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带您认识现代规模猪场生物安全系统不可或缺的重要组成——空气过滤系统

发布时间:2019-08-02 08:41阅读次数:
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猪场病毒与空气过滤


1.猪场通过空气传播的主要致病病毒

空气传播是猪场许多病原体感染传播的一个主要途径,借助于大气中的尘埃颗粒或其它生物气溶胶,可以从一个猪场通过空气途径传播到另外一个猪场。

跟据美国研究机构发布的研究结果:至少以下几种病毒能够被患病猪只通过呼吸传播到空气中,并且能够实现长距离的传播。

空气传播的主要猪病原体及粒径:

◆ 蓝耳病毒PRRS:      0.050-0.065 um 猪流感病毒SIV:      0.080-0.120 um

口蹄疫FMDV:        0.3-0.9 um 伪狂犬:               0.15-0.918um 非洲猪瘟:


各种病毒


2.猪场主要病毒发病的危害

以猪场较常见的蓝耳病为例:

蓝耳病,作为养猪场影响严重的猪病之一,不论公猪站、母猪场还是断奶-生长-育肥猪场都一样。

2013年研究报告评估:美国养猪生产者因蓝耳病每年造成的损失可达6.64亿美元(约合人民币45.8亿元),这是在普遍使用疫苗的情况下。研究数据表明:蓝耳病在美国第一年每头母猪损失255美元,每头亚急性或慢性母猪损失76美元,每头育成/育肥猪损失76美元,随着饲料及资源投入越高,损失越大。。

加拿大的研究数据显示:猪蓝耳病每年给加拿大养猪业造成1.30亿美元损失。205个猪场中,不感染蓝耳病的情况下,平均PSY可以达到27.2,但在受到蓝耳病的中度影响时,致使PSY下降到24.7,重度影响则下降到23.7。在保育猪(6-25kg)的饲料转化率由正常水平的1.46提高到1.53,甚至1.64,日增重也会由451.7g下降到423.6g;对育肥猪的影响更大,日增重由899.3g下降到810.1g,直接下调了10%。


3.疫苗免疫防护的效果

在世界猪病大会上,圆环病毒Ⅱ型(PCV2)和猪繁殖与呼吸综合征病(PRRS)的防控一直都是全球猪病防控专家关注的内容。PCV2的控制,疫苗免疫是其主要的有效手段。PRRS(蓝耳病)的疫苗免疫效果则存在众多不足:灭活苗的免疫原性差,接种后抗体效价低,达不到有效的保护作用;对变异较大的病毒株交叉免疫保护性低,弱毒苗存在散毒的危险,在猪体传代毒力可能返强。疫苗和抗生素对防疫猪场病原体的有效性在70%左右,并不能百分百阻止病毒传播,但可以减低感染风险。因此,在未来十年内,PRRS始终是猪场疫病的主要防控对象。

猪场防病要综合防控,需猪场管理和生物安全体系相结合,免疫只能作为猪场防止猪病爆发的一个辅助手段


4.正确的空气过滤系统可有效拦截生物气溶胶

一般空气过滤器仅能拦截0.3μm以上粒径的病原体,看似猪场病原体都能通过空气过滤器进入猪舍。

空气过滤器是直接过滤病原体?

空气过滤器并非直接过滤病原体,其真正过滤的是病原体的传播载体——尘埃颗粒或气溶胶。

病原体本身无法自主飞行,需附着在尘埃颗粒或气溶胶等载体上才能飞行。依附在载体上的病原体可以传播数公里到数十公里,仍然保持活性。

生物气溶胶

病原体传播载体在自然界中的直径通常为0.3~1μm,所以空气过滤器也是针对这0.3~1微米的微粒进行过滤。


5.国内外猪场空气过滤发展历程

2005年,美国使用空气过滤猪舍应用取得了良好效果。之后越来越多的欧美猪舍将空气过滤纳入到猪场生物防疫体系中。


2010年,广西农垦将空气过滤系统的应用到公猪站。2012年又将空气过滤系统应用到母猪原种场,成为国内较早应用空气过滤系统的猪场。


2016年开始,新希望六和陆续在公猪站、母猪场使用空气过滤系统,用于构建猪场防疫体系。之后,其标准化母猪场已将空气过滤作为标配设施,应用到所有新建的规模化母猪场。其后陆续有中山白石、北京养猪育种中心、河南牧原、新希望六和、广西扬翔、上海祥欣……开始在公猪站或母猪原种场使用空气过滤。


6.国内猪场配置空气过滤系统现状

目前,国内规模公猪站和原种猪场基本都会配置空气过滤系统,而母猪场和育肥场还并未大面积推广和普及。猪场空气过滤系统在高风险区域保持猪群较低的发病事实,让业界开始重视和思考母猪场的生物防疫体系。

这几年,温氏、牧原、正大、双胞胎、正邦、大北农等养猪业的巨头们,也开始重视空气过滤在猪场防御系统中的应用,关注空气过滤系统在猪场防疫猪蓝耳病、猪流感、伪狂犬、口蹄疫、喘气病等病原所发挥的作用,陆续在很多新建猪场和改造场配置猪场过滤系统。


空气过滤系统组成

1.空气过滤系统猪舍分类

依据猪舍防疫等级的高低,猪舍分为以下两类:



2.猪场通风方式----负压通风过滤

负压通风是在降温水帘前端安装主过滤墙,在吊顶通风小窗上安装吊顶过滤箱。

冬季,新鲜空气由顶部通风窗进入到顶棚,经吊顶过滤系统过滤后进入猪舍,废气由风机排出。


夏季,新鲜空气仅主过滤墙过滤后进入猪舍,废气由风机排出舍外。猪舍内部为负压。


负压通风过滤器所需面积大,更换频率低,通风能耗低,区域适用性强。

负压通风要防止未过滤的空气通过猪舍缝隙进入舍内的风险,所以对猪舍的密封性要求很高。


3.猪场通风方式----正压通风过滤

过滤间安装主过滤墙,正压风机安装在主过滤墙前端,新鲜空气由过滤网进入,在风机作用下进入主过滤墙。

冬季,过滤后的空气经吊顶通风窗进入顶棚,由吊顶小窗进入猪舍。


夏季,过滤后的空气经湿帘后进入猪舍。废气由百叶窗排除,舍内气压高于舍外。


未经过滤的空气进入舍内的风险较小是正压通风的优势,但较高的风机动力是正压通风可靠运行的保障,选用的风机必须在较高静压差下仍能提供足够风量。


4.猪场通风方式----平衡通风或微正压通风
中性通风介于负压通风和正压通风之间,一般采用偏正压的方式,主要应用在公猪站。中性通风综合了正压通风与负压通风的优点,前端为正压进风后端为负压排风,形成有序的通风流向,但相对来说,投资较高,运行费用更好。



5.空气过滤三种通风方式比较



6.如何选择合适的过滤通风方案呢?

选择何种过滤通风方案取决于养猪场空气洁净程度需达到L6或L9哪种防疫级别及养猪场所在的地域。

公猪站和SPF原种殖场,正压通风过滤是较好的方案;核心种群场,多种方案联合使用以匹配不同的猪舍;对于热应急敏感的区域和猪群品种,建议采用负压通风过滤设计,保障良好的通风效果及低能耗以符合实际生产需要。

目前,负压通风设计良好的降温能力及经济的能耗为国内大多用户所采用。

7.部分空气过滤方式

研究蓝耳病毒的生存曲线获知:蓝耳病毒在4℃环境下存活时间为1个月,而在37℃环境下仅能存活48小时,因此,可以在特定的夏季高温条件下取消过滤系统,也可以把蓝耳病毒经空气传播的风险降到很低。

我们该如何选择过滤比例呢?


方式一、在吊顶小窗上部安装过滤系统,降温水帘前不安装主过滤墙(或仅安装G4过滤棉/过滤器构成的粗效过滤墙)。在疫病风险较大的秋、冬季使用吊顶过滤系统;风险相对小的春、夏季仅使用粗效过滤系统或不使用过滤系统。一年中有6-8个月时间不进行空气过滤,这样成本很低,但风险较大。不适合于蓝耳病阴性群体生物安全规范和养殖密度高区域的猪舍。


方式二、猪舍全年都通过屋顶进风口通风,进风口在夏季高温情况下作为通风系统的补充。当外界温度高于27°C时,可以将这些通风口打开,温度低于27°C时就将其关闭。这种方案成本低,可应付全年大部分的感染风险,是一种可行方案。但这种方案用在高风险或夏季高温地区可能就不太合适。



8.全空气过滤方式

猪舍降温水帘前端加装亚高效主过滤器阵列,屋顶吊顶小窗进气口安装过滤箱以实现全过滤。夏季负压模式下,空气经主过滤墙过滤后,过湿帘进入猪舍;冬季,空气由屋顶吊顶小窗进气口过滤后进入猪舍。实现全年空气过滤。

冬季,空气由进风口进入,通过吊顶过滤系统粗效+亚高效过滤器后进入猪舍。





9.不同空气过滤方式效果对比

美国数据:2005年33家猪场安装过滤器,其中18家采用全过滤,其余为部分过滤。从实施过滤以来,采用部分过滤的猪场中出现3次蓝耳病毒,3次发病都出现在未启动过滤的情况。在全过滤的猪场中也出现1次发病,据了解是因为违反运输生物安全规程。全过滤的猪场中发生过2次猪流感,安装过滤系统的猪场均未出现过肺炎支原体感染,不过多数猪场都针对这种病原进行了免疫。


空气过滤器

1.通风空气过滤器

么是通风空气过滤器?

通风空气过滤器是通过多孔过滤材料的作用从空气中捕集粉尘,并使气体得以净化的装置。常用通风过滤器是针对空气中的不同粒径的粉尘粒子进行捕捉、吸附,使空气质量提高,一般用于洁净车间、洁净厂房、实验室及洁净室等。

滤器工作方式:

1.拦截效应:当某一粒径的粒子运动到纤维表面附近时,其中心线到纤维表面的距离小于微粒半径,灰尘粒子就会被滤料纤维拦截而沉积下来。

2.惯性效应:当微粒质量较大或速度较大时,由于惯性而碰撞在纤维表面而沉积下来。

3.扩散效应:小粒径的粒子布朗运动较强而容易碰撞到纤维表面上。

4.重力效应:微粒通过纤维层时,因重力沉降而沉积在纤维上。

5.静电效应:纤维或粒子都可能带电荷,产生吸引微粒的静电效应,而将粒子吸到纤维表面上。


2.空气过滤器分类



粗效G1-G4级过滤器,对0.3-3.0μm过滤效率几乎为零 ;

中效F5、F6级过滤器,对0.3-1μm过滤效率也为0,对1.0-3.0μm过滤效率为50≤E2≤80;

高中效F7、F8 过滤器,对0.3-1μm过滤效率为75≤E3≤85,对1.0-3.0μm过滤效率也为90≤E3。

亚高效F9级过滤器,对0.3-1μm过滤效率75≤E1≤95% ,这是具有防疫效果的过滤器。


3.猪场常用过滤器----粗效板式预过滤器

粗效过滤器是一种价格低廉,用于空气过滤系统的预过滤。板式粗效空气过滤器主要用于过滤5μm以上尘埃粒子,具有阻力小、风量大、使用寿命长的特点,主要应用在猪舍主过滤墙和吊顶过滤系统的初效预过滤。

过滤材料标准:

规格效率:G3、G4;

滤材为无纺布或玻璃纤维材料,

外框有多种廉价材料,如硬纸板、镀锌钢板。铝型材等。

厚度要求:22~95mm;

结构要求:出风面与铁丝网贴合牢固;







4.猪场常用过滤器----“W”型无隔板高效过滤器

“W”型无隔板亚高效过滤器主要过滤0.3-1μm的颗粒灰尘及各种悬浮物,具有风量大、阻力小、容尘量大、使用寿命长的特点,效率规格从F6~F9,额定风量为3400m³,外框多为塑料,多用于公猪舍和母猪舍主过滤墙和吊顶过滤系统中。

“W”型无隔板亚高效过滤器有两种滤料,玻纤滤纸和聚苯烯纤维滤纸。采用的玻纤滤芯材质特性,先天具备着聚苯烯纤维滤纸无法具备的长期效率稳定性,因此,玻纤滤芯的过滤器具备更大优势,高过滤效率的长久有效性,这是保证猪舍隔绝病菌的必要条件,降低病菌感染风险。采用聚苯烯滤纸的过滤器容尘能力偏低,使用寿命为玻璃纤维滤纸的一半,但价格便宜。


袋式过滤器是集中通风系统中常用的过滤器。

高中效(F5~F8),粗效(G3、G4)。根据过滤器不同的性能要求,袋式过滤器的滤料由不同厚度和袋数的玻璃纤维或者合成纤维组成。

F5~F8常采用玻纤滤料,G3、G4采用聚酯无纺布。过滤器通常带有4到12个平行的布袋,效率适中,过滤面积大,结实,不掉毛是其主要特点,用于猪舍主过滤墙初效过滤或预过滤。


布袋式过滤器----化纤袋式过滤器

材料迎风面到出风面由疏至密,具有更大的容尘量。

“V”形滤袋,袋型内部镶嵌有多个“V”形小口袋,塑造完整的“V”形气流通道。

一体化外框设计,优化结构强度,降低初阻力,整个寿命周期内平均阻力低。



布袋式过滤器----玻璃纤维过滤器

采用超细玻璃纤维滤料,效率稳定,获得更长寿命。

“V”形滤袋,滤料有效利用率高。

玻纤袋式过滤器初阻力和平均阻力都比较小,能有效降低能耗。





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