損耗是指在加工和處理過程中發(fā)生的物料損失,它廣泛存在于飼料加工、糧油加工和其他谷物加工處理過程中。在飼料加工過程中,飼料原料及成品的損耗方式以物料水分含量減少、粉塵泄露、物料變質(zhì)和蟲鼠害等為主。物料在加工過程中水分均有不同程度的損耗,少則0.1%多則1.0%,總損耗可達(dá)1.5%~2.0%。在飼料加工過程中,從原料到產(chǎn)品,適宜的水分含量可使飼料加工成本降低,并減少能耗,顯著提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。飼料損耗常被稱作看不見的損失,主要原因是產(chǎn)生損失的方式多,而大多數(shù)方式損失的量比例很小,常易被人們忽視。損耗會使飼料企業(yè)生產(chǎn)成本增加,導(dǎo)致動物養(yǎng)殖成本增加和利潤降低、產(chǎn)品價格升高等,嚴(yán)重影響飼料加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。試驗通過對原料接收與清理、粉碎、配料、混合、膨脹、二次粉碎、二次配料混合、制粒和成品工段進(jìn)行損耗分析,為飼料生產(chǎn)企業(yè)改善加工工藝、減少損耗及降低成本提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1試驗材料與方法
對36824.6kg陜西二級玉米進(jìn)行接收與清理、粉碎工段損耗分析;對58t A產(chǎn)品(配方組成:玉米粉61.00%,豆粕23.50%,魚油2.20%,魚粉3.50%,面粉7.60%,預(yù)混料2.20% ) 生產(chǎn)過程中的混合膨脹和成品工段進(jìn)行損耗分析。
1.2測定指標(biāo)和方法
水分測定采用105℃干燥法(GB/T 6435),粗蛋白測定采用凱氏定氮法(GB/T 6432)。
雜質(zhì):除玉米粒以外的其他物質(zhì),包括篩下物、無機(jī)雜質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì)。
不完善粒:受到損傷但尚有使用價值的玉米顆粒,包括蟲蝕粒、病斑粒、破碎粒、生芽粒、生霉粒和熱損傷粒。
生霉粒:粒面生霉的顆粒。
容重:玉米籽粒在單位容積內(nèi)的質(zhì)量,以克/升(g/L)表示。
容重:玉米籽粒在單位容積內(nèi)的質(zhì)量,以克/升(g/L)表示。
1.3生產(chǎn)工藝流程
1.3.1主原料接收
原料過磅和檢驗合格后,通過接收設(shè)備清理、磁選后輸送進(jìn)散裝倉內(nèi)存放。
1.3.2原料清理和粉碎工段
原料經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入生產(chǎn)車間,經(jīng)初清篩取出雜質(zhì)和磁選去除磁鐵性雜質(zhì)后進(jìn)入待粉碎倉,待粉碎倉中的原料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎至合格的粒度要求后,經(jīng)輸送設(shè)備分配至配料倉。
1.3.3配料和混合工段
根據(jù)配方的要求,各種參與配料的原料通過計算機(jī)控制的配料秤進(jìn)入混合機(jī)中。配料過程選用一大一小的2臺配料秤,以保證配料的準(zhǔn)確性和縮短配料時間。
1.3.4膨脹、冷卻和粉碎工段
在物料進(jìn)入膨脹機(jī)前,一般需要在調(diào)質(zhì)器中進(jìn)行蒸氣預(yù)調(diào)質(zhì)處理,其目的是使物料水分和物理特性處于更易加工的狀態(tài)。
1.3.5二次配料和混合工段
根據(jù)配方的要求,各種參與配料的添加劑通過計算機(jī)控制的配料秤進(jìn)入混合機(jī)中,一些用料較少的添加劑、維生素等原料則由人工稱量后由人工投入到混合機(jī)中,各種原材料在混合機(jī)中參與混合,混合過程添加各種液體原料(油脂等)。
1.3.6制粒工段
物料通過調(diào)質(zhì)器進(jìn)行調(diào)質(zhì),然后通過制粒機(jī)制成不同粒徑的顆粒料,隨后冷卻經(jīng)分級篩選把不合格的物料重新制粒,合格的顆粒成品進(jìn)入成品倉打包入庫。
1.3.7成品檢驗
成品檢驗合格后進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)。
2 結(jié)果與分析
2.1玉米接收與清理、粉碎工段損耗分析
對36824.6kg陜西玉米進(jìn)行接收檢測。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 1353—2009)飼用玉米等級質(zhì)量指標(biāo)要求,水分含量≤14.0%,雜質(zhì)含量≤1.0%,不完善粒含量≤6.0%,其中生霉粒≤2.0%,容重≥685g/L為二級玉米,從表1可見,陜西玉米驗收等級為二級飼用玉米。
從表2和表3可見,玉米接收與清理工段損耗為0.25%;粉碎工段損耗為2.21%,其中水分損耗為1.40%,其他損耗為0.81%。
2.2 A產(chǎn)品混合膨脹和成品工段損耗分析
從表4可見,理論膨脹混合產(chǎn)物為50540.1kg,實際膨脹產(chǎn)物為48822.9kg,相差1717.1kg ,損耗為3.40%;理論成品60477.8kg,實際成品58383.9kg,相差2093.9kg,損耗為3.46%。
從表5可見,膨脹后水分增加0.40%,但冷卻后水分損耗2.30%,膨脹工段水分損耗為1.90%,二次所有物料混合后水分損耗為0.50%,成品水分增加0.30%。
2.3從原料投用到成品各生產(chǎn)工段損耗分析
從表6可見,玉米接收與清理工段損耗為0.25%,粉碎工段為2.21%,膨脹工段為3.40%,從原料到成品的總損耗為3.46%。
3 討論
試驗以玉米為主原料在清理工段篩出物損耗為0.25%;粉碎工段損耗為2.21%,其中水分損耗為1.40%,其他損耗為0.81%。飼料在加工過程中,水分損耗的主要工序為物料接收、輸送、吸風(fēng)、粉碎、配料、混合、調(diào)質(zhì)、均質(zhì)、制粒、冷卻、膨化、干燥和儲存等。飼料中的水分損失隨粉碎細(xì)度的增加而增加。粉碎過程中水分的損耗遠(yuǎn)大于其他工序的水分損耗,且夏季高于冬季。飼料在粉碎工序中的水分損耗約為0.50%~1.00%,試驗中為1.40%,高于此范圍。不同的粉碎工藝組合水分損失量不同,其中以粉碎后物料采取氣力輸送時水分損失最多,因物料粉碎過程中的水分損失隨氣溫增加而增加,所以粉碎物料應(yīng)盡量減少重復(fù)粉碎,降低粉碎室的氣溫亦可減少水分的損失,為此,粉碎室的進(jìn)風(fēng)如有地下室的,應(yīng)盡量采用地下室的低溫空氣,不僅可降低水分損失,而且能提高粉碎效率。粉碎玉米時,玉米的含水率對損耗有一定影響,當(dāng)整批玉米含水率超過15% ,平均有1.2%的損耗,當(dāng)整批玉米含水率低于14%時,平均只有0.81%的損耗,玉米粉碎最大損耗接近1%,使用機(jī)械運輸?shù)乃謸p耗為0.22%,使用氣力運輸?shù)膿p耗為0.95%。試驗中,玉米水分含量為12.6%,但水分損耗高于0.81%,其原因有待進(jìn)一步分析。
膨脹工段包括由水熱處理的調(diào)質(zhì)、擠壓膨化(濕法膨脹需加水或蒸汽來增濕)、干燥和冷卻等工序。物料的水分在膨脹工段中的變化較為激烈,調(diào)質(zhì)和濕法擠壓膨脹使得水分明顯增加10%~15%,物料總含水量達(dá)23%~28%,干燥使得物料水分含量下降8%~13%,冷卻及輸送等使水分含量再下降2%~4%,物料最后含12%~13%的安全儲藏水分。膨脹、干燥、冷卻及輸送的水分損失約為0.80%~2.00%[2],試驗的水分損失為1.90%,在此范圍內(nèi)。而閆永智[7]研究表明飼料在整個加工過程中,損失的水分基本上是機(jī)械結(jié)合水和部分物理化學(xué)結(jié)合水,損失率約為3%。
物料制粒工序包括經(jīng)水熱處理的調(diào)質(zhì)、制粒和冷卻過程,該過程是物料水分變化最激烈的過程。調(diào)質(zhì)(無均質(zhì))是使物料水分增加的過程,一般當(dāng)物料溫度提高11℃,物料水分就增加1%。而制粒時因摩擦和擠壓使物料溫度進(jìn)一步上升約2~3℃,水分增加0.2%~0.3%。一般要求制粒時物料水分在17%~18%,制粒溫度在80~90℃。制粒后的物料須冷卻,確保不產(chǎn)生結(jié)露,顆粒冷卻最低溫度要求為不高于室溫7℃ ,隨后顆粒料溫與室溫趨向平衡。因此,物料在冷卻過程中會失去水分,料溫每降低11℃,物料水分就損失1%。此外,因粉塵泄露造成的飼料損耗被認(rèn)為排在第2位,減少粉塵最直接的措施是將飼料加工的各種設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格密封。試驗中,從原料到成品的總損耗為3.46%,如果飼料價格為3~3.5元/kg,則每噸飼料損失103.8~121.1元。吳凡[8]研究水分增加與產(chǎn)量降低的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)水分每增加1%,產(chǎn)量降低4%~6%。飼料加工中應(yīng)做好水分的控制,要促進(jìn)企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益,減少成本消耗,就需要對一些工藝設(shè)計和設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,通過減少飼料中水分損耗,并使添加的水分穩(wěn)定地留在飼料內(nèi)部,預(yù)計可減少0.2%~0.3%的水分損耗,故控制原料水分損耗、改進(jìn)加工工藝及降低成本勢在必行。
4 結(jié)論
在飼料生產(chǎn)中,從原料到產(chǎn)品,原料的接收與清理、輸送、粉碎、配料、混合、膨脹(調(diào)質(zhì))、制粒、冷卻、包裝和儲存等工序均會導(dǎo)致?lián)p耗產(chǎn)生。發(fā)生于飼料生產(chǎn)過程中的損耗主要為水分損耗,并且膨脹工段損耗大于粉碎工段損耗,水分損耗在膨脹工段為1.90%,在粉碎工段為1.40%,其他損耗在膨脹工段為1.50%,在粉碎工段為0.81%。飼料生產(chǎn)企業(yè)有必要改進(jìn)相關(guān)環(huán)節(jié)的加工工藝,將損耗控制在一個較低的水平,使飼料加工能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。