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)用集中在二個方面，一是對原料中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，二是將原料或產(chǎn)品按粒徑進(jìn)行分級，包括原料雜質(zhì)清理、粉碎物料分級、制粒前的粉料雜質(zhì)清理、制粒產(chǎn)品的分級。加工過程中篩分效果的好壞對飼料產(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)該通過篩面物料(預(yù)期篩下物)的篩上留存比例。這二個指標(biāo)在清理操作中影響雜質(zhì)的清除效果和凈原料的損失，在分級操作中影響產(chǎn)品的粒度和產(chǎn)量，在檢測中則影響分級結(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。
　　將上面二個指標(biāo)用于評價(jià)清理篩效率，當(dāng)篩上物為雜質(zhì)時，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篩孔的大粒徑。但式(3)只能決定臨界粒徑，一個小于臨界粒徑的顆粒能否通過篩孔，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)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的狀態(tài)對顆粒能否通過影響很大，如一個4×10 mm的顆粒直立時能通過一個孔徑5 mm的篩孔，橫向則不能。因此，顆粒通過與否具有一定的偶然性，只能通過統(tǒng)計(jì)的手段加以研究。一般對圓柱形顆粒，矩形篩孔通過性能較好；而對于各個方向尺寸差別不大的不規(guī)則顆粒，圓孔的通過性能較好。
1.2.2　篩面開孔率　篩面開孔率越大，通過性能越好。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孔率，因而前者的通過性能優(yōu)于后者。
1.2.3　物料層厚度　使用平面篩時，如通過篩面的物料層過厚，料層上部小顆粒通過篩孔困難，會引起誤篩率上升，這在原料清理中將增大凈原料損失，在顆粒分級中則將降低產(chǎn)量(上層篩料層過厚)、影響成品質(zhì)量(下層篩料層過厚)。料層過薄則篩分產(chǎn)量太低，也不可取。合適的料層厚度應(yīng)通過試驗(yàn)確定，篩面傾角小、篩體振幅較大時料層可稍厚。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)，造成局部料層過厚從而影響篩分效果。圓筒篩和圓錐篩存在類似問題，當(dāng)瞬間物料流量過大時，篩分效果同樣受到影響。
1.2.4　篩體運(yùn)動狀態(tài)　篩分過程進(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運(yùn)動，產(chǎn)生這種相對運(yùn)動的方法可以是篩面作水平往復(fù)直線運(yùn)動(回轉(zhuǎn))、垂直往復(fù)直線運(yùn)動(振動)或二者的組合。篩體僅有水平往復(fù)運(yùn)動或垂直往復(fù)運(yùn)動，篩分效果都不理想。后者由于物料缺乏與篩面的水平相對運(yùn)動，容易造成料層厚薄不均。實(shí)踐表明，將二種運(yùn)動結(jié)合起來的回轉(zhuǎn)振動篩效果較好。
1.2.5　物料特性　物料的粒度、含水率、摩擦特性、流動性等都與篩分過程有關(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，篩分過程越容易進(jìn)行。物料含水率越高、內(nèi)外摩擦角越大、流動性越差，其顆粒通過篩孔的性能就越差。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%，但在一個容量1000噸以上的立筒庫中，數(shù)噸泥砂將沉積在筒庫底部并將集中進(jìn)入加工過程，這會使產(chǎn)品質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，而且會加劇各種設(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分級篩進(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，流動性相對較好的如礦物原料可選小值，而流動性差的如麩皮、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)品分級中的應(yīng)用
　　分級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、顆粒料分級以及物料的粒度測定中。
3.1　粉碎料的分級　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)篩或振動篩，篩上物回流粉碎，篩下物則進(jìn)入配料倉。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)的微粉碎過程中，由于物料粉碎粒度往往要求全部通過60-80目標(biāo)準(zhǔn)篩(0.42-0.18 mm)，如采用機(jī)械篩分，由于粒徑過小，物料凝聚粘結(jié)，顆粒過篩困難，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。氣流分級可以解決這一矛盾。氣流分級是一種廣義的篩分技術(shù)，它通過調(diào)節(jié)氣流工藝參數(shù)來控制物料回流或進(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　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，將過細(xì)的粉狀料(制粒過程中未成形的粉料或破碎過程中產(chǎn)生的粉末)和過粗的顆粒(未能充分破碎的顆粒)分離出來，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，分級篩采用的篩孔規(guī)格直接影響產(chǎn)品粒度。不同粒度規(guī)格制品分級配用的篩孔尺寸，分級制品粒徑(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，要控制某個粒徑的顆粒不通過篩孔，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篩一般由斗式提升機(jī)直接供料，由于振動分級篩(SFJZ系列)容易造成物料集中于篩體中部，篩面利用率低，局部料層過厚，影響分級效果，因此建議在分級篩進(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.