飼料加工中的篩分技術

機械篩分是目前飼料廠使用的主要篩分技術，篩分設備的主要工作構件是篩面，目前廣泛應用的是鋼板沖孔篩和編織篩。
　　飼料加工中篩分技術的應用集中在二個方面，一是對原料中的雜質進行清理，二是將原料或產品按粒徑進行分級，包括原料雜質清理、粉碎物料分級、制粒前的粉料雜質清理、制粒產品的分級。加工過程中篩分效果的好壞對飼料產品的質量和產量具有相當重要的影響。
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：應該留存篩面物料(預期篩上物)的篩上留存比例和應該通過篩面物料(預期篩下物)的篩上留存比例。這二個指標在清理操作中影響雜質的清除效果和凈原料的損失，在分級操作中影響產品的粒度和產量，在檢測中則影響分級結果的可靠性。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—預期篩上物的篩上留存量，kg/h；W2—預期篩上物總量，kg/h；W3—預期篩下物的篩上留存量，kg/h；W4—預期篩下物總量，kg/h。
　　將上面二個指標用于評價清理篩效率，當篩上物為雜質時，η1相當于除雜率，η2相當于凈原料損失率。
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—篩網網絲直徑，mm；α—篩面傾角。
　　從式(3)可以看出，篩孔直徑、網絲直徑、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)的計算以球形顆粒和圓形篩孔為基礎，在飼料行業的生產實際中，篩分原料大多為圓柱形(顆粒飼料分級)或不規則顆粒，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，只能通過統計的手段加以研究。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量(上層篩料層過厚)、影響成品質量(下層篩料層過厚)。料層過薄則篩分產量太低，也不可取。合適的料層厚度應通過試驗確定，篩面傾角小、篩體振幅較大時料層可稍厚。理論上，料層厚度由產量決定，但實際使用中，由于篩面進料不均，物料可能集中在篩面一側，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　篩體運動狀態　篩分過程進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動，產生這種相對運動的方法可以是篩面作水平往復直線運動(回轉)、垂直往復直線運動(振動)或二者的組合。篩體僅有水平往復運動或垂直往復運動，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動，容易造成料層厚薄不均。實踐表明，將二種運動結合起來的回轉振動篩效果較好。
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。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，篩分過程越容易進行。物料含水率越高、內外摩擦角越大、流動性越差，其顆粒通過篩孔的性能就越差。因此，實際使用中，要獲得良好的篩分效果，應根據物料的具體情況選用不同的工藝參數。
2　篩分在飼料原料清理中的應用
　　飼料原料的清理，主要是依據原料與雜質幾何尺寸的差異利用篩面進行篩分。不同飼料原料所含雜質的種類、粒徑均有所不同，因此清理工段中應針對性地采用適宜的篩分設備、篩面規格及篩分技術。
2.1　粒料的清理　飼料廠習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，所含雜質比較復雜，主要有二類：一是比谷物原料粒徑大的雜質，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砂。目前飼料廠常見的谷物清理設備是圓筒初清篩，其特點是產量大、功耗低，大雜除凈率高，可達99%，但它無法清除比谷物粒徑小的泥土和細砂。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，數噸泥砂將沉積在筒庫底部并將集中進入加工過程，這會使產品質量受到嚴重影響，而且會加劇各種設備特別是制粒機壓模的磨損。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，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，其特點是粒度較小，流動性差，成團物料較多，雜質含量不高，為了將成團物料打散，通常采用圓錐初清篩。根據我們的使用經驗，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，大多為糧食行業或其他行業的副產品，因而雜質含量不高，以加工過程中混入的麻繩、麻袋片等大雜為主。在全價飼料、濃縮飼料的生產中，采用圓錐初清篩、平面回轉篩或振動篩進行清理均可。
　　混合后的物料在制粒前好也用圓錐初清篩進行篩分，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，另一方面可以將成團物料打散，這對噴油后的飼料尤為重要。清理篩的產量應與混合機匹配。
　　粉狀原料清理使用的篩孔大小隨各種原料的性質而有所區別，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、肉骨粉等應選大值。
　　在預混料加工中，粉料(如磷酸鹽)顆粒粒徑很小，其雜質往往是原料加工過程中產生的細小顆粒，一般篩分機械難以清理，可選用制粉行業的高方篩作為清理設備。
3　篩分技術在產品分級中的應用
　　分級是將物料篩分成二種以上的組分，并按不同的需求進行處理。飼料行業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。普通畜禽飼料生產中一般使用回轉篩或振動篩，篩上物回流粉碎，篩下物則進入配料倉。據資料介紹，篩孔尺寸為φ1.2 mm比較合適。
　　在預混料及魚蝦餌料生產的微粉碎過程中，由于物料粉碎粒度往往要求全部通過60-80目標準篩(0.42-0.18 mm)，如采用機械篩分，由于粒徑過小，物料凝聚粘結，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，它通過調節氣流工藝參數來控制物料回流或進入下一道工序的粒度，氣流的風量、風速和風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，為提高制粒機產量，降低制粒能耗，往往采用大直徑模孔進行生產，再破碎成小顆粒。顆粒破碎后，需進行分級，將過細的粉狀料(制粒過程中未成形的粉料或破碎過程中產生的粉末)和過粗的顆粒(未能充分破碎的顆粒)分離出來，使進入成品處理工段的顆粒滿足產品粒度要求。顆粒飼料分級采用二層篩面進行，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格直接影響產品粒度。不同粒度規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料口設置一緩沖斗(內設導流板)，使進料沿篩面寬度方向均勻進行.