隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程加快,城市人口不斷增加,城鄉(xiāng)居民生活水平不斷提高,對畜產(chǎn)品的需求消費將不斷增加,特別是農(nóng)民收入的提高,對畜產(chǎn)品的消費將大量增加。加上新一輪消費升級對優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品的需求增加,2015年我國飼料工業(yè)呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的格局,全年飼料總產(chǎn)量預計在2.5億噸以上。在這樣的大背景下,飼料設備的研究應用和生產(chǎn)工藝流程都得到了快速的發(fā)展,本文將從一個典型的畜禽飼料生產(chǎn)工藝流程為出發(fā)點,闡述實際生產(chǎn)過程中飼料生產(chǎn)各工段的設備選型,使用維護等相關問題。
一般一個中小規(guī)模的畜禽飼料廠的工藝流程由原料接收、粉碎、配料、混合、制粒冷卻篩分及成品打包工段組成;其中核心的生產(chǎn)設備為粉碎機、混合機、制粒機等,做好這些設備的選型對于飼料生產(chǎn),保證飼料品質(zhì)起著至關重要的作用,以下將對三種設備在生產(chǎn)中的作用及選型作簡要的論述。
1 粉碎機的作用及選型
粉碎,是用機械的方法克服固體物料內(nèi)聚力而使之破碎的一種操作方法,是飼料加工過程中的最主要的工序之一,是影響飼料質(zhì)量、產(chǎn)量、電耗和加工成本的重要因素。粉碎的飼料作用:a.增加飼料表面積和粒度,有利于動物的消化和吸收,動物營養(yǎng)學試驗證明,減少顆粒尺寸,改善了干物質(zhì)、蛋白質(zhì)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。通過粉碎可使物料的粒度基本一致,減少混合均勻后的物料分級;對于微量元素及一些小組分物料,只有粉碎到一定的程度,保證其有足夠的粒子數(shù),才能滿足混合均勻度要求;又如對于制粒加工工藝,粉碎物料的粒度必須考慮粉碎粒度與顆粒飼料的相互作用,粉碎的粒度會影響顆粒的耐久性和水產(chǎn)飼料在水中的穩(wěn)定性;c.粉碎后的飼料粒度可顯著提高飼料的轉化率,減少動物糞便排泄量,提高動物對飼料的利用率,能提高后續(xù)飼料的混合、調(diào)質(zhì)、制粒、膨化等加工的效能和品質(zhì)。
粉碎機動力配備一般占飼料廠總功率配備的1/3左右,如何合理選用先進的粉碎設備、設計最佳的工藝路線、正確使用粉碎設備,對于飼料生產(chǎn)企業(yè)至關重要。畜禽飼料一般選用SFSP系列的錘片粉碎機,因其效率高,粉碎性能好、適應性廣而被普遍選用,可將飼料原料粉碎到40~60目,適用于各種豬料,雞料,牛羊料的生產(chǎn),該機型具有如下特點:a. 采用大直徑低轉速結構,低噪聲、震動減少;b. 設置進料導向機構,可令原料從左邊或右邊進入粉碎機,轉子可正反轉換工作,保證物料的切向喂入與轉子轉向相適應,還有緊急停車功能;c. 篩片采用直接插入再由操作門壓緊的安裝方式,使裝卸方便;d. 采用碳化鎢堆焊的耐磨錘片,可比普通錘片壽命提高7~ 8 倍;e. 增設的安全裝置,可使操作門打開后,粉碎機斷電不能啟動,確保安全。
另外,選購粉碎機配套離心風機對于提升粉碎效率有事半功倍的作用。物料通過錘片和篩片的摩擦后,應當立即被排出粉碎腔,以免造成堵機,導致粉碎腔內(nèi)溫度升高,甚至引發(fā)粉塵爆炸。粉碎后的物料是如何快速被排出粉碎腔的呢?離心風機啟動后,會在粉碎腔及沉降室內(nèi)形成一個持續(xù)的負壓環(huán)境,合格的物料在負壓的作用下迅速通過篩片,完成物料的粉碎。離心風機可以吸走成品的水分,降低成品中的濕度,有利于儲存,提高粉碎效率10%~15%,降低粉碎室的揚塵度,所以選擇一臺風壓適合的離心風機對提升粉碎效率非常重要。
2 混合機的作用及選型
混合,就是各種飼料原料經(jīng)計量配料后,在外力作用下將各種物料組分互相摻合,使其均勻分布的一種操作。為保證畜禽每餐都能采食到包含有各種營養(yǎng)成分的飼糧,就必須保證各組分物料在整批飼料中均勻分布,尤其是一些添加量極少而對畜禽生長又影響很大的“活性成分”,如維生素、微量元素、藥劑及其他微量成分等,更要求分布均勻。所以,在飼料生產(chǎn)中,主混合機的工作狀況不僅決定著產(chǎn)品的質(zhì)量,而且對生產(chǎn)線的生產(chǎn)率和飼料品質(zhì)起著決定性的作用,因此被譽為飼料廠的“心臟”。
混合機的主要技術指標有:每批混合量、混合均勻度、混合速度和機內(nèi)物料殘留率。a.對于混合均勻度要求較高:飼料標準中規(guī)定,配合飼料的混合均勻度變異系數(shù)≤10% ,預混合飼料的混合均勻度變異系數(shù)≤5% ;b.混合時間要短:混合時間決定了混合周期,混合時間的長短,可影響到生產(chǎn)線的生產(chǎn)率;c.機內(nèi)殘留率要低:為避免交叉污染,保證每批的產(chǎn)品質(zhì)量,配合飼料混合機內(nèi)殘留率≤1%,預混合飼料混合機≤0.8%。目前先進的機型可達到0.01%以下;d.混合機要滿足結構合理、簡單、不漏料,便于檢視、取樣和清理等機械性能要求。目前市場上使用最廣泛的即是雙軸槳葉混合機,混合輕而柔和,混合物無離析現(xiàn)象,特別是微粒物料(微量添加劑)在流態(tài)時,擴散作用混合效果更好;物料在混合機內(nèi)形成流態(tài)化區(qū)域,加上對流混合和剪切混合作用,使得雙軸槳葉混合機比一般混合機的混合速度快且混合均勻度高?;旌蠙C在使用過程中,需定期更換密封條,防止漏料,以保證所有物料在混合過程中保持均勻度一致;同時,定期清理混合機,防止潮濕環(huán)境中,粘在混合機內(nèi)壁上的物料滋生細菌、霉變而影響畜禽飼料的品質(zhì)。
3 顆粒機的作用及選型
制粒,是指通過機械作用將單一原料或配合混合料壓實并擠壓出??仔纬深w粒狀飼料的過程。制粒的目的是將細碎的、易揚塵的、適口性差的和難于裝運的飼料,利用制粒加工過程中的熱、水分和壓力的作用制成顆粒料。
與粉狀飼料相比,顆粒飼料具有以下優(yōu)點:a. 提高飼料消化率:在制粒過程中,由于水分、溫度和壓力的綜合作用,使飼料發(fā)生一些理化反應,使淀粉糊化,酶的活性增強,能使飼喂動物更迅速地消化飼料,轉化為體重的增加。b. 減少動物挑食:配合飼料是由多種原料根據(jù)動物的營養(yǎng)需要配合而成,通過制粒使各種粉狀原料成為一個整體,可防止動物從粉料中挑揀其愛吃的,拒絕攝入其它成分的現(xiàn)象,由于顆粒飼料在貯運和飼喂過程中可保持均一性,因此,可減少飼料損失8%~10%。c. 使得儲存運輸更為經(jīng)濟。經(jīng)制粒一般會使粉料的散裝密度增加40%~100%。d. 避免飼料成分的自動分級,減少環(huán)境污染。在粉料貯運過程中由于各種粉料的容重不一,極易產(chǎn)生分級,制成顆粒后就不存在飼料成分的分級,并且顆粒不易起塵,在飼喂過程中顆粒對空氣和水質(zhì)的污染較粉料要少得多。e. 殺滅動物飼料中的沙門菌:沙門菌被動物攝入體內(nèi)會保留在動物組織中,人吃了感染這種細菌的動物產(chǎn)品后會得一種沙門桿菌的腸胃病。采用蒸汽高溫調(diào)質(zhì)再制粒的方法能殺滅存在于動物飼料中的沙門菌,減少病菌的傳播。
顆粒制粒機是生產(chǎn)顆粒飼料的關鍵設備,亦是飼料廠中動力消耗量最大的設備之一,其能耗約占飼料廠生產(chǎn)總耗能的40%以上,所以在設備選型時需要綜合考慮。目前市面上主要以環(huán)模制粒機為主,其特點是產(chǎn)量大,出料均勻,料形好,質(zhì)量穩(wěn)定。根據(jù)驅(qū)動方式的不同,環(huán)模制粒機又可分為齒輪式和皮帶式,一般中小型的飼料廠使用皮帶式制粒機較多,因柔性傳動的特性,其成品表面光滑,料形美觀而被廣大飼料廠所接受,另外,其成本相對較低。
制粒機在使用時,要對物料進行嚴格的調(diào)質(zhì)處理:物料在制粒前,要經(jīng)過調(diào)質(zhì),蒸汽的壓力一定要穩(wěn)定( 4~8bar),而且蒸汽在調(diào)質(zhì)前一定要除水,如果蒸汽中含有大量的水分,會造成制粒的堵塞。物料經(jīng)過調(diào)質(zhì)后,受到了一定程度的熟化,可顯著提高飼料中營養(yǎng)成分的利用率,同時,減少10%~20% 的能耗,提高生產(chǎn)效率。制粒的過程中,應經(jīng)常檢查物料的濕度和溫度。濕度的檢查方法是:用手輕捏后,物料可成塊為好。要因制粒品種的不同而不同,要穩(wěn)定地控制溫度在75~95℃ 、水分15.5%~17% 。制粒后的顆粒的冷卻一定不能過快或冷卻不夠,如果冷卻過快會使物料顆粒表面開裂,冷卻不夠,溫度過高,會使物料吸濕,造成霉塊,冷卻后的物料應與室溫一致。
4 案例研究
新疆某飼料廠在建設初期選擇設備時,因預算和設備布置空間有限,將粉碎機配套的除塵器,離心風機等設備從流程中剔除,這雖然簡化了工藝,節(jié)省了安裝空間和投資成本,但給后期的生產(chǎn)帶來了諸多問題。
項目正式運營后,客戶生產(chǎn)管理人員就發(fā)現(xiàn)即便是粉碎機全天24h開機,也很難及時滿足混合機和制粒機的喂入量需求,極大地影響了生產(chǎn)效率。飼料生產(chǎn)設備技術人員到現(xiàn)場后,提出了兩種解決方案,一種是更換更大產(chǎn)量的粉碎機,不增加配套設備以節(jié)省空間,但會增加設備總功率;另外一種是增加粉碎機配套的除塵器,離心風機,料封絞龍等設備,提升粉碎機的效率,但要增加更多的安裝空間。飼料廠經(jīng)再三考慮,最終選擇了更加經(jīng)濟高效的第二種方案,經(jīng)過現(xiàn)場安裝調(diào)試后,粉碎機的產(chǎn)量顯著提升,完全能夠滿足后端混合機和制粒機的需要。
實踐證明,飼料廠設備的選擇一定要經(jīng)過科學的篩選,各個工段之間的供需產(chǎn)量嚴格匹配,根據(jù)實際經(jīng)驗一般前端設備的產(chǎn)量需高于后端產(chǎn)量的20%~30%,才能保證整個系統(tǒng)的高效運轉。并且,在建廠時要有一定的前瞻性。
5 結論
做好核心設備的選型,對于一個連續(xù)生產(chǎn)的飼料廠而言可以起到事半功倍的效果,能有效減少設備維護時間,提升飼料生產(chǎn)效率。飼料廠除了以上三大核心設備外,還有一些配套設備,如刮板輸送機、斗式提升機、喂料絞龍、回轉振動篩、分配器等,因其對飼料成品質(zhì)量的影響較小,且大多是通用設備,本文在此不作詳細介紹。