飼料粉碎技術(shù)研究新進(jìn)展

1  粉碎機(jī)的類型與粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)

　　粉碎機(jī)類型的不同及粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的變化，對粉碎物料的影響相當(dāng)大。根據(jù)粉碎物料的粒度可分為普通粉碎機(jī)、微粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)；根據(jù)粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)可分為銷連錘片式、勁錘式、對輥式和齒爪式。一般的畜禽料通常采用普通的錘片粉碎機(jī)或?qū)伔鬯闄C(jī)，幼小動物、普通的水產(chǎn)飼料可采用微粉碎機(jī)、水滴式錘片粉碎機(jī)、爪式粉碎機(jī)，而特種水產(chǎn)飼料和水產(chǎn)的開口飼料需要采用超微粉碎機(jī)，有的甚至需要用膠體磨才能達(dá)到開口飼料所需要的粒度要求。

　　1．l  普通錘片粉碎機(jī)是飼料工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的。其粉碎原理是無支承式的沖擊粉碎，在粉碎過程中，錘片與物料的碰撞絕大部分為偏心沖擊，使物料在粉碎室內(nèi)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，會消耗一部分的能量，這也是錘片粉碎機(jī)耗能高的重要原因之一。同時(shí)，由于錘片粉碎機(jī)的粉碎室結(jié)構(gòu)和物料受高速錘片的沖擊作用，物料在離。動力作用下會貼著篩面形成圓周運(yùn)動，產(chǎn)生環(huán)流層，大顆粒的物料在外層，小顆粒的物料在內(nèi)層，粉碎達(dá)到粒度要求后小顆粒不能及時(shí)從篩孔正常排出，出現(xiàn)了物料與錘片的反復(fù)沖擊，形成物料的過度粉碎，粉碎電耗增加，粉料的溫度升高，使物料內(nèi)的水分形成水蒸汽，水蒸汽與細(xì)粉末會粘附于篩板，更加嚴(yán)重堵塞篩孔，粉碎效率下降，尤其是在物料細(xì)粉碎時(shí)，環(huán)流對粉碎效率的影響更嚴(yán)重。要提高錘片粉碎機(jī)效率，就必須破壞粉碎過程的環(huán)流產(chǎn)生。

　　1．2 水滴型粉碎機(jī)是研究人員針對普通錘片粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將粉碎室從圓形變?yōu)樗涡危@樣既增大了粉碎室篩板的有效篩理面積，又能破壞物料在粉碎室形成環(huán)流，有利于粉碎后物料排出粉碎室，粉碎效率提高15％。另外水滴型粉碎機(jī)有主粉碎室和再粉碎室，物料在粉碎室內(nèi)可形成二次打擊，同一臺粉碎機(jī)就能實(shí)現(xiàn)粗。細(xì)、微細(xì)3種粉碎形式，粉碎后的物料平均粒度為100～500?m。適應(yīng)畜禽魚對物料粉碎粒度的不同要求，綜合性飼料廠粉碎工藝中應(yīng)用水滴型粉碎機(jī)有獨(dú)特的優(yōu)勢。

　　1．3  立軸式粉碎機(jī)也是錘片粉碎機(jī)的一種，粉碎過程可分成預(yù)粉碎和主粉碎2個(gè)區(qū)域，其特征是采用了360°環(huán)篩，還有底面的篩板，篩理面積大，有助于粉碎后物料快速排料，同時(shí)由于物料的重力作用，環(huán)篩的垂直篩面上粘附物料少，篩孔通過能力強(qiáng)；粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子上的利板保證了底篩的有效利用，且產(chǎn)生一定的風(fēng)壓，促進(jìn)粉碎后物料的快速排出，有效提高了整個(gè)粉碎室的篩落能力，無需在排料中設(shè)置獨(dú)立吸風(fēng)系統(tǒng)，既省去吸風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備投資，又解決了長期困擾飼料廠因吸風(fēng)系統(tǒng)故障而產(chǎn)生的粉碎效率低下的問題，且減少了物料在粉碎過程中水分損失。粉碎效率和粉碎機(jī)產(chǎn)量有較大程度的提高，粉碎后的物料粒徑均勻，潛在的細(xì)粉少，粉碎電耗可以節(jié)省25％。立軸式錘片粉碎機(jī)適合于飼料粗粉碎及二次粉碎工藝前道粉碎，但不適用于物料的細(xì)粉碎。

　　1．4  對輥粉碎機(jī)是有支承的粉碎。物料的粉碎作用主要由對輥的剪切、擠壓作用產(chǎn)生，外力的作用絕大部分用于物料的粉碎，物料的粉碎效率比較高，大大降低了粉碎的能耗（沒有物料的旋轉(zhuǎn)、過度粉碎，物料的溫度升高較?。?，據(jù)介紹，Roskamp輥式粉碎機(jī)與傳統(tǒng)的錘片粉碎機(jī)系統(tǒng)相比，節(jié)約能量在60％以上。可減少粉塵產(chǎn)生和維持費(fèi)用，降低噪音。粉碎過程中物料水分損失少，粉碎產(chǎn)品的粒度均勻性好，產(chǎn)品的物理特征極佳，有利于物料流動和混合。在物料的粗粉碎中能取得較好的粉碎效果，但輥式粉碎機(jī)木適用于細(xì)粉碎，對多種物料的通用性也較差，尤其是各種物料混合以后的粉碎性能就更差，軋輥的維修需要專用設(shè)備，這些特性限制了對輥粉碎機(jī)在飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前國內(nèi)的一些次質(zhì)小麥因價(jià)格便宜而廣泛應(yīng)用于飼料生產(chǎn)，開發(fā)粉碎小麥的專用粉碎機(jī)有相當(dāng)?shù)氖袌鲂枨?，對輥粉碎機(jī)在這方面應(yīng)有一席之地。

　　l.5 微粉碎機(jī)，一般用于水產(chǎn)飼料或乳仔豬飼料的原料粉碎，這些飼料粉碎粒度較細(xì)，采用普通粉碎機(jī)效率極低，甚至不能完成其工作。在生產(chǎn)250?m粒度的粉料時(shí)，錘片式粉碎機(jī)的效率是30％，而氣流排料式微粉碎機(jī)的效率則是95％。對于要求粒度分布在500?m以下時(shí)，應(yīng)該考慮使用專用的微粉碎機(jī)來進(jìn)行粉碎，粉碎后物料的平均粒度可達(dá)到100～500Pmo

　　1.6  超微粉碎機(jī)一般為無篩式粉碎機(jī)，粉碎物料粒度由氣流速度控制，粉碎粒度要求95％通過0.15mm（100目），一般用于特種水產(chǎn)餌料或水產(chǎn)開口餌料，超微粉碎通常由超微粉碎機(jī)、氣力輸送、分級機(jī)配套來完成。原料的粉碎粒度非常細(xì)，可能顯示出意想不到的特性，但也帶來了比較多的問題，如靜電吸附，物料的流動性差，粉碎消耗的能量大，提高了生產(chǎn)成本，對加工操作的影響比較大，這些不利影響可以采取不同的方法加以克服（如改變飼料加工工藝）。

　　1.7   其它類型的粉碎機(jī)，如爪式粉碎機(jī)、其特點(diǎn)是體積小，重量輕，工作轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)品粒度細(xì)，對加工物料的適應(yīng)性廣，但其不足之處是功率消耗大、噪聲高、單機(jī)粉碎產(chǎn)量小。

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2   飼料粉碎粒度與粒度的均勻性

　　飼料粉碎粒度大小是根據(jù)畜禽消化生理特點(diǎn)、粉碎的成本、后續(xù)加工工序和產(chǎn)品質(zhì)量等要求來確定。確定適宜的各種動物的物料最佳粉碎粒度，并用相應(yīng)的粉碎技術(shù)達(dá)到其要求，這方面的研究已有一些報(bào)道，但主要集中在少數(shù)谷物類物料粉碎粒度（Wondra，1998、王衛(wèi)國，2000、孫劍，1999），而飼料中其它物料粉碎粒度的研究和輔助原料的粉碎粒度大小對畜禽魚生產(chǎn)性能影響的報(bào)道較少，并且也沒有將生產(chǎn)成本與最佳粉碎粒度的關(guān)系作系統(tǒng)的研究，這些原料在畜禽生產(chǎn)中起較重要作用，對輔助原料進(jìn)行系統(tǒng)的研究，可以更好地提高飼料的利用率和減少飼料生產(chǎn)成本，值得進(jìn)一步研究。飼料粉碎粒度可由篩板的開孔大小。對輥粉碎機(jī)的軋距或氣流風(fēng)速大小進(jìn)行控制。錘片粉碎機(jī)篩板孔徑較大時(shí)，其粉碎后排料狀況比較理想，其粉碎后物料的粒度均勻性比較好，而篩板孔徑較小時(shí)，物料不易排出粉碎室，產(chǎn)生過度粉碎，物料的均勻性分布不均，造成粉碎電耗的浪費(fèi)。如何使粉碎物料達(dá)到所要求的粒度，減少粉碎過程中的能量損耗，這是粉碎技術(shù)中值得進(jìn)一步探討的課題。目前采取的措施是增大篩理面積、破壞物料在粉碎室形成的環(huán)流層、使用開孔率大的篩板和有利于物料排出的篩板（如布勒公司DNZF系列粉碎機(jī)的魚鱗形篩網(wǎng))。加強(qiáng)粉碎后的吸風(fēng)，有利于粉碎物料排出粉碎室。橫寬形振動篩粉碎機(jī)是一種新型粉碎機(jī)，它的獨(dú)特結(jié)構(gòu)是具有兩層可振動的篩片，內(nèi)篩孔徑大，可使物料迅速通過篩面，外篩孔徑小，用于精確控制物料的粒度。振動篩面可保持面不堵，避免物料過度粉碎。能較好地適應(yīng)水分含量較高和含有纖維原料的粉碎。另外，為增加篩片的篩理能力，亦有采用編織篩替代沖孔篩以增加篩片的開孔率，但篩片的強(qiáng)度和使用壽命應(yīng)進(jìn)一步提高。

3  易損部件的耐久性

　　錘片粉碎機(jī)是一個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。粉碎過程易損部件是粉碎機(jī)的錘片和篩片，也是粉碎過程中影響粉碎成本的一個(gè)關(guān)鍵因素，高質(zhì)量的錘片可以降低粉碎過程中錘片的消耗，提高單位時(shí)間內(nèi)的粉碎機(jī)產(chǎn)量。因此，加強(qiáng)錘片表面強(qiáng)化工藝的研究十分必要，以提供各飼料廠家迫切需求的高耐磨性，高使用壽命的錘片。粉碎機(jī)錘片的壽命與機(jī)械加工的性能有關(guān)，錘片的材質(zhì)選用和熱處理方式的不同是影響其壽命的主要因素。為了增加錘片的使用壽命，研究人員對錘片的結(jié)構(gòu)參數(shù)和熱處理進(jìn)行了一系列的研究，錘片強(qiáng)化研究應(yīng)從耐磨、耐沖擊、高壽命、低成本等方面綜合考慮。主要有3種途徑：①采用高合金的耐磨材料作為耐磨件，如高、中錳鋼、高鉻鑄鐵等；②利用表面抗磨處理工藝，如表面滲硼、滲碳、硬質(zhì)合金堆焊等表面強(qiáng)化處理；③用熱處理的手段來改變材料的組織，獲得各種耐磨的、高硬度的結(jié)構(gòu)來提高耐磨性。要防止篩片在粉碎過程中的破損，就必須保證篩片的強(qiáng)度和剛度，合理的開孔率和沖孔技術(shù)優(yōu)劣對篩片的強(qiáng)度有較大的影響，篩片耐磨性亦應(yīng)主要從材料的選擇和熱處理技術(shù)上考慮。

4  粉碎工藝的設(shè)計(jì)

　　粉碎工藝是飼料粉碎技術(shù)中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，合理的粉碎工藝能使粉碎粒度符合要求和生產(chǎn)量合理，同時(shí)可節(jié)省粉碎過程中的能量消耗。粉碎工藝的選擇應(yīng)由產(chǎn)品質(zhì)量、粉碎粒度、加工成本、投資額大小等來確定、從粉碎的先后有先配料后粉碎、先粉碎后配料或者是兩者的綜合；從粉碎的次數(shù)有一次粉碎、二次粉碎和單一循環(huán)粉碎。先配料后粉碎工藝有利于控制飼料產(chǎn)品粒度的均勻性，有利于某些油性物料和粘性物料等粉碎適合于加工含副產(chǎn)品較多的畜禽飼料和水產(chǎn)飼料以及寵物飼料；先粉碎后配料工藝可根據(jù)物料的特性配備相應(yīng)的粉碎機(jī)，針對性強(qiáng)，但對于多品種物料粉碎帶來不便；對較粗的粒料進(jìn)行先粉碎，然后配料混合后進(jìn)行粉碎，是先粉碎與后粉碎工藝綜合應(yīng)用，有利于物料混合均勻，有利于物料粉碎粒度的降低，該工藝適合于特種水產(chǎn)飼料；大型的畜禽飼料生產(chǎn)廠可采用二次粉碎或單一循環(huán)粉碎工藝，前道粉碎可采用篩孔較大粉碎機(jī)或?qū)伔鬯闄C(jī)，以提高粉碎機(jī)的產(chǎn)量和節(jié)省粉碎電耗；小型飼料生產(chǎn)廠可采用一次粉碎工藝，以節(jié)省設(shè)備的投資。

5  粉碎機(jī)吸風(fēng)形式

　　設(shè)計(jì)優(yōu)良的粉碎系統(tǒng)應(yīng)有恰當(dāng)?shù)奈L(fēng)系統(tǒng)，它有助于降低電耗，提高粉碎機(jī)的產(chǎn)量，控制粉碎粒度，降低物料溫升，控制粉塵和粉碎機(jī)內(nèi)的壓力。帶吸風(fēng)系統(tǒng)與不帶吸風(fēng)系統(tǒng)相比，前者可提高粉碎機(jī)生產(chǎn)率15％～40％。當(dāng)然，吸風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是正確選擇吸風(fēng)量，控制吸風(fēng)口的風(fēng)速，應(yīng)根據(jù)不同的粉碎機(jī)要求和不同物料粉碎粒度選擇，同時(shí)在操作過程要經(jīng)常維護(hù)吸風(fēng)系統(tǒng)和根據(jù)不同的要求進(jìn)行調(diào)整，以保證有良好的運(yùn)行狀態(tài)，否則，吸風(fēng)的效果就會受到影響。

6  粉碎機(jī)操作方便性

　　粉碎機(jī)的錘片和篩片是易損部件，經(jīng)常需要進(jìn)行更換，飼料廠生產(chǎn)的飼料品種不同，物料的粉碎粒度亦不一樣，粉碎機(jī)就經(jīng)常需要停機(jī)更換不同孔徑的篩片，為提高粉碎機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)量，這就要研究粉碎機(jī)快速更換錘片和篩片技術(shù)，以縮短操作時(shí)間。目前的不停機(jī)換篩技術(shù)可增加粉碎機(jī)產(chǎn)量5％，另外錘片調(diào)頭用的雙銷軸孔技術(shù)得到應(yīng)用。以上技術(shù)的應(yīng)用是為了減輕操作工人的勞動強(qiáng)度和提高單位時(shí)間粉碎機(jī)的生產(chǎn)量。

7  粉碎成本控制

　　粉碎成本占飼料加工成本的很大部分，降低粉碎成本對飼料加工生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。涉及粉碎成本是多方面的，只要重視粉碎過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)，就能提高粉碎的生產(chǎn)效率和降低粉碎生產(chǎn)成本。

　　7．1  采用相應(yīng)粉碎工藝和不同的粉碎設(shè)備。不同畜禽魚有不同的粉碎粒度要求，應(yīng)采用不同的粉碎設(shè)備和相應(yīng)的粉碎工藝來滿足生產(chǎn)要求。這就要在工藝設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮，專業(yè)性飼料廠粉碎工藝和粉碎設(shè)備相對簡單，而綜合性飼料廠就較復(fù)雜。

　　7．2  控制設(shè)備易損件的成本。粉碎機(jī)的錘片、篩片在生產(chǎn)過程中消耗很大，也是影響飼料粉碎成本主要因素，飼料廠家應(yīng)根據(jù)錘片與篩片的使用壽命和價(jià)格來確定，通過大量的試驗(yàn)以找出最經(jīng)濟(jì)的易損件的生產(chǎn)廠家。

　　7.3   充分發(fā)揮粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力。粉碎機(jī)應(yīng)在最佳負(fù)荷條件下運(yùn)行，既可提高粉碎的產(chǎn)量，又可節(jié)省粉碎的電耗，自動喂料器使用能較好地控制粉碎機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　7.4   減少生產(chǎn)過程中飼料的損耗。飼料粉碎過程中的損耗主要為水分損失和粉塵損失，尤其是在物料進(jìn)行細(xì)粉碎時(shí)這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重，控制水分損耗的方法是要避免過度粉碎，降低粉碎室內(nèi)的溫度；而控制粉塵損失的方法是要對粉碎的物料進(jìn)行有效的吸風(fēng)，防止粉塵的外揚(yáng)，同時(shí)還應(yīng)將吸出的粉塵回到飼料中。

　　7.5  確定最佳粉碎粒度和產(chǎn)品的均勻性。物料的粉碎粒度應(yīng)根據(jù)畜禽魚消化生理特點(diǎn)來確定，不能過度粉碎，這樣會降低產(chǎn)量，增加電耗，同時(shí)應(yīng)使物料粉碎粒度均勻。

　　7.6  減少非生產(chǎn)成本。在物料進(jìn)入粉碎機(jī)之前，應(yīng)加強(qiáng)對磁性雜質(zhì)的清理，以避免磁性雜質(zhì)對粉碎機(jī)、錘片和篩片的損傷，同時(shí)粉碎機(jī)不能超負(fù)荷工作，以免電機(jī)的燒毀，對粉碎機(jī)應(yīng)進(jìn)行日常的保養(yǎng)維護(hù)，使粉碎機(jī)處于正常的工作狀態(tài)，使單位時(shí)間內(nèi)粉碎機(jī)的工作效率達(dá)到最高。

8  粉碎機(jī)噪聲的控制

　　粉碎機(jī)噪聲控制主要降低粉碎機(jī)本身噪聲和對粉碎機(jī)進(jìn)行隔聲處理?？刂品鬯闄C(jī)噪聲關(guān)鍵在保證錘片未端線速度達(dá)到粉碎要求前提下，降低粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此大直徑的粉碎機(jī)有利于降低粉碎機(jī)的噪聲，同時(shí)要保證粉碎機(jī)各部件的加工精度和裝配精度，錘片要進(jìn)行動平衡，以減少粉碎機(jī)的振動。此外，在粉碎機(jī)整體噪聲沒有達(dá)標(biāo)下，控制噪聲的傳播是有效手段，最實(shí)用的方法是對粉碎機(jī)進(jìn)行隔聲處理。

9 粉碎機(jī)的自動控制

　　粉碎肯定是一個(gè)應(yīng)當(dāng)完全自動化的作業(yè)。從選定供料倉、進(jìn)料安排到自動啟動和停機(jī)，每個(gè)環(huán)節(jié)都要考慮到。在無人照管時(shí)，通過恰當(dāng)?shù)膬x表和控制系統(tǒng)可以安全地實(shí)現(xiàn)均勻的粉碎。目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有根據(jù)粉碎機(jī)負(fù)荷特性，通過喂料器調(diào)節(jié)喂料量，使其粉碎的產(chǎn)量最高。根據(jù)用電峰谷電價(jià)規(guī)律，可以控制粉碎機(jī)在用電低谷時(shí)進(jìn)行粉碎，以節(jié)約粉碎成本，這種粉碎方式應(yīng)與飼料工藝設(shè)計(jì)配合，主要是粉碎后物料的料倉設(shè)置，值得進(jìn)一步的研究。

10 粉碎技術(shù)的發(fā)展方向

　　在過去的二十幾年中，飼料粉碎技術(shù)，特別是粉碎設(shè)備和粉碎工藝技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步，將來的粉碎技術(shù)研究主要集中在以下幾個(gè)方面：

　　10．1   研究各種畜禽魚飼料的最佳粉碎粒度，以達(dá)到有利于畜禽消化吸收，飼料加工方法可行，粉碎成本的經(jīng)濟(jì)合理。

　　10．2  新型錘片粉碎機(jī)開發(fā)研究，對錘片粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，錘篩間隙可在線調(diào)整。同時(shí)開發(fā)一些專用粉碎機(jī)。

　　10. 3  粉碎機(jī)與微粉碎系統(tǒng)對飼料粉碎粒度和電耗的影響研究。通過對粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、粉碎工藝系統(tǒng)的合理配置，以獲得最佳運(yùn)行效果。

　　10．4  進(jìn)一步提高錘片和篩片的質(zhì)量，降低單位產(chǎn)量的錘片和篩片消耗率，延長其使用壽命，降低易損耗件對粉碎成本的影響。

　　10．5  進(jìn)一步提高粉碎系統(tǒng)作業(yè)的效率，同時(shí)對與粉

　　碎機(jī)相配套設(shè)備和操作參數(shù)進(jìn)行研究。