饲料加工工艺及设备 2014-2015.ppt

饲料加工工艺及设备 主讲教师 黎明适用班级 动物科学专业开课学期 2012 2013学年第二学期 内蒙古农业大学动物科学学院 绪论 饲料是动物赖以生存和生产畜产品的物质基础 饲料加工工艺学是一门研究饲料加工工艺的学问 目的在于揭示饲料在加工过程中所应用的机械及与动物营养需要之间的关系 饲料加工工艺学对动物生产和饲料工业的发展至关重要 它不仅是培养动物生产 动物营养与饲料科学专业人才的一门重要学科 也是推动动物生产和饲料工业不断发展的理论与技术基础 在理论和实践上都具有重要的地位 本教材的任务是介绍饲料加工工艺学的基础理论 基本知识和基本方法 其中主要介绍了饲料加工机械的组成和使用方法 同时也介绍了不同类型机械对饲料品质的影响 以及不同饲料成分对饲料质量的影响 任务与目的 一 饲料的分类及定义1 粗饲料 天然水分含量45 以下 绝干物质中粗纤维含量为18 以上的干草类 包括牧草 农副产品类 包括荚 壳 藤 蔓 秸 秧 糟渣类 树叶类 2 青绿饲料 天然水分含量60 及60 以上的新鲜饲草类 鲜树叶类以及非淀粉质的块根 块茎 瓜果类 3 青贮饲料 新鲜的天然植物性饲料经发酵调制成的天然水分含量在45 以上的青贮及加有足量糠麸或其它添加物的青贮或半干青贮饲料 包括水分含量在45 55 低水分青贮 半干青贮 4 能量饲料 天然水分含量低于45 绝干物质中粗纤维含量低于18 粗蛋白含量低于20 的谷实类 糠麸类 草子树实类和淀粉质的块根 块茎 瓜果类5 蛋白质饲料 天然水分含量低于45 绝干物质中粗纤维含量低于18 粗蛋白质含量为20 及20 以上的豆类 饼粕类 动物性饲料及其它类6 矿物质饲料 包括工业合成的天然的单一及多种混合的矿物质饲料以及配合有载体或赋形剂的痕量 微量 常量元素的饲料 7 维生素饲料 指工业合成或提纯的单一种维生素或复合维生素的饲料不包括某项维生素含量较多的天然饲料 8 添加剂 专指非营养性添加剂 指不包括矿物质 维生素 氨基酸饲料在内的所有非营养性添加剂如防腐剂 着色剂 抗氧化剂 调味剂 及各种药剂 抗菌素 杀虫剂 抗寄生虫剂 二 配合饲料的分类及定义1 配合饲料 配合饲料以动物的不同生长阶段 不同生理要求 不同生产用途的营养需要 按科学配方把多种不同来源的饲料 依一定比例均匀混合 并按规定的工艺流程生产的饲料 2 浓缩饲料 又称为蛋白质补充饲料 是由蛋白质饲料 鱼粉 豆饼等 矿物质饲料 骨粉 石粉等 及添加剂预混料配制而成的配合饲料半成品 再掺入一定比例的能量饲料 玉米 高粱 大麦等 就成为满足动物营养需要的全价饲料 3 预混料 是添加剂预混合饲料的简称 它是将一种或多种微量组分 包括各种微量矿物元素 各种维生素 合成氨基酸 某些药物等添加剂 与稀释剂或载体按要求配比 均匀混合后制成的中间型配合饲料产品 预混料是全价配合饲料的一种重要组分 预混料还包括复合预混料 微量元素预混料 维生素预混料 4 配合饲料按饲料形状分类1 粉料 将原料磨成粉状后 根据饲养标准的要求加入添加剂预混料混合均匀而成的饲料 其主要优点加工方便 缺点是运输及饲喂过程中容易造成浪费 2 颗粒料 由粉状饲料经过制粒机械制造成的颗粒性饲料称为颗粒料 包括普通颗粒料及膨化料 3 破碎料 指颗粒饲料经破碎机加工成不规则的小颗粒性饲料 其目的是满足雏鸡和蛋鸡的采食需要 三 配合饲料的优点1 营养价值全面 提高了畜禽产品的产量和质量 2 扩大饲料的来源3 配合饲料能进行高效率的工业化生产 方便运输和贮藏 三 影响饲料质量的因素影响饲料质量的因素很多 在配合饲料生产过程中 主要影响因素包括饲料配方 调制 原料颗粒 冷凝及加工模具的尺寸 如图1 1所示 普通制粒机生产的颗粒性饲料受饲料配方的限制很大 而膨化饲料的质量则受饲料原料配方的影响显著降低 因此 饲料加工工艺及设备显著的影响着饲料的质量 直接影响饲料在饲养过程中的利用效率 第一章原料的接收与清理第一节原料及成品的基本特性可作为饲料的原料有几万种 能进入饲料加工厂的有几百种 另外 生产的成品的种类也很多 按原料及成品的加工特性 大致可分为以下几类 1 待粉碎组分 主要有谷物 油料种籽 饼粕等 其多为颗粒状 约占总量的70 80 2 各种谷物及动物加工副产品 其状态多为粉状 如米糠 麸皮 蛋白粉 豆粉 血粉等 约占总量的20 30 3 无机盐类 如硫酸盐 磷酸盐 石粉 盐等 这类物质多为成品包装形式 因盐类对金属有腐蚀作用 并易吸湿结块 所以贮藏时要注意其特性 4 液态原料 如糖蜜 油脂 及某些液态氨基酸 维生素等 5 药物及微量组分 主要有一些抗生素 抗菌素 维生素 香味剂等 这些物料其特点是品种多 数量少 价格较高 有些品种对人有害 贮藏时要有专门的场所存放和专人管理 不可与其他物料混杂 一 物料的物理特性1 散落性散粒体指具有与液体相似的流动性质 这种流动性表现为散落性 散落性是反应物料在自由状态下向四周扩散的能力 是物料流动性的一个特性 粉状和粒状物料在粒度上大致分为 粉体 10 m 2 0mm粒体 1 0mm 5 0cm5 0cm以上称为 块 不足10 m的属胶体范畴 2 摩擦系数散粒体颗粒之间的摩擦称为内摩擦 散粒体与固体材料表面间的摩擦称为外摩擦 通常 摩擦系数越大越有利于物料的传送与运输 3 自动分级散粒体在运输 流动 振动的过程中 由于各颗粒间的密度 粒度及表面特性不同 会按各自特性重新分类积聚的现象称为自动分级 一般来说 大而轻的颗粒容易浮在粒堆的上部或飘到边缘 小而重的物料易堆积在下部 当输送距离远 振动大时 自动分级就严重 自动分级对原料清理和分级是有利的 因为杂质的聚集便于清理自动分级对于饲料的混合是一种反作用 是影响混合均匀度的主要因素 所以在饲料加工过程中 要尽量减少混合料的分级 并采取如制粒 添加液态饲料 减少输送工段来保证产品质量 4 密度密度是散粒体自然堆积时 单位体积质量 在计算仓容时密度是一个重要指标 常见的几种主要原料的密度见表1 2 5 吸附性吸附性是一种物质原子或分子吸附另外一种物质的能力 对饲料行业来讲 吸附性即为某种饲用原料将其他物质吸附于自身表面上的性质 为了使微量添加剂在饲料中混合均匀 需要先选择具有良好吸附性的物料作载体 与微量的小组分物料混合 然后再将其均匀地混合到大批量的饲料中 以保证饲料的效价与安全 饲料的吸附能力往往与物料的形状 粒状 片状 表面特性 光滑 粗糙 以及含水量有很大关系 6 吸湿性吸湿性是指饲料原料对周围空气中的水分的吸收与放出能力 某些饲料原料具有较强的吸湿性 如食盐 硫酸盐 氯化胆碱以及含盐较高的鱼粉等 吸湿性强的饲料 其稳定性不好 易失效 霉变 结块或自动分解 另外在配合饲料中也会影响其他饲料的贮藏和品质保持 7 热稳定性热稳定性是指饲料中的某些化学成分在热加工条件下 抵抗热破坏的能力 饲料中的维生素 如VC VA等 氨基酸在高温下易氧化失效 某些矿物质在高温作用下生物学效价也会降低 另外原料中的某些有害成分 如大豆中的抗胰蛋白酶 菜籽饼粕中的芥子甙以及一些有害的微生物和细菌在高温作用下也会失去活性或被杀死 8 毒性某些饲料原料 主要是微量矿物质添加剂以及一些药物等含有对人体和畜体有害的重金属和其他有毒成分 如硫酸铜 硫酸锌等都含有对人 畜有害的铅 砷 镉等有害重金属 所以选用微量矿物质添加剂时一定要选用达到国家质量标准的产品 例如 亚硫酸钠等极微量添加剂既为动物生长所必需 而超量使用又易引起中毒的物质 9 静电性静电现象通常与活性成分有关 干燥而粉碎得很细的物料常常会带有静电荷 产生吸附作用使活性成分吸附在混合机或输送设备上 造成混合不均匀 第二节原料的接收原料进厂接收是饲料厂饲料生产的第一道工序 也是保证生产连续性和产品质量的重要工序 原料接收任务是将饲料厂所需的各种原料用一定的运输设备运送到厂 并经质量检验 称重计量 入库存放或直接投入使用 饲料厂原料接收和成品的输出工作量都很大 所以饲料厂接收设备的接收能力一般为饲料厂生产能力的3 5倍 一 固体原料接收散装汽车或火车入厂的原料 经汽车地中衡和火车轨衡称重后 自动卸到粮坑 然后将原料由水平输送设备 斗式提升机进行输送 再经清理 称量入库贮存或直接进入待粉碎仓或配料仓 图1 1散装原料陆路接收工艺 1 自卸汽车2 铁路罐车3 刮板输送机4 斗式提升机5 初清筛6 永磁筒7 自动秤8 立筒仓9 螺旋输送机 图1 2液体接收工艺 1 罐车2 接收泵3 糖蜜罐4 加热蛇管5 输送泵 糖蜜1 饲料厂接收最多的液体原料是糖蜜和油脂 糖蜜的酸度在5 5以上 对钢板几乎没有腐蚀性 但在有水汽凝结于贮罐内壁时则会对罐壁造成腐蚀 在罐顶端要放置通气管 吸出泵的吸管置于罐底 2 糖蜜的注入管也应伸到接近罐底 以减少注入时产生气泡 寒冷地区 必须进行贮罐保温 加热糖蜜 以降低粘度 便于输送 3 糖蜜加热至48 即局部开始焦化 所以须使用温水或减压到表压低于0 1Mpa的蒸汽进行间接加热 用螺旋泵输送 油脂油脂中夹带水分从0 5 增加到3 时 油脂的氧化加速 质量下降 对罐壁的腐蚀力增强 贮罐一般由普通碳素钢制成 壁厚3mm左右 油脂接收路线与糖蜜基本相同 油脂接收后 使用前加热至75 80 第三节原料的清理一 清理的目的与要求1 在进入饲料厂的原料中 其中动物性原料 如鱼粉 肉骨粉 矿物性原料 如石粉 磷酸氢钙 以及维生素 药物等的清理已在原料生产过程中完成 一般不再清理 2 饲料厂需清理的主要是谷物性原料及其加工副产品 糖蜜 油脂等液体原料的清理则在管道上放置过滤器等进行清理 3 饲料谷物中常夹杂着一些沙土 皮屑 秸杆等杂质 少量杂质的存在对饲料成品的质量影响大 饲料原料清除杂质的目的 不单是为了保证成品的含杂不要过量 同时保证加工设备的安全生产 减少设备损耗以及改善加工时的环境卫生 常用的三种清理方法 1 筛选法 用以筛除大于及小于饲料的泥沙 秸杆等大杂质和小杂质 2 磁选法 用以分除各种磁性杂质 3 吸风除尘法 根据悬浮速度不同 除去饲料原料中的尘土及粉尘 二 筛选筛选是根据物料与杂质的粒度大小不同而进行分离的一种操作 筛选时小于筛孔的物料穿过筛孔为纯净物料 筛下物 大于筛孔的杂质不能通过筛孔而被清理出来 筛上物 饲料厂常用的筛理设备有网带式初清筛 圆筒初清筛 粉料初清筛和平面回转分级筛 栅空的间隙是根据物料几何尺寸而定 玉米等谷物原料应为30mm左右 油饼粕应为40mm左右 同时应保证栅筛有一定强度 1 网带式初清筛 图1 3 工作时 传动机构驱动网带运动 原料从进料口落下 并穿过上下网带流向原料出口 不能穿过筛空的大杂质被上网带运送至杂质出口排出 粉尘由吸风排出 1 原料进口2 网带3 沉降室4 原料出口5 杂质出口 2 圆筒初清筛 图1 4 主要由圆形筛筒 清理刷 传动装置和吸风装置组成 1 进料管2 螺旋片3 筛筒4 电动机5 转动装置6 清理筛7 机架 三 磁选利用磁场的吸力分离磁性杂质的方法 称为磁选 主要目的是除去饲料原料中所夹杂的磁性等金属碎块以及磁铁矿矿砂等 磁选设备的主要工作构件是磁铁 目前饲料厂的磁选设备主要为永磁筒磁选器和永磁滚筒磁选器 1 永磁筒磁选器永磁筒磁选器由内筒和外筒两部分组成 外筒连接在饲料输送管道上 内筒即磁体 它由若干块永磁铁固定在导磁板上 磁体外部有一表面光滑而耐磨的不锈钢外罩 清理磁体吸附的铁质时可打开外筒门 使磁铁转到筒外 当物料和混入物料中的磁性杂物 由进料口落到内筒顶部的圆锥体表面 向四周散开 随后沿磁体外罩表面滑落 由于铁质比重大 受到锥体表面阻挡之后弹向外筒内壁 在筒壁反力及重力作用下 沿着磁力线方向下落 被磁体吸住 非磁性物料则从出料口排出 从而完成物料与铁杂质的分离 1 进料口2 外筒3 磁体4 外筒门5 出料口6 外罩导磁板7 磁铁块 2 永磁滚筒磁选器 图1 6 主要由进料口 压力门 永磁滚筒 出料口 排杂口 驱动装置等组成 工作时 物料经进料口进入滚筒 磁性杂质在磁铁的作用下 被吸附到滚筒表面 并随滚筒转动带到无磁区 杂质自动落下 由排杂口排出 而被清理的物料经排料口排出 其优点是不需要人工清理磁性杂质 缺点是价格昂贵 1 进料口2 机壳3 磁铁4 电动机5 传动器6 排杂口7 出料口8 滚筒9 压力门10 观察窗 第四节物料的输送一 胶带输送机 图1 7 以输送胶带作为承载物料的主要构件型机器 是饲料厂常用的水平和略微倾斜的装载输送机器 优点 工作可靠平稳不损伤物料物料残留少在整个长度上可以装卸物料价格和动力损耗低 缺点 难于密封输送粉料时容易粉尘飞扬 1 驱动滚筒2 张紧滚筒3 胶带4 上托辊5 下托辊6 机架7 导向滚筒8 进料口9 卸料装置10 中途卸料装置11 清扫装置 二 刮板输送机 图1 8 刮板输送机是利用装于牵引构件 链条或胶带 的刮板沿着固定的料槽托带物料前进 并在开口处卸料的输送设备 它适合高速和长距离输送块状 粒状和粉状的物料 除水平输送外 还可以进行倾斜输送 刮板输送机的优点 1 由于机槽密闭 物料不会飞扬 因而物料损耗少 工人劳动条件好 可多点卸料 2 机槽是封闭的箱形 刚度大 不需要支撑机槽的框架 只需简易支承台即可 与螺旋输送机特别是与气力输送装置相比 功耗少 3 刮板输送机的缺点是物料在运送过程中易被挤碎或压实成块 机槽和刮板磨损较快 这样 刮板输送机的运送长度一般不宜超过50 60m 运输能力不大于150一200t h 三 螺旋输送机螺旋输送机是一种利用螺旋叶片的旋转推动物料沿着料槽运动 并卸到要求地点的输送设备 其工作原理是叶片在槽内旋转 使加入料槽的物料沿着料槽向前移动 完成水平 倾斜和垂直的输送任务 对高倾角和垂直螺旋输送物料 必须具有较高的螺旋转速 故称快速螺旋输送机 螺旋转速较低的称为慢速螺旋输送机 螺旋输送机的优点 1 因为料槽是封闭的 适用颗粒和粉状的各种原料 中间产品和成品的输送 2 结构紧凑 占用位置小 3 构造简单 旋转构件和轴承较少 工作可靠 维护操作方便 成本低 4 能多点进料和多点卸料 进料和出料的机构简单 5 输送是可逆的 一台输送机可以同时向两个方向输送物料 1 驱动装置2 6 8 轴3 进料口4 中轴5 料槽7 中间装料口9 末端卸料口10 中间卸料口 四 斗式提升机 1 10 斗式提升机主要由料斗 牵引带和转动装置等组成 是专门用于连续垂直输送物料到所要求高度的设备 斗式提升机优点是按垂直方向输送物料 因而占地面积小 提升物料稳定 提升高和输送量大 能在全封闭罩壳内进行工作 不易扬尘 其主要缺点是容易堵塞 1 进料口2 牵引带3 料斗4 机壳5 机头6 鼓轮7 出料口8 张紧装置 第五节原料及成品的贮存饲料厂不同于其它粮食工厂的显著特点之一是原料及成品的种类繁多 并且各品种所占的比例差异较大 所以原料及成品的贮存 对于饲料厂来说是一个十分重要的问题 用于原料及成品的贮存主要有房式仓和立筒库 也称为筒仓 筒库的优点是个体仓容量大 占地面积小 便于进出仓 机械化程度高 操作管理方便 劳动强度小 但造价高 施工技术要求高 适合于存放谷物等粒状原料 房式仓造价低 容易建造 适合于粉料 油料饼粕及包装的成品 小品种价格昂贵的添加剂原料还需用特定的小型房式仓由专人管理 房式仓的缺点是装卸工作机械化程度低 劳动强度大 操作管理较困难 第二章饲料粉碎第一节概述粉碎是用机械的方法克服固体物料内聚力而使之破碎的一种操作 饲料原料的粉碎是饲料加工过程中的最主要的工序之一 它是影响饲料质量 产量 电耗和加工成本的重要因素 粉碎机动力配备占饲料厂总功率配备的1 3左右 因此如何合理选用先进的粉碎设备 设计最佳的工艺路线 正确使用粉碎设备 对于饲料生产企业至关重要 定义 通过挤压 撞击 研磨或其他方法使颗粒变小的一种方法 主要包括击碎 磨碎 压碎等方法 1 击碎 主要是通过安装在粉碎室的高速旋转锤片对物料进行撞击 从而达到粉碎的目的 2 磨碎 是利用表面具有齿槽的辊轮对物料进行研磨 从而达到粉碎的目的 3 压碎 是利用两个表面光滑的滚轮以相同的速度旋转 物料在压力的作用下被压碎 一 粉碎的目的与要求 一 粉碎目的1 增加饲料的表面积 有利于动物的消化和吸收 动物营养学试验证明 减少颗粒尺寸 改善了干物质 蛋白质和能量的消化和吸收 降低了料肉比 2 改善和提高物料的加工性能 通过粉碎可使物料的粒度基本一致 减少混合均匀后的物料分级 对于制粒加工工艺 粉碎的粒度会影响颗粒的耐久性和水产饲料在水中的稳定性 二 粉碎粒度要求对于不同的饲养对象 不同的饲养阶段 有不同的粒度要求 而这种要求差异较大 在饲料加工过程中 首先要满足动物对粒度的基本要求 此外再考虑其它指标 1 猪饲料的适宜粉碎粒度仔猪饲料粉碎粒度 各项研究结果表明 仔猪饲料中谷物原料的粉碎粒度以300 500微米为最佳 其中 断奶仔猪在断奶后0 14天 以300微米为宜 断奶后15天以后以500微米为宜 育肥猪饲料的粉碎粒度 饲料试验表明 谷物粒度减小会改善体增重和饲料转化率 但小粒度时 出现猪胃肠损伤和角质化现象 试验表明 生长育肥猪的适宜粉碎粒度在600 500微米 对物料进行适当的粉碎 制粒后饲喂育肥猪 粪内的干物质减少27 母猪饲料的粉碎粒度 适宜的粉碎粒度同样可提高母猪的采食量和营养成分的消化率 减少母猪粪便的排出量 大量试验表明母猪饲料的粉碎粒度以400 500微米最适宜 鸡饲料粉碎粒度要求通过大量综合研究结果 鸡采食小粒度饲料的增重显著高于采食大粒度 肉鸡饲料中谷物的粉碎粒度在700 900微米为宜 产蛋鸡对饲料的粉碎度反应不敏感 一般控制在1000微米为宜 鱼虾饲料对粉碎粒度的要求NRC 1993 的鱼类营养需要标准中推荐鱼配合饲料的粒度应小于等于0 5mm 一般鱼用配合饲料的原料的粉碎要求全部通过40目筛 0 425mm筛孔 60目筛 0 250mm筛孔 筛上物不大于20 我国水产标准 SC2002 94 对中国对虾配合饲料粉碎粒度要求是全部通过40目筛 0 425mm筛孔 60目筛 0 250mm筛孔 筛上物不大于20 第二节粉碎设备按粉碎机械的结构特征可将粉碎设备分为五类 锤片式粉碎机 盘式粉碎机 压碎机动性 辊式粉碎机和碎饼机 广泛应用于饲料厂的是锤片式粉碎机 辊式粉碎机和碎饼机 图2 1锤片式粉碎机 1 进料口2 转子3 锤片4 筛片5 出料口 图2 2锤片式粉碎机筛片 图2 3锤片式粉碎机锤片 组成部件 1 进料口 进料口作用是使物料能均衡地进入粉碎机 2 转子 转子是锤片粉碎机的主要工作部件 包括锤片 销轴 锤片架及中心轴等 锤片通过销轴连接在锤片架上 锤片架由主轴带动高速旋转 进而使锤片获得很高的线速度 在锤片的高速撞击下物料被粉碎 3 目前国内是在锤片末端焊碳化钨 国外多采用低碳钢锤片 3 筛片 筛片包在转子外面 所包围的空间称为粉碎室 物料在粉碎室内被锤片击碎后 细的粒子通过筛孔排出 筛片主要起着控制粉碎粒度的作用 同时筛片在粉碎期间也对物料起摩擦 剪切作用 4 机体 粉碎机的机体的作用主要是支撑固定工作部件 保证物料顺利粉碎 工作原理工作时 原料从进料口进入粉碎室 受到高速回转锤片的打击而破裂 以较高的速度飞向齿扳 与齿板撞击进一步破碎 如此反复打击 使物料粉碎成小碎粒 在打击 撞击的同时 物料还受到锤片端部与筛面的摩擦作用而进一步粉碎 在此期间 较细颗粒由筛片的筛孔排出 留在筛面上的较大颗粒 再次受到粉碎 直到从筛片的筛孔排出 三 影响锤片粉碎机工作效果的主要因素1 原料性质1 物料强度越大 则动力消耗越大 产量越低 2 谷粒的结构强度取决于谷粒的成分 一般蛋白含量高 结构紧密的谷粒 硬度较高 粉碎时动力消耗大 3 如果纤维较高 则韧性较大 不易压碎 4 如果水分过低则谷粒偏硬 水分过高 则不易压碎成粉 5 油脂含量与水分也有类似之处 含油高则易压扁不易压碎 6 由于不同谷物的成分含量不问 一般有如下规律 玉米比大麦燕麦易粉碎 高粱比玉米 燕麦易粉碎 小麦软粒比硬粒易粉碎 谷物水分对产量影响也较大 水分增加 产量降低 其关系如下 2 锤片末端速度对不同的物料 锤片末端线速度的最佳值不同 产量 粉碎细度相同时 脆性物料要求的锤片线速较韧性物料低 如筛孔 2 5mm 最佳线速为 玉米52m s大麦88m s麸皮皮 米糠110m s国产机型常采用80 90m s国外粉碎机锤片速度 60 128m s 3 锤片厚度锤片过厚 与物料的撞击接触面大 不利于粉碎 同时锤片过厚 使锤片运动所消耗的能量大 距片薄 粉碎效率高 但薄锤片易于磨损 通常大型饲料厂多采用5 8mm厚度的锤片 4 锤片密度转子上锤片的多少对粉碎效率及粒度有较大的影响 每个锤片所负担的工作区域与密度有关 可用锤片密度系数 作为确定锤片数的设计依据 的计算方法如下式 BD Z B 粉碎室直径 m D 转子直径 m Z 锤片数 每片锤片厚度 我国锤片密度数为1 0 2 3 5 锤片排列方式 锤片排列方式关系到转子的平衡和物料在粉碎机内的分布 通常锤片的排列方式分为螺旋线排列 对称排列 交错排列和对称交错排列 目前大型饲料厂广泛使用的是对称排列方式 1 螺旋线排列在螺旋线排列中 备组锤片在粉碎室内运动轨迹分布均匀 不重复 但工作时 有物料被推向一侧的趋势 使这一侧锤片磨损加剧 而且对称铀上的离心力的合力作用点不在一直线上 两力不能平衡 机器振动较大 2 对称排列转子运动平稳 物料也不会被椎移 布置简单 锤片磨损比较均勾 但在同样轨迹密度下 需增加锤片数量 耗用钢材多 3 交错排列交错排列的平衡性较好 但物料有被椎移的趋势 4 对称交错排列平衡性能比较好 但排列比较麻烦 6 锤筛间距转子旋转时锤片末端与筛片之间的距离为锤筛间隙 它决定了粉碎室内物料层的厚度 1 物料层太厚 研磨粉碎作用减弱 粉粒可能将筛孔堵塞 不易穿过筛孔 2 物料层太薄 则筛片和锤片易于磨损 通常间隙的最佳值为10 12mm 7 筛片的影响1 筛孔大则生产效率提高 但是影响粉碎品质 2 筛片厚度对粉碎件能也起很大作用 物料颗粒以一定的倾角通过筛孔 在切向速度较大时 筛片愈厚愈不易通过 但是筛片过薄则容易磨损筛片 降低筛片使用寿命 8 吸风的影响 1 缓冲仓2 粉碎机3 料斗4 9 关风5 螺旋输送机6 吸风罩7 风机8 布袋除尘器10 斗式提升机 吸风的作用在粉碎过程中 出于物料的摩擦和锤片的撞击产生热量使物料内部水分蒸发 如粉碎玉米时 机内温度能上升6 8 C 超过8 C则机器磨损大 物料在粉碎期间蒸发出的水分使粉碎室内形成湿热空气 湿热空气中的水蒸气易在筛板上结露 露滴遇粉碎出的细粉则成为浆糊而堵塞筛孔 限制了粉碎机正常排料 吸风能及时将湿热空气徘出粉碎室 保持筛孔畅通 因此对于连续运转的粉碎机必须配备吸风装置 二 辊式粉碎机 1 清洁刷2 刷的调节装置3 上摩辊4 下摩辊5 喂入辊6 喂入口 一 组成部件和工作原理辊式粉碎机由铸铁机架 喂入辊 两个表面带有横向斜齿的同径磨辊 镍铬钢 清洁刷及其调节机构 传动机构等组成 上辊为快辊 其轴承固定安装 下辊为慢辊 同清洁刷和调节机构相联 上下辊因相向或不同速转动而产生的剪切 挤压作用将物料粉碎 适合粉碎谷物饲料 不适于粉碎含油或含水分大于18 的物料 2 辊式 锤片粉碎机比较 1 由于两者粉碎原理不同 锤片粉碎机的加工成本是辊式粉碎机加工成本的4倍 2 辊式粉尘少 粒度均匀 噪声小 3 辊式粉碎机的线速度一般只有8 9m s 而锤片末端的线速度达80一90m s 二者相差10倍 因此 前者不像后者那样易出现过碎 产生大量微细粉末和大的噪声 4 辊式粉碎料中粒和细粒分别占90 和10 锤片粉碎机分别为40 和60 4 辊式粉碎机温升低 水分损失少 辊式温升一般为1 2 C 水分损耗很少 而锤片温升一般为 5 10 C 水分损失较大 易堵塞筛孔 5 辊式粉碎机轮距调节很方便 辊齿纹磨损后可再加工 而锤片粉碎机需常更换锤片和筛片 且易损件一般不能修复 前者的维修费用约为后者的50 左右 6 辊式粉碎机的缺点是不适于粉碎含油或含水分大于18 的物料 也不适合粉碎粗纤维含量高的物料 7 同时 辊式粉碎机粉碎度低于锤片粉碎机 初期购买时价格昂贵 三 碎饼机及微粉碎机主要包括锤片碎饼机和辊式碎饼机 其工作原理和锤片粉碎机 辊式粉碎机机理相同 适合粉碎脆硬物料 其主要是用来破碎饼粕的专门设备 并且常用于对颗粒饲料的破碎后饲喂给幼龄动物 由于水产饲料及其他特种饲料的发展 要求有较细的粉料粒度 如虾和某些鱼类幼体要求95 的饲料粒度小于60目 250 m 有时要求高达95 的饲料粒度小于80目 177 m 甚至100目 普通锤片粉碎机最低只能生产出平均粒径为300 m 50目 的粉料 一般均达不到上述粒度要求 对粒度的这些持殊要求 只能采用微粉碎机粉碎 才能得以满足 微粉碎机的原理同锤片和辊式粉碎机原理相同 第三节粉碎工艺 1 普通粉碎工艺2 循环粉碎工艺 一 普通粉碎工艺 1 也称一次性粉碎工艺 在该工艺流程中 经过初清的粒状物料通过吸铁装置去磁后进入粉碎机 经一次粉碎达到粒度要求 粉碎产品由螺旋输送机和斗式提升机送入配料仓 2 粉碎机的台数确定需综合考虑粉碎效率和灵活性两个因素 单机产量大而台数少时 粉碎效率高 加工成本低 但灵活性差 该工艺适合于原料品种少 原料与原料间粉碎性能差异较小的工厂 普通粉碎工艺 二 循环粉碎工艺 1 在循环粉碎工艺中 原料经粉碎后提升 在分级筛中将物料分为粗 细两级 合格的细粒进入下道工序 粗粒物料返回粉碎机重新粉碎 2 循环粉碎工艺的特点是提高粉碎质量 三 先粉碎后配料的工艺流程该工艺是指将粒状原料先进行粉碎 然后进入配料仓进行配料 混合等工艺 1 这种工艺主要用于加工谷物含量高的饲料原料 该工艺的优点是对粉碎机的操作和管理带来方便 2 该工艺的缺点是由于所粉碎单一原料都需要配料仓 配料仓增多 则要增加建厂设备的投资和以后的维修费用 3 在更换配方时 特别是在原料品种增多时 受到配料仓数量的限制 4 由于粉碎后的粉料进配料仓存放 增加了物料在仓内结拱的可能性 从而会增加配料仓管理上的困难 四 先配料后粉碎工艺将所有参加配料的各种原料 按照一定比例配比后并通过配料秤秤重后混合在一起 然后进入粉碎机粉碎 该工艺的优缺点为 1 原料品种变化的适应性较强 故生产过程中更换饲料配方极为方便 2 不需要大量的配料仓 从而缩小车间占地面积 还可节省建厂投资 3 对于配料中谷物原料含量少时 采用先配后粉工艺其优点更为突出 这种工艺适用于小型饲料厂 4 装机容量要比先粉碎后配料增加20 以上 其能耗高5 以上 5 由于粉碎机设置于配料之后 故一旦粉碎机发生故障 则整个生产要停止 6 被粉碎原料特性不稳定 造成电机负荷不稳定 且对原料清理设备要求高 对输送 计量都会带来不便 先粉碎后配料工艺 1 原料仓2 喂料器3 粉碎机4 除尘器5 配料仓 先配料后粉碎工艺 1 配料仓2 缓冲仓3 粉碎机4 除尘器5 混合机 第三章配料计量第一节概述一 概念配料是按照动物饲料配方的要求 采用特定的配料装置 对多种不同品种的饲料原料进行准确秤量的过程 二 配料秤配料工序是饲料生产的一个关键性环节 配料装置的核心设备是配料秤 配料秤的性能好坏直接影响着配料质量的优劣 配料秤的性能一般包括正确性 灵敏性 度 稳定性和不变性 1 正确性是指配料秤上平衡指示器的刻度值与所称量的负荷重量的比值的固定程度 正确性通常依据称量的误差 精度 大小来评定 配料精度实际上是对称量结果与真值的接近程度的一种描述 也就是配料系统的系统误差和随机误差的一种反映 系统误差越大 则称量结果对其真值的偏差也越大 2 灵敏性也称为灵敏度 是指配料秤上的平衡指示器的线位 或角位移 与引起位移的被测量值变动量的比值 这一比值愈大 在配料秤上能称量出的最小重量值愈小 也就是它愈灵敏 灵敏性的倒数称之为感量 3 稳定性是指配料秤的示值部分 如称量杠杆 摆捶 指针等 的静止平衡位置被破坏后 能否迅速恢复平衡状态的性能 稳定性好的配料秤每次称量所需的时间较少 4 不变性是指配料秤对被称重物进行连续重复地称量 用称量之间的接近程度来描述称量值的不变性 实际上 重复地进行称量 各次所得的结果是不可能达到真正一致的 因此 事实上只要各次称量结果之间的最大差数不超过许可范围 即认为符合要求 三 配料装置的分类配料装置按其工作原理可分为重量式和容积式两种 按其工作过程又可分为连续式和分批式两种 重量式配料装置 是以各种电子配料秤为核心的配料装置 它是按照物料的重量进行分批或连续地配料称量 因此 它为自动化程度高的大中型饲料厂广泛采用 1 电子配料秤以称重传感器为核心 通过信号放大和微处理器转换并能自动显示示值 将重量值变成电信号输出 可应用计算机进行数据处理 2 电子配料秤采用高精度的传感器 响应速度快 分辨率高 其配料准确度足以满足现代饲料配方生产的要求 3 电子配料秤结构简单 重量轻 安装调试使用方便 4 它没有机械磨损 故稳定性好 5 传感器的密封性良好 适合在恶劣环境下工作 6 采用电子配料秤还可以提高劳动生产率 减轻劳动强度 保证饲料产品的质量 降低生产成本 以及促进企业管理水平的提高 因此 我国现代饲料企业均采用以电子配料秤为核心的配料计量系统 7 容积式配料装置 是按照物料的容积比例大小进行连续或分批配料的 这种配料装置因易受物料特性 容重 水分 流动性等 料仓结构形式 物料充满程度的变化等多种因素的影响 致使其配料精度不够稳定 精确 现逐渐被淘汰 第二节电子配料秤的组成及工作过程一 电子配料秤的组成电子配料秤主要由秤斗 传力连接件 称重传感器 重量显示仪表和电子线路 含电源 信号放大器 模数转换 调节元件 补偿元件等 组成 一 秤斗1 秤斗是用来承受待称物料并将其传递给传感器的箱形部件 由秤体和秤门组成 秤体由钢板制成圆形 方形或矩形 一般为圆形 因其刚性好 传感器布置方便 2 秤斗的容积一般按照饲料容重 常取0 5t m3 计算 并留有10 20 的容积余量 如秤量为500kg的秤斗 秤斗容积应为1 1 1 2m3 二 秤门秤门有电动和气动两种 秤门的开关决定物料的进入和排出 二 称重传感器1 传感器及分类传感器是能将非电的物理量 如重力 拉力 位移 速度 流量等 转换成电量 电压 电流 电阻或电容 或电信号并传送出去的一种转换元件 2 电阻应变片式称重传感器电阻应变片式称重传感器是将电阻应变片粘贴在弹性敏感元件 弹性体 上 然后以适当方式组成电桥电路 弹性体可把被测的重量转换成弹性体的应变值 而由作为传感元件的电阻应变片将弹性体的应变同步地转换为电阻值的变化 实现非电物理量转换成电量以便输出 3 工作原理在钢制圆柱形弹性体上 成对地在纵向和横向粘贴上4个电阻应变片 当弹性体受重力作用时 纵向压缩而横向拉伸 使粘贴其上的应变片亦随之同步变形而改变其电阻值 由于应变片连接成平衡电桥式电路 应变电阻的变化会引起电桥的不平衡 从而输出信号 该信号与所受外力 重量F 成正比 当A B两端供给稳定的直流电源 电压U 时 若弹性体无负载 则电桥平衡 R1R3 R2R4 若弹性体有负载 则电桥不平衡 R1R3 R2R4 此况下在电路C D两端将会有微电压U0 U0的大小就可以表征被称物料重量的大小 4 传感器的数量与排列电子配料秤的传感器数量一般为3个或4个 目前大多数采用3个传感器的圆形秤斗 由于3点决定了一个平面 故选用3个传感器时调整其受力大小就更简单方便 传感器处在同一水平面上呈120 对称分布 其优点是占用空间小 结构简单 无残留料 缺点是对地面振动的影响较为敏感 三 称重仪表电子称重显示仪表的作用是将称重传感器的称重结果用模拟形式或数字形式显示出来 称重仪表随着称重传感器及集成电路的进步而发展 由模拟式到数字化 由分立元件到集成电路 到电脑化 智能化 称重仪表是电子配料秤的重要组成部分 又称为二次仪表 二 电子配料秤的配料工作过程电子配料秤工作时 将每批 每秤 被称物料按品种 或料仓 排列成一份份不连续的序列 依次称重 可实时显示单次称量和累计称量结果 将示值累加得出累计称量结果 得出该批物料总重量 完成一个配料周期之后 由配料混合控制系统指令 再进入下一个配料周期 称量第二批料 如此配料生产得以协调与连续进行 五 配料计量秤的主要技术参数 一 最大秤量1 配料计量秤能自动称量最大不连续载荷的能力 即每批或每秤斗的称量能力 单位kg 2 饲料厂使用的电子配料秤的最大秤量有250 500 1000 2000kg等规格 可为不同生产能力的饲料厂配备 依次是0 5 1 2 4万吨 年单班产量 二 最小秤量配料计量秤能自动称量最小不连续载荷的能力 当载荷小于该值时 称量结果可能产生较大的相对误差 三 量程秤的称量范围上下限的差值 称量范围指的是最小秤量与最大秤量之间的范围 四 配料周期指配料秤完成从给料 称量的多次操作直至秤斗卸料完毕 秤门关闭为止的一批次操作过程的时间 电子配料秤的配料周期一般为3min 5min 五 影响量是指不属于被称量对象 但却影响被称量值或衡器示值的量 配料计量秤的影响量主要是温度和电压 1 例如 配料秤在 10 到 40 显示系统在0 到 40 的温度范围内 配料计量秤应能正常工作 2 例如 交流电源电压由额定电压的 15 到 10 范围内变动 配料计量秤应能正常工作 第三节配料工艺一 配料生产工艺设计合理的配料工艺流程 在于正确地选定配料计量装置的规格 数量 并使其与配料 给料设备 混合机组等设备的组合充分协调 优化的配料工艺流程可提高配料准确度 缩短配料周期 有利于实现配料生产过程的自动化和生产管理的科学化 目前最常见的配料工艺流程有多仓数秤 2 4个配料秤 多仓一秤和一仓一秤等几种形式 一仓一秤一仓一秤工艺是在8 10个配料仓的小型饲料加工机组中 每个配料仓下配置一台重量式台秤 各台秤的秤量可以不同 作业时各台秤独立完成进料 称量和卸料的配料周期动作 这种工艺的优点是配料周期短 准确度高 但设备多 投资大 使用维护也较复杂 多仓一秤多仓一秤工艺是在6 10个配料仓的小型饲料加工厂中 全部配料仓下仅配置一台电子配料秤 各配料仓依次称量配料 配料周期相对较长 配料仓多了就有配料周期比混合周期长因而降低生产效率的问题 更重要的是小配比 5 20 的原料的称量时的误差很大 会降低产品的质量和增加生产成本 故目前这种工艺也应用不广 多仓双秤与多仓三秤应用较多的配料工艺是多仓双秤与多仓三秤的工艺形式 多仓三秤是在多仓双秤的基础上增加一台预混料的定量秤 其余工艺相同 各种饲料原料经仓顶输送设备和分配器分配进入相应各配料仓中存贮 配料时由给料器分别依次将原料送至秤斗中 大配比 20 的原料送至大秤 小配比 5 20 的原料则被送至小秤秤量 多仓数秤多仓数秤配料工艺适用于有12 16个配料仓的中型饲料厂或有16 24个配料仓的大型饲料厂 优点是大秤量的用大秤 小秤量的用小秤 故可提高配料准确度 同时也增加了可直接配料的原料品种和数量 此外 大小秤同时配料 可缩短配料周期 有的配料系统不仅可同时向大小数个秤同时给料 亦可有两个给料器同时向一个秤斗给料 如主原料玉米可双仓或多仓给料 均可缩短配料周期 现代饲料厂的配料周期已可由过去的5min左右缩短至3min左右 成倍地提高了饲料生产效率与设备利用率 第四章混合第一节概述每头或每只畜禽每天或每餐的采食量只是工厂生产的某一批饲料中极少的一部分 为保证畜禽每餐都能采食到包含有各种营养成分的饲粮 就必须保证各组分物料在整批饲料中均匀分布 尤其是一些添加量极少而对畜禽生长又影响很大的 活性成分 如维生素 微量元素 药剂及其他微量成分等 更要求分布均匀 所谓混合 就是各种饲料原料经计量配料后 在外力作用下各种物料组分互相掺合 使其均匀分布的一种操作 在饲料生产中 主混合机的工作状况不仅决定着产品的质量 而且对生产线的生产能力也起着决定性的作用 因此被誉为饲料厂的 心脏 一 混合类型按被混合物料的状态 性质 来分 有固 固混合和固 液混合两种 固 固混合又包括了主流混合和预混合 固 液混合为粉状饲料中添加少量液体的固液混合 分批混合分批混合就是将多种混合组分根据配方的比例要求配置在一起 并将其送入周期性工作的 批量混合机 进行混合 混合机的进料 混合与卸料三个工作过程不能同时进行 三个工作过程组成一个完整的混合周期 混合一个周期 即生产出一批混合好的饲料 这种混合方式改换配方方便 各批之间的混杂较少 是目前普遍应用的一种混合工艺 连续混合各种物料分别同时连续计量 并按配方的比例配置成一股含有各种组分的料流 当料流进入连续混合机后 混合成一股均匀的料流 这种混合工艺的优点是可连续地进行生产 前后工段容易衔接 操作简单 目前连续混合仅用于混合质量要求不高的场合 二 混合过程混合过程实际上是物料间相互掺合和相对运动的一个过程 在外力作用下 物料混合可分为对流混合 剪切混合和扩散混合三种类型 1 对流混合又称体积混合对流混合中物料在外力作用下从一处移向另一处 即物料做相对运动 这种类型的混合使物料达到粗略的混合 混合程度决定于机械作用的强度 而物料特性对混合质量的影响较小 2 剪切混合 在混合机作用下 使物料间彼此形成许多相对滑动的剪切面而发生的混合 3 扩散混合 物料由于受到压缩 或在流动的过程中 由于粒子间的相互吸引和排斥而引起的物料间的无定向 无规律的移动 扩散混合的速度 主要决定于物料的物理特性 即分散性良好的物料比粘滞料易混合均匀 无论采用何种混合设备 三种混合类型总是同时存在的 但混合机类型与混合时间不同 所起的作用大小也不同 在混合过程中 一方面机械对物料起着混合作用 而另一方面由于物料粒子间存在的相对密度 粒度 表面特性等的差异 在运动时必定也产生着自动分级 自动分级将使物料的均匀状态受到破坏 这种使均匀状态受到破坏的现象 称之为 离析 也称为 自动分级 无论采用什么混合设备 混合和离析这对矛盾都是同时存在的 只是程度不同而已 常见的混合过程中 物料的均匀状态与混合时间有关系 在混合初期 对流混合起着主要作用 使物料很快从不均匀到粗略的均匀 这一过程的快慢主要决定于混合设备的构件 随着时间的进行 对流混合作用逐步减弱 而扩散混合作用逐步成为主流混合 对流混合使物料混合得更为细致 更为均匀 这一阶段的混合主要决定于物料的物理特性 以及组分的多少和组分的大小 伴随着混合的进行 离析也始终存在 进一步的作用使混合与离析达到动态平衡 达到动态平衡后 混合的均匀性随时间不再改变 三 混合机的分类及技术要求 一 混合机的分类分批式混合机将各种饲料原料按配方比例要求配置成一定容量的一个批量 将这个批量的物料送入混合机进行混合 一个混合周期即生产一个批量的产品 现代饲料厂普遍使用分批式混合机 2 连续式混合机将各种饲料分别按配方比例要求连续计量 同时送入混合机内进行混合 它的进料和出料都是连续的 2 按主轴的设置形式分类按主轴的布置形式可分为单轴和双轴 卧式混合机和立式混合机 1 卧式混合机有混合周期短 混合均匀度高以及残留量少等优点 2 立式混合机结构简单 动力小 混合周期长 残留量多 二 对混合机的技术要求1 混合均匀度要求较高 饲料标准中规定 对于配合饲料的混合均匀度变异系数 10 对于预混合饲料的混合均匀度变异系数 5 2 混合时间要短 混合时间决定了混合周期 混合时间的长短 可影响到生产线的生产率 3 机内残留率要低 为避免交叉污染 保证每批的产品质量 配合饲料混合机内残留率R 1 预混合饲料混合机R 0 8 目前先进的机型可达到0 01 以下 4 混合机要满足结构合理 简单 不漏料 便于检视 取样和清理等机械性能 第二节饲料混合机一 螺带混合机 一 螺带混合机的结构螺带分批式混合机有单轴和双轴两种 卧式螺带混合机的结构如图所示 其主要由机壳 螺带 转子 出料控制机构和传动机构等组成 1 机体机体外壳由普钢或不锈钢制造 机体容积的大小决定了每个批次混合量的多少 机体上盖板一般设有两个进料口 大型混合机有三个进料口 2 转子转子是混合机的主要工作部件 它由螺旋叶片 螺带 支撑杆 主轴组成 其中螺带的结构形式设计是否合理 决定着混合机的混合质量和效率 转子的结构形式很多 有单头单层螺旋 双层单头螺旋 单头双层螺旋 双头双层螺旋等 其中以双头双层双螺旋居多 内外螺旋叶片分别为左右螺旋 为了使内外叶片输送物料能力相等 以保持料面水平 所以内螺带宽于外螺带 一般为外螺带的3 5倍 3 出料及控制机构出料门在机体底部 其形式有一端小开门和大开门两种 大开门形式具有卸料速度快 物料残留量少的优点 但因为出料门较大 要求门体的强度高 密封性能好 小开门形式结构简单 但卸料速度慢 残留量多 所以仅用于小型混合机 出料门控制机构有手动 电动和气动三种形式 手动仅用于小型混合机 大 中型混合机使用电动或气动控制 二 工作原理1 螺带混合机 一般都设计成内外两层螺带 内外两层螺带分别为左右螺旋 当一条螺带把物料由混合机的一端送向另一端时 另一条螺带则把物料作反向输送 2 在混合机设计中 内层螺带又宽于外层 因此在机内产生强烈的对流和剪切混合作用 3 混合机是空载启动 继而连续运行 4 混合均匀所需的时间通常在2 6min之内 具体的混合时间应根据混合试验结果而定 三 螺带混合机的特征1 螺带混合机的优点是混合速度快 混合周期短 2 混合稀释比较大的情况下 能达到较好的混合效果 3 混合时能加入一定量的液体饲料 当添加油脂或糖蜜时 添加量可达10 左右 4 但该机型占地面积大 配套动力较大 二 双轴桨叶混合机双轴桨叶混合机是在90年代中期推出的一种新型混合机 它具有混合速度快 混合质量好 适用范围广等特点 在大型饲料厂 预混合饲料厂中迅速获得广泛应用 优点 1 混合速度快 每批混合时间为0 5 2 5min 2 混合均匀度高 混合均匀度变异系数CV 5 3 液体添加量范围大 添加量最大可达到20 4 充满系数可在0 4 1 4范围内调节 一 机械结构1 机体顶部有1 3个进料口 用于进料 排气 观察等 2 机槽底开有两个卸料口 用于快速排空机内混合好的物料 3 桨叶一般呈45 角安装在轴上 这两个桨叶除了混合作用外 还使物料在此获得更大的径向速度而较快地进入另一转子作用区 4 两轴安装的中心距小于两桨叶的最大回转直径 转子运动时 两轴桨叶端部在机体中线部分成交叉重叠区 由于桨叶在轴向对应错开 工作时安装在两转子上的叶片互不相碰 二 作原理双轴桨叶混合机内物料受两个相反旋转的转子作用 进行着复合运动 即物料在桨叶的带动下围绕着机壳作逆时针旋转运动 同时也带动物料上下翻动 在两转子交叉重叠处形成失重区 在此区域内 不论物料的形状 大小和密度如何 都能使物料处于瞬间失重状态 这使物料在机体内形成全方位的连续循环翻动 相互交错剪切 从而达到快速 柔和 混合均匀的效果 由于在卧式双轴桨叶式混合机的混合过程中同时具有强烈的对流 剪切和扩散三种混合作用 混合效果明显优于卧式螺带混合机 三 油脂和糖蜜添加工艺 一 组成1 油罐 油泵 过滤器 流量计 电磁阀 喷嘴及电控箱 2 喷嘴有3 4个 均匀分布在主轴侧上方 向着主轴旋转方向安装 3 喷油时间是在