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(duì)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(duì)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(dòng)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(huì)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(dòng)力作用下會(huì)貼著篩面形成圓周運(yùn)動(dòng)，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(huì)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(duì)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(duì)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(tái)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(duì)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(shì)。

　　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(zhǎng)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(duì)輥粉碎機(jī)是有支承的粉碎。物料的粉碎作用主要由對(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)輥粉碎機(jī)在飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前國(guó)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?chǎng)需求，對(duì)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(duì)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(jí)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(dòng)性差，粉碎消耗的能量大，提高了生產(chǎn)成本，對(duì)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(duì)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(dòng)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(guó)，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(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)性強(qiáng)，但對(duì)于多品種物料粉碎帶來不便；對(duì)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(huì)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(dòng)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(duì)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(duì)簡(jiǎn)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(dòng)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(duì)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(huì)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(duì)磁性雜質(zhì)的清理，以避免磁性雜質(zhì)對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)平衡，以減少粉碎機(jī)的振動(dòng)。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(duì)粉碎機(jī)進(jìn)行隔聲處理。

9 粉碎機(jī)的自動(dòng)控制

　　粉碎肯定是一個(gè)應(yīng)當(dāng)完全自動(dòng)化的作業(yè)。從選定供料倉、進(jìn)料安排到自動(dòng)啟動(dòng)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(zhǎng)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(duì)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(duì)飼料粉碎粒度和電耗的影響研究。通過對(duì)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(zhǎng)其使用壽命，降低易損耗件對(duì)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(duì)與粉

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