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第三節(jié) 混合機的混合質(zhì)量
一、 影響混合質(zhì)量的因素
混合過程實際上是對流、擴散、剪切等混合作用與分離作用同時并存的一個過程，所以凡是影響這些作用進行好壞的諸因素都將影響混合物料的混合質(zhì)量。
(一) 機型的影響
由于對流混合是將物料成團地從料堆的一處移到另一處的作用，因此可以很快地達到粗略的、團塊狀的混合，并在此基礎(chǔ)上，可以有較多的表面進行細致的顆粒之間的混合，因此以對流作用為主的混合機的混合速度必然較快，如臥式螺帶混合機、雙軸槳葉混合機。
而以擴散作用為主的機型，如滾筒混合機，則混合作用較慢，要求的混合時間較長，物料的物理性能（如粒度、粒型、容重等）的差異對混合效果的影響較大，但顆粒間的混合可以進行的比較細致。
從混合機的結(jié)構(gòu)上則要求無死角、不飛樣、不漏料，設(shè)備的各個部分應(yīng)保證產(chǎn)生良好的對流、擴散，例如立式分批混合機上部能均勻地向四周噴撒等。因此，對槳葉或絞龍的斜度、寬度、直徑、轉(zhuǎn)速以及物料在機內(nèi)的裝滿程度等都有一個適宜的要求。
（二）混合物料的物理特性的影響
物理特性主要是指物料的容重、粒度、顆粒表面的粗糙度、物料的水分、散落性、結(jié)團的情況和團粒的組分的多少和組分的大小?；旌衔锪系钠骄叫。旌衔锪系牧骄鶆?，則混合的速度慢，而混合所能達到的均勻度高。當兩種粒徑不同的物料混合時，兩者粒徑的差別越大，則混合所能達到的精度越差。所以力求選用粒度相近的物料進行混合。
當混合物料之間的容重差異角度時，則所需的混合時間較長，而且混合以后產(chǎn)生的分離現(xiàn)象也較嚴重，可以達到的最終混合精度較低。在條件許可時，盡量容重相近的原料。特別是預(yù)混合料載體和稀釋劑的選擇，更應(yīng)該注重這一點。
不同的混合機以及不同的混合轉(zhuǎn)速對相對容重差異及粒度差異影響的敏感程度不一樣。V形混合機在達到的動態(tài)平衡時，CV值波動的幅度較大，即顯得有時均勻，有時不均勻，采用臥式螺帶混合機時，即使混合料之間的容重差異較大，由于主要利用對流混合作用進行混合，因此，仍可將物料混合得較為均勻。
物料粒子表面的粗糙程度、物料水分、散落性等因素影響了物料的流動性能。物料的流動性能對混合狀態(tài)的影響可歸結(jié)為一條規(guī)律：物料的流動性好，易于混合，但混合最終的均勻程度不高，且混合產(chǎn)品易于分級；
混合接近完成前，添加粘性大的糖蜜、油脂等，以降低其散落性而減少分離作用。
（三）充滿程度的影響
一般采用充滿系數(shù)來表示充滿程度。
裝入物料容積
充滿系數(shù)（φ） =
混合機容積
無論對于哪種類型的混合機，適宜的裝滿狀況是混合機能正常工作，保證混合效果的前提條件。若裝料過多，會使混合機超負荷工作，裝料過少，則不能發(fā)揮混合機的效果。
對于臥式螺帶混合機以轉(zhuǎn)子所占有的體積為機容v,充滿系數(shù)φ一般取0.6～0.8，當大于100%和小于40%時，混合效果明顯下降。
各類混合機的充滿系數(shù)；分批臥式螺帶式混合機0.6～0.8，雙軸槳葉式混合機0.8～0.9，分批立式混合機0.8～0.85，連續(xù)型混合機0.3～0.5。
(四) 進料程序的影響。
為提高混合均勻度，減少物料的飛揚，在進料時應(yīng)先把配制好的配比量比較大的大綜原料先進，再進小組分物料，最后再把20%的大組分物料加在上面，即保證這些微量組分易于混合，又避免飛揚損失。如在間隙混合機中混合液態(tài)組分，則先投入所有粉料并混合一段時間，而后加入液態(tài)組分并將其與粉料混合均勻。
對V形混合機，進料程序?qū)M料程序的影響更明顯。如圖4-11所示的四種型式進行了試驗，結(jié)果表明：第3種裝料形式的混合速度最快，第1種裝料形式最慢。試驗也證明：裝入方式不同對最終可以達到的混合精度沒有明顯的影響。
圖4-11 V形混合機的裝料方式
（五）避免分離的措施
在物料過渡混合、運輸、流動、振動、打包過程中都可能產(chǎn)生分離。在分離過程中小的粒子有移向底部、較大的粒子有移向頂部的趨勢。為避免混合料成品進一步分離，一般采取如下措施。
1.力求混合物料組分的容重、粒度一致，必要時添加液體飼料。
2.掌握好混合時間，以免混合不均或過度混合。
3.掌握適宜的裝滿系數(shù)及安排正確的進料程序。
4.混合料成品最好采用刮板或皮帶輸送機進行水平輸送，不易采用絞龍和稀相氣力輸送，以避免嚴重的自動分級。
二、 混合效果的評定和標準
一般來講，把各種組分的混合物完全的混合均勻，也就是說在混合物的任一個部位截取一個很小的容積樣品，在其中也應(yīng)按比例的包容每一個組分的物料。實際上這種理想的完全混合狀態(tài)是達不到的，也是不存在的，而往往都是與規(guī)定的標準，具有一定的上、下差異，因此對混合均勻度的評定是基于統(tǒng)計學分析方法的基礎(chǔ)上。
(一)混合均勻度變異系數(shù)
混合均勻度的評定是基于統(tǒng)計分析方法和誤差理論基礎(chǔ)之上的，即以樣本代替總體，以統(tǒng)計的估計值代替真值。
配合飼料是多組分混合，是一個多變量的概率系統(tǒng)，無法進行數(shù)值運算，因此可以將它簡化為“檢測組分”和“基本組分”兩種組分的混合，并將它們看成是以顆粒參加混合，所有顆粒的形狀和大小均相同。當物料顆粒隨機地分布于混合機內(nèi)時，顆粒在某子空間內(nèi)的分布將是一種泊松分布。用“檢測組分”在“基本組分”的分別情況來代替這一批物料的混合狀況，如果“檢測組分”在“基本組分”中分布均勻，則認為本批物料已混合均勻，否則為不合格。
當子空間內(nèi)的檢測組分顆粒m≥20時，可以近似的認為其分布規(guī)律服從于正態(tài)分布：
f(x)=e
式中：f(x)—在某個子空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)X個粒子的概率；
x—某個子空間內(nèi)含有檢測組分顆粒數(shù)；
m—全部子空間檢測組分顆粒平均數(shù)。
測定混合均勻度時，取n個樣本，分別測得各個樣本中所含檢測組分的含量 xi,，然后用統(tǒng)計方法求得變異系數(shù)（記為cv%）以表征飼料混合均勻度的程度。設(shè)在n次測量的序列中，獨立的進行各次測量，得到的單次測量值xi，則測量值的平均值m為：
m =i
能從數(shù)值上把握住，n個單次測量值圍繞其平均值的離散程度的最重要的估計值，就是樣本的標準差（標準偏差）S：
S=
混合均勻度的變異系數(shù)CV
CV=×100%
我國有關(guān)標準規(guī)定，配合飼料CV≤10%，預(yù)混合飼料和濃縮飼料CV≤5%，與國外規(guī)定基本一致，前者稱為"合格的混合"，后者稱"優(yōu)良的混合"。
三．混合均勻度的測量方法
利用物料間的物理或化學特性的差異，分離出具有典型特征的成分或現(xiàn)象，得到樣品的數(shù)據(jù),按規(guī)定測出、計算變異系數(shù)，通過離散程度的大小反映出均勻度的優(yōu)劣，常用的方法有沉淀法和示蹤劑法（甲基紫法）。
在生產(chǎn)實踐中常有三種情況對混合均勻性進行評定。第一類是對新型混合機性能評定，混合條件（如混合時間、混合物料、混合機轉(zhuǎn)速、充滿系數(shù)等）確定，混合工藝條件的選定等場合常需要混合性能的評定。第二種情況是在批量混合時，常需要評定每個生產(chǎn)班，或一整批配合飼料的混合均勻度，這種評價不僅評價每一次混合時混合機內(nèi)部的混合均勻程度，而且要評價各混合批次之間的均勻程度。第三種情況是成品混合均勻度的評價，成品的混合均勻度實質(zhì)上是包容了配料或稱量誤差和混合誤差，又包容了后續(xù)物料的輸送、流動、振動、打包、運輸?shù)犬a(chǎn)生的離析和分級等對產(chǎn)品均勻度的影響。
（一）混合均勻度的測定方法
1． 取樣
1）.取樣數(shù)量：一般取10個樣品以上；
2）樣品大?。喝恿康拇笮‰S所檢測飼料飼喂的動物的種類而定。一般近似于每日每頭（或每只）畜禽平均每日的采食量；肉雞前期料為50克，肉用仔雞后期與產(chǎn)蛋雞飼料為100克；生長育肥豬取500克。該10個原始樣品的不點必須考慮各方位、深度、代數(shù)或料流的代表性。每一個原始樣品必須由一點集中取樣，取樣前不允許有任何翻動或混合。分析時，美國原始樣品在化驗室里充分混勻，以四分法從中分取10g化驗小樣進行測定。
對于混合機性能測定，分批式混合機可在機內(nèi)取樣。對于聯(lián)系式混合機可在出料口隨機取樣。
取樣后，測定每只樣本中示蹤物的含量并分別求出平均值、標準差和變異系數(shù)。
根據(jù)國家標準規(guī)定：
對全價配合飼料：CV≤10%
對預(yù)混合飼料：CV≤5%
2． 混合示蹤物的選擇與測定
實際測定中，所選的示蹤物可以是飼料中含有的一種或某一類成分，如藥物、氯離子、鐵離子、礦物質(zhì)等，也可以是為了測定混合均勻度而另加的物質(zhì)，即示蹤物有兩種類型：一種是飼料中含有的某種組分，另一種是為了測定混合均勻度而人為加入的物質(zhì)。
利用飼料中原有成分（組分）進行測定時，不必另加測定組分，可以在事先不做做出任何安排的情況下，在飼料生產(chǎn)線中、混合后的任何部位進行抽測，按檢測需要隨時都可以測定。常用這種方法作為成品及中間混合物均勻度的檢測，或?qū)δ承┯幸蓱]的產(chǎn)品進行非計劃性檢測。以飼料中原有組分為示蹤物，測定結(jié)果易受該組分特性（如粒度、相對密度、含量、溶解度等）影響，測定結(jié)果與實際情況有差異，測定不夠方便，事先在飼料中外加示蹤物必須符合以下要求：①特性專一，在飼料中含量極少或者絕不含有，并不受飼料中其他組分的干擾。②容易檢測，采用較簡單的儀器和方法就可進行定量測定。③無毒無害、不妨礙動物生長、不污染環(huán)境、不影響測定人員的身體健康，常用的外加示蹤物為甲基紫。
按GB5918混合質(zhì)量的測量方法，為甲基紫示蹤劑法和沉淀法兩種。
1） 示蹤劑法
示蹤劑法是在飼料中加入一定量的示蹤劑，經(jīng)混合后通過示蹤劑的分散程度來確定飼料混合的均勻度，常以甲基紫作為示蹤劑，故又稱為甲基紫法。甲基紫法測定的步驟：
a.甲基紫須經(jīng)研磨，并通過0.1mm（過150目）的篩孔,以十萬分之一的用量從加料口加入混合機內(nèi).經(jīng)混合后在混合機出料口間隔均等的取樣,每個樣品約100g。若每批量混合為1t取10個樣品;2t取15個樣;3t取20個樣品.
b.從每個樣品中用四分法分出并稱取10g飼料,分別放在30ml酒精燒杯中,并進行攪動,再經(jīng)半小時后,用濾紙過濾去沉淀物,然后將酒精溶液倒入專用的透明器皿中.
c.用比色計或分光光度計在590μm波長下先測定無料酒精的消光值, 以后依次測得各樣品的消光值.
d.將測得各樣品的消光度代入變異系數(shù)公式計算,最后算出該混合機的變異系數(shù).
2）沉淀法
沉淀法就是利用比重為1.59的四氯化碳溶液處理飼料樣品,使沉淀于底部的礦物質(zhì)等與飼料中的有機物分離開,然后將沉淀的無機物回收、烘干、稱重，以樣品中沉淀物含量的差異系數(shù)來反映飼料的混合均勻度。
分析時，從原始樣品中稱取50g化驗樣，飼料中需含1%的礦物質(zhì)，就能產(chǎn)生足夠的示蹤劑。將稱好的化驗樣裝入500ml梨形分液漏斗中，加入四氯化碳100ml，攪拌均勻，靜置10min（中間搖動一次），慢慢將分液漏斗底部的沉淀物放入100ml的小燒杯中，靜置5min后將燒杯中的上清液倒回漏斗中，將分液漏斗搖動并靜置5min，再倒去上清液（每個樣品放出沉淀物及傾倒上層清液時其液體數(shù)量要大致相同）。用電熱板烘干小燒杯中的沉淀物，待溶劑揮發(fā)后，將沉淀物置于90℃烘2h后稱重，得各化驗樣品中沉淀物的重量或樣品中沉淀物的重量百分比，并求出該批飼料樣品的沉淀物的重量的平均值m，標準差S及變異系數(shù)CV。對于加食鹽及礦物質(zhì)添加濟的飼料，此法無須外加示蹤物，當使用這個方法時，該方法
的每一步操作對測定的結(jié)果都有一定的影響，因此必須把每一操作步驟規(guī)范化，并在測定中嚴格執(zhí)行。而且四氯化碳價高、有毒，影響了該法的廣泛應(yīng)用。 |
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