大学饲料设备制造与工艺

第二章,饲料的粉碎,（1）概述（2）锤片式粉碎机（3）其他常用的粉碎机（4）微粉碎机（5）粉碎工艺流程,主要内容,第一节概述,引言,粉碎是用机械的方法克服固体物料的内聚力，从而使之破碎的一种操作方法。,2、改善和提高物料的加工性能。,一、粉碎的目的与要求,（一）粉碎目的,1、增加饲料的比表面积，有利于动物的消化和吸收。,（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。,（一）粒度物料颗粒的大小称之粒度，它是粉碎程度的代表性尺寸。对于球形颗粒来说，其粒度即为直径。对于非球形颗粒，则有的以面积、体积或质量为基准的各种名义粒度表示法。在饲料行业一般采用粒度来表示物料的粒径。,二、粉碎粒度及其测定,粉碎后的固体颗粒不仅形状不一致，其大小也不一致。一般采用在全部颗粒中粒度小于d的所有颗粒的粒数、表面积和体积，占全部颗粒的粒数、表面积和体积的百分率，分别称为粒数、表面积与体积的累积分布函数，以符号A(d)表示之。,（二）粒度分布,物料粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度。,（三）粉碎比,2.粉体颗粒大小称颗粒粒度。由于颗粒形状很复杂，通常有筛分粒度、沉降粒度、等效体积粒度、等效表面积粒度等几种表示方法。筛分粒度就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸，以1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数表示，因而，称之为“目数”。,（四）目,1.目是指每平方英吋筛网上的空眼数目,目数微米目数微米目数微米目数微米2.5792512139760245325473588014116565220425334459916991801985002553962208331001656252063327247011101508001572794275891808312501082362324952007425005919813541725061325021016514035027053125001,我国通常使用的筛网目数与粒径（m）对照表,（五）饲料粉碎粒度的测定,平面筛筛分法,显微镜法,沉降法,据GB5917-86配合饲料粉碎粒度测定法，本法适用于标准编织筛测定配合饲料成品粉碎粒度。仪器:7层（含底筛一个）标准编织筛，由上至下依序是：4、6、8、10、12、16目和底筛；统一型号的电动机、摇筛机和感量为0.01克的天平各一台。,1、配合饲料粉碎粒度测定法,测定时，从原始样品中称取试样100克，放入规定筛层的标准编织筛内，开动电动机连续筛理10分钟。筛完后，将各层筛上物分别称重，计算。该层筛上物留存百分率（%）=该层筛上物留存重量/试样重量应注意过筛的损失不得超过1%；双试验允许误差不超过1%，双试验两次检验结果得平均数既为检测结果，检验结果计算到小数点后第一位。,又称四层筛法。用10、18、40目和底筛（盲筛）的标准编织筛组成的筛箱，取样100g，用感量为0.01g的天平称重。在振动机上振动筛理10min。筛完后，将各层筛上物分别称重，计算（加权平均）。,2、算术平均粒径法,该法称为对数正态概率纸表示法，也称为十五层筛法（GB6971-86）该法采用普通振动筛驱动，十五层筛的筛号依次为4、6、8、12、16、20、30、40、50、70、100、140、200、270和底筛。筛分时，取试样100g，放在最上层筛子的筛面上，后开动振筛机，先筛分10min，以后每隔5min检查称重一次，直到最小筛孔的筛上物重量稳定为止（前后称重的变化为试样重量0.2%以下），即认为筛理完成。计算:先用常用对数对不同颗粒的直径处理乘以它的质量权重，再用常用对数的反函数（指数）回复到颗粒直径。,3、饲料粗细度的筛分测定表示方法,三、粉碎方法和粉碎理论,（一）粉碎方法,粉碎,击碎,磨碎,压碎,锯切碎,（二）物料的力学性质,.,强度,硬度,易磨（碎）性,脆性,韧性,强度越强、硬度越小，脆性越小,韧性大的物料，需要的变形能就越多。选择粉碎方法的重要依据是被粉碎物料的物理性质。被粉碎物料的强度和破裂性是两个主要指标。对于坚而不韧的物料，撞击和挤压较有效；对于韧性物料以剪切较好，对脆性物料以撞击破碎为宜。,粉碎方法的选择,Rosin-Rammler等认为：粉碎产物的粒度分布具有二成分性，即合格的细粉和不合格的粗粉。,（三）粉碎模型,（三）粉碎模型,体积粉碎模型,表面粉碎模型,均一粉碎模型,第一节概述,本节小结,1.粉碎的目的与要求2.粉碎粒度及其测定3.粉碎方法与粉碎理论,课后思考,1.饲料生产中常常有粉碎工艺，这是为什么？2.不同的饲养对象及不同的饲养阶段对饲料粉碎的要求不同，那么生产猪、鸡及水产饲料对饲料粒度有何要求。3.粉碎方法一般有哪些，各有什么特点？,锤片式粉碎机,爪式粉碎机,盘式粉碎机,辊式粉碎机,破饼机,粉碎机,一、粉碎设备的分类,第二节粉碎设备,粉碎机,粗碎机,中碎机,微粉碎机,超微粉碎机,AHZC-1265N/F卧式粉碎机,立式粉碎机,SFSP系列宽式粉碎机,SFSP系列水滴型998系列粉碎机,型齿爪式粉碎机,FFC齿爪式粉碎机,SSLG系列辊式碎粒机,二、锤片式粉碎机,径向（顶部）进料式,切向进料式,轴向进料式,有筛式,无筛式,环形粉碎室,水滴形粉碎室,（二）一般构造和工作过程,1、一般构造,a.进料口,切向、径向和轴向进料方式,b.转子,包括锤片、销轴、锤片架及中心轴等等,c.筛片,筛片包在转子外面，所包围的空间称为粉碎室，其主要起着控制粉碎粒度的作用。,d.机体,原料由粉碎机顶部靠重力自流进料方式落入粉碎机进料口，原料在转子的上方受到锤片的第一次打击，随后，颗粒物料流被锤片加速形成沿着筛片内表面运动的环流层，环流层的速度略低于锤片末端的速度。贴近筛面的粉碎物料受到筛面的磨擦作用而降低其环流速度，并受到与筛面垂直的离心力、压力和气流作用，使其能排出筛外。,2、工作过程,顶部进料式锤片式粉碎机的工作过程:,（三）主要工作部件,1、锤片,影响粉碎效率的因素,形状尺寸,工作密度,排列方式,材料材质,制造工艺,锤片安装在转子销轴上的位置，称做排列方式。它关系到转子平衡、物料在粉碎室内的分布、锤片磨损的均匀程度。对锤片排列的要求：锤片的运动轨迹不重复、沿粉碎室宽度锤片运动均匀、物料不被推向一侧、有利于转子的平衡。,排列方式,螺旋线排列,对称排列,交错平衡排列,对称交错排列,圆柱形孔筛,2、筛片,圆锥形孔筛,筛片,鱼鳞孔筛,冲孔筛,钻孔筛,2、筛片,筛孔直径,小孔,中孔,粗孔,大孔,12mm,34mm,56mm,8mm,筛片包角,轴向进料,切向进料,包角,360,径向进料,300,180,3、齿板,作用：加强对物料的碰撞、搓擦作用，同时可以阻滞粉碎室内物料环流层的运动并降低其速度,人字形,直齿形,高齿槽形,齿形,三、粉碎机负荷自动控制,物料,吸风,电控,手动开环控制,电流,自动闭环控制,电流,控制方法,1、恒值控制：对于粉碎机负荷控制是一种典型的恒值控制系统。对于不同品种的物料，人工设定不同的粉碎机核定负荷。当设定电流（输入量）恒定时，通过控制器调节，粉碎机负荷（输出量）将与设定电流保持一致。2、纯滞后环节：所谓纯滞后，通俗一点讲，就是当粉碎机给料流量发生变化时，粉碎机工作电流需要滞后一些时间后才会发生相应变化。根据粉碎机设备的固有特点以及选用执行机构的不同，纯滞后时间也有所不同，从自动控制角度看，纯滞后时间愈短，控制的响应速度则愈快，系统的控制对象则愈稳定。,（一）粉碎机自控特点与功能要求,（1）控制范围0100%（任意设定）。（2）控制精度2%8%。（3）能够实时显示人工设定电流以及实际工作电流。（4）具有手动和自动控制两种方式，其切换时无扰动。（5）对缺料及超负荷实行声光报警以及实时处理。（6）设备工况联锁，风机、粉碎机运行与进料机构的联锁。,3、主要参数及功能,粉碎机负荷闭环控制系统主要有输入设定量、比较环节、控制器、执行机构、控制对象（输出量）和检测反馈环节组成1.输入设定量：通过控制器键盘或拔盘开关设定电流或额定电流的百分数，该设定值要求在粉碎机运行时随时可以修改2.检测反馈环节：该环节的检测器件是电流互感器，电流互感器串在主电机的一次回路内，以检测粉碎机实际的工作电流。3.比较环节：把输入设定电流与电流互感器检测到的实际工作电流相比较，其误差值作为PID控制的输入量。,（二）系统的组成和工作原理,4.控制器：是以单片微处理器为核心的仪表，以其自动控制的输出去控制执行机构。5.执行机构：粉碎机的执行机构就是给料机构，常用的有滑差调速绞龙、电磁振动给料机和自流式气动薄膜调节阀。,（三）粉碎机负荷自动控制调节参数的整定,自动控制系统调节品质好坏的主要指标：,自动控制系统调节是否稳定,控制的目标值与实际值之间误差是否达到工艺指标要求,当有干扰时，过渡过程时间是否短,调节参数的整定就是为了使自控系统获得最佳的控制效果。,调节参数,控制周期,P（比例系数）,I（积分系数）,D（微分系数）,当被控对象确定以后，纯滞后时间通过秒表可以测量出来，控制周期的确定主要依据纯滞后时间的大小。从系统稳定角度看，希望纯滞后时间越短越好，这有利于快速消除系统的静差。但是对于纯滞后控制对象，快速控制反而引起系统的不稳定，严重时会产生振荡。通过测定，粉碎机所配置的执行机构不同，其纯滞后时间也不同。电磁振动给料机和气动薄膜调节阀的纯滞后时间一般为3秒；绞龙给料的纯滞后时间一般为5秒。绞龙愈长，其纯滞后时间也愈长。为了控制器自控的通用性，要求控制器控制周期的整定范围在27秒。,1.控制周期整定：,如何调节才能使系统获得最佳的控制效果，PID参数整定是关键，为了更能说明问题，下面采用图示法，对控制曲线加以分析（图）。曲线A：这条曲线虽然调节至设定电流值的时间短、调节响应快，但由于超调大（最大电流与设定电流差）、上下波动很大（振荡），所以控制效果很不理想，主要原因是P、I、D参数整定值太大。曲线C：这条曲线与曲线A的控制效果正好相反，虽然没有超调出现，系统控制也较稳定。但是调节至设定电流值的时间太长，调节响应过慢，所以控制效果也不理想。主要原因是P、I、D参数整定值太小。曲线B：这条曲线是最佳控制曲线，它综合了A、C两条曲线的优点。具有控制响应适中，超调小（一般不超过设定值的10%），振荡次数少，过渡过程短。控制稳定性好、品质高。,2.PID参数整定：,本节小结,1.粉碎机的分类.2.锤片式粉碎设备.3.粉碎机负荷自动控制系统。,课后思考,1.简述锤片式粉碎机的工作过程。2.简述粉碎机负荷自动控制系统的组成及工作原理。,第二节粉碎设备,第三节饲料厂常用的粉碎机,一、卧式锤片式粉碎机,9FQ,SFSP,卧式锤片式粉碎机,SFSP锤片粉碎机性能参数,SFSP11230,转子,进料机构,上机壳,底座,操作门,大直径低转速，低噪声、震动减少；正反转换；锤片碳化钨堆焊，6组36片，对称平衡排列,进料导向机构,筛片直接插入，再由操作门压紧，装卸方便；增设的安全装置,底座下安装有6个JG36型减振器,SFSP11230的结构及特点,二、立轴式锤片粉碎机,特点,筛理面积大,结构紧凑,占地面积小,配用功率较小,生产成本低,不依赖机外辅助吸风系统,工作过程,工作过程,喂料,粉碎,出料,运动轨迹垂直相交，大部分物料被粉碎达到合格的细度，排出粉碎室。部分粉碎不足或少量未粉碎的物料继续下降，下层锤片的末端线速度更高，与筛板的间隙更小，进一步粉碎。,大部分合格物料通过周围环筛及底筛筛孔，极小量落入底筛上表面。刮片将欲沉积的物料刮起，刮片同时具有风机叶片功能，产生一定的风压和风量,自动喂料器，分流机构,三、爪式粉碎机,三、爪式粉碎机,动齿盘,定齿盘,筛片,动齿线速,齿筛间隙,主要工作部件,影响工作效果的因素,四、破饼机,锤片式碎饼机,破饼机,辊式破饼机,单辊式,双辊式,锤片很厚，扁形进料口，结构简单、造价低，振动与噪声大,四、水滴形锤片式粉碎机,水滴形锤片式粉碎机,进料机构,转子,上机壳,底座,操作门,快启式检修门；快启式压筛机构,粉碎室水滴型；下部中央设有底槽；双孔筛；可改变配置筛片位置；4组90片真空熔焊硬质合金锤片，对称平衡排列,门盖上有调风板；叶轮式喂料器上的调风板,电机和粉碎机；万能减震垫；蛇形弹簧联轴器,叶轮式喂料器喂料，自动控制,五、双立轴式粉碎机,SDVMD型双轴立式粉碎机(图)采用两台同型号电机分别直接驱动粉碎机转子工作，采用相同的一套进料、出料系统可节约设备与空间，提高了单机产量、粉碎效率和节约了设备与产品成本。并且突破了直立式电机功率的限制，成倍地提高了粉碎机的生产能力。其技术特点包括：1用气动联杆装置实现筛网自动升降，缩短换筛时间。2喂料轮将物料分散并均匀地送至粉碎室进料口，使粉碎过程连续均衡。3多口进料，增大物料进入粉碎室的第一次打击面。4锤片釆用表面渗碳淬硬处理，使用寿命长。5转子最下层装有刮片，可刮起沉积在底筛上的物料，刮片还起到离心风机叶片的某些作用。6与单轴立式粉碎机的工作原理相同，筛理面积大，重力作用明显，故粉碎效率高。,本节小结,介绍了饲料厂各种常用的粉碎机及其工作特点.,课后思考,1.简述卧式与立轴式锤片式粉碎机的工作过程有何异同。2.简述水滴形锤片式粉碎机工作特点，并说明它与其它锤片式粉碎机的不同之处。,第三节饲料厂常用的粉碎机,第四节微粉碎机,一、微粉碎工艺技术,（一）微粉碎和超微粉碎,配合饲料中含有部分微量组分,水产饲料以及特种动物饲料,应用,微粉碎机、精细分级、物料输送、介质分离、除尘、脱水、控制、检测,（二）微粉碎和超微粉碎设备,开路,闭路,工艺布置,微粉碎工艺设备,机械粉碎,高速机械冲击式磨机,悬辊磨,球磨机,盘磨机,振动磨,气流磨,胶体磨,由于水产饲料及其他特种饲料的发展，要求有较细的粉碎粒度。,（三）微粉碎粒度要求,卧轴、采用马镫状锤片，粉碎室上部为齿板，下部为筛板的微粉碎机。,二、卧式马镫锤片微粉碎机,（一）特点,SWFM6038卧式马镫锤片微粉碎机,结构紧凑，主轴转速不高，使用安全可靠，适用于鱼虾饲料或幼小动物饲料原料的微粉碎。,机械结构,结构,机架,主传动系统,转子,卸料斗,卸料螺旋,给料器及其传动装置,转子,主传动系统,（一）机械结构,机械结构,给料器,轴,搅棒,料斗,绞龙座,蜗轮蜗杆减速器,转子,轴,转子体,马镫锤,旋转输送轴,（二）工作原理,CWFJ系列超微粉碎机,立轴式微粉碎机是一种立轴、无筛网、机内带分级器的微粉碎机。产品粒度可达到60120目筛，适用于中小饲料厂加工对虾、甲鱼和鳗鱼饲料。该机组结构紧凑，占地面积小，内含离心式气流分级器可节约机外分级设备。产品粒度均匀可调，物料温升低。采用无级调速电机喂料，可方便地调节喂料量。,三、立轴式微粉碎机,机架,机体,喂料器,蝶阀,槽钢、电机座,喂料螺旋、壳体与电机,立轴式微粉碎机,粉碎部件,轴、刀盘、刀片、齿圈,轴、分级轮,分级部件,（一）构造,（二）工作原理,WFJ系列微粉碎机,机架,机体,喂料器,蝶阀,喂料螺旋、壳体与电机,粉碎部件,分级部件,（三）微粉碎机组工艺,主机,刹克龙,脉冲除尘器,风机,微粉碎机组工艺,转速可在30300r/min的范围内调节,筛选、磁选、预粉碎1mm、水量12.5%,分级轮采用电磁调速电机驱动，2452450r/min的无级调节，风量可调,（三）微粉碎机组工艺,分级轮的转速和风量,粒度,蝶阀,主电机的负荷,喂入量,四、分级机,根据生产工艺要求，把粉碎产品按某种粉体颗粒的粒度大小或不同种类进行分选的操作称为分级。,分级方式,筛子筛分,在流体中进行分级,（一）分级作业,分级机,粉碎机,不合格,合格,中间成品,分类,微细分级机(MS型),超微分级机(MSS型),N型分级机(MS-N型),离心式分级机,（二）MS型分级机,MS微细分级机,给料器,调节器,中部机件,斜管,环行体,旋转主轴上的叶轮,工作原理,叶轮转数,风量,上升气流,叶轮叶片数,调节管的位置,调节微细分级机的分级,3150m，分级率60%90%，可与很多机型配套使用，适合纤维状、薄片状、块状和管状等不同物料。,（三）MSN型微细分级机,MSN型微细分级机,流态化,内管道,一次分级,二次分级,结构及工作原理,（四）MSS型微细分级机,它适用于精细化工、医药制品、陶瓷制品和涂料等粉体的精细分级。其结构的特点：叶轮的高转速以及反复的气流分级。MSS型超微