技術(shù)需求與難題

1、 第六屆全國(guó)大學(xué)生農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽 技術(shù)需求與難題問(wèn)題1 北方豬舍節(jié)能高效通風(fēng)模式及裝備北方豬舍冬季保溫與節(jié)能高效通風(fēng)設(shè)計(jì)問(wèn)題提出方：農(nóng)業(yè)部學(xué)科群/生豬養(yǎng)殖工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1 問(wèn)題背景：為滿足豬只在生長(zhǎng)過(guò)程的氧氣需求、保持豬舍適宜的溫度以及排出舍內(nèi)的有害氣體（氨氣、二氧化碳等）和灰塵，需要定期進(jìn)行通風(fēng)。但北方冬季室外溫度較低（低于-10的天數(shù)達(dá)100天以上），大量通風(fēng)會(huì)導(dǎo)致豬舍室內(nèi)氣溫下降。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)行加溫才能將舍內(nèi)氣溫保持在18以上，加溫成本較高，嚴(yán)重影響了生豬養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)冬季時(shí)室外溫度零下15度，豬舍內(nèi)溫度達(dá)到零上18。在滿足室內(nèi)通風(fēng)需求

2、的前提下降低加溫成本，實(shí)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展。問(wèn)題2 雞舍小氣候環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)雞舍小氣候環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)問(wèn)題提出方：農(nóng)業(yè)部學(xué)科群/肉蛋雞養(yǎng)殖工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1 問(wèn)題背景：國(guó)內(nèi)目前對(duì)雞舍環(huán)境的調(diào)控主要以溫度調(diào)控為主，較少考慮溫度、濕度、風(fēng)速、光照、有害氣體濃度等多個(gè)環(huán)境參數(shù)相互之間的耦合關(guān)系，對(duì)有害氣體濃度的監(jiān)測(cè)大多采用電化學(xué)手段進(jìn)行離線檢測(cè)而很少采用在線監(jiān)測(cè)，基于有害氣體濃度的環(huán)境調(diào)控研究還處于起步階段，缺乏能長(zhǎng)期高精度穩(wěn)定工作的多元環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)手段和基于多元環(huán)境參數(shù)的調(diào)控模型、調(diào)控技術(shù)。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)2.1 開(kāi)發(fā)雞舍內(nèi)NH3、H2S、CO2等有害氣體濃度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，突破畜禽

3、舍環(huán)境參數(shù)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高精度在線監(jiān)測(cè)難題；2.2 利用模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等現(xiàn)代控制技術(shù)構(gòu)建基于多參數(shù)融合雞舍環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控模型。 問(wèn)題3 雞糞預(yù)處理降低含水量的新方法雞糞預(yù)處理降低含水量的新方法問(wèn)題提出方：華裕公司 1 問(wèn)題背景：目前雞舍內(nèi)飼養(yǎng)期間降低雞糞的含水量通用的是扇式吹風(fēng)系統(tǒng)和管式吹風(fēng)系統(tǒng)。吹風(fēng)系統(tǒng)的功用有兩點(diǎn)：一是為籠內(nèi)提供風(fēng)速，增加雞只的舒適度；二是預(yù)干燥雞糞，降低雞糞的含水量約5-15%，方便后續(xù)處理雞糞（干燥或者發(fā)酵）。（1）扇式吹風(fēng)系統(tǒng)是比較成熟的源自歐洲的一種在兩個(gè)籠子中間背靠背的區(qū)域留出來(lái)13厘米的空間（需要兩片背網(wǎng)），每?jī)蓚€(gè)籠子共享一個(gè)每分鐘約煽動(dòng)130次的小扇子

4、，速度約為每秒0.1-0.3米的速度。優(yōu)點(diǎn)是：聲音小、風(fēng)量適中、風(fēng)速穩(wěn)定、風(fēng)量均勻，耗電低；缺點(diǎn)是：成本高，產(chǎn)生的風(fēng)是自然風(fēng)，對(duì)籠組的穩(wěn)定性和精確度要求較高。（2）風(fēng)管式吹風(fēng)系統(tǒng)也是目前比較成熟的源自歐洲的在兩個(gè)籠子中間的下面加一個(gè)風(fēng)管（共享一片背網(wǎng)，不會(huì)增加籠組的寬度），由雞舍頭端的鼓風(fēng)機(jī)提供新鮮風(fēng)，每棟雞舍大約能得到5000-8,500立方米/小時(shí)的新鮮風(fēng)量。具體尺寸為：125毫米的直徑，兩頭套接的方式連通，在兩端的翅子的下方每隔100毫米有一個(gè)5毫米的圓孔。雞只可以踩在風(fēng)管上活動(dòng)。平均每只雞約有0.5-0.8平方米的新鮮風(fēng)量。優(yōu)點(diǎn)是：成本低，能提供新鮮風(fēng)；缺點(diǎn)是：噪音大，耗電高，出風(fēng)小孔

5、容易堵塞，難清掃。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)新設(shè)備或新工藝實(shí)現(xiàn)目標(biāo)1或目標(biāo)2：目標(biāo)1：降低風(fēng)管式干糞系統(tǒng)噪音和電耗，解決風(fēng)機(jī)小孔易堵塞，不易清掃的問(wèn)題；目標(biāo)2：能有效降低雞糞含水量的新型實(shí)用的吹風(fēng)系統(tǒng)或者干燥系統(tǒng)。問(wèn)題4 雞糞預(yù)干燥工藝及設(shè)備優(yōu)化雞糞預(yù)干燥工藝及設(shè)備優(yōu)化問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：在雞糞預(yù)干燥過(guò)程中，常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）使用網(wǎng)眼鋼板時(shí)常會(huì)出現(xiàn)雞糞堵塞網(wǎng)眼的情況，目前每片干糞板上的網(wǎng)銀為：5毫米的網(wǎng)眼，每隔干糞板的尺寸為：2000mmX273mm，目前每?jī)蓚€(gè)孔從橫縱間距均為8毫米（中對(duì)中），也就是說(shuō)，每片干糞板上有約10,000個(gè)透氣孔，來(lái)干燥雞糞。這樣的間距經(jīng)過(guò)多重測(cè)試，效果是

6、最佳狀態(tài)，但是就存在如果雞糞含水量過(guò)高的話，就會(huì)堵塞網(wǎng)眼，無(wú)法透氣。（2）目前板式干糞系統(tǒng)比較成熟的控制系統(tǒng)是PLC控制，根據(jù)雞糞的限定厚度和干燥時(shí)間來(lái)傳輸至下一層繼續(xù)干燥，通常是48小時(shí)之內(nèi)完成干燥過(guò)程。如果鋪在最上層的雞糞的含水量是65%或者以下含水量的話，經(jīng)過(guò)48小時(shí)4層的分別吹風(fēng)干燥（利用新鮮風(fēng)和雞舍內(nèi)廢熱廢氣的混合），最后出來(lái)的干燥雞糞的含水量約為15%-20%左右。該系統(tǒng)常出現(xiàn)雞糞干燥不充分，處理后雞糞含水率較高的問(wèn)題；（3）雞糞干燥時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多灰塵，對(duì)舍內(nèi)雞只和作業(yè)人員健康造成較大影響。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)新設(shè)備或新工藝實(shí)現(xiàn)以下一個(gè)目標(biāo)（1）開(kāi)發(fā)防止或減少網(wǎng)眼板堵塞的自動(dòng)化處理技術(shù)；

7、（2）完善板式干糞系統(tǒng)的電控PLC控制工藝，提高雞糞處理的穩(wěn)定性；（3）開(kāi)發(fā)減少雞糞干燥粉塵的設(shè)備或工藝。問(wèn)題5 清糞帶糾偏技術(shù)清糞帶糾偏技術(shù)問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：由于清糞帶上的雞糞的均勻度或者重量無(wú)法做到完全的一致，同時(shí)清糞帶的空間有限，雞舍清糞過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)清糞帶跑偏的情況，需要花費(fèi)大量的人力物力去糾正清糞帶的位置，對(duì)正常生產(chǎn)作業(yè)造成了嚴(yán)重干擾。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)清糞帶糾偏或限位技術(shù)，減少清糞帶跑偏現(xiàn)象發(fā)生。問(wèn)題6 雞舍環(huán)境控制策略優(yōu)化技術(shù)雞舍環(huán)境控制策略優(yōu)化技術(shù)問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：目前雞舍主要根據(jù)室內(nèi)溫度和負(fù)壓情況對(duì)舍內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，還沒(méi)有根據(jù)綜合調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣

8、溫濕度和氨氣濃度的通風(fēng)方法。1）目前的環(huán)控控制：溫度控制是根據(jù)雞舍內(nèi)前中后的溫度調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)的數(shù)量或者進(jìn)風(fēng)口區(qū)域進(jìn)風(fēng)板的開(kāi)關(guān)的大小或者時(shí)間的長(zhǎng)短；2）目前的負(fù)壓控制：根據(jù)雞舍的負(fù)壓來(lái)控制風(fēng)機(jī)或者進(jìn)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)板；3）目前的濕度控制：目前基本上都是僅是顯示功能，沒(méi)有控制作用；4）目前的氨氣控制：目前基本上都是僅是顯示功能，沒(méi)有控制作用。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)基于雞舍內(nèi)空氣溫度、濕度、負(fù)壓和氨氣濃度的PLC控制程序，優(yōu)化雞舍環(huán)境。問(wèn)題7 智能化集蛋流量控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)智能化集蛋流量控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：目前很多雞場(chǎng)都出現(xiàn)因?yàn)槭盏暗脑驅(qū)е路謨砂嗌踔寥嗍盏暗那闆r，究其原因，除配置不合理

9、的因素外，都是由于收集雞蛋時(shí)沒(méi)配備集蛋流量控制系統(tǒng)，導(dǎo)致滿負(fù)荷率低、空載率或者少載率高。正常情況下，一個(gè)超過(guò)30萬(wàn)的蛋雞場(chǎng)就需要配備一套集蛋流量控制系統(tǒng)來(lái)提高集蛋的效率。目前比較成熟的系統(tǒng)有兩種：根據(jù)數(shù)蛋器的數(shù)量匯總中央集蛋線上的雞蛋總量，如果不足，就加快籠組區(qū)域的集蛋帶的速度加快收集雞蛋；反之，如果中央集蛋線上的雞蛋過(guò)多，就降低籠組區(qū)域的集蛋帶的速度減緩收集雞蛋。用PLC控制系統(tǒng)；根據(jù)數(shù)蛋器的數(shù)量匯總中央集蛋線上的雞蛋總量，如果不足，就減緩中央集蛋線的速度緩慢收集雞蛋；反之，如果中央集蛋線上的雞蛋過(guò)多，就加快中央集蛋線的速度加快收集雞蛋。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)智能化集蛋流量控制系統(tǒng)，盡可能一次作業(yè)

10、即可完成所有雞蛋的收集，提高作業(yè)效率。問(wèn)題8 料槽雞毛清理技術(shù)料槽雞毛清理技術(shù)問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：雞舍的雞只在脫毛期會(huì)出現(xiàn)雞毛脫落到料槽的現(xiàn)象，不僅影響料車的正常行走，而且影響下料，導(dǎo)致灰塵量增加。目前生產(chǎn)中主要采用手工撿拾的方法處理，效率較低。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)清理料槽雞毛的自動(dòng)化設(shè)備，提高料槽雞毛清理效率。問(wèn)題9 雞舍地刷系統(tǒng)優(yōu)化雞舍地刷系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：目前雞舍內(nèi)地刷系統(tǒng)存在著撞地腳、刮擦不干凈等問(wèn)題。2 設(shè)計(jì)目標(biāo)在不大幅增加成本的前提下，優(yōu)化地刷系統(tǒng)，減少撞地腳、刮擦不干凈等問(wèn)題的發(fā)生，還要避免系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)地面的損害；問(wèn)題10 自動(dòng)化雞舍監(jiān)測(cè)技術(shù)自動(dòng)化雞舍監(jiān)測(cè)技術(shù)問(wèn)題提出方：華裕公司1 問(wèn)題背景：目前自動(dòng)化雞舍發(fā)展迅速，但以下問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決：（1）如何實(shí)現(xiàn)雞舍內(nèi)的自動(dòng)化巡檢和撿死雞？（2）如何自動(dòng)化的檢測(cè)各種雞舍內(nèi)的有毒有害的病毒病菌，甚至是雞群的健康檢測(cè)？（3）如何有效通過(guò)視頻方式實(shí)時(shí)智能檢查雞舍內(nèi)的雞群的健康狀況？（4）如何更有效報(bào)警，是否可通過(guò)撥打手機(jī)、發(fā)短信、發(fā)微信等方式實(shí)現(xiàn)（5）如何有效監(jiān)測(cè)雞舍氣體