爆的机械效应,应力集中于熔化木质素的脆弱结构区, 导致壁间疏松、细胞游离,物质颗粒便会骤然变小,而总面积增大, 从而达到质地柔软和味道芳香的效果,提高了家畜对秸秆饲料的采食 量和消化率。 热喷装置的构造及工艺流程 原料经铡草机切碎,装
16、入储料罐内,经进料漏斗 ,被分批装入安装在地下的压力罐内。 将其密封后通入0.51.0兆帕的低中压蒸气(蒸 气由锅炉提供并由进气阀控制),维持一段时间 (130分钟不等)后,控制排料阀进行减压喷 放,秸秆经排料管进入泄力罐。 喷放出的秸秆可直接饲喂或压制成型。该设备热 喷秸秆时的生产率为每小时300400千克,耗 煤量每小时50千克,热喷1吨玉米秸成本约为20 元。 热喷工艺条件 主要包括三个要素,即处理的压力、保温时间和喷放压力。 因此,其热喷的效果在于选择适当的上述3项指标及其配合 应用。 经探索,中压区(1.573.33兆帕)、短时间(15分钟) 处理各类秸秆(葵花盘除外),其消化率均有
17、较大的提高。 但是,生产中出于对设备安全、价格和管理等因素的考虑, 多采用低压力(小于1.57兆帕)和长时间(310分钟)的 处理工艺,其消化率提高的幅度小于中压区(约相当于中压 区效果的60%80%),但适合于我国目前的实际情况。 热喷饲料的类型 热喷粗饲料 热喷饼粕饲料 热喷粪便饲料 热喷动物副产物饲料 热喷氮化饲料 热喷粗饲料 我国有着丰富的粗饲料资源,如秸秆、秕 壳等。这些物质坚硬,粗而有异味,动物不 愿采食。但经过热喷技术加工,就可以将 基料纵向溶解,撕裂为絮状,并消除表皮 角质层或硅细胞对消化的障碍,从而提高 适口性与利用率。 一般,可使粗饲料有机物的消化率提高 30%以上。 热喷
18、饼粕饲料 棉籽饼、菜籽饼的蛋白质中赖氨酸、蛋氨 酸等必需氨基酸的数量较多,但因有毒、 味道辛辣,动物不愿采食,大部分直接用 于农田作肥料,造成蛋白质资源的浪费。 采用热喷技术加工,即经过热蒸与喷放技 术处理,去毒率达82%93%。去掉饼粕 中的辛辣物质,改善了适口性。 热喷后的饼粕可直接饲喂畜、禽、鱼类。 热喷粪便饲料 畜禽粪便中的粗蛋白含量均高于玉米,其他营养 成分也不低于玉米。通过科学、合理的加工处理 ,替代部分秸秆是完全可行的。畜禽粪便一般都 含有丰富的粗蛋白质和矿物质及氨基酸。 热喷粪便饲料是将各种畜禽粪便,经过热喷技术 加工,杀死粪便中的病原微生物,粉碎粪便中的 羽毛,蛋壳,提高了有
19、机物的消化率,除去了臭 味。 热喷粪便饲料产品呈棕黄色粒状,有玉米、鱼粉 香。 经试验,2 kg热喷鸡粪可代替1 kg混合精饲料。 各种畜禽粪便的营养成分 物料氨基酸比较分析 鸡粪氨基酸含量均高于玉米。尤其精氨酸含量, 那是相当的高,高! 鸡粪中必需氨基酸含量也高于高粱等谷实类饲料 。 除此之外,鸡粪还富含微量元素、B族维生素以及 能促进动物生长的未知营养因子。 12.15 热喷动物副产物饲料 动物副产物,如动物角蛋白(羽毛、蹄壳、角)、屠 宰下脚料、死畜、孵化副产物、皮革工业下脚料 等分布很广,数量很大,而且含有丰富的氨基酸 和蛋白质,是很好的蛋白饲料来源。 经过热喷技术加工成动物性蛋白饲料
20、,可代替鱼粉 使用。经试用,用热喷混合血粉代替60%的鱼粉 喂养蛋鸡,各项产收指标均达到鱼粉喂养水平, 并能降低饲料成本。 热喷氮化饲料 热喷氮化饲料是将谷物饲料、粗饲料与尿 素混合,再经低压蒸汽处理而制取的产品 。 经氮化加工后的秸秆,粗蛋白含量增加1 1.5倍,相当于中等质量牧草。 用热喷氮化饲料喂鸡,每千克增重可节省 饲料0.260.42 kg,节省饲料费0.21元。 喂奶牛,每头日产奶净增2.57 kg。 热喷饲料投资少、能耗低、操作简单。 重视开发利用热喷饲料,不仅扩大了饲料 来源,提高了常规饲料的利用价值,而且 能提高饲料工业的经济效益和社会效益, 在我国替代粮食饲料的开发利用方面
21、具有 广阔的前景。 挤压膨化饲料加工技术 挤压膨化技术,早期主要用于食品加工行业。 20世纪50年代,在美国开始应用于饲料工业,主要用于 加工宠物食品和对饲料原料进行预处理。 到了20世纪80年代,它已成为国外发展最快的饲料加工 新技术,并已开始应用于饲料工业的各个领域。 自20世纪90年代以来,国内的膨化技术也有了很大的发 展。 目前,在挤压膨化饲料加工中,一些新技术及与之相配 的挤压膨化机械研究有了进一步的发展,但是关于这方 面的报道却很少。 挤压膨化加工工艺技术 膨化工艺是一种集混合、揉合、剪切、加 热、冷却等多种作业于一体的加工过程, 其工艺过程比较复杂,影响产品质量的工 艺参数多,控
22、制技术要求高。 主要从密度控制、自动控制和节能降耗等 方面具体分析。 膨化密度的控制系统膨化腔 膨化饲料机 产品说明:设备用途 用于膨化大 豆、玉米、鱼粉、乳猪料、鱼虾 料、宠物料、棉籽粕、肉骨粉等 。 加工能力:膨化大豆0.4-4t/h,膨 化玉米0.2-2t/h,膨化乳猪料0.5- 5t/h 主要特点 : 整条生产线配置合理,通用性强 。 主机选用国内优质膨化机,质量 稳定,效率高。 专用的冷却器结构独特,冷却效 果非常突出。 YDPH 135G干法膨化机 产品说明: YDPH系列干法膨化机适用于大豆、玉 米、豆粕、米糠、乳猪料、配合料等畜禽水产饲料 膨化加工。 主要特点 采用了不锈钢大容
23、量喂料仓,使物料加水后得到充分 均化。 全程喂料进料工段采用了同步变频调速控制,从而确 保了喂料平稳,均匀。 膨化工段采用了防堵防结拱自动装置,有效预防了因 进料不稳定所造成的膨化工段堵塞。 主轴轴承总程采用了自动冷却装置,从而提高了主轴 承使用寿命,并有效降低了故障率。 易损部 件采用了特殊耐磨合金制造,降低了能耗,提高了 生产率。 电器原件及全体轴承均采用进口原装。 YDPH 135G干法膨化机主要技术参数 型号:YDPH 135G 功率:1.1+75 千瓦 大豆产量:800-1200 公斤/小时 玉米产量:400-800 公斤/小时 外形尺寸:180020502100 毫米 YDPH 2
24、00G干法膨化机 型号:200G 产品说明:YDPH系列干法膨化机适用于大豆、玉米、豆粕、米糠、乳猪料、配合料 等畜禽水产饲料膨化加工。 主要特点 采用了不锈钢大容量喂料仓,使物料加水后得到充分均化。 全程喂料进料工段采用了同步变频调速控制,从而确保了喂料平稳,均匀。 膨化工段采用了防堵防结拱自动装置,有效预防了因进料不稳定所造成的膨化工 段堵塞。 主轴轴承总程采用了自动冷却装置,从而提高了主轴承使用寿命,并有效降低了 故障率。 易损部件采用了特殊耐磨合金制造,降低了能耗,提高了生产率。 电器原件及全体轴承均采用进口原装。 YDPH 200G干法膨化机主要技术参数 型号:YDPH 200G 功
25、率:1.5+132 千瓦 大豆产量:1800-3000 公斤/小时 玉米产量:1200-2000 公斤/小时 外形尺寸:218025002200 毫米 YDPH 100S型湿法膨化机 产品说明:YDPH系列湿法膨化机适用于大豆 、玉米、豆粕、米糠、乳猪料、配合料等 畜禽水产饲料膨化加工。 主要特点 采用了夹层加长全不锈钢调质器 及接触物料部位均采用不锈钢材料制造, 从而保证物料得到最适宜的调质处理。 全程喂料进料工段采用了同步变频调速控 制,从而确保了喂料平稳,均匀。 膨化 工段采用了防堵防结拱自动装置,有效预 防了因进料不稳定所造成的膨化工段堵塞 。 主轴轴承总程采用了自动冷却装置 ,从而提高了主轴承使用寿命,并有效降 低了故障率。 易损部件采用了特 殊耐磨合金制造,降低了能耗,提高了生 产率 电器原件及全体轴承均采用进口原 装。 主要技术参数 型号:YDPH 100S 功率 :1.1+2.2+37 千瓦 大豆产量:600- 1000 公斤/小时 全价料产量:800- 1500 公斤/小时 外形尺寸: 185018002000 毫米 膨化饲料机组 单螺杆膨化机 秸秆木屑肥料制粒机组 u牧草秸秆压块机,牧草制粒机,牧草制棒机 u烘干粉碎制粒冷却筛分等设备,合作完成秸秆木屑肥料的制 粒生产 经典回顾饲料化技术 秸秆饲料化 畜禽粪便饲料化 微贮 青贮 氨化 热喷 膨化 生物
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