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第三節(jié) 混合機(jī)的混合質(zhì)量
一、 影響混合質(zhì)量的因素
混合過(guò)程實(shí)際上是對(duì)流、擴(kuò)散、剪切等混合作用與分離作用同時(shí)并存的一個(gè)過(guò)程，所以凡是影響這些作用進(jìn)行好壞的諸因素都將影響混合物料的混合質(zhì)量。
(一) 機(jī)型的影響
由于對(duì)流混合是將物料成團(tuán)地從料堆的一處移到另一處的作用，因此可以很快地達(dá)到粗略的、團(tuán)塊狀的混合，并在此基礎(chǔ)上，可以有較多的表面進(jìn)行細(xì)致的顆粒之間的混合，因此以對(duì)流作用為主的混合機(jī)的混合速度必然較快，如臥式螺帶混合機(jī)、雙軸槳葉混合機(jī)。
而以擴(kuò)散作用為主的機(jī)型，如滾筒混合機(jī)，則混合作用較慢，要求的混合時(shí)間較長(zhǎng)，物料的物理性能（如粒度、粒型、容重等）的差異對(duì)混合效果的影響較大，但顆粒間的混合可以進(jìn)行的比較細(xì)致。
從混合機(jī)的結(jié)構(gòu)上則要求無(wú)死角、不飛樣、不漏料，設(shè)備的各個(gè)部分應(yīng)保證產(chǎn)生良好的對(duì)流、擴(kuò)散，例如立式分批混合機(jī)上部能均勻地向四周?chē)娙龅?。因此，?duì)槳葉或絞龍的斜度、寬度、直徑、轉(zhuǎn)速以及物料在機(jī)內(nèi)的裝滿(mǎn)程度等都有一個(gè)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(tuán)的情況和團(tuán)粒的組分的多少和組分的大小?；旌衔锪系钠骄叫?，混合物料的粒徑均勻，則混合的速度慢，而混合所能達(dá)到的均勻度高。當(dāng)兩種粒徑不同的物料混合時(shí)，兩者粒徑的差別越大，則混合所能達(dá)到的精度越差。所以力求選用粒度相近的物料進(jìn)行混合。
當(dāng)混合物料之間的容重差異角度時(shí)，則所需的混合時(shí)間較長(zhǎng)，而且混合以后產(chǎn)生的分離現(xiàn)象也較嚴(yán)重，可以達(dá)到的最終混合精度較低。在條件許可時(shí)，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(diǎn)。
不同的混合機(jī)以及不同的混合轉(zhuǎn)速對(duì)相對(duì)容重差異及粒度差異影響的敏感程度不一樣。V形混合機(jī)在達(dá)到的動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，CV值波動(dòng)的幅度較大，即顯得有時(shí)均勻，有時(shí)不均勻，采用臥式螺帶混合機(jī)時(shí)，即使混合料之間的容重差異較大，由于主要利用對(duì)流混合作用進(jìn)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(dòng)性能。物料的流動(dòng)性能對(duì)混合狀態(tài)的影響可歸結(jié)為一條規(guī)律：物料的流動(dòng)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(jí)；
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(mǎn)程度的影響
一般采用充滿(mǎn)系數(shù)來(lái)表示充滿(mǎn)程度。
裝入物料容積
充滿(mǎn)系數(shù)（φ） =
混合機(jī)容積
無(wú)論對(duì)于哪種類(lèi)型的混合機(jī)，適宜的裝滿(mǎn)狀況是混合機(jī)能正常工作，保證混合效果的前提條件。若裝料過(guò)多，會(huì)使混合機(jī)超負(fù)荷工作，裝料過(guò)少，則不能發(fā)揮混合機(jī)的效果。
對(duì)于臥式螺帶混合機(jī)以轉(zhuǎn)子所占有的體積為機(jī)容v,充滿(mǎn)系數(shù)φ一般取0.6～0.8，當(dāng)大于100%和小于40%時(shí)，混合效果明顯下降。
各類(lèi)混合機(jī)的充滿(mǎn)系數(shù)；分批臥式螺帶式混合機(jī)0.6～0.8，雙軸槳葉式混合機(jī)0.8～0.9，分批立式混合機(jī)0.8～0.85，連續(xù)型混合機(jī)0.3～0.5。
(四) 進(jìn)料程序的影響。
為提高混合均勻度，減少物料的飛揚(yáng)，在進(jìn)料時(shí)應(yīng)先把配制好的配比量比較大的大綜原料先進(jìn)，再進(jìn)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(yáng)損失。如在間隙混合機(jī)中混合液態(tài)組分，則先投入所有粉料并混合一段時(shí)間，而后加入液態(tài)組分并將其與粉料混合均勻。
對(duì)V形混合機(jī)，進(jìn)料程序?qū)M(jìn)料程序的影響更明顯。如圖4-11所示的四種型式進(jìn)行了試驗(yàn)，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(yàn)也證明：裝入方式不同對(duì)最終可以達(dá)到的混合精度沒(méi)有明顯的影響。
圖4-11 V形混合機(jī)的裝料方式
（五）避免分離的措施
在物料過(guò)渡混合、運(yùn)輸、流動(dòng)、振動(dòng)、打包過(guò)程中都可能產(chǎn)生分離。在分離過(guò)程中小的粒子有移向底部、較大的粒子有移向頂部的趨勢(shì)。為避免混合料成品進(jìn)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(shí)添加液體飼料。
2.掌握好混合時(shí)間，以免混合不均或過(guò)度混合。
3.掌握適宜的裝滿(mǎn)系數(shù)及安排正確的進(jìn)料程序。
4.混合料成品最好采用刮板或皮帶輸送機(jī)進(jìn)行水平輸送，不易采用絞龍和稀相氣力輸送，以避免嚴(yán)重的自動(dòng)分級(jí)。
二、 混合效果的評(píng)定和標(biāo)準(zhǔn)
一般來(lái)講，把各種組分的混合物完全的混合均勻，也就是說(shuō)在混合物的任一個(gè)部位截取一個(gè)很小的容積樣品，在其中也應(yīng)按比例的包容每一個(gè)組分的物料。實(shí)際上這種理想的完全混合狀態(tài)是達(dá)不到的，也是不存在的，而往往都是與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的上、下差異，因此對(duì)混合均勻度的評(píng)定是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)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(píng)定是基于統(tǒng)計(jì)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(jì)的估計(jì)值代替真值。
配合飼料是多組分混合，是一個(gè)多變量的概率系統(tǒng)，無(wú)法進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，因此可以將它簡(jiǎn)化為“檢測(cè)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(dāng)物料顆粒隨機(jī)地分布于混合機(jī)內(nèi)時(shí)，顆粒在某子空間內(nèi)的分布將是一種泊松分布。用“檢測(cè)組分”在“基本組分”的分別情況來(lái)代替這一批物料的混合狀況，如果“檢測(cè)組分”在“基本組分”中分布均勻，則認(rèn)為本批物料已混合均勻，否則為不合格。
當(dāng)子空間內(nèi)的檢測(cè)組分顆粒m≥20時(shí)，可以近似的認(rèn)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(gè)子空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)X個(gè)粒子的概率；
x—某個(gè)子空間內(nèi)含有檢測(cè)組分顆粒數(shù)；
m—全部子空間檢測(cè)組分顆粒平均數(shù)。
測(cè)定混合均勻度時(shí)，取n個(gè)樣本，分別測(cè)得各個(gè)樣本中所含檢測(cè)組分的含量 xi,，然后用統(tǒng)計(jì)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(cè)量的序列中，獨(dú)立的進(jìn)行各次測(cè)量，得到的單次測(cè)量值xi，則測(cè)量值的平均值m為：
m =i
能從數(shù)值上把握住，n個(gè)單次測(cè)量值圍繞其平均值的離散程度的最重要的估計(jì)值，就是樣本的標(biāo)準(zhǔn)差（標(biāo)準(zhǔn)偏差）S：
S=
混合均勻度的變異系數(shù)CV
CV=×100%
我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，配合飼料CV≤10%，預(yù)混合飼料和濃縮飼料CV≤5%，與國(guó)外規(guī)定基本一致，前者稱(chēng)為"合格的混合"，后者稱(chēng)"優(yōu)良的混合"。
三．混合均勻度的測(cè)量方法
利用物料間的物理或化學(xué)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(cè)出、計(jì)算變異系數(shù)，通過(guò)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(shí)踐中常有三種情況對(duì)混合均勻性進(jìn)行評(píng)定。第一類(lèi)是對(duì)新型混合機(jī)性能評(píng)定，混合條件（如混合時(shí)間、混合物料、混合機(jī)轉(zhuǎn)速、充滿(mǎn)系數(shù)等）確定，混合工藝條件的選定等場(chǎng)合常需要混合性能的評(píng)定。第二種情況是在批量混合時(shí)，常需要評(píng)定每個(gè)生產(chǎn)班，或一整批配合飼料的混合均勻度，這種評(píng)價(jià)不僅評(píng)價(jià)每一次混合時(shí)混合機(jī)內(nèi)部的混合均勻程度，而且要評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)，成品的混合均勻度實(shí)質(zhì)上是包容了配料或稱(chēng)量誤差和混合誤差，又包容了后續(xù)物料的輸送、流動(dòng)、振動(dòng)、打包、運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)生的離析和分級(jí)等對(duì)產(chǎn)品均勻度的影響。
（一）混合均勻度的測(cè)定方法
1． 取樣
1）.取樣數(shù)量：一般取10個(gè)樣品以上；
2）樣品大?。喝恿康拇笮‰S所檢測(cè)飼料飼喂的動(dòng)物的種類(lèi)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(zhǎng)育肥豬取500克。該10個(gè)原始樣品的不點(diǎn)必須考慮各方位、深度、代數(shù)或料流的代表性。每一個(gè)原始樣品必須由一點(diǎn)集中取樣，取樣前不允許有任何翻動(dòng)或混合。分析時(shí)，美國(guó)原始樣品在化驗(yàn)室里充分混勻，以四分法從中分取10g化驗(yàn)小樣進(jìn)行測(cè)定。
對(duì)于混合機(jī)性能測(cè)定，分批式混合機(jī)可在機(jī)內(nèi)取樣。對(duì)于聯(lián)系式混合機(jī)可在出料口隨機(jī)取樣。
取樣后，測(cè)定每只樣本中示蹤物的含量并分別求出平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：
對(duì)全價(jià)配合飼料：CV≤10%
對(duì)預(yù)混合飼料：CV≤5%
2． 混合示蹤物的選擇與測(cè)定
實(shí)際測(cè)定中，所選的示蹤物可以是飼料中含有的一種或某一類(lèi)成分，如藥物、氯離子、鐵離子、礦物質(zhì)等，也可以是為了測(cè)定混合均勻度而另加的物質(zhì)，即示蹤物有兩種類(lèi)型：一種是飼料中含有的某種組分，另一種是為了測(cè)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(jìn)行測(cè)定時(shí)，不必另加測(cè)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(xiàn)中、混合后的任何部位進(jìn)行抽測(cè)，按檢測(cè)需要隨時(shí)都可以測(cè)定。常用這種方法作為成品及中間混合物均勻度的檢測(cè)，或?qū)δ承┯幸蓱]的產(chǎn)品進(jìn)行非計(jì)劃性檢測(cè)。以飼料中原有組分為示蹤物，測(cè)定結(jié)果易受該組分特性（如粒度、相對(duì)密度、含量、溶解度等）影響，測(cè)定結(jié)果與實(shí)際情況有差異，測(cè)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(zhuān)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(cè)，采用較簡(jiǎn)單的儀器和方法就可進(jìn)行定量測(cè)定。③無(wú)毒無(wú)害、不妨礙動(dòng)物生長(zhǎng)、不污染環(huán)境、不影響測(cè)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(cè)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(guò)示蹤劑的分散程度來(lái)確定飼料混合的均勻度，常以甲基紫作為示蹤劑，故又稱(chēng)為甲基紫法。甲基紫法測(cè)定的步驟：
a.甲基紫須經(jīng)研磨，并通過(guò)0.1mm（過(guò)150目）的篩孔,以十萬(wàn)分之一的用量從加料口加入混合機(jī)內(nèi).經(jīng)混合后在混合機(jī)出料口間隔均等的取樣,每個(gè)樣品約100g。若每批量混合為1t取10個(gè)樣品;2t取15個(gè)樣;3t取20個(gè)樣品.
b.從每個(gè)樣品中用四分法分出并稱(chēng)取10g飼料,分別放在30ml酒精燒杯中,并進(jìn)行攪動(dòng),再經(jīng)半小時(shí)后,用濾紙過(guò)濾去沉淀物,然后將酒精溶液倒入專(zhuān)用的透明器皿中.
c.用比色計(jì)或分光光度計(jì)在590μm波長(zhǎng)下先測(cè)定無(wú)料酒精的消光值, 以后依次測(cè)得各樣品的消光值.
d.將測(cè)得各樣品的消光度代入變異系數(shù)公式計(jì)算,最后算出該混合機(jī)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(jī)物分離開(kāi),然后將沉淀的無(wú)機(jī)物回收、烘干、稱(chēng)重，以樣品中沉淀物含量的差異系數(shù)來(lái)反映飼料的混合均勻度。
分析時(shí)，從原始樣品中稱(chēng)取50g化驗(yàn)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(chēng)好的化驗(yàn)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(dòng)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(dòng)并靜置5min，再倒去上清液（每個(gè)樣品放出沉淀物及傾倒上層清液時(shí)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(chēng)重，得各化驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)差S及變異系數(shù)CV。對(duì)于加食鹽及礦物質(zhì)添加濟(jì)的飼料，此法無(wú)須外加示蹤物，當(dāng)使用這個(gè)方法時(shí)，該方法
的每一步操作對(duì)測(cè)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(cè)定中嚴(yán)格執(zhí)行。而且四氯化碳價(jià)高、有毒，影響了該法的廣泛應(yīng)用。 |
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