飼料混合機與混合均勻度(上)
飼料混合機種類繁多,其性能及操作方法與飼料均勻度之關係更為密切 ,配製飼料時,要有優良的原料、理想的配方、性能優越的混合機、適當的週邊設備和正確的操作方法等,才能獲得優良的產品,作者彭亦桂技正利用二年的時間深入全省各大小飼料工廠研究討各種飼料混合機之缺點,並詳加改進,毫無保留地提供讀者參考,由於資料豐富本刊分上、下兩期連載,希望讀者詳細研讀將可獲益非淺。
飼料混合機,五花八門,不但種類多,型式也不少,依原料性狀或成品用途不同,有粉狀飼料混合機、液體飼料混合機、預拌料混合機、糖蜜機、油脂機、液態添加物噴入裝置等;依外表型態不同,又有直立型、橫臥型、橄欖型、"V"字型等;依攪拌器形狀不同,又有螺旋混合機(screw mixer)、螺旋帶狀混合機(spiral ribbon mixer)、划槳型混合機(shaft paddle-type mixer)等;依進料方式不同,又有倒入式、注入式、噴霧式、滴入式及灌入式等。由以上不同的形狀及特性,又可匹配成各種不同的型別,本文因篇幅有限,僅介紹粉狀配合飼料加工用之混合機,因此文中所稱之飼料廠,僅指配合飼料廠,而所稱之混合機,除特別註明外,亦僅指粉狀飼料混合機而言。
混合機為飼料廠最基本和最重要之機械之一,混合機之性能及操作方法與飼料均勻度的關係最為密切。
配製飼料時,要有優良的原料,理想的配方,性能優越的混合機,適當的週邊設備和正確的操作方法等,才能獲得優良的產品。
十餘年前,有很多生產商業性飼料的飼料廠老闆自認並未偷工減料,但其產品為何常被主管機關查驗為不合格而遭受處罰。當時,台灣省政府農林廳畜牧科飼料股的同仁們,在台灣區雜糧基金會撥款支持下,利用二年的時間,走遍台灣區各角落,重複為飼料廠測試飼料混合機性能,為每一台混合機尋找最適當的混合時間,並順便輔導改善週邊設備、操作方法及品管技術等,飼料廠在接受輔導後,成品合格率顯著提高,罰單少來,農民也受益,大家皆大歡喜。
當時,農林廳係就飼料廠現有的設備,在正常操作程序下測試其混合機的混合均勻度,尋找變異係數(coefficient of variation)最低的混合時間,讓飼料廠參採,同時也鼓勵飼料廠參考本方法自行測定同一混合機混合不同種類飼料所需的適當混合時間;因為,原料的種類、性狀及顆粒大小的不同,在相同混合時間下,其變異係數可能有相當的差別。
民國六十五年,經濟部工業局所公布的「飼料工廠設廠標準」第四條第一項第五款中,對「混合設備」規定如下:「飼料混合應均勻,混合時間在三十分鐘以內,其均勻度之變異係數應在百分之十五以下。」此項規定,過於鬆寬,可勉強適用於直立式單螺旋混合機,但很遺憾的,時至民國七十三年,尚有飼料新廠引用此規定,作為「橫臥式複螺旋帶狀全開排料式混合機」的完工驗收標準。試想,一台製售商品飼料的混合機,其混合均勻度之變異係數高達百分之十五時,在配方中,好原料的多放和劣料的少放,已足以增加成本而削減該成品的市場競銷能力。
台灣地區飼料混合機的演變過程 ,概略如下:
1.直立式單螺旋混合機。
2.直立式雙螺旋混合機。
3.橫臥式單螺旋帶狀單孔排料混合機。
4.橫臥式複螺旋帶狀多孔排料混合機。
5.橫臥式複螺旋帶狀全開排料混合機。
各類型混合機,皆有其優劣點,製售商品飼料者宜採第五項「橫臥式複螺旋帶狀全開排料混合機」,其均勻度之變異係數要求在百分之五以內,愈低愈好,混合時間(不含進料及排料時間)依每桶(batch)容重而有不同的要求,每批(桶)四公噸飼料的混合機,混合時間宜在四分鐘左右,惟宜實際測試釐定之。
十幾年前,絕大部分的飼料廠採用直立式單螺旋混合機;目前,大部分已被淘汰,倒是中、小型養豬或養雞場還普遍採用此種混合機自配飼料;有部分養豬(雞)場採用雙螺旋機種;一般而言,雙螺旋應比單螺旋好(當然,橫臥式又比直立式好),雙螺旋中兩個螺旋的轉速應該不一致,才能發揮性能而獲得更好的混合效果,可惜,在台灣難得一見,絕大部分雙螺旋混合機中的兩個螺旋轉速皆相同。台灣的鐵工廠僅模仿了「名機」的外表,尤其,初期所仿製的橫臥式螺旋帶狀混合機,更是僅具外形,機內螺旋帶的形狀、走向等皆甚為「怪異」,混合性能極低劣,這類機械,除非吊機重改,否則即應宣佈退役。
目前引起飼料混合不均勻較為常見的實例如下:
〔例一〕
狀況:採用直立式螺旋混合機混合飼料,常發現量少的原料不易均勻的分佈在飼料中,應如何改善?
建議:1.微量添加物(劑)之混合,應有預混設備,經預混稀釋後,再隨著其他原料分多次慢慢進料;事實上,所有占配方比率較小的原料,皆宜遵守此項進料原則。
2.混合時間適當延長,如採用直立式單螺旋混合機,應不少於二十五分鐘,最好按不同的飼料種類和不同的混合時間,分別測定其均勻度之變異係數,尋找出適當的混合時間,然後按照所訂定的時間加工飼料,混合機攪拌器的轉速如有變更或形狀如有修改,則需重新測定混合性能,重新釐訂最適當的混合時間。
3.有部分直立式螺旋混合機,桶壁傾斜小於六十度,有礙飼料的流動,造成混合不均勻。
〔例二〕
狀況:直立式雙螺旋混合機,混合性能應比直立式單螺混合機強,但事實不然,原因何在?應如何改善?
建議:1.影響混合性能的因素很多,各廠各機未必相同,應現場診斷始能認定,如有例一的情況,建議參照例一的處理方式行之。
2.國內仿製的直立式雙螺旋混合機,兩個螺旋轉速相同者,請嘗式更換其三角皮帶輪或齒輪,使直徑一大一小,在轉速不同下,往往可顯著提高混合性能。
3.螺旋上端出料口,加裝有缺口之環狀檔板緩衝圈,可引導飼料散開,落點分佈均勻,有助於飼料的混合,此種環狀檔板同樣可用在直立式單螺旋混合機,效果更顯著。
〔例三〕
狀況:橫臥式螺旋帶狀中央單孔排料混合機,混合性極差,應如何改善?
建議:1.此類混合機,為便於排料,其外圈螺旋帶從中央分成兩段,各段的走向完全相反,使排料時,混合機桶底的飼料能集中到中央開口處排出。有的在設計上為顧及排料的方便,反而忽略混合性能上的需要,致內外圈螺旋帶以中央點為界,分成左右兩組,兩段的中央交接處,無任何交叉區域,左右兩邊的飼料在混合時,很難,甚至毫無交會對流混合的機會。改善方法,建議將內外圈螺旋帶的中央一端各延長十至二十公分(盡量延長),使交叉區域擴大;修改後,應細心觀察飼料在混合時之流動情形,並測定其實際性能。
2.修改後,一般可獲得一些改善,但未必理想;因此,吊機換新帶且改為一端單孔排料,可能較為可行,當然,最積極的建議是吊機換新帶且改為全開排料式,但工程龐大。
〔例四〕
狀況:1.所有的原料,均在粉碎機(hammer mill)之前的A處過秤投入,經螺旋輸送機(screw conveyor,簡寫為SC)進斗升機(buchet elevator,BE)入貯料桶,被粉碎機(hammermill)粉碎後,由氣送機(pneumatic conveyor, NC)放在混合機(mixer, M)上方之預備桶(hopper)中;如此,連無需粉碎的原料,也非經過粉碎機不可。
2.混合機(M)上方有人孔(manhole,MH)但無預拌料(premix)投入口,預拌料仍由A投入,經過漫長過程才到達混合機中。
3.由於上述兩種狀況,該廠的飼料成品品質不穩定,尤其經常發生藥物交叉污染(cross contamination),頗為困難,應如何改善?
建議:1.預拌料改由人孔(MH)投入,投入次序,應先將預備桶中的原料放入混合機(M)後,再加入"2"預拌料。
2.另外,如將原有的氣送機(NC)改為斗升機,這一組升斗機除負責粉碎後的輸送工作外,還輸送不需粉碎的原料,也就是說,免粉碎的原料可改自"B"投入,但藥物添加物仍自"2"入孔投入。
3.防範藥物交叉污染應注意事項頗多,在此不便一一列舉,惟換料清機清倉仍為最基本的動作,無論如何不可忽略。
4.混合機上緣同高處加一平台,放置各種備用之預拌料,"2ndfl"上所堆置者。
(摘自74年飼料製造技術研習會專集)(待續)
飼料營養雜誌(66~70)-彭玄桂.八六年創刊號(5期)
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