公交站式病死畜禽收集裝備設計與試驗

謝虎 馬拯胞 劉衛華 黃丹毓 紀鴻波

0 引言

我國病死畜禽以集中處理為主。收集環節是無害化處理的薄弱點，主要采用人力搬運和臨時存儲方式，存在人畜共患病感染風險。為提升病死畜禽集中處理水平，補齊收集環節技術短板，江蘇智維自動化設備有限公司、江蘇省農機具開發應用中心和農業農村部南京農業機械化研究所針對我國病死畜禽處理及技術應用現狀，聯合開發公交站式病死畜禽智能化收集裝備，并組織開展試驗分析。

1 病死畜禽處理及技術應用現狀

1.1 畜禽養殖現狀

近年來，隨著科技發展和新農村建設的推進，我國畜禽養殖規模不斷擴大。2021年我國生豬出欄量達67 128 萬頭，比2020年增長27.4%。豬、牛、羊以及禽肉總產量8 887 萬t，比2020年增長16.3%。其中，豬肉產量5 296 萬t，比2020年增長28.8%；牛肉產量698 萬t，比2020年增長3.7%；羊肉產量514 萬t，比2020年增長4.4%；禽肉產量2 380 萬t，比2020年增長0.8%。牛奶產量3 683 萬t，比2020年增長7.1%。2021年末，全國生豬存欄44 922 萬頭，比2020年末增長10.5%。

2021年江蘇省豬、牛、羊以及禽肉總產量304.1萬t，比2020年增長14.6%；牛奶總產量64.9 萬t，比2020年增長3.1%；水產品總產量495.5 萬t（不含遠洋捕撈），比2020年增長1.3%。

畜禽養殖存在疫病風險。目前，我國畜禽傳染病有200 多種，每年因各類疾病引起的生豬死亡率在10%左右，家禽死亡率接近20%[1]。

1.2 病死畜禽處理及技術應用現狀

2022年5月11日農業農村部發布的《病死畜禽和病害畜禽產品無害化處理管理辦法》中指出，病死畜禽和病害畜禽產品無害化處理堅持統籌規劃與屬地負責相結合、政府監管與市場運作相結合、財政補助與保險聯動相結合、集中處理與自行處理相結合的原則，以集中處理為主，自行處理為補充。由省級人民政府農業農村主管部門結合本行政區域畜牧業發展規劃和畜禽養殖、疫病發生、畜禽死亡等情況，編制病死畜禽和病害畜禽產品集中無害化處理場所建設規劃，合理布局病死畜禽無害化處理場。

病死畜禽處理有兩種方式：大型養殖場自行處理和專業無害化處理場集中處理。目前我國主要采用后一種處理方式，并已建成大量的專業無害化集中處理點。若要構建病死畜禽無害化處理體系，還需完善收集點、移交點及運輸車輛配備。

現有病死畜禽無害化處理收集作業主要有直接裝車、冷庫暫存和簡易機械存儲三種方式，存在工作環境差、勞動強度高、防疫風險大、環境污染重、工作效率低、保險理賠難、臺賬管理繁等問題。

江蘇省于2013年啟動動物無害化收集處理體系建設工作，主要采用“場戶送交、鎮設站點、流動收集、集中處理”運營模式[2]。2018年江蘇省農業農村廳等部門發布關于推進畜牧業綠色發展的意見，組織開展“病死動物無害化收集處理體系優化升級行動”[3]。2019年9月，省農業農村廳印發的《江蘇省動物無害化收集處理體系優化升級工作規范》提出：在運輸環節，重點強化運輸車輛封閉運行，規范運輸車輛清洗消毒；在收集環節，重點從設施建設和管理方面，強化收集暫存場所的生物安全；在處理環節，重點從布局設計、設備集成、管理要求等方面，強化處理全程自動化、智能化、環?；?、規范化建設。2020年1月省農業農村廳等部門印發《關于推進無害化處理與養殖保險聯動支持加快恢復生豬生產工作的通知》，提出要提高養殖保險覆蓋率，加快推進保處聯動，加強資源共享。

2 公交站式畜禽尸體收集技術裝備設計

公交站式病死畜禽智能化收集設備由入庫裝置、接駁裝置、冷庫、出庫裝置、智能管控系統等組成（如圖1 所示）。

圖1 公交站式病死畜禽智能化收集設備

2.1 入庫裝置

入庫裝置由1 號皮帶機和2 號皮帶機組成。1 號皮帶機由輸送帶總成、金屬探測儀、稱重裝置以及清洗裝置組成（如圖2 所示）。

圖2 1 號皮帶機

金屬探測儀采用聲光及振動報警，可探測動物尸體內是否存在金屬物。稱重裝置包含3 個稱重傳感器（量程1 t，精度1 kg），用于動物尸體稱重。清洗裝置用于清洗遺留在皮帶上的動物尸體血水等污染物，以保證作業環境清潔。

2 號皮帶機由輸送帶總成、清洗裝置以及紅外測長光幕組成。如圖3 所示。

圖3 2 號皮帶機

紅外測長光幕長500 mm，精度最高可達2.5 mm，用于計算和統計動物尸體大小，以確定補償分級標準。

2.2 接駁裝置

接駁裝置由智能機械手臂和軌道式轉運小車組成。智能機械手臂由回轉驅動機構、卡爪以及翻轉驅動機構等組成（如圖4 所示）?？ㄗτ脕韸A持存儲桶，智能機械手臂用來完成儲存桶翻轉動作以及水平面內各工位（2 號皮帶機末端和轉運小車）之間的轉換，翻轉角度在-135°～45°之間，回轉角度在-90°～90°之間。

圖4 智能機械手臂

軌道式轉運小車由轉運小車、軌道和升降貨叉組成（如圖5 所示）。由轉運小車將儲存桶運送至進出冷庫旋轉機械式存儲裝置中的存儲桶工位，實現存儲桶在智能機械手臂和冷庫之間的搬運。升降貨叉可實現存儲桶在0～80 mm 內的升降。

圖5 軌道式轉運小車

2.3 冷庫

冷庫由旋轉機械式存儲裝置和庫房組成。旋轉式機械儲存裝置內置于庫房中，由旋轉基座（見圖6）及6 只儲存桶（見圖7）組成，單個存儲桶的額定收儲量≥500 kg。平臺通過回轉驅動，由減速機和電機帶動，進行6 等分旋轉，實現分類收儲。

圖6 旋轉基座

圖7 存儲桶

庫房主要由電動門、2 臺5P 壓縮機和保溫板組成（如圖8 所示），用于冷藏暫存病死畜禽。

圖8 庫房

2.4 出庫裝置

出庫裝置由輸送帶、托輥、動力裝置、驅動輥、張緊輥及清洗裝置構成，結構類似2 號皮帶機。

2.5 智能管控系統

病死畜禽收集智能管控系統由軟件操作平臺（見圖9）、傳感器、PLC 控制系統等組成。該系統可對用戶信息，動物尸體的種類、長度、重量，金屬異物情況等一系列數據進行采集并上傳至管理部門。

圖9 軟件操作平臺

2.6 病死畜禽收集流程

養殖戶將病死畜禽運送至收集點，在進門處消毒，刷卡登錄養殖戶、病死畜禽分類信息系統，然后將病死畜禽卸送至1 號皮帶機輸入端，通過入庫裝置、接駁裝置，送至冷庫進行冷藏暫存。待冷庫裝滿后，通過出庫裝置將病死畜禽輸送至轉運車輛，運送至集中處理點，進行無害化處理。整個操作流程由智能管控系統控制，如圖10所示。

圖10 病死畜禽收集流程圖

3 試驗分析

試驗地點：常州市金壇區朱林鎮馬腳山畜禽無害化收集點。

根據DG 32/Z 016-2020《畜禽尸體冷藏設備》適用性評價要求進行進料效率、出料效率、工作溫度穩定性和平均降溫速度驗證。試驗結果見表1。由表1 可看出，該產品作業性能符合DG 32/Z 016-2020《畜禽尸體冷藏設備》要求。

表1 試驗結果

4 結論

收集環節是病死畜禽無害化處理的薄弱點，公交站式病死畜禽收集裝備采用模塊化設計，具備語言提示、自動稱重測長、金屬異物檢測、在線自動清洗、自動上傳數據、全程可視化等功能，可大幅度提升病死畜禽收集的安全性、存儲衛生性、轉運便捷性，且數據可追溯，值得推廣應用。