传送带式自动饲喂系统在规模...喂技术和系统在3000头_庞建建.pdf

1282023年 第53卷 第2期饲养管理随着奶牛养殖业的快速发展，奶牛养殖逐渐由传统型转变为现代化的养牛模式，奶牛管理也由粗放型向精细化管理方向转变1-2。全混合日粮（TMR）是现代标准化、规模化奶牛场普遍采用的饲喂技术3，但应用成本较高，因此降低和控制饲喂成本成为奶牛场的重点工作之一4。本文介绍了一种传送带式自动饲喂技术和系统，在3 000头奶牛场进行了应用，并和传统TMR饲喂设备进行了对比，分析了此设备在节约成本方面的优势，旨在为奶牛饲喂设备的选择提供参考。传送带式自动饲喂系统的组成及工作原理1.1系统组成传送带式自动饲喂系统由配料填料装置、饲料搅拌装置、饲料输送装置和饲喂管理控制系统等部分组成（图1）。收稿日期：2022-11-22作者简介：庞建建，硕士，畜牧师，主要从事畜牧工程、农业智能化装备研究。E-mail：1.1.1配料填料装置配料填料装置在饲料厨房内部，安装于饲料搅拌装置前端，驱动电机功率3kW或4kW。该装置采用模块化管理模式，配备2种输出口模块（锥形输出口或平面输出口），使用时可根据牧场自身需求安装不同的模块来扩展容量，模块容量从1428m3不等。装置底部输送铰链速度和输出口速度传送带式自动饲喂系统在规模化奶牛场中的应用庞建建，许立新（北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司，北京100094）摘要：降低奶牛养殖投资成本和运营成本对牧场可持续发展具有重要意义，选择适宜的饲喂模式能够提高奶牛养殖效益。本文介绍了3000头奶牛场传送带式自动饲喂系统的设计，并对该系统和传统TMR饲喂设备在实际应用中降低投资成本和运营成本进行对比和分析。结果显示，传送带式自动饲喂系统可显著降低人工成本、能耗成本和建筑成本，对牧场的智能化发展具有重要意义。关键词：传送带式自动饲喂系统；TMR饲喂设备；奶牛场；成本中图分类号：S817文献标识码：A文章编号：1006-799X（2023）02-0128-05图1传送带式自动饲喂系统DOI:10.15979/62-1064/s.2023.02.0212023年 第53卷 第2期129可以由变频器进行调整，底部输送铰链可控制其向前或者向后。该装置（图2）长4.2m、宽2.05m，高2.4m，运行速度为1.05m/min，上刀滚转速为51.7r/min，下刀滚转速为104r/min，主要输送大宗饲料，如青贮料、干草料等。1.1.2饲料搅拌装置由电脑控制、电力驱动，安装于饲料厨房内部，可以切碎并搅拌不同类型的饲料原料（如草料、精料），可控制饲料的切碎程度并自动称重。切碎程度的控制主要通过调整铰刀的数量来实现，自动称重则因其配有自动称量装置。不同规模的奶牛场可以配备不同规格的搅拌装置。搅拌装置容积1230m3不等，可配备的动力电机功率为30kW、55kW、90kW。1.1.3饲料输送装置也称饲料传送带，主要有3种：提升传送带（图3）、运输传送带（图4）和饲喂传送带（图5）。提升传送带的主要作用是将搅拌装置中的饲料提升到运输传送带上，然后由运输传送带输送到牛舍口。饲喂传送带安装于牛舍内，将输送到牛舍口的饲料在指定位置推洒到牛栏位，完成饲喂。饲料传送带宽度有50cm和60cm两种规格，单条皮带长3150m，表面光滑，有自动控制和手动控制2种控制模式，动力驱动有0.75kW、1.5kW和3kW3种，运行速度为62m/min，同时配备可适应奶牛场不同地形的组件，如提升部件、下图2饲料填料装置图3提升传送带图4运输传送带 图5饲喂传送带降部件、转弯部件等，保证饲料传送到每个牛位。传送带安装的传感器可称量其输送饲料的重量；犁装置由管理系统控制，减速电机驱动，功率为0.75kW，运行速度和方向与传送带不一致，运行速度为21m/min，保证饲料在定点落下。1.1.4饲喂管理控制系统该系统是传送带式自动饲喂系统的核心，可自动运行，也可手动操作，实现各个单元的运行，还可以按照每头牛或每组牛所需要的饲料量制定饲喂计划，统计各种饲料的原成分。系统绘制的饲喂曲线可饲养管理1302023年 第53卷 第2期饲养管理以帮助管理者按照每头牛的生长周期自动调整饲喂量，根据牛群需要进行单独饲料搅拌，同时可精准计算投料位置，实现精准饲喂。1.2工作原理饲喂前传送带式自动饲喂系统计算牛群所需饲料量，配置合适的饲料填充位置。各饲料组分别由饲料填料装置输送到饲料搅拌装置，搅拌装置进行切碎和搅拌，饲料提升传送带将搅拌好的饲料送至饲料传送带，并在传送带上犁装置（可在传送带上往复运动）滑动的推力作用下，均匀洒在饲喂面上，完成饲喂作业。系统各组成部分的工作均由饲喂管理系统实现自动化控制。传送带式自动饲喂系统的优点2.1饲喂方式智能化传送带式自动饲喂系统可根据饲料配方自动配料，也可根据牛或牛群的需要进行定制配料，既可实现牛群的精确饲喂，保证强弱牛摄食均等，确保牛群整体状况较好，又可避免剩余饲料发生变质，新鲜的饲料可提高牛的食欲，增加采食量。饲料在搅拌装置可以边搅拌边添加少量水，从而提高饲料的适口性。传送带式自动饲喂系统，每日分多次饲喂，多次均匀的小份额喂料可减少奶牛因缺少饲料和超量饲喂引起的健康问题，同时小份饲喂可降低牛瘤胃内pH值的变化，减少丙酮类疾病的发生5。2.2保证饲料不被污染传送带式自动饲喂系统中，饲料搅拌在封闭式的饲喂厨房内完成，且饲料从饲喂厨房到饲槽的过程，以空中输送的方式进行，饲料搅拌和输送过程没有任何污染源，外部细菌污染饲料的机会较少，确保了饲料卫生。饲料经由传送带从饲喂厨房自动输送至饲槽，可避免牛舍大门经常开关，减少鸟类、鼠类和其他不需要的生物进出，从而避免带进病菌。在自动化饲喂和管理模式下，减少了相关人员和拖车污物进入牛舍的次数，从而降低了牛舍内外及牛舍间的交叉污染风险，降低了奶牛疫病的发生和传染概率。2.3节约成本传送带式自动饲喂系统采用自动控制和运行，极大节约了劳动力，千头规模的牧场只需3人即可，且饲喂工作最多15min，大幅度减少了劳动时间，提高了劳动效率。该饲喂系统饲喂面宽度最小可到1.5m，且不需要设计专门的饲喂车通道，比常规饲喂通道节省占地面积，能够降低建筑成本6。此外，该系统采用电力驱动，比燃油设备节约了大量能源成本，日常维护成本大幅降低。2.4提高奶牛福利水平传送带式自动饲喂系统电力驱动噪音较小，且人和车不用频繁进出牛舍，能够保证牛舒适进食7。由于占地面积小，相应牛舍跨度可减小，利于采光和通风。没有人和车的频繁进出，寒冷地区牛舍大门可关闭，避免了温度骤降造成牛群应激。2.5安全、可靠、方便传送带式自动饲喂管理系统的数据存储在计算机内存中，可避免断电、设备故障等意外造成数据丢失。该系统可连接手机终端，偏差报警信息可发送到手机，便于管理人员及时掌握和调整；奶牛的饲喂数据也可实时发送到手机，管理员可随时掌握系统运行情况和牛饲喂状况。传送带式自动饲喂系统的应用传送带式自动饲喂系统应用范围比较广，奶牛场、肉牛场和羊场均可应用，且可以根据不同养殖规模、品种、地区设计不同的方案。TMR饲喂设备在奶牛场的应用较广泛，其根据行走方式一般分为牵引式、自走式和固定式。牵引式TMR饲喂设备需要拖拉机的牵引，能耗较高且要求饲喂通道较宽敞。固定式TMR饲喂设备需要饲喂车进行运送，所以增加了人工成本，延长了饲喂时间。自走式TMR设备成本较2023年 第53卷 第2期131高，对牧场的饲喂通道和饲养人员的综合素质有一定要求。本文通过对比传送带式自动饲喂系统和TMR饲喂设备在牧场中的应用发现，传送带式自动饲喂系统在降低成本方面成效显著。以3 000头规模奶牛场为例说明。3.13000头奶牛场传送带式自动饲喂系统的设计项目位于天津某奶牛场，饲养规模为3 000头，共计5栋牛舍。牛舍走向为南北向，舍长237m。平均饲喂量以每头牛32kg/d计算，全群饲喂量为96 000kg/d，5次/d，则每次饲喂的饲料搅拌量为69m3（饲料量以280kg/m3计算）。根据奶牛场区情况，需配置1间饲喂厨房，其内部主要配置如表1所示。系统工作时，大宗饲料（如青贮料）由填料单元提升传送带送至搅拌机，精料由料塔进入搅拌机，各饲料组分在搅拌机内完成搅拌后，饲料被提升传送带运送至饲料主传送带，并由主传送带分送至各分传送带，完成整个饲料的传输过程。3.2 传送带式自动饲喂系统和普通TMR饲喂设备成本对比3.2.1人工成本由表2可知，3 000头规模奶牛场，用传送带式自动饲喂系统，整个奶牛场只需3人即可：1人负责技术及设备维护，2人负序号设备名称容积（m3）数量（台）说明1饲料搅拌机20.042填料装置20.04为搅拌机提供青贮料和干草料3料塔12.42为搅拌机提供精料表1饲喂厨房的主要配置表2不同饲喂模式对人工成本的影响人员配备传统TMR饲喂设备传送带式自动饲喂系统饲喂系统操作人工（人）42技术及维护人工（人）51全牧场人工（人）93责饲喂系统的操作，与传统TMR饲喂系统相比，可节省人工6人，按照每名工人4万/年的工资标准，则工资支出可节省24万元/年。3.2.2能耗成本传送带式自动饲喂系统，全牧场基本使用电力驱动，只有填料装置前的叉车使用柴油，而传统TMR饲喂设备全程使用柴油驱动。由表3可知，传送带式自动饲喂系统可节省能源消耗6.27万元/月，全年可节省75.24万元，可节省能耗78%。3.2.3建筑成本表4对比了饲喂模式对建筑成本的影响，当牛舍饲喂通道宽度变为2m后，使用传送带式自动饲喂设计的牛舍可以节省592.5m2，按照建筑成本700元/m2计算，则单栋牛舍投资可以节省41.475万元，整个场区牛舍可节省建筑投资共计207.375万元。由此看来，传送带式自动饲喂系统在该项目初期设备投资阶段，5栋牛舍可节省建筑成本207.375万元，每年可节省牛场运营成本99.24万元。同时，又减少饲料浪费，能够为场区运营带来可观的效益。小结奶牛养殖饲喂方式由粗放饲喂向精准化饲喂的转变已成为发展的必然趋势8。传送带式自动饲喂系统可显著降低人力成本、能耗成饲养管理1322023年 第53卷 第2期饲养管理参考文献1高振江,李辉,蒙贺伟.基于全混合日粮饲喂技术的精饲料精确饲喂模式J.农业工程学报,2013,29(7):148-154.2熊本海,杨亮,郑姗姗.我国畜牧业信息化与智能装备技术应用研究进展J.中国农业信息,2018,30(1):17-34.3陈玉华,田富洋,闫银发,等.国内外TMR饲喂技术及其制备机的研究进展J.中国农机化学报,2017,38(12):19-29.4贾楠,杜松怀,李蔚,等.我国自动化奶牛饲喂技术及装备研究进展J.中国畜牧杂志,2015,51(22):51-55.5许立新,孙路勇,范淋佳,等.自动化TMR传送带饲喂系统在牛场中的应用J.中国奶牛,2019(2):38-41.6王波.传送带式饲喂系统在规模化奶牛场的应用J.中国奶牛,2020(5):35-38.7郑国生,施正香,滕光辉.中国奶牛养殖设施装备技术研究进展J.中国畜牧杂志,2019,55(7):169-174.8蒙贺伟,李亚萍,高振江,等.轨道式奶牛精饲料精确饲喂装备机械系统设计J.农机化研究,2016,38(5):165-168+186.（编辑：张琼琼）表4不同饲喂模式对建筑成本的影响建筑传统TMR饲喂模式传送带式自动饲喂系统饲喂面宽（m）4.52牛舍长度（m）237.0237饲喂面积（m2/栋）1066.5474本、建筑成本，同时减少饲料浪费，对奶牛养殖企业提高经济效益作用显著。此外，该系统可针对每头奶牛或每组奶牛单独定制饲料，能表3不同饲喂模式对能耗成本的影响能耗成本传统TMR饲喂设备传送带式自动饲喂系统电力成本（元/月）012000柴油成本（元/月）805005831成本小计（元/月）8050017831注：按柴油7.0元/L，农业用电0.8元/kWh计算。够实现精准饲喂，避免因采食不均造成强弱牛，且可满足牧场的多样化需求，实现精准饲喂，具有广阔的应用前景。