稱重式水添加設備的設計研究

萬偉紅

(江西省農業機械研究所，江西 南昌330044)

0 引言

隨著飼料工業的飛速發展，人們對飼料技術研究越來越深入，飼料原料的含水率已被眾多飼料生產商關注。飼料加工過程中，飼料原料的含水量對成品顆粒料/膨化料的質量、霉菌控制、加工效率、設備損耗、生產成本以及動物的生產性能都有重要影響。水分含量過低使得顆粒料/膨化料的淀粉糊化率低、顆粒耐久性差，導致飼料轉化率下降，影響畜禽的生產性能;同時水分過低還會影響飼料加工的產量與能耗，帶來成品料水分過低等問題。相反，如果飼料原料水分含量太高則易引起環模堵塞、飼料發霉，從而導致動物生產性能下降，甚至引發疾病。因而在飼料工業中，適宜的水分含量是一項重要的加工參數［1，2］。當原料本身含水率較低，而使得混合后粉料的含水率過低時，為了確保飼料的品質，就需要給粉料添加水分，因而研制稱重式水添加設備非常必要。

1 國內現狀

原料的含水率與周圍環境及天氣變化有關，并在一定的環境溫度和相對濕度下達到平衡。在一定的環境溫度下，環境相對濕度增加，原料含水量就增加;在一定的相對濕度下，環境溫度升高，原料含水量就降低［3］。全國目前情況來看，除少數飼料廠已開始使用水添加技術外，大多數飼料廠都還是個空白，尤其是在早期飼料廠中，受當時條件的限制，都沒有這一工藝。近幾年來，隨著季節性溫度和空氣濕度的變化，新建的飼料廠水添加技術已開始得到應用，并越來越受歡迎。目前在飼料中添加水的方法主要有2種:一是在混合機中添加;另一種是在制粒機調制器中添加。在混合機內的粉料中添加水分有助于提高淀粉糊化度和飼料中營養物質的消化率，減少顆粒飼料的含粉率［4］。

2 設計要求

水添加的精度直接影響到所控制混合料的水分含量。本系統的水添加采用的是稱重式的控制方式，該方式適合在混合機內添加水［5］，工藝線路如圖1。目的是提高顆粒穩定性、硬度和飼料的品質，且在混合過程中添加水比在調質過程更易控制。從飼料水分和霧化效果出發，參數要求如下:每批料加水稱重范圍:≤50 kg;配液速度: 40 kg/min;配液精度:±0.3%;配套動力:2.2 kW +2.2 kW。

圖1 飼料生產線工藝流程

3 設備結構組成

稱重式水添加設備能使粉料的水分增加，解決飼料廠原料水分過低，生產成本過高等問題。該設備是水自動添加系統，是集電－液－氣、機械于一體的機電一體化的設備，主要包括自動化稱重系統、管路堵塞后的泄壓系統、泵動力系統，整個系統主要由泵、球閥、截止閥、溢流閥、傳感器、過濾器、壓力表、管路、稱重桶、緩沖倉、噴嘴等部件組成(如圖2)［6］。該設備的工作過程由微電腦控制系統完成，具有自動化程度高，添加比例準確、控制可靠、霧化完全、操作方便等特點。

4 設備工作原理

整個過程有稱重和噴涂2個進程，系統啟動后，檢測各閥門開啟狀態。稱重時，加水泵和閥同時開，將外接水路中的水通過泵注入稱重桶稱重，當計量達到規定值，系統發出指令，進水泵和閥關閉，當緩沖倉液位計測得“空”時，放水閥打開，將水放入緩沖倉，水放完后，計重傳感器把信號反饋給控制系統，發出指令關閉放水閥，完成了一次稱重過程。隨后系統重復上述過程;進行噴涂時，出水口泵立即工作，水通過噴嘴完全霧化，實現水的噴涂并與飼料進行均勻混合，當緩沖倉液位計測得“空”時，系統發出指令停止出水口泵工作。為了保護管路正常工作，在出水管路中添加溢流閥，起限壓、限流的作用，確保到達噴嘴處的水壓和流量符合要求，同時也起到一個安全閥作用，當出現噴嘴堵塞或管路出現問題時，給水一旁通回路，將水放回緩沖倉。

圖2 稱重式水添加設備的工藝流程

5 設備的創新點

(1)利用機械、電、液等學科的交叉結合，把電子產品、機械設備、泵及管路等綜合起來設計成套設備滿足飼料廠添加水要求，是一種集成技術應用的創新;

(2)根據物料的特性及結合飼料企業的實際情況，對原料水分進行檢測，由檢測結果確定在混合物料中添加水的比例，使物料在混合狀態獲得最佳的含水率，提高飼料品質，減少粉塵量，有利于制粒機制粒，減少制粒機制粒過程中的磨損。

6 設備存在的問題

該水添加設備是飼料混合前采用人工檢測原料水分，根據實際需要選擇調整水分添加量，設備水分添加量根據需要設定值，稱重相對比較固定，缺陷是沒有在線適時調整功能，有待于以后的研究。

7 小結

在飼料行業進入微利時代的今天，飼料企業之間的競爭越發激烈，要想在競爭中生存，就需要有先進的飼料加工工藝和設備，稱重式水添加設備解決了飼料原料含水率低的問題，提高了飼料品質和企業的經濟效益，降低能耗成本，同時也促進了養殖業的發展。

［1］ 李軍國，秦玉昌，牛力斌.顆粒飼料加工水分控制技術分析［J］.飼料工業，2006，27(17):6－8.

［2］ 李久群.飼料產品加工過程中水分的控制［J］.廣東飼料，2006，15(5):15－17.

［3］ 張慧晶，謝正軍.飼料中水分含量對飼料質量安全的影響［J］.中國動物保健，2008，(7):59－62.

［4］ 何余湧，劉春雪，程宗佳，等.加水調質對飼料霉變及發霉飼料對豬生產性能和器官病變的影響［J］.飼料工業，2006，27(9):30－33.

［5］ 錢順華，江蘇華，鞏 江.飼料加工中水分在線控制系統研究進展［J］.飼料工業，2010，31(11):8－9.

［6］ 郎洪明.稱重式油脂添加設備的系統設計分析［J］.飼料工業，2007，28(13):1－5.