1 混合機(jī)的作用和特點(diǎn)
混合在飼料生產(chǎn)中是一步重要的環(huán)節(jié)，是按一定比例把各種粉狀物料攪拌均勻，在外力作用下，各種物料互相滲合，使之在任何容積里每種成分的微粒均勻分布，所以混合是確保飼料產(chǎn)品質(zhì)量以提高飼養(yǎng)效果的重要環(huán)節(jié)，而混合的關(guān)鍵設(shè)備是混合機(jī)，所以混合機(jī)的生產(chǎn)率決定了整個(gè)系統(tǒng)規(guī)模，其產(chǎn)量也決定著飼料加工廠的生產(chǎn)規(guī)模，因此混合機(jī)是飼料加工中最關(guān)鍵的設(shè)備之一。根據(jù)飼養(yǎng)實(shí)踐表明，飼料中的各種成份特別是微量添加成份如果混合不均勻．將顯著影響畜禽、魚類的生長發(fā)育，輕者降低飼養(yǎng)效果，重者造成疾病甚至死亡。因此，飼料混合機(jī)的設(shè)計(jì)和以后的發(fā)展都將會(huì)更加創(chuàng)新。
混合機(jī)的性能好壞與使用效果，直接影響生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。近十年來，隨著飼料加工業(yè)的發(fā)展，對(duì)混合機(jī)的性能要求越來越高。當(dāng)今對(duì)混合機(jī)的要求是，混合精度高、混合速度快、能耗低、粉塵密封性好、裝載系數(shù)大、出料干凈、噪音小、操作容易、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、清洗維修方便、使用壽命長，對(duì)不同物性混合料有較好的適應(yīng)性，混合后的制劑不產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，對(duì)某些混合料還要求不產(chǎn)生混合過熱等。為了適應(yīng)這些要求，混合機(jī)的制造業(yè)出現(xiàn)了很多樣式。按不同分類劃分，有單軸結(jié)構(gòu)與雙軸結(jié)構(gòu);有立式與臥式;有分批式與連續(xù)式;有錐形、V形或圓筒形;有攪拌式與無攪拌式;還可劃分為兩大類，容器回轉(zhuǎn)型:滾筒型、V型、雙圓錐型、正立方型、S型。容器固定型，臥式螺帶型、立式螺帶型、行星型、犁刀型、錐式螺帶型、無重力型。這些類型的混合機(jī)分別用在不同領(lǐng)域。
物料混合種類很多，以攪拌最為常見。其混合作用主要有剪切混合、對(duì)流混合、擴(kuò)散混合、沖擊混合和粉碎混合5種。5種混合方式在每一個(gè)混合過程中都同時(shí)存在，但起主導(dǎo)作用的是剪切混合、對(duì)流混合及擴(kuò)散混合方式。
為了適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)已初步應(yīng)用到混合機(jī)上，以后可能會(huì)有更多的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用到混合機(jī)械上，使其形成全自動(dòng)控制系統(tǒng)。混合機(jī)的加料方式、加料次序、加料速度，以及混合攪拌部件混合機(jī)回轉(zhuǎn)速度，回轉(zhuǎn)時(shí)間等等，為一個(gè)全自動(dòng)控制系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)無人式。
目前我國混合機(jī)均向著混合精度高、速度快、殘留量小、低耗肓效、系列化和適用范圍廣等方向發(fā)展。國外流行的翻轉(zhuǎn)式雙軸槳葉式混合機(jī)是在普通雙軸槳葉式混合機(jī)基礎(chǔ)之上研制而成的，其進(jìn)出料口合二為一，卸料時(shí)機(jī)體翻轉(zhuǎn)180，實(shí)現(xiàn)了快速無殘留卸料，它將為國內(nèi)飼料行業(yè)發(fā)展的前景。
2 國內(nèi)外飼料加工機(jī)械的現(xiàn)狀
隨著我國的發(fā)展,飼料年產(chǎn)已超過5 000萬t以上,成為世界上第二飼料生產(chǎn)大國。由于飼喂配合飼料比單一飼喂糧食飼料可減少消耗25%～30%,2000年我國工業(yè)配合飼料年產(chǎn)量達(dá)8000余萬t;濃縮飼料產(chǎn)量達(dá)300萬～400萬t;飼料添加劑預(yù)混料產(chǎn)量達(dá)到150萬~200萬t,顆料飼料比重超過配合飼料總量的50%。飼料加工機(jī)械設(shè)備是飼料工業(yè)發(fā)展的重要工具,目前在我國飼料加工機(jī)械和添加劑技術(shù)還相對(duì)發(fā)展滯后。養(yǎng)殖業(yè)的集約化和規(guī)?；?需要飼料工業(yè)發(fā)展作支撐。飼料的加工手段對(duì)飼料產(chǎn)品質(zhì)量,飼料的轉(zhuǎn)化率有重要影響。飼料微粒大小、配合飼料的均勻度,顆粒料的質(zhì)量等,對(duì)喂養(yǎng)對(duì)象的生長影響頗大。先進(jìn)的加工方法可提高飼料消化率、利用率、降低飼料系數(shù)。同時(shí)蛋白飼料的開源節(jié)流也離不開飼料機(jī)械。自飼料工業(yè)出現(xiàn)了制粒加工方法以來,由于其眾多長處而發(fā)展很快,至今顆粒飼料在發(fā)達(dá)國家早已普及。美國顆粒料占60%以上,瑞士占70%,德國80%,我國的顆料飼料只占25%。即使是顆粒飼料,也由于加工中的工藝參數(shù),如調(diào)質(zhì)溫度、時(shí)間、水分、顆粒堅(jiān)實(shí)度等的不同,飼料轉(zhuǎn)化率也不相同。
飼料加工中出現(xiàn)過擠壓膨化技術(shù)，此技術(shù)開始與美國，到了80年代,擠壓技術(shù)已成為國外發(fā)展速度最快的飼料加工新技術(shù)。它在加工特種動(dòng)物飼料、水產(chǎn)飼料、早期斷奶仔豬料及飼料資源開發(fā)等方面,具有傳統(tǒng)加工方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。擠壓膨化是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)過程。國外有人稱膨化機(jī)為反應(yīng)器,同一飼料配方,由于膨化加工工藝(或工藝系數(shù))不同,飼喂效果的差異很大。在過去幾年中美國的工業(yè)界已開始研究高剪切調(diào)質(zhì)作為改進(jìn)顆粒質(zhì)量、飼料廠產(chǎn)量、飼料衛(wèi)生的一種途徑,并研究它最終對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響。國內(nèi)采用膨化機(jī)始于20世紀(jì)70年代末,主要是單螺桿膨化機(jī)。對(duì)膨化機(jī)理論和技術(shù)的研究還很膚淺,機(jī)器性能不穩(wěn)定,控制不便,容易悶車,裝拆清理麻煩,膨化產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)較大。
近年來我國飼料加工廠數(shù)量和規(guī)模呈明顯上升趨勢,1.5萬余家飼料廠中,時(shí)產(chǎn)5 t以上的達(dá)1.5千余家,特別是出現(xiàn)了不少時(shí)產(chǎn)30,40,60 t的大型廠。飼料工業(yè)集中度不斷提高,產(chǎn)銷量向優(yōu)勢企業(yè)和名牌產(chǎn)品集中。飼料機(jī)械制造企業(yè)不斷強(qiáng)化質(zhì)量管理,加快新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造步伐,改變了過去關(guān)鍵設(shè)備依靠進(jìn)口的局面。一些產(chǎn)品的性能和質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到或接近國外先進(jìn)水平,有的已出口,打入國際市場。如溧陽正昌、揚(yáng)州牧羊、松江申德、上海漁機(jī)所、廣東華達(dá)等一批擁有產(chǎn)品質(zhì)量好,技術(shù)先進(jìn),競爭能力強(qiáng)的知名企業(yè),代表了我國飼料機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平,有能力參與國際競爭。近幾年來為了改善調(diào)質(zhì)質(zhì)量,進(jìn)一步提高飼料轉(zhuǎn)化率,國外已將環(huán)隙膨化工藝引入飼料加工過程,使淀粉的糊化度進(jìn)一步提高到80%～90%。由于物料在膨化機(jī)內(nèi)瞬間溫度可達(dá)105～140℃,所以可以殺滅沙門氏菌等有害生物,并使抗?fàn)I養(yǎng)因子失活,從而大大提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高飼料轉(zhuǎn)化率。
歐洲有些國家為改進(jìn)顆粒質(zhì)量通常采用先混合后粉碎的工藝,顆粒飼料質(zhì)量有所改進(jìn),但能耗和成本增加很多。美國在最近落成的世界最大飼料廠里,只用了一臺(tái)錘片式粉碎機(jī),用來粉碎已粉碎谷物篩選器上的滯留物,其他該用錘片式粉碎機(jī)的地方,全由一種輥筒式粉碎機(jī)來替代。但在其他飼料廠,吸風(fēng)式錘片粉碎機(jī)依然流行。
3 飼料加工機(jī)械的發(fā)展前景
現(xiàn)代社會(huì)追求高效必然導(dǎo)致養(yǎng)殖的高密度、集約化、規(guī)?；９I(yè)化養(yǎng)魚和網(wǎng)箱養(yǎng)魚是21世紀(jì)養(yǎng)魚業(yè)發(fā)展的主流,是投資熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)努力追求小型化(滿足要求,少用材料)和多功能化(一機(jī)多用,少占地),并且可回收利用(考慮環(huán)保,減少廢棄物數(shù)量和污物)。也就是說要節(jié)能、省料、少廢,可卸、可回收、可維護(hù)和可重復(fù)利用,并試圖讓設(shè)備向智能化(計(jì)算機(jī)化)和機(jī)、電、聲、光等綜合一體化、綠色產(chǎn)品化的方向發(fā)展,這是一個(gè)多元化的發(fā)展，相信在以后會(huì)實(shí)現(xiàn)。
膨化機(jī)的螺桿為分段積木式,螺套成剖分式裝配,容易調(diào)換變動(dòng)螺桿參數(shù)。加料器能根據(jù)主機(jī)的負(fù)載自動(dòng)反饋改變送料量,克服送料脈沖現(xiàn)象。調(diào)質(zhì)器要保證有足夠的調(diào)質(zhì)時(shí)間和優(yōu)質(zhì)的蒸汽,可自動(dòng)調(diào)控,讓調(diào)質(zhì)后的飼料溫度在70～80℃內(nèi),水分符合不同的制粒機(jī)的要求,對(duì)硬顆粒要有過載報(bào)警,過載保護(hù)裝置,加強(qiáng)監(jiān)控和喂料的反饋。并要加強(qiáng)顆粒飼料的油脂或微量元素成分的噴涂技術(shù)及后蒸煮穩(wěn)定處理,以低成本提高顆粒質(zhì)量。粉碎機(jī)的粉碎細(xì)度對(duì)現(xiàn)代養(yǎng)殖顯得越來越重要,其形式很多,需要試驗(yàn)研究。在細(xì)度達(dá)到要求的前提下,如何提高生產(chǎn)的度電產(chǎn)量,降低粉碎室溫度,降低制造成本,便于推廣,目前需要研究。
隨著飼料工業(yè)的發(fā)展,干燥機(jī)的作用日趨重要。飼料原料,普通顆粒料,水產(chǎn)料,膨化料等都需干燥。而所選用的干燥機(jī)類型又不盡相同,目前用得最多且有效的飼料干燥機(jī)有:立式振動(dòng)干燥機(jī)、臥帶式烘干機(jī)、流化床干燥機(jī)等。在提高熱效率方面需深入研究。世界各地飼料廠使用液體飼料的數(shù)量正在不斷增長,在工業(yè)化國家尤為明顯。使用液體飼料可節(jié)省原料的運(yùn)輸,加工和儲(chǔ)存費(fèi)用;在營養(yǎng)、質(zhì)量和飼料產(chǎn)品的加工方面同樣大有益處。國內(nèi)需要能適應(yīng)不同液體原料(如油脂、糖蜜)的加工和使用設(shè)備,如高速糖蜜摻合機(jī)和壓模油脂技術(shù),精確計(jì)量和噴霧設(shè)備等。要提高飼料質(zhì)量需對(duì)飼料原料進(jìn)行熱處理,其方法很多?；\統(tǒng)地說有制粒前的調(diào)質(zhì),雙制粒、膨化和制粒后的熱噴及穩(wěn)定干燥。設(shè)備主要包括調(diào)質(zhì)器、制粒機(jī)、膨脹器及穩(wěn)定器。膨脹器,國外早將它作為制粒前的調(diào)質(zhì)設(shè)備來增加產(chǎn)量,可利用廉價(jià)原料提高顆粒耐水性,還能添加更多的液體,以及殺滅沙門氏菌等各種病菌,所以膨化工藝在全世界受到普遍的歡迎。我國希望集團(tuán)在原40 t/h制粒機(jī)組上增加了膨脹工藝,開創(chuàng)了應(yīng)用推廣的美好前景。膨化機(jī)的淀粉糊化度為80%～95%;膨脹器為80%左右;擠壓機(jī)為60%～70%;硬顆粒制粒機(jī)為25%～40%。而加工成本排序正好相反。國外最近推出一種制粒-膨化兩用機(jī),可以制作從硬顆粒到浮性魚飼料等多種產(chǎn)品,其加工的淀粉糊化度在25%～95%范圍。顆粒飼料的質(zhì)量包括淀粉糊化率、粉化率、硬度、含水率及表觀質(zhì)量等方面。工業(yè)管理系統(tǒng)的基本點(diǎn),是將產(chǎn)品質(zhì)量控制在生產(chǎn)過程中,從而降低成本,提高效益。首先要提高原料因素(原料所含成分、粒度、水分等);其次是提高調(diào)質(zhì)質(zhì)量(調(diào)質(zhì)時(shí)間、調(diào)質(zhì)均勻度、蒸汽品質(zhì)、水、汽添加量,有儀表顯示及反饋);第三是均勻可調(diào)的飼料供給量,這些對(duì)提高生產(chǎn)率,提高度電產(chǎn)量都是有益的,這方面應(yīng)加強(qiáng)投入。有些飼料工業(yè)公司和研究單位正試圖研究開發(fā)一套系統(tǒng),該系統(tǒng)可快速分析飼料營養(yǎng)成分,并將分析結(jié)果迅速輸入電腦,及時(shí)調(diào)整配方;還有些飼料技術(shù)開發(fā)公司正著手研究膨化飼料產(chǎn)品中水分的控制,克服飼料霉變,建立一個(gè)反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng),減少烘干過程的產(chǎn)品水分變異。這些都是需多學(xué)科人員合作的系統(tǒng)工作研究。膨化機(jī)可用于羽毛、血粉、大豆、食品下腳料等蛋白源的開發(fā),以及膨化制粒;還可用于食品業(yè)、醫(yī)藥業(yè)、釀造發(fā)酵業(yè)、建筑業(yè)等。在我國的食品行業(yè),已開始使用膨化機(jī)。但食品膨化的現(xiàn)狀仍處于低水平,主要表現(xiàn)在設(shè)備比較差,生產(chǎn)廠家少、品種單調(diào)、產(chǎn)銷量小等方面。另外對(duì)膨化技術(shù)研究和設(shè)備開發(fā)工作做得很不夠,今后應(yīng)加強(qiáng)膨化機(jī)的物料適應(yīng)性、降低能耗、新工藝、新配方及減少損失等方面的研究。在單螺桿機(jī)加工困難的情況下,采用雙螺桿膨化機(jī)來替代。在美國水產(chǎn)用顆粒料100%是膨化飼料,而在國內(nèi)還不到10%。由于膨化飼料的生產(chǎn)度電產(chǎn)量只是硬顆粒料的1/3(膨化飼料13 kg/(kW·h)而硬顆粒料40 kg/(kW·h))所以不易被接受。采用膨脹器可折衷它們的長處和短處。飼料添加劑是飼料高效與安全的關(guān)鍵,是高新技術(shù)的集合點(diǎn)。美國和歐共體各有300多種和260多種添加劑,而我國只有80多種。在開發(fā)添加劑的同時(shí),需要研究它們的粉碎與混合的工藝及設(shè)備,提高細(xì)度,降低溫度,減少損失,提高混合均勻度,降低變異系數(shù),無殘留量,操作控制自動(dòng)可靠。
總之，飼料加工工藝和設(shè)備的研究與產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)效益密切相關(guān)。應(yīng)把總體系統(tǒng)研究和單機(jī)具體設(shè)計(jì)相結(jié)合,營造出一個(gè)有市場需要、技術(shù)可靠、經(jīng)費(fèi)保證、試驗(yàn)條件充足的運(yùn)行環(huán)境,讓中國的飼料機(jī)械穩(wěn)定快速地向大型化、集團(tuán)化、一體化的趨勢發(fā)展。智能化混合機(jī)是以后發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，混合機(jī)的前景會(huì)更加的敞亮。
