空氣過(guò)濾器在公豬站的應(yīng)用*

劉 良，魏文棟，毛建軍

（重慶市畜牧科學(xué)院 農(nóng)業(yè)部養(yǎng)豬科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶市養(yǎng)豬工程技術(shù)研究中心，重慶 402460）

養(yǎng)豬業(yè)是我國(guó)畜牧業(yè)的重要組成部分，其規(guī)?；l(fā)展的速度令人贊嘆。但是，隨著規(guī)模化、集約化的快速發(fā)展，豬病也越來(lái)越復(fù)雜，如單就口蹄疫而言可分為O 型、A 型、C 型、南非I 型等等[1]。豬肉的安全問(wèn)題已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，在人們對(duì)于食品安全越來(lái)越重視的情況下，規(guī)?；i場(chǎng)只能逐步杜絕疫病，從而保證豬肉商品的安全品質(zhì)[2]。在這種情況下，原本主要用于工業(yè)保護(hù)機(jī)械設(shè)備的空氣過(guò)濾器逐步用于保護(hù)人，在商業(yè)利益的驅(qū)動(dòng)下又逐步用到生豬產(chǎn)業(yè)“種”的保護(hù)上，由于成本高，目前在國(guó)內(nèi)主要用于公豬站，用于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程還有待時(shí)日。

空氣過(guò)濾器第一次應(yīng)用于養(yǎng)豬業(yè)是在2005 年，且當(dāng)年共有5 家豬場(chǎng)安裝使用[3]。時(shí)至今日，我國(guó)國(guó)內(nèi)也有使用空氣過(guò)濾裝置的大型豬場(chǎng)，如廣西農(nóng)墾永新畜牧集團(tuán)有限公司良圻豬場(chǎng)公豬站，而且很多新建公豬站也在逐步采用，如重慶市69 原種豬場(chǎng)種公豬站。

1 空氣過(guò)濾器及工作原理

1.1 空氣過(guò)濾器(Air Filter)

空氣過(guò)濾器即空氣過(guò)濾裝置，一般用于潔凈車(chē)間、實(shí)驗(yàn)室等，或者用于電子機(jī)械通信設(shè)備等的防塵。20 世紀(jì)70年代，采用微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾紙作為過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾器，對(duì)于0.3 μm 粒徑的粒子過(guò)濾效率就高達(dá)99.9998%[4]，鑒于其良好的過(guò)濾和保護(hù)機(jī)能，美國(guó)率先將其應(yīng)用于生豬產(chǎn)業(yè)。

在國(guó)內(nèi)，空氣過(guò)濾器主要分為初效、中效、高效及亞高效過(guò)濾器等型號(hào)。各種型號(hào)有不同的標(biāo)準(zhǔn)和使用效能。

1.2 工作原理

1.2.1 粒子運(yùn)動(dòng)機(jī)理

撞擊：大型顆粒（＞0.4 μm）無(wú)法躲避過(guò)濾纖維，直接撞在上面。

攔截：小顆粒（＜0.4μm）在距纖維一個(gè)直徑距離之內(nèi)，在范德華力的作用下，會(huì)吸附纖維上。

擴(kuò)散：布朗運(yùn)動(dòng)（擾流）會(huì)增加小型微粒受到攔截和撞擊的機(jī)會(huì)。

1.2.2 過(guò)濾器捕捉原理

攔截效應(yīng)：當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到纖維表面，其中心線到纖維表面的距離小于微粒半徑，會(huì)被纖維攔截。

慣性效應(yīng)：當(dāng)微粒質(zhì)量較大或速度較大時(shí)，由于慣性而碰撞在纖維表面而沉積。

擴(kuò)散效應(yīng)：小粒徑粒子布朗運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，易碰撞到纖維表面。

重力效應(yīng)：微粒通過(guò)纖維層時(shí)，因重力作用而沉積在纖維上。

靜電效應(yīng)：纖維或粒子都可能帶電，產(chǎn)生靜電效應(yīng)，將粒子吸到纖維上。

2 種類及效果

2.1 初效過(guò)濾器

初效空氣過(guò)濾器主要有板式、折疊式、袋式、箱式4 種樣式，外框材料有紙質(zhì)框、鋁合金框等，過(guò)濾材料主要有無(wú)紡布、活性炭過(guò)濾棉等。

初效空氣過(guò)濾器主要適用于中央空調(diào)和集中通風(fēng)系統(tǒng)預(yù)過(guò)濾、局部高效過(guò)濾裝置的預(yù)過(guò)濾等，可以過(guò)濾掉5.0μm及以上粒徑的塵埃粒子。也用于多級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)的外圍，起到保護(hù)高效過(guò)濾器等的作用，增加其使用年限。其具有價(jià)廉、質(zhì)輕、通用性好、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。

2.2 中效空氣濾器

按JG/T 22-1999《一般通風(fēng)用空氣過(guò)濾器性能試驗(yàn)方法》規(guī)定的方法檢驗(yàn)，對(duì)粒徑≥1.0μm 大氣塵計(jì)數(shù)效率[20%，70%]的過(guò)濾器為中效空氣過(guò)濾器。中效過(guò)濾器主要分袋式和非袋式2 種，邊框有冷板噴塑、鍍鋅板等形式，過(guò)濾材料有無(wú)紡布、玻璃纖維等。

中效空氣過(guò)濾器不宜獨(dú)立使用，宜與初效過(guò)濾器組合使用。過(guò)濾粒徑1.0～5.0 μm， 過(guò) 濾 效 率 可 達(dá)60%～95%。其具有過(guò)濾效率高、阻力低、容塵量大等特點(diǎn)。

2.3 高效空氣過(guò)濾器

按GB/T 6165-1985 規(guī)定的方法檢驗(yàn)，對(duì)粒徑≥0.1 μm 微粒的計(jì)數(shù)透過(guò)率≤0.001%（即效率≥99.999%）的過(guò)濾器為高效空氣過(guò)濾器。高效空氣過(guò)濾器常用濾料有超細(xì)玻璃纖維等。產(chǎn)品分類：有隔板高效過(guò)濾器，無(wú)隔板高效過(guò)濾器等。

高效空氣過(guò)濾器適用于常溫、常濕，允許含有微量酸、堿有機(jī)溶劑的空氣過(guò)濾，該產(chǎn)品效率高，阻力低，容塵量大，廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、制藥、生物工程等領(lǐng)域。

3 空氣過(guò)濾器的作用

豬流感病毒SIV(0.08～0.12 μm)、豬繁殖與呼吸綜合征病毒PRRSV(0.05～0.065 μm)、 豬 圓 環(huán) 病 毒PCV2(0.017～0.022 μm) 能 夠 通 過(guò)空氣過(guò)濾器，但是，這些病毒需要依附在微粒上，而汽霧顆粒的直徑通常都在0.4～0.7 μm，而且在豬場(chǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中一般是“初效+高效”搭配，實(shí)際過(guò)濾效率也會(huì)達(dá)99.996%，足以滿足過(guò)濾凈化需求。

美國(guó)明尼蘇達(dá)州發(fā)病的豬場(chǎng)經(jīng)空氣過(guò)濾系統(tǒng)改造后，3 年多時(shí)間里沒(méi)有再次發(fā)生藍(lán)耳病。良圻豬場(chǎng)公豬站2009年至2011 年P(guān)RRS 抗體檢測(cè)結(jié)果無(wú)一例陽(yáng)性。通過(guò)這些數(shù)據(jù)不難看出，空氣過(guò)濾系統(tǒng)對(duì)于困擾生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的藍(lán)耳病、口蹄疫等具有良好的過(guò)濾凈化功能。

4 豬場(chǎng)應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 建筑設(shè)計(jì)

豬舍采用全封閉式設(shè)計(jì)，密封性要好，且外圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要有很好的保溫隔熱性能。公豬站則需要在實(shí)驗(yàn)室處設(shè)立單獨(dú)的進(jìn)出通道，所有人員嚴(yán)格消毒。豬舍則設(shè)立淘汰豬出口和后備豬進(jìn)口，進(jìn)出豬舍的門(mén)采用互鎖雙層門(mén)。

在北方寒冷地區(qū)，冬季采取屋頂進(jìn)風(fēng)，需要安裝吊頂。在南方高溫地區(qū)，需要安裝降溫系統(tǒng)，如濕簾等，由于這些地區(qū)冬季一般舍外平均溫度在0 ℃以上，因而可以考慮直接使用濕簾處作為換氣通道，從而減少吊頂及安裝頂部高效過(guò)濾器的費(fèi)用。

4.2 自動(dòng)化設(shè)計(jì)

公豬站為了保持公豬最佳的產(chǎn)精狀態(tài)，需要安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)飼喂系統(tǒng)和自動(dòng)溫控系統(tǒng)。自動(dòng)溫控系統(tǒng)溫度設(shè)置點(diǎn)為23 ℃，0.5 ℃作為一個(gè)梯度。風(fēng)機(jī)設(shè)置規(guī)律是23 ℃及以下，只開(kāi)啟換氣風(fēng)機(jī)，23.5 ℃開(kāi)啟2 號(hào)風(fēng)機(jī)（一般情況下1、2 號(hào)風(fēng)機(jī)為無(wú)級(jí)變速風(fēng)機(jī)，視具體情況定），根據(jù)溫度依次開(kāi)啟剩余風(fēng)機(jī)。如果舍內(nèi)安裝有風(fēng)機(jī)時(shí)，當(dāng)溫度高于26 ℃，可將橫向通風(fēng)改為縱向通風(fēng)，如果沒(méi)有降溫效果則自動(dòng)開(kāi)啟濕簾系統(tǒng)，且全部風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，滿足通風(fēng)降溫的需求。豬舍內(nèi)部溫度盡量控制在28 ℃以下，高于28 ℃以后，公豬精液品質(zhì)大大下降，且高溫對(duì)于生產(chǎn)性能的影響將延續(xù)到來(lái)年2 月。

4.3 過(guò)濾器搭配

國(guó)內(nèi)豬場(chǎng)設(shè)計(jì)方式一般是“初效+高效”組合的方式。新建公豬站在選擇初效過(guò)濾器時(shí)一般采用可再生或可清洗的濾料，但是必須達(dá)到清洗后過(guò)濾器初阻力不得超過(guò)產(chǎn)品樣本阻力的10%，效率應(yīng)不低于原指標(biāo)的85%，阻力不高于原指標(biāo)的115%。初效過(guò)濾器安裝在高效過(guò)濾器外側(cè)，其外圍安裝保護(hù)網(wǎng)防鳥(niǎo)、樹(shù)葉等。高效和初效過(guò)濾器之間需要留足操作空間。

4.4 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)

由于防疫需求，實(shí)驗(yàn)室設(shè)置更衣、沐浴、傳遞間、器械熏蒸間、休息室、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等（見(jiàn)圖1）。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部采用正壓通風(fēng)，設(shè)計(jì)原則是路線清晰簡(jiǎn)短，使工作人員能夠有很高的效率。

圖1 實(shí)驗(yàn)室功能設(shè)置圖

4.5 舍外墻根處理

豬舍及實(shí)驗(yàn)室外圍鋪設(shè)30 cm 厚1 m 寬的礫石。由于鼠類行走過(guò)程中不喜歡聲響，鋪設(shè)礫石層厚能夠有效地減少鼠害的威脅。

空氣過(guò)濾系統(tǒng)在豬場(chǎng)利用的前景廣闊。新建豬場(chǎng)在資金允許的情況下，可以考慮采用空氣過(guò)濾技術(shù)，從而杜絕疫病帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失。

5 空氣過(guò)濾面臨的挑戰(zhàn)

5.1 如何才能把豬舍密封起來(lái)

因?yàn)橄到y(tǒng)采用負(fù)壓通風(fēng)，怎樣把過(guò)濾器以外的地方堵嚴(yán)，這始終是個(gè)難題。正壓通風(fēng)可以解決這個(gè)問(wèn)題，但冬季正壓通風(fēng)會(huì)把溫暖、潮濕的舍內(nèi)空氣吹入墻縫里，從而加速建筑的朽敗。

5.2 夏季的過(guò)濾

夏季要想滿足無(wú)空調(diào)豬舍的通風(fēng)需求，需要相當(dāng)于冬季3 倍數(shù)量的過(guò)濾器。目前的研究顯示，夏季的夜晚仍然存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是當(dāng)有微風(fēng)從感染的豬場(chǎng)吹來(lái)的時(shí)候。夜晚涼爽的溫度也適合病毒的生存。解決這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的辦法是采用100%過(guò)濾。

5.3 所有的門(mén)都要關(guān)嚴(yán)

我們制定了規(guī)定，不允許豬舍有門(mén)敞開(kāi)。死豬和淘汰豬都是經(jīng)過(guò)雙門(mén)系統(tǒng)的隔離間運(yùn)出。轉(zhuǎn)入的豬只也要通過(guò)雙門(mén)系統(tǒng)，將空氣短路的可能性降到最低。

5.4 停轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的回風(fēng)問(wèn)題

因?yàn)轱L(fēng)扇百頁(yè)可能卡住，不能封嚴(yán)。我們?cè)囘^(guò)在冬天從里面和外面給風(fēng)機(jī)套上罩子，春天盡量延遲風(fēng)機(jī)的啟用。風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也非常重要，每周至少應(yīng)該檢查1 次。

5.5 安裝時(shí)不要把過(guò)濾器弄壞

安裝過(guò)濾器的的過(guò)程中，往往安裝工人不是專門(mén)的技術(shù)人員能，他們對(duì)于過(guò)濾器的無(wú)損性認(rèn)識(shí)不夠，因而，一定要讓他們理解，安裝時(shí)不能損壞或劃破過(guò)濾材料。

[1] 陳健雄.規(guī)模化豬場(chǎng)如何控制口蹄疫[J].養(yǎng)豬，2008（2）：57-60.

[2] 朱增用，母鎖淼.世界和主要肉類生產(chǎn)國(guó)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析 [J].農(nóng)業(yè)展望，2012（6）：51-55.

[3] 吳志君，伍少欽，肖有恩.空氣過(guò)濾技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].豬業(yè)科學(xué)，2011（5）：44-47.

[4] 劉來(lái)紅，王世宏.空氣過(guò)濾器的發(fā)展及其應(yīng)用[J].過(guò)濾與分離，2000，10（4）：8-9，18.