混合機裝載率的影響及產能的提高和優化

Detlef Bunzel

（贏創德固賽(中國)投資有限公司，北京 100026）

固體DL-蛋氨酸與液體蛋氨酸類似物相比具有獨特的優勢，本文從三個方面：優化產能中發揮的作用，對混合機裝載的影響及在實際操作中如何實現液體向固體轉化對產能的提高來進行了論述。

1 如何優化產能

一個高效的飼料生產線設計應可以處理不同類型和數量的飼料原料，在保證正常生產的同時，還應該注意生產過程的優化，使其達到一個最佳狀態。

在設計生產線時需要特別注意兩個問題：一是“對于飼料廠最佳的混合機大小是多少？”；另一個是“每小時要生產多少個批次？”。因此尋求批次大小和混合時間之間的平衡是非常重要的。例如，如果目標是每小時生產30 t，那么生產線和設備應設計為每小時30批次，每次1 t；每小時15批次，每次2 t或者每小時10個批次，每次3 t。

1.1 優化混合機大小

飼料廠混合機典型的大小從每批次小于1 t到6～8 t不等。大多數（大約95%）混合機中添加的飼料原料是固體原料。由于稱重和混合及之前和之后的操作步驟都是連續的，因此混合機必須配合制粒機的速度。混合機的生產量計算為：

批次大小×批次數/h，例如：

生產量（t/h）＝批次大小/t×批次數目（批次/h）

每個給定的生產量都可以通過調整批次大小和批次間隔時間來達到。

1.2 優化混合時間

混合時間取決于混合機的設計和期望的質量，混合時間可從60 s到4～5 min不等，也可以更長。例如，雙帶狀混合機要達到一個好的CV（變異系數）至少需要200 s，而槳葉式混合機可能只需要不到60 s。考慮到混合機裝載和卸料的時間，總混合時間2～6 min的情況下每小時對應的批次為10～30。

批次混合流程的時間順序大概分為4個部分：①添加時間；②混合機填充和卸載時間；③混合時間；④混合后卸載時間。

其中批次混合時間是時間表中最短的一環，其次混合機循環填充。我們假設了一種最理想的案例：批次混合時間3 min 15 s,填充和卸載的時間分別為15 s。總混合時間為2 min 45 s。混合時間中一半用于混合固體成分，然后向混合機中噴灑液體，時間為1 min，最后30 s時間用于固體原料和液體混合。假如所有的批次都采用該混合流程，那么每小時只能生產18批。

1.3 注意設備和流程

在設計優化產能的過程中，還應該注意設備和流程，增加批次大小會對生產設備產生明顯影響。例如，隨著混合機大小的增加批次大小也相應增加，如果每小時批次數目不變，每小時的產出也將會增加。但是批次大小會影響定量時間、稱重精確性和混合噴灑時間。在流程中應該特別注意液體產品的使用，因為液體產品需要特別注意噴灑時間，隨著批次大小的增加，噴灑時間相對于混合時間可能需要增加，并對混合質量有不良影響。隨著現代混合設計和混合時間的縮短這一影響會加劇。

最后一個方面跟設備的磨損有關，隨著每小時批次數量的增加，批次交接時那些已破損的部分破損將會加劇，例如，滑動門、氣缸和馬達。

1.4 批次大小和混合時間的平衡

我們回到前面的達到混合線產出30 t/h的3個選擇：

如果每小時30批次，每批次90 s的總混合時間。那么30 s的填充和卸載時間將會占總批次時間的25%，混合時間只有75%。這就意味著固體混合時間60 s的話液體噴灑的時間需要小于30 s。

如果每小時15批次。同樣30 s的填充和卸載時間，混合時間將增至3 min 30 s，在批次數目減少50%的情況下，增長了133%。那么添加設備的壓力將會降低，從而對添加精確性和混合均勻度有積極作用。

如果每小時10批次,混合時間將增至5 min 30 s,是30批次90 s混合時間的366%。同樣有益于添加設備、液體噴灑和混合時間，對飼料質量有積極影響。

所有的選項從技術上都是可行的，最終的選擇需要仔細考量并評估各種因素，例如，添加的精確性和均勻度、噴灑系統的穩定性，當然還有設備所需的資金投入等。

2 影響混合機裝載率的因素

以上可以看出有兩條途徑可以優化產出，縮短混合時間或者增大混合機裝載率，但是在增加裝載率負荷方面，不能無限制增加，還需要考慮以下因素：

大多數混合機制造商對所生產混合機裝載率的推薦值一般為70%～85%。但是，對10個國家、30條混合線的實地調查發現，2006～2007年度只有大約40%的混合機符合這個范圍。其他混合機都高或低于推薦的裝載率。

2.1 液體原料對裝載率表現的更為敏感

配合飼料由固體、液體混合而成，由于固體原料在進入混合機前已稱量定量，因此這些原料的混合時間就等于整個混合時間。但是液體原料，由于噴灑需要占去一部分時間，因此液體在混合機中的時間要遠少于固體原料。如果對實際狀況進行分析就會發現，固體和液體氨基酸對混合機裝載率的敏感性存在著明顯的不同。

以5%為目標系數（＜5%為良好，5%～10%可接受，10%不可接受）來衡量變異系數的話，不同裝載率情況下固體蛋氨酸的變異系數比較液體MHA－FA更多地處于良好和可接受范圍。裝載率高或低于最佳裝載率時，液體氨基酸的變異系數變得更加不可接受，而固體氨基酸的變異系數很大部分不受影響。

2.2 裝載率過高或過低對混合均勻度的影響

當裝載率過低時，由于很多液體添加劑不能與固體成分恰當地混合，一部分會沾在混合機壁和混合工件表面上，與固體成分結合變成較大的結塊，最后結塊隨著混合工件的轉動松動落下。這些結塊中微量成分含量很高，嚴重影響混合機的均勻度。

而過量裝載時，則會出現固體成分將噴嘴完全包埋的情況。噴嘴形同虛設，無法保證液體的正常噴灑。與只能噴灑至固體表面的情況相反，液體只能注入少量的固體中。固體成分根據其組成和原料的加工情況，可以吸收4%～5%的液體量，如果超過該值，將形成結塊，同樣影響混合機的均勻度。

3 裝載率過高或過低時噴灑液體對固體原料的負面影響

不管是過量裝載還是裝載量不足,噴灑液體都會給固體添加劑帶來負面影響。影響的程度取決于混合的時間順序、固體和液體添加劑的進料點。在添加過程中直接向固體原料上噴灑液體可能會形成結塊;如果固體和液體同時開始添加情況會變的更加糟糕,因為固體都需要有一個單獨的混合時間才能得到較好的均勻度。

表1 采用不同的蛋氨酸源前后飼料廠產能增加比較

4 如何在實踐中提高產能

產能問題是如今飼料生產企業面臨的一個大問題，對生產加工一條龍企業而言尤為重要。這給飼料廠的管理者帶來了不小的壓力，例如要求以現存的或者較少的設備生產更多飼料，以較少的代價突破生產瓶頸。

從上面優化產能及混合機裝載的影響，可以得出想要提高產能除了大規模投資外另一個簡易的選擇就是減少液體在飼料中的應用。如果說一定量的液體對減少灰塵和防止儲存和運輸過程中的二次分化有積極作用的話，過量使用則會增加混合時間（或者減少固體混合時間），增加顆粒粒度，降低混合的均勻度。

下面的例子簡單的說明了這個簡易選擇在實際生產過程中的應用：

通過將液體蛋氨酸轉換為固體幫助客戶將每周產能增加了1500 t。

原來客戶的情況為每周生產10285 t(2057 t/d)，5 d 3班倒外加第6 d 1班。

應客戶的要求,檢查了飼料廠的生產狀況,發現通過稍微的改變就可以提高產能和減少混合時間。檢查發現飼料生產過程基本沒有問題，主要每批次7 min的總混合時間限制了生產產能。混合時間超長是因為在配方中使用了4種不同的液體產品(液體MHA－FA,液體賴氨酸、氯化膽堿和脂肪)。很明顯減少總混合時間就能擴大產能并為客戶帶來不少收益。

通過計算，從液體MHA－FA轉換為固體DL－M可以減少55 s的總混合時間。轉換后，與過去相比只需添加3種液體，每天增加產能311 t（1555 t/周），總產能增加到11840 t/w(2358 t/d)。因為該公司只需每周生產10285 t，這就意味著他們在5個工作日3班倒的情況下就可以達到預定產量，極大的節省了人力和加班時間。

由此可見，最終的結果減少了55 s的總混合時間，盡管看起來很少，但是此改變能使客戶每周多生產1555 t飼料。考慮到該廠每周只需生產10285 t，這項改善可以使客戶減少工作時間和消除加班，從而節省500000美元的人工費用或者每天1500美元的人工費用。這個案例表明，很小的改變，即使只是將某些成分從液體改變為固體，也可以帶來巨大的收益。

在產能問題變得日益緊迫的今天，我們希望通過對優化產能、混合機裝載率和在實際生產中提高產能的論述為您提供一條提高產能的新思路。