飼料配料精度的影響因素分析

車 璐，榮 迪，馬麗芳，李 峰*

（1.赤峰市農牧業綜合行政執法支隊，內蒙古 赤峰 024005；2.赤峰市農牧科學研究院，內蒙古 赤峰 024031）

飼料配料計量是按照預設的飼料配方要求，采用特定的配料計量系統，對不同品種的飼用原料進行投料及稱量的工藝過程。經配制的物料送至混合設備進行攪拌混合，生產出營養成分和混合均勻度都符合產品標準的配合飼料。飼料配料計量系統指的是以配料秤為中心，包括配料倉、給料器、卸料機構等，實現物料的供給、稱量及排料的循環系統。飼料配料計量秤根據其工作原理可以分為容積式與重量式兩類。容積式配料計量秤是按照計量物料容積的比例大小進行配料計量的。易受到諸如物料特性、配料倉流動特性等影響的變化而導致計量準確度與穩定性差，現已不見采用。按工作過程，配料計量秤可以分為連續式與分批式（間歇式）兩類。重量式連續計量秤則因其稱量準確度達不到配料工藝要求，目前在飼料廠中尚未采用。飼料的配料計量是按照預設的飼料配方要求，采用特定的計量配料控制系統，對不同品種的飼用原料進行投料及稱量的工藝過程。經配制的物料送至混合設備進行攪拌混合，生產出營養成分和混合均勻度都符合產品標準的配合飼料。飼料配料計量系統是以配料秤為中心，包括配料倉、給料器、卸料機構等，實現物料的供給、稱量及排料的循環系統。現代飼料生產要求使用高精度、多功能的自動化配料計量系統。飼料配料過程中包含兩個最為關鍵的部分：配料與混合。配料是按照飼料配分的要求，采用特定的計量系統，對多種不同飼料原料進行準確計量，配合成為一種非均勻混合料的過程。配料的目的在于保證飼料配方的實現，是飼料加工的核心環節，各配料組分必須計算精確，以保證產品質量。混合是將配方中兩種或兩種以上的物料攪拌均勻，使之成為均勻混合料的一道工序，其目的是使飼料組分均勻混合，達到飼料組分配合的最佳效果，保證配合飼料質量和提高飼料報酬。因此在飼料配料過程中計量是非常重要的。

飼料配料計量混合系統運用集散控制體系，包括：計算機、智能儀表、PLC、強電控制柜。運用傳感系統對信息數據進行收集處理，計算機能儲存此通訊數據，并能對這一體系中技術工藝、設備運行、相關數據進行動態管理，其中PLC是采模塊化的編程思想，并把各功能板塊鏈接起來，并能對該體系在運行中所出現的故障信息進行處理。該系統主要完成飼料配方要求的各種粉料的定量混合而得到成品粉狀飼料的工作，為飼料的進一步加工提供原料。飼料配料控制系統采用自動控制和手機輔助控制相結合的方式。先由上位計算機將原料配方數據傳到下位機PLC，配料秤的重量信號分別經稱重顯示控制儀和A/D轉換后進入PLC，由PLC控制各配料輸送絞龍在變頻器的控制下使電機實現快速、慢速與點動工作，并對秤門和混合機卸料門開關進行聯鎖控制，PLC依照程序打開料門，原料進入混合機進行攪拌，達到預設參數后，在PLC的控制下，混合好的物料進入下一環節。對配料精度影響較大的因素包括：下料差度、進料沖擊力、工藝參數和飼料成分的特性。PLC利用對落差因素和配料量進行控制，加大進料的速度并在此基礎上使其趨向于和預定數值點動結合起來，并控制誤差范圍。配方原料上的比例不相同，根據量的大小使用秤型，采用系統的比較，按配料的多少標準，以一定順序加入，加入秤體零點跟蹤技術，使得配料動態精確到2%，與此同時，保證配料、混合機下倉料位的信號以及后續的運輸等，使得系統有序、穩定[1]。

在飼料加工生產過程中，配料精度是一項關系到產品質量、信譽度、成本等事關企業生存發展的重要指標，會對企業的效益造成深遠影響。飼料企業要控制好配料的精準度，要對影響配料精度的因素有深入的了解。對配方設計、原料使用、生產排序、設備維護、配料次序、控制精度等各個環節的系統把握，可將配料精度控制并穩定在標準范圍內，促進飼料生產企業的長遠發展[2]。

1 配料誤差因素分析

配料誤差由稱量誤差和給料誤差組成。稱量誤差是指示值與標準砝碼量值之間的絕對誤差，其表示配料秤的正確性與重復性（精密度），通常將其相對值稱為動態精度。稱量誤差主要由靜態稱量時的系統誤差構成，如稱重傳感器和顯示控制器等稱重元器件的系統誤差等。給料誤差是指示值與配方給定值之間的絕對誤差，其可由電腦識別、比較并顯示打印出來[3]。給料誤差主要反映物料與給料器特性變化和稱重單元的穩定性與重復性（不變性）。給料誤差主要由動態稱量時的隨機誤差組成，與給料、外部干擾等因素有關，且是時間的函數。給料質量的影響效果很大，其次是外部條件變化，而給料誤差不可能在靜態檢查中定時檢出。在動態稱量時，稱量誤差與給料誤差的綜合因素就是配料誤差。另一個不可忽視的影響因素是配料加工工藝的選擇，這是由飼料品種、類型、面向群體等條件決定的[4]。

2 配料誤差的控制

2.1 中控系統

在飼料生產中，經常出現電腦控制端統計的生產量與包裝成品的實際生產量不符的情況。主要是由于電腦控制端統計的是供料誤差下的產量，沒有包括稱量誤差而引起的。此外，定量包裝稱誤差、物料加工中損失、含水量變化、未計入添加液體重量等也有一定影響[5]。在配料誤差分析時，不可忽略配料秤的稱量誤差，即使配料時顯示誤差為零，也是存在稱量誤差的前提下的零誤差，而非真正的零誤差。只有稱量誤差小，配料誤差才會小。但配料誤差再小，也不可能等于或小于稱量誤差。控制稱量誤差是控制配料誤差的基礎。應通過定期進行“校秤”操作，保持配料秤良好的工作狀態，才可能獲得滿意的配料精度[6]。

改善給料器的給料性能，通過不同原料的體積和質量特性，合理設置快慢加料操作和配料倉電機的選擇，減少物料的落料差，配料步進電機通過變頻器實行快、慢二次給料是較好的解決方案[7]。

采用“單次（品種）稱量準確度”為控制目標的電腦中央控制軟件，以提高自適應補償功能，有效控制單品種稱重的準確度[8]。

采用知名廠家生產符合國家標準穩定性與重復性好的，具有檢定/校準證書的電腦控制配料秤，提高配料系統的抗干擾能力，改善配料秤外部環境條件[9]。

應注意配料電子秤的有效接地。曾經有大量案例證明，在物料下到配料稱的過程中會產生大量靜電，如果沒有有效的接地操作，將會導致大量靜電由配料稱傳導至稱重中控系統，導致稱重微電腦芯片的擊穿或失去精度[10]。

2.2 選擇合適的加工工藝

2.2.1 先配料后粉碎再混合工藝

這種加工工藝特點是選用多料多秤分批混合工藝，適宜于畜禽飼料生產，見圖1。配料比例根據配比依次為：＞20%、5%～20%、1%～5%和＜1%，配料周期較常規工藝縮短1/3。其采用預先分級開路粉碎工藝提高粉碎效率和速度[11]。由于配料稱重是稱的飼料原料，因此對于質量比重高的原料精度一般。

圖1 先配料后粉碎再混合工藝（40 t·h-1）

2.2.2 先粉碎后配料再混合工藝

先粉碎后配料再混合工藝是目前常用的工藝，習慣上使用多倉一秤、二秤工藝見圖2。如采用快速混合機，則系統的生產能力將會得到大幅增加，配料精度也大幅提高。配料比例根據配比依次為：＞20%、5%～20%、1%～5%和＜1%。配料秤可進行交叉配料，配料周期比常規配料工藝縮短1/2。

圖2 先粉碎后配料再混合工藝（60 t·h-1）

2.2.3 二次先粉碎后配料再混合工藝

二次先粉碎后配料再混合工藝是水產飼料生產中比較常用的一種工藝見圖3。尤其在蝦飼料生產中最為常用[12]。其工藝特點是第1次粉碎、配料和混合為初級加工，第2次為超微粉碎、計量和補充配料，最終進行混合[13]。2次配料適用第1次配料成分和符合粒度要求的原料的配合，減少重復粉碎；2次混合適宜液體原料及微量成分的添加，混合速度快，工藝靈活，工藝中只要在粉碎能力上調整，有擴大生產能力的潛力，配料精度非常高。

圖3 二次先粉碎后配料再混合工藝（5 t·h-1）

3 小 結

綜上所述，飼料機組在配料過程中步進電機和變頻器對配料精度的影響最大，步進電機的功率應該對應飼料原料不同的質量進行快慢帶加料設置，速度過快容易導致下料超標，造成配方誤差過大；下料過慢容易導致配料效率低下，配料時間過慢。配料稱的有效接地是保證配料安全和準確的基礎，配料稱由于靜電影響而造成擊穿或損壞是得不償失的。配料工藝對配料精度的影響是整體性的，在整個機組設計之初就應該預先考慮和對比，對應不同的配方和飼料種類而設計不同的方案，量身定做才是現代飼料配料體系的主要優勢。隨著飼料機組廣泛應用電子配料系統，高效率、自動化帶來的配料精度問題也越來越受到重視，只有充分認識到影響配料精度的關鍵因素，才能使飼料生產達到節本增效，保證質量的目的。