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不同粉碎形式下鱼粉的粉碎粒度
李海燕 李秋生 过世东 江南大学 食品学院 摘要:本实验采用锤片式粉碎机、高速万能粉碎机及超微粉碎机三种粉碎形式,对秘鲁产红鱼粉的粉碎粒度进行了检测。结果表明锤片式粉碎机粉碎粒度较大,粒度不均匀,存在过度粉碎的情况;高速万能粉碎机能粉碎得较细,但其粒度分布范围较宽;经超微粉碎机得到的物料粒度较细且均匀。 关键词:鱼粉;粉碎;粒度 The studies on differences in granularity of fish meal in different comminuting form Li Haiyan,Li Qiusheng,Guo Shidong (School of food science and technology,Southern Yangtze University,Wuxi 214036,China) Abstract:Hammer pulverizer, omnipotence pulverizer and supertiny pulverizer was applied in measuring the difference ingranularity of imported Peru fish meal in these different comminuting form. The results showed that hammer pulverizer shattered the fish meal into larger pellet than omnipotence pulverizer and tiny pulverizer, and the scale of granularity was wider. The granularity of supertiny pulverizer was more uniform compared to that of omnipotence pulverizer. Key words: fish meal ; comminuting; granularity
鱼粉作为饲料业的一种主要动物性蛋白质原料,至今仍有不可替代的重要地位。随着饲料工业的发展,鱼粉越来越受到饲料生产者及动物养殖者重视。鱼粉既是平衡蛋白质和氨基酸的优良动物性蛋白饲料,也是平衡矿物质特别是微量元素的好饲料,因此受到广泛的应用。 粉碎是饲料加工中非常重要的一个环节,通过粉碎可增大单位质量原料的总表面积,增加饲料养分在动物消化液中的溶解度,提高消化率;而且,粉碎原料粒度的大小对后续工序(如制粒等)的难易程度和成品质量都有着非常重要的影响。粉碎粒度的大小还直接影响着生产成本,粉碎粒度小,电耗会相应增加,反之亦然。所以,恰当地掌握粉碎技术、选用适当的粉碎机型是饲料生产不可忽视的问题。在实际生产中,不同动物鱼粉需粉碎的粒度不同,要根据不同动物的生产性能适当调整粉碎粒度,如畜禽要求粒度粗一些,而作为鱼和特种水产饲料原料的鱼粉则需粉碎得细一些。目前尚未见有关这方面的报道,本研究主要采用锤片式粉碎机、高速万能粉碎机及超微粉碎机对秘鲁产红鱼粉进行粉碎,并对粒度进行测定。
1. 不同粉碎机的基本粉碎原理 粉碎即用机械力克服固体物料的内聚力而将其分裂的操作。粉碎外力形式主要包括撞击、挤压、剪切、碾磨。选择粉碎方法的主要依据是适用的动物类型及被粉碎物料的物理特性。其中,被粉碎物料的硬度和破裂性是考虑的重点。 锤片式粉碎机基本构造包括圆筒筛板、锤片转子、锤片和固定在锤片转子周围的冲击齿板。其工作原理是将物料引入冲击齿板、筛板与旋转锤片之间的空间,利用锤片等对物料的打击和搓擦作用,将物料破碎成若干小粒,是一种冲击式粉碎设备。其适用性广,粉碎量大,生产率高。 高速万能粉碎机利用转刀的旋转与定刀形成切削面进行粉碎。其适用性广,粉碎量小。 超微粉碎采用电磁振动加料,自动控制进料速度,并采用冷却水来降低粉碎过程中的发热现象。超微粉碎可将物料粉碎至95%通过0.15mm筛孔(100目筛),主要用于加工特殊水产饲料和饲料添加剂。其粉碎量较锤片式粉碎机低。 2. 材料与方法 2.1 材料 2.1.1 实验原料 秘鲁产红鱼粉 作者简介:李海燕(1983-),女,江苏泰兴人,在读硕士, 动物营养与饲料专业。
2.1.2 主要仪器与设备 9FQ-20型锤片式粉碎机 北京燕京牧机公司二厂 主轴转速:4000r/min 锤片最大直径:130mm 筛片孔径φ1.5mm
FW-100型高速万能粉碎机 天津泰斯特仪器有限公司 转速:24000r/min 锤刀最大直径100mm FC-160C型超微粉碎机 上海中药机械厂 转速:8000r/min
锤块最大直径:120mm
筛片孔径φ1mm 标准筛:孔开口分别为2500、2000、900、450、300、200、150、125、105、75、61μm PL2002 型电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司 2.2 方法 分别用锤片式粉碎机、高速万能粉碎机及超微粉碎机将鱼粉粉碎。每种粉碎形式各称取100克样品,分别通过孔开口为2500、2000、900、450、300、200、150、125、105、75、61μm的11层标准筛,手筛5min,然后分别称各层筛上物和底筛筛上物质量,并依此计算出重量几何平均粒径和重量几何标准差。所有试验进行3次平行实验。 3.结果分析与讨论 3.1 粒度分布曲线 各粉碎形式下鱼粉的粒度分布如图1-- 图3。 从图1我们可看出,锤片式粉碎机的粉碎粒度集中分布在筛孔孔开口为450μm(40目)至105μm(140目)的筛上,粒子90%过0.3mm(60目)筛,但其粒度分布不够均匀。从曲线上可看出孔开口200μm(80目)的筛上物质量分数最大,呈一较高峰;在孔开口105μm(140目)筛筛上物质量分数又呈现一较低峰。这是由于在粉碎室内,粉碎的鱼粉在离心力作用下会贴着筛面作圆周运动,产生环流层,大颗粒的物料在外层,小颗粒的物料在内层,粉碎粒度达到要求后小颗粒不能及时从筛孔正常排出,内层鱼粉粒子与锤片反复冲击,这部分粒子被过度粉碎,这部分鱼粉形成了较低峰。从图2可看出,经高速万能粉碎机粉碎的粒子集中分布在孔开口为200μm(80目)至75μm(200目)的筛上,粒子95%过0.2mm筛(80目),其中125μm(120目)筛筛上物质量分数最大,此种粉碎形式下得到的粒子较细但其粒度范围较宽。由图3可看出,经微粉碎机粉碎的粒子集中分布在孔开口为200μm(80目)至61μm(250目)的筛上,粒子90%过0.15mm筛孔(100目),其中75μm(200目)筛上物质量分数最大,多达约45%。这与标准的要求粉碎粒度要求95%通过0.15mm筛孔(100目)有细微差距。此粉碎形式下的得到的粒子很细,粒度分布范围窄,即粒度较均匀。 图1 锤片式粉碎机粒度分布曲线
Fig.1 The distribution of granularity made by Hammer pulverizer 图2 高速万能粉碎机粒度分布曲线
Fig.2 The distribution of granularity made by omnipotence pulverizer 图3 超微粉碎机粒度分布曲线
超微粉碎机
Fig.3 The distribution of granularity made by tiny pulverizer 3.2几何平均粒径dgw及几何标准差sgw 由于算术平均粒径与实际颗粒平均粒径有较大的差异,并且不能表示出不同粒径粒子的分布情况,此本文采用几何平均粒径dgw及几何标准差sgw这两个特征数表示颗粒大小及其分布。 式中 dgw—几何平均粒径(μm)
sgw —几何标准差
di
—第i层筛孔尺寸(μm)
—第i层筛上物的几何平均粒径, (μm) —第i层筛的上一层筛孔尺寸(μm) m i—第i层筛上物质量(g) 计算结果如表1所示。 表1 不同粉碎形式下几何平均粒径及几何标准差 Table 1 geometric average particle diameter and geometric standard error 粉碎形式 | 锤片式粉碎机 | 高速万能粉碎机 | 超微粉碎机 | 序号 | 1 | 2 | 3 | 均值 | 1 | 2 | 2 | 均值 | 1 | 2 | 2 | 均值 | Dgw(μm) | 206.76 | 209.08 | 206.68 | 207.43 | 139.96 | 147.4 | 144.58 | 143.98 | 115.86 | 112.04 | 111.4 | 113.11 | sgw | 1.784 | 1.752 | 1.79 | 1.775 | 1.413 | 1.411 | 1.409 | 1.411 | 1.539 | 1.38 | 1.091 | 1.337 |
由结果我们可看出,锤片式粉碎机、高速万能粉碎机、超微粉碎机所粉碎的物料几何平均粒径dgw依次减小;锤片式粉碎机几何标准差sg较高,而万能粉碎机和超微粉碎机则较低。 4. 结论 鱼粉这一重要的饲料原料,如对粒度要求不高时,可采用锤片式粉碎机;水产饲料等对均匀性要求较高的则需用超微粉碎机粉碎。因高速万能粉碎机体积小而轻,结构紧凑,对粒度要求不是很高的小型实验则很适用。 锤片式粉碎机较其他两种粉碎形式得到的鱼粉粒度大,存在过度粉碎的情况;高速万能粉碎机可将鱼粉粉碎得较细,但粒度分布较宽;超微粉碎机的粉碎粒度很细且均匀。但锤片式粉碎机粉碎量大,能量消耗小;高速万能粉碎机可用于多种物料的粉碎,对少量粉碎很适用;超微粉碎在粒度方面能达到较高的要求,但动力消耗大,物料流动性差,可能会产生静电吸附,对加工操作的影响比较大。因此在实际生产中,需权衡各方面的关系,找出最适合的粉碎形式。 参考文献: [1] 谷文英,过世东.配合饲料工艺学[M]. 北京:中国轻工业出版社,1999.12 [2] 王卫国,饲料粉碎粒度对营养价值、动物生产性能的影响及粉碎成本的控制[J],饲料工业,1999,20(10):9-13 [3] 李忠平,朱江,韩邦华.饲料粉碎技术研究新进展[J].饲料工业,2002,23(11):3-6 |