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文档简介

曩 毳 饲料混合及混合均匀度 武 书庚 译 , 程 宗佳 校 ( 1 中国农业科学院饲料研究所 , 北京1 0 0 0 8 1 ; 2 美 国大豆 出 口协会 , 北京1 0 0 0 0 4) 合理 的饲料 配 方能 否真 正在 实 际 中发 挥效 用需 要恰当的加丁技术得 以实现。混合是饲料生产过程 中重要 的工艺环 节之一 , 但在实际生产 中, 混合往往 没有得到大家足够的重视 。混合 的理想状态是要使 最终 饲料产 品达 到完全均 一 , 使 每一份样 品 的营养素 含量均应相同。当然 , 在实际牛产中, 很难达到这种 理想状态, 但人们会尽力使得产品达到均一的状态。 影响混合和饲料均匀度的因素较多 ,大致可分 为两 类 ,即原 料和 机械 方 面。本 文主 要讨 论仓 储 同 态物 料及 添加 的少 量液 态物 料 的混合 问题 。在 讨论 目前与饲料混合相关 问题的基础上 ,本文就如何测 定饲料均匀度与读者进行交流。 1 饲料 混 合均 一的 价值 在制造饲料时, 首先是按照饲养标准制作配方 , 保证多数甚至全部的营养素供给, 以满足动物需要 其次是称量和混合 ,在通过半 自动或 自动称量系统 为混合机提供准确量的原料之前 ,为了提高混合机 效率 , 人们在原料的收集 、 加l r 和储存工艺上耗费了 大量的成本。若 因原料变化而使饲料未得到适 当混 合 , 则之前的品控投入也将毫无意义。 均 一 的饲料 对 于动 物生产 至关 重要 。如果 饲料 原料 , 尤其是其 中的微量成分( 如 : 维生素 、 氨基酸 、 微量元素和药物等 ) 未得到充分混合 , 则会对动物生 产性能造成影响 ,甚至囚混合不均而过度采食导致 中毒 。与成 年动 物相 比 ,幼龄 动物 或消 化道 比较 短 的动物对饲料混合均匀度的要求更高。 因此 , 为确保最大程度的饲料均匀度 , 应选择合 适的混合机 , 并建立科学的操作规程 , 同时还应对员 T进 行 培训 和教 育 ,使 其深 刻理 解饲料 均 匀度 的重 要性 , 学会检测饲料均匀度 , 以确保饲料混合均匀。 2 混合 设备 的特 性 用于混合饲料的设备种类较多。 人们试图将混合 机设 计 的概 念简化为 系列工程 方程 , 以便从理论 方法 上简化混合机设计。 目前, 多数混合机( 包括卧式履带 式 、 立 式螺 杆式 以及鼓 式 混合 机 ) 都简单 参 照过去 的 设计参数。 如: 多数卧式履带式混合机的长度约为其直 径的3倍, 转速 7 5 1 0 0 m m i n ( 不管直径大小 ) , 内侧履 带比外侧厚 2 5 倍 , 以平衡因螺带直径而带来的压力? 通过 本文 介绍 ,渎者将会 对 饲料 加T 厂混合 操 作 的复杂性形成更加简单通俗 的理解 。实 际生产 中 ,还需 对饲 料混 合 的重要性 加 以足 够 的重视 。随 着对饲料添加剂均匀分布的要求 断提高 ,以及营 养素分布均匀的饲料产品对动物生产的重要性逐渐 被大家所认知 ,通过检测确保混合均匀度也将越来 越 受 到饲料 J l tl - E企业 的关 注 。 3 饲料 混 合均 匀度 及检 测 中存 在 的 问题 美 国食品药物管理局( F D A) 对饲料混合均匀度 中 是 霞 冬 燮 谶 In t e 髂 。 l l f 。 。 具有明确的规定 :加工含有药物饲料的所有设备均 应具备生产满足动物需要的、含药物均匀的饲料产 品的能力。在美国混合机安装之初就应验证其混合 均匀度 ,然后要定期检测和调整混合机以确保其混 合均匀度 。对记录和保存设备 的运行情况 ,以备 F D A检查。 德固赛曾在 1 9 9 0年提出了饲料加 r 厂利用氨 基酸 和其他 产 品来 监控 饲料 混合 均匀 度 的方案 ( Wi c k e r 和 P o o l e , 1 9 9 1 ) 。 研 究表 明 , 检 测的饲 料样 品 中仅有一半的混合均匀度合格( C V 2 0 时 , 会影响动物生产性能。 该项研究所检测的样品均来 自大型 、带有中控 的饲料加工厂。为进一步了解养殖场 内饲料车间的 饲料混合均匀度 , S t a r k 等 ( 1 9 9 1 ) 开展 了类似 Wi c k e r 和 P o o l e的实验 , 但使用食盐作为示踪剂 , 而非合成 氨基酸 。该项结果与德固赛的结果类似 , 即 4 2 的 饲料样 品 C V 1 0 , 4 6 的饲料样品 C V值在 1 0 2 0 , 另外 1 2 饲料样品的 C V值大于 2 0 。 很明显 ,混合均匀度较差的饲料产品所 占比例 较大。随着监控转向要求混合机检测 ,饲料丁业和 畜牧业有必要在营养素的混合均匀度及其检测方面 达成共识。当今已有一套检测固态动物饲料混合机 有效性的标准方法( A S A E标准 , 1 9 9 0 ) , 但该程序比 较复杂 、需要 大量对 管理者 或动物 生产性 能没 有意 义 的数据 。 4 混合机 的检测 与混 合评估 检测混合机性能的目的较多 ,最常见的是确定 饲料产品适当混合需要的最佳时间。分析方法 比较 简单 , 首先定时抽样 , 直接分析和统计处理即可完成 。 4 1 混合检 测 结果解读 和统计 评估 通过计算检测结果的标准差和变异系数可以评 估混合机性能。采用简单 的方法 ,测定营养素的分 布 、 并以数字表示 。为解释测定结果 , 还需了解分析 中固螽 熊鬟是 2 0 t 0 年 第 4 6 卷 第 1 2 期 方法的变异。 如 Q u a n t a b 7法的 C V值约 1 0 , 故若混 合机 的 C V的检测结果 1 0 ,就表明混合效果较 好 , 其他测定方法的判定也如此。 也可用 这种方 法测 定饲料 分级 情况 ,如果 混合 机的 C V值在 8 ;传送运输后 的 C V值为 1 8 , 则 表 明该 过程 出现 了 问题 。 4 2 混合 均匀度 的评估 方法 评估混合机混合均匀度的方法有多种 , 如 : 分析 某一种原料 、 营养素或单一来源的化合物 。因此 , 食 盐是较 好 的示 踪剂 , 一 般不用 蛋 白( 或氮 ) 。 采样是评估混合机混合均匀度的重要环节之 一 ,样品数量要求至少 1 0个 , 并采 自混合机的不 同 位点, 或在混合机卸料过程中定时采样 , 每次每份样 品均应采集足够多( 约 1 k g ) , 以便样品检测 。 混合均匀度的测定程序可参考如下原则 :分析 应基于饲料配方中常见原料或营养素 ,或能添加到 饲料 中的、 没有危害风险的添加剂 ; 每次的分析成本 较低 ; 分析程序简单 、 快速 、 准确 、 精确 , 且便于在饲 料厂操作 ; 分析不对人体和动物产生安全危害; 分析 原理来源单一 ; 需要的样品量合理, 但应能足够减少 和排除样品误差 ; 目标混合均匀度( C V值) 应为所选 分析方法的分析变异的 2倍 ,但不 能超过 1 0 ; 分 析方法应简单易懂、 且易操作。 5 混合设备及混合时应注意的问题 实际生产中使用的饲料混合机有 3种 :卧式批 次 、 立式批次和连续式混合机 。其中, 卧式批次混合 机最常用;立式螺杆混合机适用于小型的饲料加工 厂和养殖场 , 其产能低于相同大小的卧式混合机 ; 连 续式混合机在设计和加工能力方面差异较大 ,常用 于将液态物料混合后加入到常用混合机中进一步混 合使用 , 以及饲料制粒过程中的调质搅拌。 对于连续 式( 非批次) 比例的原料混合也采用连续式混合机。 5 1 批 次 卧式 混合 机 该混合机配备有左、 右两条螺带。 在混合机中旋 转时 , 可将原料从一端运送到另一端。 批次浆式混合 机中的犁铧或桨叶替代螺带 ,使用桨叶式混合机时 2 0 0年 麓 4 6卷 凳 2嚣 可 以添加高 比例 的液 态 物料 ,调整 犁铧 以便 获 得期 望 的均 匀度 。 卧式混合机常装备联排的卸料孑 L 或在底部大开 口( 混合机 的整个底部开 口) , 以便迅速 、 完全卸 除 其 中的饲料。有 的生产者在混合机下部安装贮仓 , 有助于减少卸料时间,从而缩短整个混合循环周期 需 要 的时 间。 与立式相比,卧式混合机的主要优点在于混合 时间短 、 可 以添 加较 多 的液态 物料 。 5 2 短周 期 混合 机 这种类型 的混合机可 以在 1 0 mi n甚至更短的 时间内将饲料混合均匀,因此更加有效。此类混合 机一般具有两个 混合转子或两个装有桨 叶的传动 轴。有研究表明 ,当混合简单 H粮时,此类混合机 1 5 S内就能使其 C V小于 5 ; 即使对于配方较为复 杂的饲料 , 甚至添加 5 的液态物料时, 所需 的混合 时 问也低 于 1 ra i n 。 若饲料厂使用这种短周期混合机 ,应撇开原来 的操作方式 , 以确保短时间内混合均匀 。 虽然与典型的螺带混合机相 比,此类混合机比 较 昂贵, 但仍具有较大的吸引力。 5 3 原 料 问题 原料的物理特性会影响混合效果。如果所有 物 料 的物理特性相差无几 , 则混合 比较简单 ; 如果物料 的物理特性变异较大 , 则混合和分级问题 比较复杂。 物料的物理特性包括 : 颗粒粒度 、 颗粒外形 、 密度 或 比重 、吸湿性 、静止角和黏着性 。在这些物理特性 中 , 颗粒 粒度 、 颗 粒外 形 、 密度 或 比重 最 重 要 。特 大 与特小的颗粒之间不能得到良好 的混合 ,若特大和 特小颗粒之间还有其他颗粒则能较好 的混合 。高密 度颗粒 ( 如 :矿物元素 )趋向于分级和流向仓 的底 部 。 以混 合破 碎玉 米 和细粉 的食 盐 为例 ,玉 米颗 粒 的粒 度 在 1 2 0 0 1 5 0 0 I x m、 密 度 为 1 3 5 g m L , 而 食 盐的粒度在 2 0 0 IL m、 密度为 2 6 g m L 。如果将二者 混合均匀 , 则难度较大。 吸湿性( 指物料在空气中能吸收和保持水分的能 力) 较大的物料( 如: 尿素) 可从空气中大量吸附水分, q t e r N Z t io n a i i n f o n m a 毳 造 成物料结块 。 这种 物料( 尤其是维 生素和药 物 ) 容易 形 成较 大 的静止 角 ,更易 粘附 到仓 壁和 混合 机 的侧 面。 随着原料数量和变异的增加 , 该状况会得到改善。 在混合操作前通过控制原料变异, 如 : 粉碎机( 辊 式和锤片式 ) 粉碎粒度是否适当, 是否测定物料粒度 ; 以及测定无需粉碎的原料的粒度 , 来影响混合均匀度。 5 4 混 合机 的卸 料和 清洗 在卸料和清洗方面 ,底卸式混合机的优势最明 显 , 可 在瞬 间完 成卸料 。批 次之 间最 好没 有残 留 , 尤 其安装有真空清洗系统 的混合系统 ,更不应有在此 批次 之 间残 留物料 。 5 5液 态物料 的 添加 常向立式混合机中可添加油脂 、糖蜜及其他液 态物 料 ,多数 油脂通 过 手T 与其他 饲料 原料 一起 加 入 到混合 机底 部 的料斗 中。然 而添加油 脂 的理想 方 法是通过安装在混合机顶部的喷雾头 ,喷人 已经过 计 量 的油脂 。添 加液 态 物 料 时混 合 时 间应 延 长 , 以 确保混合均匀 ,避免脂肪和糖蜜形成团状物。为了 更 加 简单 的混 合 和打 破 液态 物 料 形 成 的 团状 物 , 可 在 一个 卸料 口安 装高 速 桨叶 型混合 机 ,将 形成 团状 的饲料打破后再次提升到混合机进行混合。 若仅用一台混合机混合所有饲料 ,则立式混合 机 中添加糖蜜不宜超过 3 ,同时对混合机还应仔 细清洗和维护。为便于清洗,可在溜管和提升管 中 安装检修门。如果糖蜜粘附在管的内壁 、混合机的 叶片时,会严重降低混合机的性能 ,所以应及时清 洗 。如采用聚四氟乙烯管道衬里 、 不锈钢螺旋桨, 均 可降低清洗糖蜜粘 附带来 的维持费用 。 当需要混 合含较高 比例 的( 3 8 ) 糖蜜饲料时最好使用两 个混合机 , 其 中一个用于混合需要添加糖蜜的饲料 , 而另一个则用于混合同态物料。 液态 物料 的添 加最 好在 客户 的 厂完 成 。安装 计量设备有助于 自动并准确定量的实现混合 ,适当 延长混合时间可 以使所有原料添加并能够混合均 匀。使用连续式 , 辅助混合机 , 有助于糖蜜混合。整 个程序必须周密计划 ,各种参数均应调整到最佳 。 但在实际生产 中,囚饲料操作人员在添加糖蜜 比例 中 鸯 教套是 i 以 t 尊 r 。 鑫 l 。 3 方 面的经 验差异较 大 , 因此获得 理想参 数 比较 困难 。 活底或固定底的卧式混合机均能较好的处理液 态物料 。实际生产中,混合机 中液态物料的添加量 不要超过 1 0 , 否则会影响物料处理设备。多数饲 料厂需要在批次混合机中添加液态物料 ,不管是活 底或标准卸料型混合机,添加液态物料均可能产生 污染。添加液态物料( 糖蜜除外 ) 时 , 对动力的需求 略微增加。对于液体物料的添加应制定相应规章 , 明确何处 、 何时添加 ; 对于拮抗药物 的添加需要考虑 其带来的污染问题, 所以应依次按顺序添加 。 5 6 混合机 操作规 程及 活底混 合机 的特点 生产中, 如果严格按照清洗和操作程序执行 , 就 能生产满足标准需求的饲料。当添加微量 营养素或 预混料时 , 应使用灰尘收集或其他抽吸系统 , 以尽量 减少混合机内的灰尘空气 。随着检测技术的进步、 消费者对药物残留潜在危害认识的不断加深 ,这对 饲料变异提出更高的要求。 混合机不仅需要保持 良好的混合效率 ,还应制 定科学 的操作规程 。当添加抗 生素及其他微量成 分 , 或分别配制禽料 、 猪料 、 羊料和牛料时 , 饲料加 工商应做到: 批次之间进行清洗, 加工不同动物饲料 时进行彻 底清洗 , 即停 机后 , 清除 漏斗管及 料斗 中残 留物料 ; 混合机接地 以消除静 电; 满足法规要求 ( 清 洗附属设备 、 黏贴标签 、 再次检查原料重量和添加次 序 、 采样等) 。 5 6 1 标准卧式与活底批次混合机的操作 比较 活底混合 机操作 程序 与常见 的单配 料 口或 多排 料 口混合机相似 , 但相比之下 , 活底混合机卸除饲料 更加方便快捷( 打开、 排泄和关门过程共需要 1 0 S ) , 从 而可 以有效 节省排料 时 间 , 缩短 混

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