畜牧人

標題: 對不同類型飼料混合機最佳混合時間的研究 [打印本頁]

作者: 和興 時間: 2008-9-16 19:55
標題: 對不同類型飼料混合機最佳混合時間的研究
摘要試驗以混合均勻度為觀測指標研究了4種飼料混合機——小型腰鼓式混合機、中型腰鼓式混合機、錐形懸臂雙螺旋行星式混合機和臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機在0.6 的裝載系數(shù)下的最佳混合時間。物料為膨潤土和麥芽根粉，示蹤劑為硫酸亞鐵。測定各時間點樣品中的亞鐵離子含量，用于計算CV。結(jié)果表明：這4種混合機的最佳混合時間分別為4、6、8、5min；混合時間過短或過長均會降低飼料產(chǎn)品的混合均勻度。關(guān)鍵詞飼料混合機；混合均勻度；混合時間混合是指在外力作用下，各種物料互相摻合，使之在任何容積里每種組分的微粒均勻分布?；旌暇鶆蚨仁侵富旌衔镏懈鹘M分均勻分布的程度，即混合物中任意單位容積內(nèi)所含某種組分的粒子數(shù)與其平均含量的接近程度；混合均勻度是確保飼料產(chǎn)品質(zhì)量以提高飼養(yǎng)效果的重要指標，一般用變異系數(shù)CV（%）來表示，CV愈小說明混合的均勻度愈高[3]。其測定方法有很多種，如甲基紫示蹤法、沉淀法、粒度法、飼料微量營養(yǎng)成分示蹤法等[4]，可根據(jù)具體條件選擇使用。影響飼料混合均勻度的因素來自多個方面，主要有混合機類型、混合時間、裝載系數(shù)和物料性質(zhì)等?；旌蠒r間過長不僅會浪費能源，增加成本，同時還可能因為物料相互摩擦產(chǎn)生靜電，反而降低飼料的混合均勻度；而混合時間過短則達不到混合均勻的目的。本試驗的目的是，通過對混合機不同混合時間混合均勻度的測定，來確定不同類型混合機的最佳混合時間，為飼料生產(chǎn)提供合理的工藝參數(shù)。試驗以硫酸亞鐵為示蹤劑，使其中的亞鐵離子與顯色劑鄰菲羅啉反應(yīng)，生成橙紅色的絡(luò)合物，在其最佳吸收峰510nm波長下測定光密度，用于計算CV。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 混合機小型腰鼓式混合機：該混合機的主體為一個鼓形的混合室，室內(nèi)正中橫向有一軸穿過，軸的兩側(cè)各有若干根鐵桿，組成了篦式柵欄?；旌蠒r，在電動機的帶動下，鼓形混合機機體（外殼）按順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為32r/min，室內(nèi)橫軸連同軸上的篦式柵欄按逆時針方向轉(zhuǎn)動，使物料在翻動、攪拌的過程中混合均勻。按 0.6的裝載系數(shù)該混合機可裝30kg物料。中型腰鼓式混合機：該混合機的結(jié)構(gòu)與小型腰鼓式混合機相似，只是室內(nèi)橫軸兩側(cè)是若干個槳葉，鼓形混合室也較大，轉(zhuǎn)速為18r/min，按0.6的裝載系數(shù)，可裝60kg物料。錐形懸臂雙螺旋行星式混合機：該混合機主體呈錐形，材料為不銹鋼板，底部朝上，進料口在上部，出料口位于下部。其內(nèi)部與混合室斜壁平行的方向有一長一短兩根相互對稱的螺旋體。這兩根螺旋體既可公轉(zhuǎn)又可自轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)時沿內(nèi)壁攪動物料，自轉(zhuǎn)時將物料上提。其中長螺旋體自轉(zhuǎn)時可將混合室底部的物料向上提；短螺旋體自轉(zhuǎn)時可將混合室中部物料向上提，以此達到混合物料的目的。按0.6的裝載系數(shù)該混合機可裝載物料170kg。廠家建議混合時間約10min。臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機：該混合機轉(zhuǎn)軸上固定有兩個旋向相反的螺帶，內(nèi)螺帶半徑小，而寬度大。當軸轉(zhuǎn)動時，由于兩螺帶旋轉(zhuǎn)方向相反，將物料向兩端推動，物料顆粒之間出現(xiàn)相互滲透、換位；又由于螺旋環(huán)帶半徑不同，導致物料相對運動的速度不同，進而形成剪切混合，從而達到混合物料的目的[4]。按0.6的裝載系數(shù)，該混合機可裝載物料730kg。廠家建議混合時間4~6min。
1.1.2 混合物料混合物料為膨潤土和麥芽根粉，全部通過60目標準篩；示蹤劑為硫酸亞鐵（FeSO4·H2O）, 全部通過100目標準篩。
1.1.3 采樣設(shè)備半自動采樣器：長3m，采樣量約100g。
1.1.4 化驗試劑及設(shè)備鄰菲羅啉溶液：溶解0.1g鄰菲羅啉于約80ml、80℃的蒸餾水中，冷卻后用蒸餾水稀釋至100ml，保存于棕色瓶中，并置于冰箱內(nèi)可穩(wěn)定數(shù)周；乙酸鹽緩沖液：溶解8.3g無水乙酸鈉于蒸餾水中，加入12ml冰乙酸，并用蒸餾水稀釋至100ml；鹽酸：分析純；分析天平：TG328型半自動電光分析天平，感量為0.1mg；721型分光光度計。
1.2 測定方法采用微量元素預(yù)混合飼料混合均勻度的測定法（GB10649-89）。
1.3 試驗方案 1.3.1 采樣時間設(shè)計各混合機的采樣時間如表1所示。
1.3.2 采樣點布局于每個時間點采取10個樣品，該10個樣品的采集點均勻分布在混合機內(nèi)（見圖1），每個樣品在采樣點集中抽取。
1.3.3 物料及示蹤劑的添加方法試驗所用硫酸亞鐵示蹤劑添加量為物料的0.08%。試驗開始時先將約70%的物料加入到混合機內(nèi)，再加入稱量好的硫酸亞鐵，最后加入剩余部分的物料，開機記時混合（因為要準確控制混合時間，對懸臂錐形雙螺旋行星式混合機和臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機并未遵循先開機后加料的規(guī)定）。 1.3.4 數(shù)據(jù)處理方法直接用光密度值（每個樣品的稱樣量是相等的）計算變異系數(shù)，設(shè)10個樣品的光密度值分別為X1、X2、…X9、X10，則平均值X ，標準差S與變異系數(shù)CV的計算公式如下：
2 試驗結(jié)果
2.1 小型腰鼓式混合機混合均勻度隨混合時間的變化趨勢，小型腰鼓式混合機的最佳混合時間4min，混合均勻度變異系數(shù)達到6.5%；理想混合時段4~4.5min，相應(yīng)的混合均勻度變異系數(shù)6.5%~6.8%。
2.2 中型腰鼓式混合機混合均勻度隨混合時間的變化趨勢，中型腰鼓式混合機的最佳混合時間為6min，混合均勻度變異系數(shù)達到6.1%；理想混合時段6~7min，相應(yīng)的混合均勻度變異系數(shù)6.1%~6.4%。
2.3 錐形懸臂雙螺旋行星式混合機混合均勻度隨混合時間的變化趨勢，錐形懸臂雙螺旋行星式混合機的最佳混合時間8min，混合均勻度變異系數(shù)6.3%；理想混合時段8~9min，相應(yīng)的混合均勻度變異系數(shù)6.3%~6.6%。
2.4 臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機混合均勻度隨混合時間的變化趨勢，臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機的最佳混合時間為5min，混合均勻度變異系數(shù)達到6.3%；理想混合時段5~7min，相應(yīng)的混合均勻度變異系數(shù)6.3%~8.2%。
3 分析與討論由試驗結(jié)果可以看出，隨著混合時間的延長，4種類型的混合機混合均勻度變異系數(shù)總體上的變化趨勢相似，即由大變小后，又逐漸增大。這與袁洪嶺（1999）、田種雄（2003）的測定結(jié)果的變化趨勢[3，6]相似。說明混合時間短時，示蹤物在物料中分布不均，故變異系數(shù)大；隨混合時間增大，示蹤物的分布漸趨均勻，從而使變異系數(shù)逐漸變?。坏敾旌蠒r間過長時，由于物料的對流、剪切、擴散和摩擦產(chǎn)生的靜電作用，不可避免地會產(chǎn)生偏析和再度分離現(xiàn)象，使變異系數(shù)又有變大的趨勢[6]?？梢?，測定混合機最佳混合時間對提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能耗和提高生產(chǎn)效率具有重要意義。兩個腰鼓式混合機開始幾個混合時間點的混合均勻度變異系數(shù)不僅數(shù)值較大，而且波動也較大，其原因在于剛開始混合時示蹤物在物料中的分布極不均勻。在前次采樣中，某一個或幾個樣點含示蹤劑較多，但在下次采樣時，該采樣點又是含示蹤劑較少的物料，故不僅每一時間的變異系數(shù)較大，而且相鄰兩個時間點所采樣品的變異系數(shù)相差也較大，故在曲線圖上表現(xiàn)出很大的波動。隨著混合時間的延長，示蹤劑分布漸趨均勻，變異系數(shù)也逐漸變小，且相鄰兩個時間點的變異系數(shù)相差也小，曲線較平穩(wěn)。錐形懸臂雙螺旋行星式混合機和臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機混合均勻度隨時間的變化趨勢雖然比較平穩(wěn)，但開始的混合均勻度變異系數(shù)仍然比較大。說明無論何種混合機，在混合開始的一段時間內(nèi)，物料的分布均勻性相當差，這就顯示了測定混合機理想混合時間的必要性和重要性。從試驗結(jié)果還可以看出，4臺混合機的最佳混合時間各不相同。其中，錐形懸臂雙螺旋行星式混合機的最佳混合時間最長，為8min。其原因在于，該混合機兩螺旋體直徑約15cm，上提物料量少，而且轉(zhuǎn)速較小，約3r/min，對物料的翻動比較慢。小型腰鼓式混合機的最佳混合時間最短，為4min。其原因在于，該混合機的轉(zhuǎn)速較快，約32r/min，且機內(nèi)有蓖式柵欄，對物料有很強的攪動作用。試驗以膨潤土和麥芽根粉為混合物料，在混合物料變化時，可能會造成最佳混合時間的變化，需要重新測定最佳混合時間。
4 結(jié)論
4.1 本試驗測定的4種混合機——小型腰鼓式混合機、中型腰鼓式混合機、錐形懸臂雙螺旋行星式混合機和臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機的理想混合時段分別為 4~4.5min（CV為6.5%~6.8%）、6~7min（CV為6.1%~6.4%）、8~9min（CV為6.3%~6.6%）和5~7min （CV為6.3%~8.2%）。
4.2 小型腰鼓式混合機、中型腰鼓式混合機、錐形懸臂雙螺旋行星式混合機和臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機的最佳混合時間分別為4min（CV為6.5%）、6min（CV為6.1%）、8min（CV為6.3%）和5min（CV為6.3%）。
4.3 4種混合機最佳混合時間最短的是小型腰鼓式混合機，混合效率最高；而最佳混合時間最長的是錐形懸臂雙螺旋行星式混合機。

作者: szhilei 時間: 2008-9-16 19:57
請該版版主編輯一下，都一鍋粥啦

作者: yssypz 時間: 2010-3-4 19:24
臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機的應(yīng)用還廣泛些，其它只是作為教學還差不多，沒有實際的意義！混合時間4分是不是效率有些低

作者: 99842500 時間: 2010-3-6 23:22
臥式雙螺旋環(huán)帶式混合機
混合時間7分鐘比較合理，我們就是7分鐘時間~~~

作者: xcj3397 時間: 2013-4-9 19:36
這些只是一部分，不是主流

作者: 揚清 時間: 2013-4-10 09:18
混合均勻度非常重要，各生產(chǎn)企業(yè)對自己的設(shè)備條件下的混合時間作一些探究，尋求最佳點是必要的。
往往很多小企業(yè)不太關(guān)注，有的則以為時間越長越均勻，有的則為了趕任務(wù)混了算數(shù)，根本不關(guān)注。
因此，技術(shù)人員應(yīng)通過測試，找到最佳點并制定合理工藝流程，以保障產(chǎn)品質(zhì)量。

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