飼料加工中的篩分技術(shù)

機(jī)械篩分是目前飼料廠使用的主要篩分技術(shù)，篩分設(shè)備的主要工作構(gòu)件是篩面，目前廣泛應(yīng)用的是鋼板沖孔篩和編織篩。
　　飼料加工中篩分技術(shù)的應(yīng)用集中在二個(gè)方面，一是對(duì)原料中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，二是將原料或產(chǎn)品按粒徑進(jìn)行分級(jí)，包括原料雜質(zhì)清理、粉碎物料分級(jí)、制粒前的粉料雜質(zhì)清理、制粒產(chǎn)品的分級(jí)。加工過(guò)程中篩分效果的好壞對(duì)飼料產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量具有相當(dāng)重要的影響。
1　篩分效率及其影響因素
1.1　篩分效率　篩分效率包括二個(gè)方面：應(yīng)該留存篩面物料(預(yù)期篩上物)的篩上留存比例和應(yīng)該通過(guò)篩面物料(預(yù)期篩下物)的篩上留存比例。這二個(gè)指標(biāo)在清理操作中影響雜質(zhì)的清除效果和凈原料的損失，在分級(jí)操作中影響產(chǎn)品的粒度和產(chǎn)量，在檢測(cè)中則影響分級(jí)結(jié)果的可靠性。前者稱為篩凈率，后者稱為誤篩率，用公式表示為：
　　η1=



　　η2=



　　式中，η1—篩凈率，%；η2—誤篩率，%；W1—預(yù)期篩上物的篩上留存量，kg/h；W2—預(yù)期篩上物總量，kg/h；W3—預(yù)期篩下物的篩上留存量，kg/h；W4—預(yù)期篩下物總量，kg/h。
　　將上面二個(gè)指標(biāo)用于評(píng)價(jià)清理篩效率，當(dāng)篩上物為雜質(zhì)時(shí)，η1相當(dāng)于除雜率，η2相當(dāng)于凈原料損失率。
1.2　影響篩分效果的因素　通過(guò)篩孔的大物料顆粒直徑可由下式估算：
　　d=D cos α-e sin α



　　式中，d—通過(guò)篩孔的大顆粒直徑，mm；D—篩孔直徑，mm；e—篩網(wǎng)網(wǎng)絲直徑，mm；α—篩面傾角。
　　從式(3)可以看出，篩孔直徑、網(wǎng)絲直徑、篩面傾角均影響顆粒能通過(guò)篩孔的大粒徑。但式(3)只能決定臨界粒徑，一個(gè)小于臨界粒徑的顆粒能否通過(guò)篩孔，還取決于其他條件。
1.2.1　顆粒與篩孔形狀　式(3)的計(jì)算以球形顆粒和圓形篩孔為基礎(chǔ)，在飼料行業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際中，篩分原料大多為圓柱形(顆粒飼料分級(jí))或不規(guī)則顆粒，篩孔既有圓形又有矩形，物料顆粒接觸篩孔時(shí)的狀態(tài)對(duì)顆粒能否通過(guò)影響很大，如一個(gè)4×10 mm的顆粒直立時(shí)能通過(guò)一個(gè)孔徑5 mm的篩孔，橫向則不能。因此，顆粒通過(guò)與否具有一定的偶然性，只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)的手段加以研究。一般對(duì)圓柱形顆粒，矩形篩孔通過(guò)性能較好；而對(duì)于各個(gè)方向尺寸差別不大的不規(guī)則顆粒，圓孔的通過(guò)性能較好。
1.2.2　篩面開(kāi)孔率　篩面開(kāi)孔率越大，通過(guò)性能越好。保證篩面強(qiáng)度的情況下，編織篩能比沖孔篩獲得較高的開(kāi)孔率，因而前者的通過(guò)性能優(yōu)于后者。
1.2.3　物料層厚度　使用平面篩時(shí)，如通過(guò)篩面的物料層過(guò)厚，料層上部小顆粒通過(guò)篩孔困難，會(huì)引起誤篩率上升，這在原料清理中將增大凈原料損失，在顆粒分級(jí)中則將降低產(chǎn)量(上層篩料層過(guò)厚)、影響成品質(zhì)量(下層篩料層過(guò)厚)。料層過(guò)薄則篩分產(chǎn)量太低，也不可取。合適的料層厚度應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，篩面傾角小、篩體振幅較大時(shí)料層可稍厚。理論上，料層厚度由產(chǎn)量決定，但實(shí)際使用中，由于篩面進(jìn)料不均，物料可能集中在篩面一側(cè)，造成局部料層過(guò)厚從而影響篩分效果。圓筒篩和圓錐篩存在類似問(wèn)題，當(dāng)瞬間物料流量過(guò)大時(shí)，篩分效果同樣受到影響。
1.2.4　篩體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)　篩分過(guò)程進(jìn)行的必要條件之一是篩選物料與篩面之間存在適宜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方法可以是篩面作水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(回轉(zhuǎn))、垂直往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(振動(dòng))或二者的組合。篩體僅有水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)或垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，篩分效果都不理想。后者由于物料缺乏與篩面的水平相對(duì)運(yùn)動(dòng)，容易造成料層厚薄不均。實(shí)踐表明，將二種運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)的回轉(zhuǎn)振動(dòng)篩效果較好。
1.2.5　物料特性　物料的粒度、含水率、摩擦特性、流動(dòng)性等都與篩分過(guò)程有關(guān)。物料顆粒粒徑存在差異是物料組分篩分分離的前提，而且這種差異越大，篩分過(guò)程越容易進(jìn)行。物料含水率越高、內(nèi)外摩擦角越大、流動(dòng)性越差，其顆粒通過(guò)篩孔的性能就越差。因此，實(shí)際使用中，要獲得良好的篩分效果，應(yīng)根據(jù)物料的具體情況選用不同的工藝參數(shù)。
2　篩分在飼料原料清理中的應(yīng)用
　　飼料原料的清理，主要是依據(jù)原料與雜質(zhì)幾何尺寸的差異利用篩面進(jìn)行篩分。不同飼料原料所含雜質(zhì)的種類、粒徑均有所不同，因此清理工段中應(yīng)針對(duì)性地采用適宜的篩分設(shè)備、篩面規(guī)格及篩分技術(shù)。
2.1　粒料的清理　飼料廠習(xí)慣將需要粉碎的物料稱為粒料，包括谷物類和粕類原料。
　　谷物原料直接來(lái)自田間，所含雜質(zhì)比較復(fù)雜，主要有二類：一是比谷物原料粒徑大的雜質(zhì)，如石塊、玉米芯、麻片、秸稈、麻繩、塑料片等；另一類是粒徑較小的泥土與細(xì)砂。目前飼料廠常見(jiàn)的谷物清理設(shè)備是圓筒初清篩，其特點(diǎn)是產(chǎn)量大、功耗低，大雜除凈率高，可達(dá)99%，但它無(wú)法清除比谷物粒徑小的泥土和細(xì)砂。雖然谷物原料中含泥砂比例只有0.1%～0.4%，但在一個(gè)容量1000噸以上的立筒庫(kù)中，數(shù)噸泥砂將沉積在筒庫(kù)底部并將集中進(jìn)入加工過(guò)程，這會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，而且會(huì)加劇各種設(shè)備特別是制粒機(jī)壓模的磨損。因此，大型飼料廠不能忽視谷物原料中泥砂的清理。建議采用糧食加工中的振動(dòng)分級(jí)篩進(jìn)行谷物原料的清理，如TQLZ系列清理篩，采用不同篩孔的雙層篩面，既能清理大雜，又能清理泥砂。此外，這種清理篩由于采用金屬絲編織篩網(wǎng)，工作時(shí)的噪聲比使用沖孔篩的圓筒初清篩小得多。推薦使用的篩孔，按上層篩20×20 mm或φ20～φ25 mm，下層篩1.5×1.5 mm或φ1.2-φ1.5 mm選取。
　　粕類原料常用的有豆粕、棉籽粕、菜籽粕、花生粕等，同谷物原料相比，其特點(diǎn)是粒度較小，流動(dòng)性差，成團(tuán)物料較多，雜質(zhì)含量不高，為了將成團(tuán)物料打散，通常采用圓錐初清篩。根據(jù)我們的使用經(jīng)驗(yàn)，篩孔尺寸可按φ10-φ15 mm選取。
2.2　粉料的清理　不需粉碎的原料通稱粉料。飼料廠粉料種類多，用量大小各異，大多為糧食行業(yè)或其他行業(yè)的副產(chǎn)品，因而雜質(zhì)含量不高，以加工過(guò)程中混入的麻繩、麻袋片等大雜為主。在全價(jià)飼料、濃縮飼料的生產(chǎn)中，采用圓錐初清篩、平面回轉(zhuǎn)篩或振動(dòng)篩進(jìn)行清理均可。
　　混合后的物料在制粒前好也用圓錐初清篩進(jìn)行篩分，一方面可以清理加工過(guò)程中可能混入的及原料清理中未能除去的雜質(zhì)，另一方面可以將成團(tuán)物料打散，這對(duì)噴油后的飼料尤為重要。清理篩的產(chǎn)量應(yīng)與混合機(jī)匹配。
　　粉狀原料清理使用的篩孔大小隨各種原料的性質(zhì)而有所區(qū)別，一般為φ6-φ10 mm，流動(dòng)性相對(duì)較好的如礦物原料可選小值，而流動(dòng)性差的如麩皮、魚粉、肉骨粉等應(yīng)選大值。
　　在預(yù)混料加工中，粉料(如磷酸鹽)顆粒粒徑很小，其雜質(zhì)往往是原料加工過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)小顆粒，一般篩分機(jī)械難以清理，可選用制粉行業(yè)的高方篩作為清理設(shè)備。
3　篩分技術(shù)在產(chǎn)品分級(jí)中的應(yīng)用
　　分級(jí)是將物料篩分成二種以上的組分，并按不同的需求進(jìn)行處理。飼料行業(yè)主要用于粉碎料分級(jí)、顆粒料分級(jí)以及物料的粒度測(cè)定中。
3.1　粉碎料的分級(jí)　二次粉碎工藝需使用篩分技術(shù)。普通畜禽飼料生產(chǎn)中一般使用回轉(zhuǎn)篩或振動(dòng)篩，篩上物回流粉碎，篩下物則進(jìn)入配料倉(cāng)。據(jù)資料介紹，篩孔尺寸為φ1.2 mm比較合適。
　　在預(yù)混料及魚蝦餌料生產(chǎn)的微粉碎過(guò)程中，由于物料粉碎粒度往往要求全部通過(guò)60-80目標(biāo)準(zhǔn)篩(0.42-0.18 mm)，如采用機(jī)械篩分，由于粒徑過(guò)小，物料凝聚粘結(jié)，顆粒過(guò)篩困難，將造成篩分效率下降，回流粉碎量增加，從而使粉碎產(chǎn)量下降，粉碎能耗增加。氣流分級(jí)可以解決這一矛盾。氣流分級(jí)是一種廣義的篩分技術(shù)，它通過(guò)調(diào)節(jié)氣流工藝參數(shù)來(lái)控制物料回流或進(jìn)入下一道工序的粒度，氣流的風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)壓隨物料品種及其粒度控制范圍而變化。
3.2　顆粒飼料加工中的分級(jí)　顆粒飼料加工中，為提高制粒機(jī)產(chǎn)量，降低制粒能耗，往往采用大直徑模孔進(jìn)行生產(chǎn)，再破碎成小顆粒。顆粒破碎后，需進(jìn)行分級(jí)，將過(guò)細(xì)的粉狀料(制粒過(guò)程中未成形的粉料或破碎過(guò)程中產(chǎn)生的粉末)和過(guò)粗的顆粒(未能充分破碎的顆粒)分離出來(lái)，使進(jìn)入成品處理工段的顆粒滿足產(chǎn)品粒度要求。顆粒飼料分級(jí)采用二層篩面進(jìn)行，上層篩篩上物回流破碎，下層篩篩下物回流制粒，中間層為成品。可見(jiàn)，分級(jí)篩采用的篩孔規(guī)格直接影響產(chǎn)品粒度。不同粒度規(guī)格制品分級(jí)配用的篩孔尺寸，分級(jí)制品粒徑(mm)為2.40、3.20、4.00、4.75、6.35、9.50、12.7和碎粒，相應(yīng)配篩孔尺寸(mm)為1.65、2.23、2.92、3.89、5.21、8.97、11.5和1.16。可以看出，要控制某個(gè)粒徑的顆粒不通過(guò)篩孔，應(yīng)采用比該粒度值小的篩孔直徑。
　　典型制粒工藝中的分級(jí)篩一般由斗式提升機(jī)直接供料，由于振動(dòng)分級(jí)篩(SFJZ系列)容易造成物料集中于篩體中部，篩面利用率低，局部料層過(guò)厚，影響分級(jí)效果，因此建議在分級(jí)篩進(jìn)料口設(shè)置一緩沖斗(內(nèi)設(shè)導(dǎo)流板)，使進(jìn)料沿篩面寬度方向均勻進(jìn)行.