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饲料生产设备选型要点

简介
本文将从一个典型的畜禽饲料生产工艺流程为出发点,阐述实际生产过程中饲料生产各工段的设备选型,使用维护等相关问题。
  随着工业化和城镇化进程加快,城市人口不断增加,城乡居民生活水平不断提高,对畜产品的需求消费将不断增加,特别是农民收入的提高,对畜产品的消费将大量增加。加上新一轮消费升级对优质畜产品的需求增加,2015年我国饲料工业呈现持续稳定发展的格局,全年饲料总产量预计在2.5亿吨以上。在这样的大背景下,饲料设备的研究应用和生产工艺流程都得到了快速的发展,本文将从一个典型的畜禽饲料生产工艺流程为出发点,阐述实际生产过程中饲料生产各工段的设备选型,使用维护等相关问题。

  一般一个中小规模的畜禽饲料厂的工艺流程由原料接收、粉碎、配料、混合、制粒冷却筛分及成品打包工段组成;其中核心的生产设备为粉碎机、混合机、制粒机等,做好这些设备的选型对于饲料生产,保证饲料品质起着至关重要的作用,以下将对三种设备在生产中的作用及选型作简要的论述。

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  1  粉碎机的作用及选型

  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方法,是饲料加工过程中的最主要的工序之一,是影响饲料质量、产量、电耗和加工成本的重要因素。粉碎的饲料作用:a.增加饲料表面积和粒度,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;b.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;对于微量元素及一些小组分物料,只有粉碎到一定的程度,保证其有足够的粒子数,才能满足混合均匀度要求;又如对于制粒加工工艺,粉碎物料的粒度必须考虑粉碎粒度与颗粒饲料的相互作用,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;c.粉碎后的饲料粒度可显著提高饲料的转化率,减少动物粪便排泄量,提高动物对饲料的利用率,能提高后续饲料的混合、调质、制粒、膨化等加工的效能和品质。

  粉碎机动力配备一般占饲料厂总功率配备的1/3左右,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。畜禽饲料一般选用SFSP系列的锤片粉碎机,因其效率高,粉碎性能好、适应性广而被普遍选用,可将饲料原料粉碎到40~60目,适用于各种猪料,鸡料,牛羊料的生产,该机型具有如下特点:a. 采用大直径低转速结构,低噪声、震动减少;b. 设置进料导向机构,可令原料从左边或右边进入粉碎机,转子可正反转换工作,保证物料的切向喂入与转子转向相适应,还有紧急停车功能;c. 筛片采用直接插入再由操作门压紧的安装方式,使装卸方便;d. 采用碳化钨堆焊的耐磨锤片,可比普通锤片寿命提高7~ 8 倍;e. 增设的安全装置,可使操作门打开后,粉碎机断电不能启动,确保安全。

  另外,选购粉碎机配套离心风机对于提升粉碎效率有事半功倍的作用。物料通过锤片和筛片的摩擦后,应当立即被排出粉碎腔,以免造成堵机,导致粉碎腔内温度升高,甚至引发粉尘爆炸。粉碎后的物料是如何快速被排出粉碎腔的呢?离心风机启动后,会在粉碎腔及沉降室内形成一个持续的负压环境,合格的物料在负压的作用下迅速通过筛片,完成物料的粉碎。离心风机可以吸走成品的水分,降低成品中的湿度,有利于储存,提高粉碎效率10%~15%,降低粉碎室的扬尘度,所以选择一台风压适合的离心风机对提升粉碎效率非常重要。

  2  混合机的作用及选型

  混合,就是各种饲料原料经计量配料后,在外力作用下将各种物料组分互相掺合,使其均匀分布的一种操作。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。所以,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率和饲料品质起着决定性的作用,因此被誉为饲料厂的“心脏”。

  混合机的主要技术指标有:每批混合量、混合均匀度、混合速度和机内物料残留率。a.对于混合均匀度要求较高:饲料标准中规定,配合饲料的混合均匀度变异系数≤10% ,预混合饲料的混合均匀度变异系数≤5% ;b.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;c.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≤1%,预混合饲料混合机≤0.8%。目前先进的机型可达到0.01%以下;d.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要求。目前市场上使用最广泛的即是双轴桨叶混合机,混合轻而柔和,混合物无离析现象,特别是微粒物料(微量添加剂)在流态时,扩散作用混合效果更好;物料在混合机内形成流态化区域,加上对流混合和剪切混合作用,使得双轴桨叶混合机比一般混合机的混合速度快且混合均匀度高。混合机在使用过程中,需定期更换密封条,防止漏料,以保证所有物料在混合过程中保持均匀度一致;同时,定期清理混合机,防止潮湿环境中,粘在混合机内壁上的物料滋生细菌、霉变而影响畜禽饲料的品质。

  3  颗粒机的作用及选型

  制粒,是指通过机械作用将单一原料或配合混合料压实并挤压出模孔形成颗粒状饲料的过程。制粒的目的是将细碎的、易扬尘的、适口性差的和难于装运的饲料,利用制粒加工过程中的热、水分和压力的作用制成颗粒料。

  与粉状饲料相比,颗粒饲料具有以下优点:a. 提高饲料消化率:在制粒过程中,由于水分、温度和压力的综合作用,使饲料发生一些理化反应,使淀粉糊化,酶的活性增强,能使饲喂动物更迅速地消化饲料,转化为体重的增加。b. 减少动物挑食:配合饲料是由多种原料根据动物的营养需要配合而成,通过制粒使各种粉状原料成为一个整体,可防止动物从粉料中挑拣其爱吃的,拒绝摄入其它成分的现象,由于颗粒饲料在贮运和饲喂过程中可保持均一性,因此,可减少饲料损失8%~10%。c. 使得储存运输更为经济。经制粒一般会使粉料的散装密度增加40%~100%。d. 避免饲料成分的自动分级,减少环境污染。在粉料贮运过程中由于各种粉料的容重不一,极易产生分级,制成颗粒后就不存在饲料成分的分级,并且颗粒不易起尘,在饲喂过程中颗粒对空气和水质的污染较粉料要少得多。e. 杀灭动物饲料中的沙门菌:沙门菌被动物摄入体内会保留在动物组织中,人吃了感染这种细菌的动物产品后会得一种沙门杆菌的肠胃病。采用蒸汽高温调质再制粒的方法能杀灭存在于动物饲料中的沙门菌,减少病菌的传播。

  颗粒制粒机是生产颗粒饲料的关键设备,亦是饲料厂中动力消耗量最大的设备之一,其能耗约占饲料厂生产总耗能的40%以上,所以在设备选型时需要综合考虑。目前市面上主要以环模制粒机为主,其特点是产量大,出料均匀,料形好,质量稳定。根据驱动方式的不同,环模制粒机又可分为齿轮式和皮带式,一般中小型的饲料厂使用皮带式制粒机较多,因柔性传动的特性,其成品表面光滑,料形美观而被广大饲料厂所接受,另外,其成本相对较低。

  制粒机在使用时,要对物料进行严格的调质处理:物料在制粒前,要经过调质,蒸汽的压力一定要稳定( 4~8bar),而且蒸汽在调质前一定要除水,如果蒸汽中含有大量的水分,会造成制粒的堵塞。物料经过调质后,受到了一定程度的熟化,可显著提高饲料中营养成分的利用率,同时,减少10%~20% 的能耗,提高生产效率。制粒的过程中,应经常检查物料的湿度和温度。湿度的检查方法是:用手轻捏后,物料可成块为好。要因制粒品种的不同而不同,要稳定地控制温度在75~95℃ 、水分15.5%~17% 。制粒后的颗粒的冷却一定不能过快或冷却不够,如果冷却过快会使物料颗粒表面开裂,冷却不够,温度过高,会使物料吸湿,造成霉块,冷却后的物料应与室温一致。

  4  案例研究

  新疆某饲料厂在建设初期选择设备时,因预算和设备布置空间有限,将粉碎机配套的除尘器,离心风机等设备从流程中剔除,这虽然简化了工艺,节省了安装空间和投资成本,但给后期的生产带来了诸多问题。

  项目正式运营后,客户生产管理人员就发现即便是粉碎机全天24h开机,也很难及时满足混合机和制粒机的喂入量需求,极大地影响了生产效率。饲料生产设备技术人员到现场后,提出了两种解决方案,一种是更换更大产量的粉碎机,不增加配套设备以节省空间,但会增加设备总功率;另外一种是增加粉碎机配套的除尘器,离心风机,料封绞龙等设备,提升粉碎机的效率,但要增加更多的安装空间。饲料厂经再三考虑,最终选择了更加经济高效的第二种方案,经过现场安装调试后,粉碎机的产量显著提升,完全能够满足后端混合机和制粒机的需要。

  实践证明,饲料厂设备的选择一定要经过科学的筛选,各个工段之间的供需产量严格匹配,根据实际经验一般前端设备的产量需高于后端产量的20%~30%,才能保证整个系统的高效运转。并且,在建厂时要有一定的前瞻性。

  5   结论

  做好核心设备的选型,对于一个连续生产的饲料厂而言可以起到事半功倍的效果,能有效减少设备维护时间,提升饲料生产效率。饲料厂除了以上三大核心设备外,还有一些配套设备,如刮板输送机、斗式提升机、喂料绞龙、回转振动筛、分配器等,因其对饲料成品质量的影响较小,且大多是通用设备,本文在此不作详细介绍。

  来源:饲料机械与加工

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