设备管理_配合饲料制造设备课件

第4章配合饲料制造设备 第一节计量装置 一 技术要求和类型对计量装置的要求 计量准确 调节方便 灵敏度高 稳定性好 没有残留 且能适应不同的饲料品种 计量装置分类 按其工作过程可分为连续式和分批式按操作方式可分人工操作 半自动化和自动化按其工作原理 可分成容积式和重量式 二 容积式计量装置 容积式计量装置按物料的容积进行分批或连续配料计量 它的结构简单 造价低 容易实现连续生产 但它的计量误差较大 达到1 3 因此在现代化饲料厂中很少采用 只用在个别的饲料加工机组上 类型 螺旋式 拨轮式 输送带式和转盘式四种 一 螺旋式计量装置 其主要的工作部件为排料螺旋 螺旋在槽内旋转 槽的一端为饲料进口 另一端为饲料出口 饲料由螺旋沿槽推进而排出 为了进行计量 必须调节螺旋单位时间排出饲料的数量 有两种调节方法 调节单位时间螺旋的回转角度 来改变单位时间的饲料排出量 采用一变直径螺旋 第一种螺旋式计量装置的结构 主要工作部件是 排料搅龙 它是利用改变搅龙转角来获得不同的排量 搅龙转角可通过一套棘轮调节机构来改变 螺旋搅龙式计量器的生产率Q的计算 式中 d 搅龙直径 m s 搅龙螺距 m 一般s 0 8dn 搅龙转速 r min 一般n 20 30r minZs 调节后露出的棘齿数Z 棘轮的最大调节齿数 物料的容重 kg m3 充满系数 一般取0 95 1 如已知设计参数 可根据上述生产率公式计算出需调节的棘齿数 一般以刻度显示 如不知设计参数 则对每种料需要进行调量试验 调量试验的步骤如下 1测定出在同一刻度相同时间内各种饲料的排料重量 2计算出每调整一个刻度各种饲料的排料重量 即将各种饲料的排料量除以刻度数3按所需的配方为占最大比例的饲料确定刻度数4计算出在试验时间内的总排量Q总 式中 qmax 最大比例饲料在试验时间内每一刻度的排料量cmax 为最大比例饲料所选用的刻度数nmax 最大比例饲料在配合饲料中所占的百分比 以小数表示5 相继求出其它各种饲料在配料机构中所需放置的刻度数c式中 n 某种饲料在配合饲料中所占的百分比 以小数表示q 某种饲料在试验时间内每一刻度的排料量6 校正试验实测各种饲料重量是否符合所需的比例 不符时要调整刻度再作试验 直至符合要求为止 但需注意搅龙内的充满情况应一致 二 拨轮式计量装置 由方形料斗和装在斗内的带槽拨轮构成 拨轮轴的驱动器以及拨轮转角的调节机构 与上述第一种螺旋式计量装置的相类似 可用来调节拨轮单位时间的回转角度 从而调节单位时间的饲料排出量 三 输送带式计量装置 由方形料斗和装在料斗底部的一根输送带构成 计量时 输送带将料斗中的饲料带出 控制料斗侧壁上插门的开度 就可得到不同的单位时间饲料排量 四 转盘式计量装置 在料斗出料口上有一高度可调节的套管 套管下方有一个旋转圆盘 圆盘上有一块固定不动的刮料板 计量时 旋转的圆盘将从料斗出料口流下的粉料带转 当盘上的粉料遇到刮料板时 即被刮下 从排料口排出 调节圆盘的转速 套管的高度或刮料板的位置 就可得到不同的单位时间排料量 三 重量式计量装置 重量式计量装置类型 秤车式 字盘定植式 电子式三种形式 一 秤车 由磅秤改装而成类型 1 手动秤车有地面式和吊轨式两种2 自动秤车也是由磅秤改装而成 二 字盘定值配料秤 是一种机电秤 可自动并连续地完成进料 称重和卸料等配料过程 国产PGZ系列自动配料秤有5种规格 其最大称量值分别为200 250 500 1000和2000kg 其最小称量值为最大称量值的1 10 预先调定后可自动连续计量4 12中配料 在最大称量时的配料精度为0 2 最小称量时的配料精度为0 5 字盘式自动秤特点 精度较高 操作方便 并能远距离控制 但价格较高 容易出现故障 三 电子配料秤 是由一定数量的电阻式测力传感器和晶体管电位差计构成称量仪器 可自动测量显示 还可以附加给定值输出讯号 实现自动控制 电子秤可进行多种配料的自动连续计量 也可预先编好程序由微型计算机来控制 计量精度可达0 2 1 电子秤一般采用电阻应变片式称重传感器 第二节饲料混合机 混合 是生产配合饲料和混合饲料的关键工序 混合是配料后的各种饲料组分在外力作用下相互掺合 使之在任何单元容积里各种组分的微粒均匀分布的过程 对饲料混合机除了要求混合均匀度符合动物饲养要求以外 其他的技术要求是 物料残留量少 混合时间短 结构简单 操作方便 便于检视 取样和清理 在配合饲料的生产过程中 有三种混合 微量成分预混合 液体添加到粉粒体中的液固混合 以及最后阶段配合饲料的混合等 饲料的混合以搅拌混合最常见 混合作用包括以下五种方式 物料彼此剪切而混合 成团物料在混合机内作相对运动的对流混合 物料颗粒单元无规则运动而发生的扩散混合 物料与机件壳壁的冲击混合 物料间的变形搓擦而发生的粉碎混合 当混合机工作时 上述五种混合方式都存在 但混合机结构不同各种混合方式所起作用的程度亦不同 往往以某一方式为主 研究表明 在混合过程中 混合均匀度随混合时间的增加而提高 直至达到可能的最高均匀状态 当物料已统分混合后 若再延长混合时间 就会产生分离现象 使混合均匀度不再提高 甚至有所降低 这种现象称为过度混合 故应在达到最佳混合时结束混合 混合机的分类 按其适应的饲料种类可分为 干粉料混合机 潮饲料混合机和稀饲料混合机 按结构可分为回转筒式和壳体固定式 回转筒式混合机内部无搅拌部件 多用于药物混合 壳体固定式混合机内部有回转搅拌部件 如螺旋 螺带 叶片 桨叶等 在饲料加工业中应用较多 按混合过程分连续式混合机和分批式混合机 前者必须和连续式配料计量装置配合使用 后者则和分批式配料计量装置相配合 分批式混合机的混合质量好 且易于控制 目前 在配合饲料工厂中应用最广的是壳体固定式分批混合机 其最长用的型式 立式螺旋混合机 卧式环带混合机和立式螺旋行星混合机 一 立式螺旋混合机 适用于粉状配合饲料的混合其典型结构如图3 12所示技术参数 壳体锥形部分的壁倾角不小于60度 壳体圆筒部分的高度H与圆筒部分直径D的比例关系为H D 1 5 垂直螺旋直径d 0 25 0 35 D 螺旋与套筒的间隙 8 10mm 套筒上端与壳体顶板距离K 1 5 2 d 套筒下端与锥形壳体壁距离M 0 8d 螺旋转速为200 350r min 特点 立式螺旋机由垂直螺旋循环输送和抛撒输料 主要靠扩散混合 混合强度不大 因此虽然能满足一般配合均匀度的要求 变异系数CV 10 但需要的混合时间长 且机内残留量也较多 优点 配套功率较小 一般为每吨容量2 2 2 6kw 占地面积小 常用在小型饲料工厂和小型饲料加工机组 二 卧式螺带混合机 结构 由机体 转子 进料口卸料口等组成 机体常呈U形槽状 进料口在机体顶部盖板上 槽内安有由主轴 支撑杆和螺带组成的转子 螺带包括内螺带和外螺带 分别为左旋和右旋 优点 混合效率高 混合质量好 卸料迅速 残留量少 应用广 缺点 动力消耗大 每吨容量需配12 15kw电动机 占地面积也相对较大 三 圆锥形行星混合机 组成 壳体 螺旋 曲柄 变速器 公转电机和自转电机螺旋自转 93 180r min 公转3 45 6 9r min 混合时间4min优点 混合时间短 混合质量好 残留量小 适应性好 对充满程度 物料的含水量和粒度等特性不敏感 可添加液体 因此常用作预混合料的混合 当用于混合预混料时 为保证高混合均匀度的要求 混合时间要达12min 行星混合机的混合时间t可按如下经验公式计算 Ns 螺旋的自转转速 r min 一般为93 180r minNp 螺旋的公转转速 r min 一般为3 45 6 90r min 四 桨叶式连续混合机 结构简单 造价低廉 并能连续工作 但混合机长度较长 而残留量大 不宜于生产多品种产品的工厂中使用 五 混合均匀度及其测定方法 饲料产品的混合均匀度是通过饲料产品中的示踪物 或某一组分 含量的差异 来反映出的各组分分布均匀的程度 混合均匀度由示踪物 或某一组分 的含量的变异系数CV 来表示 式中 示踪物 或某一组分 在各样本中含量的平均值 示踪物 或某一组分 在各样本中含量的标准差 根据我国的国家标准 测定配合饲料混合均匀度的方法 甲基紫法和沉淀法 一 甲基紫法 用甲基紫色素作示踪物 加入进行混合的饲料 饲料混合后取样用比色法测定其中的示踪物含量 求得其含量的变异系数 甲基紫法的步骤 1 将甲基紫混匀并研磨至能通过150目标准筛2 先将待混合饲料加入混合机 然后按混合料量的十万分之一的用量 从混合机的添加剂入口投入甲基紫3 取样 每批料取样10个左右 每个原始样品的重量与畜禽的平均日采食量相近 例如 肉用仔鸡前期取样50g 肉用仔鸡后期及产蛋鸡取样100g 生长育肥猪取样500g 取样点应有代表性 可在卸料口料流中或成品袋内取样 取样前翻动和拌合饲料 4 测定 将每个原始样品在化验室充分混匀 取出10g化验样 装入100ml的烧杯中 加入30ml无水酒精 烧杯上盖一块平板玻璃 不时地搅动烧杯中的悬浮液 30min后用滤纸过滤 然后用比色计或分光光度计 在波长为590nm的光波下以5mm比色皿测量各个样品滤液的光密度 5 计算变异系数以各样本的光密度测定值x1 x2 x3 xn 求其平均值 样本的标准差和样本变异系数 二 沉淀法 利用饲料组分中有机物与矿物质之间比重的显著差异 将样品溶入比重为1 59以上的四氯化碳液中 使矿物质沉淀 分离 并回收 烘干 称重 以各样品沉淀物含量的差异表示混合均匀度 样品的采集与制备与甲基紫法相同 沉淀法步骤 称取原始样品50g化验小样 移入500ml梨形分液漏斗中 加入100ml四氯化碳 搅混均匀 静置10min 中间摇动一次 将漏斗底部的沉淀物慢慢放入100ml的小烧杯中 静置5min 后将烧杯中的上层清液倒回漏斗中 摇动并静置5min 再将漏斗底部残余沉淀物放入烧杯 小心到去烧杯中的上层清液后加入25ml新鲜的四氯化碳 摇动后静置5min 再倒入上层清液 每个样品放出沉淀物及倾倒上层清液时其液体量要大体一致 用电热吹风或电热板烘干烧杯中的沉淀物 待溶剂挥发后将沉淀物置于90摄氏度烘箱中烘2h后称重 就得到各化验样品中沉淀物重量x1 x2 x3 xn 然后求出 该批饲料n个样品的沉淀物平值 标准差S和变异系数CV 第四节饲料制粒设备 一 制粒的技术要求及设备制粒 用机械将粉状配合饲料挤压成颗粒状饲料优点 粉状配合饲料压制成颗粒饲料后 在分发喂饲的过程中可保持饲料的均一性 避免禽畜挑食 体积小 密度大 便于运输 贮存和喂饲 并能部分地提高混合饲料地营养价值 技术要求 颗粒形状均一 颗粒尺寸符合畜禽要求 颗粒饲料含水量不大于12 12 5 以利贮存 成形率 成形饲料重量与进入制粒机饲料重量之比 不低于97 颗粒密度为1 2 1 3g cm3 容重 0 6t m3 左右 颗粒强度为78 5 98 1kPa 破碎率为5 8 以下 对于鱼饲料 一般要求饲料在水中浸泡20min不散开 对于虾用饲料则要求3h以上 设备 制粒机 颗粒冷却器 颗粒破碎机和颗粒分级筛 二 制粒机 类型 环模式 平模式特点 环模式制粒机对制造和使用地要求高 功耗也较大 但制粒质量好平模式制粒机结构简单 制造容易 功耗也较低 但制成地颗粒密度和强度低 一 环模式制粒机 分类 立式 主轴垂直配置 一般用于小型制粒机卧式 主轴是水平的 大中型制粒机多采用卧式 结构组成 供料螺旋 搅拌调质器 制粒部分 电机和传动机构等组成 供料螺旋常采用无级变速以调节供料量 调质器的轴上装有按螺旋线排列的搅拌杆 其作用是将饲料和输入的蒸汽和液体搅拌混合 对饲料进行调质 同时推送饲料 提供给制粒部分制粒 搅拌杆的安装角度可以调节 在搅拌调质器的入口处 设有蒸汽喷嘴以输入蒸汽 并设有液体添加系统以输入油脂或蜜糖等 制粒部分由环模和压辊组成 环模由电机经减速器驱动回转 安装于环模内的压辊不公转 但因与转动着的环模工作面摩擦而自转 工作原理 工作时 干粉料进入螺旋供料器 并由供料器送入搅拌调质器 同时喷入蒸汽以提高饲料的温度和湿度 从而提高生产率和减少环模的磨损 有时还添加油脂和糖蜜 在搅拌调质器调质后的饲料被送入制粒部分 由分配器均布 并带至压辊和环模间的楔形空间 饲料被挤压入环模孔 并挤出成形 随环模回转的被挤出的柱状饲料被固定于环模外的切刀切成颗粒饲料 刚制成的颗粒饲料温度一般为75 90摄氏度 含水量约15 17 必须冷却干燥后再进行贮存 2 环模制粒机的主要工作部件 环模和轧辊是制粒机的主要部件 环模和压辊的材料选用镍铬合金钢或不锈钢 硬度为HRC40 50 环模和压辊的抗拉强度分别不低于981MPa和834MPa 环模加工过程 一般先经过滚锻 然后在工作表面钻孔 钻孔时应有准确的分度 在环模的外圆周上孔距误差不大于0 1 0 4mm 钻孔后粗加工端面 然后进行氮化 渗碳或碳氮共渗处理 热处理后表面硬度应达HRC58 63 以后再精加工端面 压辊用来向环模工作表面施加压力而挤出饲料 其工作表面拉有与轴线平行的齿槽以防滑 压辊的大小影响其攫取物料的能力 当采用两个压辊时 辊模直径比约为0 45 0 48 当线速度相等时 辊的磨损为模磨损的2倍多 因此要求压辊有更高的耐磨性 但我国则使压辊的硬度比环模略低 为HRC55 60 使压辊与环模的磨耗量比例为2 1 以便保护价高的环模 3 制粒过程分析 粉状饲料是粉粒群的松散体 在挤压力的作用下 具有一定温度和湿度的粉粒体相互靠近 粉粒间所含空气被排出 粉粒间联接力增大 同时在压粒过程中 饲料中的蛋白质和糖分受热而形成可塑性 淀粉部分糊化 从而更增加了粉粒间的联结力 在制粒过程中 饲料被环模和压辊攫入主要靠两者表面与饲料的摩擦力 参看图3 21 设攫取点为A 压辊中心为O1 环模的圆弧中心为O 压辊对饲料的压力为Fp 环模内表面的反力为Fr Fp和Fr力的夹角为 4 影响制粒的因素 1 原料 制粒原料的种类和粒度等的不同 会影响制粒过程 2 添加物 在饲料中添加一定量的物质 可改善其制粒性能 3 水分和温度 饲料制粒时的水分和温度对制粒性能有很大的影响 4 模孔直径 模孔直径对制粒机性能也有较大影响 模孔直径越小 生产率越低 能耗越大 如在相同条件下 模孔直径为3mm时比6mm孔径时的生产率低25 5 制粒机的使用 使用前应进行正确的调节 压辊和环模之间的间隙 一般饲料为0 1 0 3mm 草粉制粒时为0 5mm 间隙过小会加速磨损 过大会降低制粒生产率 对于新的制粒机或新换环模的制粒机 进行试运转时应先加工一部分含油脂量较高的饲料如饼粕粉料等 使模孔得到润滑磨光 以后再加工一般饲料 制粒的饲料中不得含有铁质和泥沙等杂质 在搅拌调质器常加蒸汽 有时还添加油脂或糖蜜 二 平模式制粒机 分类 动辊式 动模式及辊模双动式三种 其中动辊式平模制粒机的平模固定不动 较为常见 组成 供料调质 压粒 出料 传动及电控等部分组成 供料调质部分由料斗 闸门输送螺旋 调质螺旋等组成 供料螺旋和调质螺旋皆由电机通过链传动 压粒部分由分料板 导料板 压辊和平模等组成 平模按模孔直径有不同的规格 可根据要求的颗粒直径来更换 出料部分由切刀和旋转的出料盘组成 用来切断并排出颗粒 工作原理 工作时 干粉料经料斗进入供料螺旋 并由其送入搅拌调质器 与喷入的热水和蒸汽充分混合调质 然后进入压粒室 旋转的粉料器将粉料均匀地撒布于固定的平模表面 粉料被旋转的压辊挤压入平模的模孔 挤出成形的饲料被与主轴同步旋转的切刀切断成要求的长度 最后经旋转出料盘沿切向从出料口排出 特点 动辊式平模制粒机的平模固定不动 粉料不会自己向外端移动 故平模表面磨损均匀 压辊由主传动装置传动而公转 又因与平模上物料接触而自转 具有强制性碾压作用 能压制出质量较好的颗粒 平模式制粒机较适于鱼用颗粒饲料的生产 双环模制粒机 油菜籽脱壳机 三 颗粒冷却器 颗粒冷却器的作用 除去压制出的颗粒饲料的热量和水分 颗粒冷却器常采用周围空气来冷却干燥颗粒饲料 一般颗粒温度每降低11摄氏度 颗粒的含水率约降低1 一 颗粒冷却器的类型和结构 颗粒冷却器 卧式和立式两种卧式冷却器占地面积大 适于建筑高度有限的车间立式冷却器占地面积小 适用于高度较大而占地面积有限的车间 1 立式冷却器又称重力式冷却器 组成 百叶窗 排料控制闸门 振动排料器 进料控制板 内筛 吸风管等 2 卧式冷却器卧式冷却器是一种带式冷却器 与立式冷却器不同之处是 颗粒饲料在移动的带上通过冷却器 颗粒相对于带子呈静止状态 颗粒流向呈水平方向 国产颗粒冷却器的技术参数 二 冷却器的技术参数 1 停留时间冷却颗粒所要求的停留时间取决于水分自颗粒中心移至表面蒸发所需的时间 因而也取决于颗粒的饲料种类和颗粒的尺寸 当颗粒饲料中含糖蜜10 以上时停留时间应延长20 卧式冷却器的停留时间可由改变带速来调节立式冷却器为能满足上述的停留时间的要求 冷却器的容量V应满足如下要求 式中 Q 冷却器的生产率 t h 颗粒饲料散装容重 t m3 T 要求的停留时间 min 冷却器的颗粒停留时间T应能满足所有的情况 据国外资料 在确定冷却器容量时 应取停留时间T 15min 2 冷却空气量在颗粒冷却器中 冷却空气量的选择将直接影响到冷却器的性能 冷却空气量应达到足以带走压粒体内应除去的热量 但也不能过大 冷却器内的空气流速必须低于颗粒体的悬浮速度 颗粒体从制粒机内排出时的温度约为65 80 应该冷却到比进入冷却器的空气温度高6 9 可按此进行热平衡计算 算出应有的空气量 根据经验计算 一般 冷却1t 3mm直径的颗粒料需用800m3空气颗粒体直径大于3mm时应增加一空气容积 V V 230 35 d式中 V 空气量的增加值 d 颗粒体直径的增加值 mm 即 d d 3 其中d为颗粒体直径 应有的冷却空气流量L为式中Q 冷却器生产率 t h 3 冷却空气流的压力损失 冷却空气通过冷却器和颗粒床时的压力损失一般为300 500Pa 其它如管道 弯头和旋风分离器等的压力损失可进行具体计算求得 一般总压力损失为800 1800Pa 当管路内设有旋风分离器时总压力损失将为上述范围中的大值 颗粒饲料的测定 对制粒质量进行评估时需对颗粒饲料产品进行测定 测定项目有 容重 含水量 粉化率 硬度等 一 容重 采用内径为300mm 深310mm的圆筒形容器 从容器上方距器上缘600mm的高处加入颗粒 充满容器 再将容器从高150mm处向一非弹性表面下落5次以充实颗粒 对小颗粒或碎粒 从容器顶部将物料刮平 对大颗粒或饼块料 则将超过容器顶部以上的物料拿出一半 称量容器内的物料 计算出其容重 kg m3 二 粉化率 粉化物的重量和总重量之比 粉化率越高 表示颗粒的耐久性及坚实度越差 坚实度与粉化率正好相反 坚实度 1 粉化率 粉化率常采用回转箱式测定仪测定 回转箱测定仪有2个或4个箱体 箱体尺寸一般为300 300 125mm 以50r min的转速绕箱体中心回转 每个箱体内在对角线方向固定有50 225mm的一块阻力板测定时 将颗粒样品500g放入箱体 每箱一份 密闭箱门 然后开动电机回转10min 最后分别开启箱门取出样品 用小于颗粒名义直径的筛分样品 分别称出颗粒重量和细粉重量 即可算出粉化率 三 硬度 颗粒饲料的硬度不仅影响到颗粒的耐久性 同时还影响到其适口性 目前国内外用来测定颗粒饲料硬度的硬度计有多种形式 国产SYJ 20型硬度计为手动液压型 它由手轮和上下活塞组成 上下活塞之间充满机油 测定时用手轮旋转螺杆 使上活塞向下 对机油加压 压力通过下活塞传到