分享：饲料加工工艺系列——饲料的配料计量

心路渐宽 · 发表于 2008-12-19 09:52:06

饲料的配料计量
饲料的配料计量是按照预设的饲料配方要求，采用特定的配料计量系统，对不同品种的饲用原料进行投料及称量的工艺过程。经配制的物料送至混合设备进行搅拌混合，生产出营养成分和混合均匀度都符合产品标准的配合饲料。饲料配料计量系统指的是以配料秤为中心，包括配料仓、给料器、卸料机构等，实现物料的供给、称量及排料的循环系统。现代饲料生产要求使用高精度，多功能的自动化配料计量系统。电子配料秤是现代饲料企业中最典型的配料计量秤。
第一节配料计量秤概述
第二节
一、配料计量秤的型式
饲料配料计量秤根据其工作原理可以分为容积式与重量式两类。容积式配料计量秤是按照计量物料容积的比例大小进行配料计量的。它易受到诸如物料特性、配料仓流动特性等影响量的变化而导致计量准确度与稳定性差，现已不见采用。
按工作过程，配料计量秤可以分为连续式与分批式（间歇式）两类。容积式连续计量秤因其配料准确度不高，目前已被淘汰；重量式连续计量秤则因其称量准确度达不到配料工艺要求，日前在饲料厂中尚未采用。目前在饲料厂使用最为普遍的是重量分批式配料计量工艺。
重量分批式配料计量秤以机械或电子配料秤为核心，以机械杠杆的平衡性或电子传感器阻值的变化来反映重量的变化，以重量的变化来控制物料的流量，达到分批称重的目的。其配料准确度和自动化程度较高，物料适应性好。目前在饲料厂中还有极少量的机械式字盘秤和机电结合式机电秤。字盘秤是一种纯机械式杠杆秤，是由包裹秤改制成的一种重量分批式配料秤。也是最早应用于我国饲料企业生产的一种自动配料秤；最主要的缺点是其杠杆传力系统的刀口与刀承易磨损而导致称量准确度的稳定性差。故后来有在字盘秤基础上改造成的机电秤，在杠杆系统的末级连杆上串接一只拉式传感器，将重力信号转换成电信号输出，再由称重显示仪表进行数字显示，因而具有电子秤的部分优点。但其缺点仍是传感器前级的杠杆系统易磨损。这两种秤的使用也在迅速减少。
现代饲料企业无例外地均采用计算机技术来控制饲料生产过程、特别是配料――混合过程，电子配料秤正是适应这一需求的配料计量装备系统，因此自二十世纪九十年代以来，电子配料秤迅速取代了各种形式的配料计量装置。
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进行A/D（模/数）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。电子配料秤适于用计算机技术控制生产过程。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；电子配料秤结构简单、重量轻、安装调试使用方便；它没有机械磨损，故稳定性好；传感器的密封性良好，适合在恶劣环境下工作；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。
二、配料计量秤的计量性能
配料计量秤是一种准确度要求高的工业用衡器。饲料生产中使用的配料计量秤虽然不属于“受检的”秤，但其计量性能对饲料产品营养成分的含量多少具有决定性的影响，而后者为商品“受检的 ”项目，因此，对配料秤的计量性能等，仍应视同“受检的 ”秤对待。
配料计量秤的计量性能主要包括：
（一）称量准确度：称量准确度是指称量结果与被称量物料的真值之间的一致程度。“准确度”是一个定性概念，不要用术语“精度”表示准确度。
（二）鉴别力：指的是配料计量秤对载荷微小变化的反应能力。对于处于平衡状态的配料秤，在其秤斗上轻缓地放上或取下一个微小的附加载荷而使其发生一个可察觉到的变化，这种附加载荷的最小值被称为鉴别力阈。实际操作中鉴别力阈是1.4d的砝码。
（三）重复性：指的是在实际相同的工作条件下，采用同一方式，将同一载荷多次放到秤斗上，配料计量秤提供相互一致结果的能力。检定中或性能检测时，对同一载荷，多次称量所得结果之差，应不大于该秤量的最大允许误差的绝对值。重复性是一个可以定量表达的量。
（四）耐久性：配料计量秤在经过规定的使用周期后，仍然保持其计量特性的能力。
三、配料计量秤的准确度等级
配料计量秤的准确度等级执行的是JJG555-96“非自动秤通用检定规程”(等效地采用OIML R76)和JJG648-96“非连续累计自动衡器检定规程”(等效地采用OIML R 107)的相关规定。
秤的准确度等级按照国际法制计量组织（OIML）的规定和国际惯例，根据其检定分度值和检定分度数的大小来划分的。
检定分度值是对衡器划分准确度等级和进行检定时使用的、以质量单位表示的值。检定分度值是相对实际分度值而言的。配料计量秤的实际分度值就是数字分度值d，其定义为连续显示的数字中，相邻两个数字之差所代表的质量值（以质量单位表示的）。也就是显示器末位数每跳动一个字所代表的质量值。检定分度值是检定时为了确定衡器的绝对误差值而设定的，它往往小于或等于秤的数字分度值（e≤d ）。对于有分度而无辅助指示装置的衡器，e=d；对于有分度且有辅助指示装置的衡器，e由生产厂家根据衡器准确度分类的要求和式3-1来选定：
d≤e≤10d（e=10kkg）　　　　　　　（3-1）
　　
式中，k--正整数、负整数或零。
e －
d －
检定分度数是秤的最大秤量与检定分度值之商，即
n=Max/e （4-2）
式中，Max表示秤的最大秤量。
准确度等级的划分，一方面要规定每个等级所特有的最小和最大分度数的范围（这意味着相对准确度）。另一方面还要确定每个等级的最小分度值（这表征的是绝对准确度）。当然，分度值越小和分度数越大准确度也越高。不过分度数和分度值的确定不是任意的。
国际法制计量组织（OIML）规定，衡器可分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级，重量分批式配料计量为Ⅳ级。它们分别表示特种准确度、高准确度、中准确度和普通准确度。饲料生产企业使用的配料计量秤其准确度等级通常为Ⅲ级（中准确度）。
四、配料计量秤的最大允许误差
秤的最大允许误差指的是：对于调整好操作状态且空秤时已调到零的秤，其示值与标准砝码确定的相应真值之间由规程或规范所允许的误差极限值。秤的最大允许误差是按照自动秤与非自动秤的划分来进行规定的。自动秤是指称量过程中不需要操作人员干预或介入，能够按照预先确定的自动处理程序进行称量的秤；非自动秤是指称量过程中需要操作人员操作（例如向承载器加放或卸去载荷或取得称量结果）的秤。
五、配料计量秤的主要技术参数
配料计量秤的主要技术参数包括：
（一）最大秤量：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，kg。最大秤量不包括电子配料秤的皮重。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）最小累计载荷：指的是配料计量秤在自动称量的首次检定中的最大允许误差和累计分度值(dt)相等的载荷值。或者说与最小累计载荷相等的载荷值在首次检定中的最大允许误差应小于累计分度值(dt)。累计分度值指的是配料计量秤上主要累计指示装置的标尺间隙。累计分度值(dt)应当不小于最大秤量的0.01%，而且不大于最大秤量的0.2%。主要累计指示装置指的是配料计量秤上指示所有被称物料注入到接料容器内的物料总和的装置。“非连续累计自动衡器检定规程”中规定，准确度等级为0.2、0.5的电子配料秤，其最小累计载荷分别应不小于1000 dt和400 dt ，并且最小累计载荷不得小于最小秤量。例如，对于最大秤量为1000kg，最小秤量为200kg，累计分度值为0.2kg，准确度等级为0.5的电子配料秤，其最小累计载荷∑min应不小于80kg（400×0.2），但为了满足最小秤量，最小累计载荷∑min的最小值为200kg。
（四）检定分度值（前面已介绍）。
（五）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。
（六）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。
（七）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源电压。配料秤在-10℃到+40℃，显示系统在0℃到+40℃的温度范围内，其称量准确度应满足表4-1及表4-2的要求；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。
六、配料计量秤结构上应满足的要求
为了保证配料计量秤在正常使用条件下能给出正确的称量结果，在结构上应满足下述要求：
（一）满足饲料生产的工艺要求，适应配料计量中原料品种和配比的变化。
（二）结构上应精细、坚固、耐用，保证在使用周期内保持其计量性能。
（三）结构上应符合JJG555-96和JJG648-96相应条款的测试要求，在秤斗上必须有方便放置砝码的位置，保证砝码方便的、绝对安全的放置其上。
（四）对已单独通过定型鉴定的装置应能够识别，如称重传感器、称重显示器等。
（五）结构上应保证当控制元件的偶然损坏或失调不出现明显影响时，配料秤的功能不受到干扰。
（六）控制器的设计应使其控制的动作通常只能进入设计预定的位置，除非控制期间所有的指示程序都不能执行。控制器上的各键均应有清楚的标志。
七、配料计量秤工艺上应满足的要求
（一）可以将配料秤配置为一机一秤或一机多秤的工作方式，并适用于秤下混合机前面带有缓冲斗的工艺，而且控制合理。
（二）实现快、慢速给料，可使用双螺旋给料（以提高给料速度）、使用变频调速器（以提高配料准确度）等先进技术。
（三）配料控制器应使用先进软件、编程合理，应能针对现场振动大小而设置不同的数字滤波值，应使示值显示稳定，提高配料准确度。
（四）应配有开关输入量，使秤门、混合机门、缓冲斗门和添加剂门等联锁，以保证配料混合系统正常运转、协调有序。
（五）配料计量秤应有自身检测功能，对故障、配料超差等实行声光报警；配料系统应有停电保护功能等。