幻灯03：第二章-饲料粉碎工艺(4学时)

饲料粉碎工艺第二章主要内容第一节概述第二节粉碎方法和粉碎理论第三节锤片粉碎机及其它第四节其他类型粉碎机第五节粉碎机的评定及选用第六节粉碎工艺流程重点与难点重点饲料粉碎的原理、饲料粉碎设备锤片式粉碎机的机械结构、粉碎机理及影响其粉碎工艺效果的因素难点：正确选用粉碎设备和设计粉碎工艺教学目的了解饲料粉碎的原理、饲料粉碎设备掌握锤片式粉碎机的机械结构、粉碎机理及影响其粉碎工艺效果的因素正确选用粉碎设备和设计粉碎工艺关键词粉碎（grinding）锤片式粉碎机（hammermill）微粉碎机（microgrinder）第一节概述一、粉碎的目的二、对饲料粉碎机的要求三、粒度测定及其表示方法一、粉碎的目的粉碎是指用机械方法使大块固体物料变为小块，再将小块物料变成粉末的加工方法。即破碎与研磨加工的总称。饲料粉碎是饲料厂中最重要的工序之一，它是影响饲料质量、产量、电耗和成本的重要因素。粉碎机动力配套占饲料厂总配套功率的1/3或更多。（一）增大饲料暴露的表面积通过粉碎，增大饲料暴露的表面积以利动物消化和吸收，动物营养学实验证明，减小颗粒尺寸，改善了干物质、氮和能量的消化和吸收，减少了料肉比（见表1）粒度过细：影响适口性，导致胃肠角质化和损坏，电耗上升。表1颗粒大小对消化率和饲养效果的影响颗粒大小umDM消化率（%）氮消化率（%）能量消化率（%）料肉比70086.182.985.81.74700～100084.980.584.41.82100083.779.182.61.93（二）改善和提高后续工序的质量和效率改善和提高配料、混合、制粒以及输送等后续工序的质量和效率。例如：微量元素添加剂及其载体（稀释剂），只有粉碎到一定粒度，保证其有足够的颗粒数，才能满足混合均匀度，又如制粒用的粉料需要粉碎细些，才能获得最佳的制粒效果。混合：影响混合均匀度；制粒：影响颗粒表面光滑度，粉化率及含粉率。粉碎的效用如下达到需要的细度控制原料均匀度提高原料表面积增加容重达到需要产能减少损耗（粉尘）减少其他的掺杂令客户满意讨论：粉碎物料粒度越细越好？从饲养效果来看，并非粉碎物料的粒度越细越好，若过细的微尘反而易引起畜禽呼吸系统，消化系统障碍，因此应据不同的饲养对象来确定最佳粒度。鸡：幼鸡1.0mm以下中鸡2.0mm以下火鸡4.5mm（粒）；2.0mm（粉）成鸡2.0～2.5mm6.0mm猪：哺乳期1.0mm以下仔猪1.0mm肥育前期1.0mm肥育后期1.0mm乳牛：哺乳期1.0mm以下幼犊期2.0mm以下小牛2.0-6.0mm（谷物类）乳牛15.0mm以下二、对饲料粉碎机的要求粉碎成品的粒度可根据需要能方便地调节，通用性好。粉碎成品粒度均匀，粉碎后的饲料不产生高热。可方便连续地进料和出料。动力消耗与单位成品能耗低部件耐磨，更换快，标准化程度高，使用维修方便。有吸铁装置、安全室等安全设施，不易发生事故。作业时粉尘少，噪声小。三、粒度测定及其表示方法微量成份要求颗粒尺寸很小，采用显微镜方法测定其粒度；其它饲料多用筛分法测定粒度，用筛分法测，则筛孔有个标准化问题。国际标准化组织ISO的系列是以45μm为起点，以2为筛比递增。常用“目”表示筛孔大小。“目”是每英寸长内有编丝的根数。应该指出，由于编丝的厚度不同，即使采用同一系列标准生产的标准筛，其相同“目”数的筛孔尺寸也会有少许的差别。筛目--微米对照表筛目微米筛目微米20850270532571032545306004003835500450324042550028453556002350300700206025080018702121000138018012501010015016708.512012520006.514010650002.51709080001.520075100001.323063120001.0（一）三层筛法1、测定国际《配合饲料质量标准及检验方法》标准中规定：采用标准圆筛孔，统一型号的电动摇筛机；感量为0.01g天平称量，从原始样品中取样100g，放入规定筛层的最上层，开动电动摇筛机筛10分钟，然后将各层筛上物分别称重，计算筛上物留存百分率。2、三层筛法的结果计算某筛层留存百分率=某筛层上留存粉料重/试样重×100%百分数计算到小数点第一位，过筛损失不得超过1%，测定两次，两次测定误差不得超过1%，求其平均值。3、三层筛法的结果表示用“全部通过”一项指标来表示颗粒的大小；用“筛上物不得大于”一项来鉴别物料的均匀程度。我国商业系统使用的饲料粒度标准见表2。表2配合饲料粒度标准饲料种类粉碎粒度仔猪、生长肥育猪（20～90Kg）奶牛肉用仔鸡（4周）生长鸡（0～6周）全部通过孔径2.5mm的圆孔筛，孔径1.5mm圆孔筛的筛上物不得大于15%生长鸭（1～8周）肉用鸭前期产蛋鸡、生长鸡（7～20周）生长鸭（9～20周）产蛋鸭，种鸭、肉用鸭后期全部通过孔径为3.5mm的圆孔筛，孔径为2.0mm的圆孔筛的筛上物不得大于15%4、三层筛法特点优点：“测定标准”（或加工标准）与“饲养标准”完全一致，故简单易行。缺点：比较粗放，饲养标准也缺乏足够的试验依据，当前用于配合饲料是可以的。（二）四层筛法（算术平均粒径法）用10、18、40目和底筛（盲筛）的标准编织筛组成的筛箱，在振筛机上振动筛分，所采用的样品量、天平感量及筛分时间同上。（三）八层筛法即美国农业工程师协会推荐的在美国、日本流行的“粒度模数”（MF）与均匀度模数（MU）法。均匀度模数：它是被粉碎饲料的粒度分布表征。方法是，取样本250g，用3/8、4、8、14、28、48、100目标准泰勒筛组成的Ro—tap振筛机筛分5分钟，分别求出各筛上物重量百分数，均匀度用三个数字分别代表粗、中、细三个粒级，求和除以10圆整，即为均匀度模数，见表3。表3均匀度模数（MU）---粗:中:细=1:6:3项目筛上物%粒级和÷10MU3/8481.02.57.010.5÷101142824.035.559.5÷10648100底筛22.57.50.030.0÷103粒度模数（MF）将8层筛上物重量百分数分别乘以不同的权数（从底筛上数分别为0、1、2、3、4、5、6、7），乘积累加再除以100即得。反映物料的平均粒度。表4：粒度模数筛目权数筛上物%乘积MF3/871.07.03.12462.515.0857.035.014424.096.028335.5106.548222.545.010017.57.5底筛00.00八层筛法的特点优点：将MU和MF二者结合起来就可以反映粒度总的情况，若能与饲养试验结合起来，很有使用意义。缺点：MF的加权数是主观定的，物理意义不明确。（四）十五层筛法用对数正态概率表示。国标《饲料粉碎机试验方法》（GB6971）产品粒度测定采用此法，它与美国农业工程协会的ASAES319标准《用筛分法测定和表示饲料粒度的方法》几乎相同。主要用于研究性试验及特别细碎物料的测定。套筛是直径8英寸（204mm）的钢丝标准筛。十五层筛的筛号依次为4、6、8、10、12、20、30、40、50、70、100、140、200、270和底筛。十五层筛法取试样100克，放在最上层，开动振筛机，先筛分10分钟，以后每隔5分钟称重一次，直到最小筛孔的筛子筛上物重量稳定为止（0.2%以下）。统计理论基础：假定被测粉体的重量分布是对数正态分布，粒度大小以重量几何平均直径表示，粒度分布状况以重量几何标准差表示。以粒度大小为横坐标，以各层筛累加重量为纵坐标，在对数概率纸上为直线。特点：精确用于生产和科研。但对试验条件及数据处理技术要求较高。第二节粉碎方法和粉碎理论一、粉碎方法二、粉碎理论一、粉碎方法粉碎是利用机械的方法克服因固体物料内部的凝集力而将其分裂的一种工艺，也即靠机械力将物料由大块破碎成小块。击碎：适于坚硬、脆性物料磨碎：适于韧性物料压碎：适于坚硬物料锯切碎：适于脆性物料。（一）击碎是利用安装在粉碎室内的许多高速回转锤片对饲料撞击而破碎；利用这种方法的主要有：锤式粉碎机爪式粉碎机超微粉碎机笼式粉碎机应用最广击碎原理示意图撞击IMPACT撞击IMPACT加工后AFTERIMPACT加工前BEFOREIMPACT（二）磨碎利用两个磨盘（相对运动）上带齿槽的坚硬表面，对饲料进行切削和摩擦而破碎饲料；仅用于加工干燥而不含油的饲料，它可以磨碎成各种不同类型粒度的成品，但含有大量的粉末，料温较高利用这种方法的主要有：喷磨机碾磨机磨碎原理示意图碾磨ATTRITION加工前BEFORE加工后AFTER碾磨ATTRITION（三）压碎利用两个表面光滑的压辊，以相同的速度相对转动，被加工饲料在压力和工作表面发生摩擦力作用下破碎不能充分地粉碎饲料，应用较少，用于压扁燕麦等片状饲料。利用这种方法的主要有：低剪切对辊粉碎机单辊和双辊齿式破碎机锷式破碎机压碎原理示意图挤压COMPRESSION加工前BEFORECOMPRESSION加工后AFTERCOMPRESSION挤压COMPRESSION（四）锯切碎利用两个表面有齿而转速不同的对辊，将饲料切碎；适宜制作面粉、粉碎谷物饲料和颗粒破碎，可获得各种不同粒度成品，产生的粉末很少；不宜于粉碎含油和湿度大于18%的饲料，会使沟齿堵塞，饲料发热。利用这种方法的主要有：对辊粉碎机破碎机破饼机锯切碎原理示意图剪切CUTTING(SHEAR)加工前BEFORECUTTING加工后AFTERCUTTING锯切碎原理示意图磨辊速比DifferentialRollSpeeds辊的线速度Rollcircumferencespeed(vl,vh)5–15m/s速比低：挤压多LessDifferentialspeed;MoreCompression速比高：剪切多MoreDifferentialspeed;MoreCuttingvlvh二、粉碎理论确定用外力破碎物料时所作的功。粉碎所消耗的功：使被破碎的物料变形，并以热的形式散失掉；用于形成新表面，变成固体物料的自由表面能。物料粉碎前后，颗粒直径的算术平均值为粗细度，粉碎前的物料粗细度以D表示，粉碎后成品粗细度以d表示，物料的粉碎度是两者之比，它是检查粉碎效果的一个重要指标，其表达式：n=D/d经过粗粉碎的粉碎度n约为2～6，中碎或细碎后的粉碎度为5～50，磨碎的粉碎度一般大于50。第三节锤片粉碎机一、构造和工作过程二、粉碎机理三、影响锤片粉碎机粉碎效果的因素一、构造和工作过程一般构造1、运动部件：锤架板、锤片、间隔套、销轴组成。2、固定部件：齿板、筛片、动力机构、机座进料机构：匀料机构、磁选装置出料机构锤片式粉碎机锤片销轴、间隔套锤架板锤片式粉碎机Hammermills原料从喂料斗进入粉碎室，受到高速回转锤片的打击而破裂，以较高的速度飞向齿板，与齿板撞击进一步破碎，如此反复打击，使物料粉碎成小碎粒。在打击、撞击的同时还受到锤片端部与筛面的摩擦、搓擦作用而进一步粉碎。较细颗粒由筛片的筛孔漏出，留在筛面上的较大颗粒，再次受到粉碎，直到从筛片的筛孔漏出。锤片式粉碎机工作过程锤片式粉碎机的工作流程HAMMERMILLPROCESS倒料板的方向与粉碎机转动的方向用于调整锤筛间隙的轴孔HoleforadjustdistancebetweenHammerandScreen二、粉碎机理（一）饲料颗粒受到偏心作用冲击，颗粒进入粉碎室后首先被气流带动，然后受到锤片的偏心冲击，边缘处破裂，粒速达8.38m/s，碰到筛板未能破碎，再次受冲击，相对冲击速度达83.7m/s，速度很大，使颗粒沿其长度中点断裂。初始破碎区PrimaryDestructionZone加速区AccelerationZone全速区FullHammerTipSpeedZone接触点重磨区RegrindChamber下料导向板“FlowDirector“锤片