1 混合機的作用和特點
混合在飼料生產(chǎn)中是一步重要的環(huán)節(jié)，是按一定比例把各種粉狀物料攪拌均勻，在外力作用下，各種物料互相滲合，使之在任何容積里每種成分的微粒均勻分布，所以混合是確保飼料產(chǎn)品質(zhì)量以提高飼養(yǎng)效果的重要環(huán)節(jié)，而混合的關(guān)鍵設備是混合機，所以混合機的生產(chǎn)率決定了整個系統(tǒng)規(guī)模，其產(chǎn)量也決定著飼料加工廠的生產(chǎn)規(guī)模，因此混合機是飼料加工中最關(guān)鍵的設備之一。根據(jù)飼養(yǎng)實踐表明，飼料中的各種成份特別是微量添加成份如果混合不均勻．將顯著影響畜禽、魚類的生長發(fā)育，輕者降低飼養(yǎng)效果，重者造成疾病甚至死亡。因此，飼料混合機的設計和以后的發(fā)展都將會更加創(chuàng)新。
混合機的性能好壞與使用效果，直接影響生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。近十年來，隨著飼料加工業(yè)的發(fā)展，對混合機的性能要求越來越高。當今對混合機的要求是，混合精度高、混合速度快、能耗低、粉塵密封性好、裝載系數(shù)大、出料干凈、噪音小、操作容易、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、清洗維修方便、使用壽命長，對不同物性混合料有較好的適應性，混合后的制劑不產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，對某些混合料還要求不產(chǎn)生混合過熱等。為了適應這些要求，混合機的制造業(yè)出現(xiàn)了很多樣式。按不同分類劃分，有單軸結(jié)構(gòu)與雙軸結(jié)構(gòu);有立式與臥式;有分批式與連續(xù)式;有錐形、V形或圓筒形;有攪拌式與無攪拌式;還可劃分為兩大類，容器回轉(zhuǎn)型:滾筒型、V型、雙圓錐型、正立方型、S型。容器固定型，臥式螺帶型、立式螺帶型、行星型、犁刀型、錐式螺帶型、無重力型。這些類型的混合機分別用在不同領(lǐng)域。
物料混合種類很多，以攪拌最為常見。其混合作用主要有剪切混合、對流混合、擴散混合、沖擊混合和粉碎混合5種。5種混合方式在每一個混合過程中都同時存在，但起主導作用的是剪切混合、對流混合及擴散混合方式。
為了適應現(xiàn)代科技的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)已初步應用到混合機上，以后可能會有更多的自動控制系統(tǒng)應用到混合機械上，使其形成全自動控制系統(tǒng)?；旌蠙C的加料方式、加料次序、加料速度，以及混合攪拌部件混合機回轉(zhuǎn)速度，回轉(zhuǎn)時間等等，為一個全自動控制系統(tǒng)，完全實現(xiàn)無人式。
目前我國混合機均向著混合精度高、速度快、殘留量小、低耗肓效、系列化和適用范圍廣等方向發(fā)展。國外流行的翻轉(zhuǎn)式雙軸槳葉式混合機是在普通雙軸槳葉式混合機基礎之上研制而成的，其進出料口合二為一，卸料時機體翻轉(zhuǎn)180，實現(xiàn)了快速無殘留卸料，它將為國內(nèi)飼料行業(yè)發(fā)展的前景。
2 國內(nèi)外飼料加工機械的現(xiàn)狀
隨著我國的發(fā)展,飼料年產(chǎn)已超過5 000萬t以上,成為世界上第二飼料生產(chǎn)大國。由于飼喂配合飼料比單一飼喂糧食飼料可減少消耗25%～30%,2000年我國工業(yè)配合飼料年產(chǎn)量達8000余萬t;濃縮飼料產(chǎn)量達300萬～400萬t;飼料添加劑預混料產(chǎn)量達到150萬~200萬t,顆料飼料比重超過配合飼料總量的50%。飼料加工機械設備是飼料工業(yè)發(fā)展的重要工具,目前在我國飼料加工機械和添加劑技術(shù)還相對發(fā)展滯后。養(yǎng)殖業(yè)的集約化和規(guī)?；?需要飼料工業(yè)發(fā)展作支撐。飼料的加工手段對飼料產(chǎn)品質(zhì)量,飼料的轉(zhuǎn)化率有重要影響。飼料微粒大小、配合飼料的均勻度,顆粒料的質(zhì)量等,對喂養(yǎng)對象的生長影響頗大。先進的加工方法可提高飼料消化率、利用率、降低飼料系數(shù)。同時蛋白飼料的開源節(jié)流也離不開飼料機械。自飼料工業(yè)出現(xiàn)了制粒加工方法以來,由于其眾多長處而發(fā)展很快,至今顆粒飼料在發(fā)達國家早已普及。美國顆粒料占60%以上,瑞士占70%,德國80%,我國的顆料飼料只占25%。即使是顆粒飼料,也由于加工中的工藝參數(shù),如調(diào)質(zhì)溫度、時間、水分、顆粒堅實度等的不同,飼料轉(zhuǎn)化率也不相同。
飼料加工中出現(xiàn)過擠壓膨化技術(shù)，此技術(shù)開始與美國，到了80年代,擠壓技術(shù)已成為國外發(fā)展速度最快的飼料加工新技術(shù)。它在加工特種動物飼料、水產(chǎn)飼料、早期斷奶仔豬料及飼料資源開發(fā)等方面,具有傳統(tǒng)加工方法無可比擬的優(yōu)點。擠壓膨化是一個復雜的物理、化學、生物反應過程。國外有人稱膨化機為反應器,同一飼料配方,由于膨化加工工藝(或工藝系數(shù))不同,飼喂效果的差異很大。在過去幾年中美國的工業(yè)界已開始研究高剪切調(diào)質(zhì)作為改進顆粒質(zhì)量、飼料廠產(chǎn)量、飼料衛(wèi)生的一種途徑,并研究它最終對動物生產(chǎn)性能的影響。國內(nèi)采用膨化機始于20世紀70年代末,主要是單螺桿膨化機。對膨化機理論和技術(shù)的研究還很膚淺,機器性能不穩(wěn)定,控制不便,容易悶車,裝拆清理麻煩,膨化產(chǎn)品質(zhì)量波動較大。
近年來我國飼料加工廠數(shù)量和規(guī)模呈明顯上升趨勢,1.5萬余家飼料廠中,時產(chǎn)5 t以上的達1.5千余家,特別是出現(xiàn)了不少時產(chǎn)30,40,60 t的大型廠。飼料工業(yè)集中度不斷提高,產(chǎn)銷量向優(yōu)勢企業(yè)和名牌產(chǎn)品集中。飼料機械制造企業(yè)不斷強化質(zhì)量管理,加快新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造步伐,改變了過去關(guān)鍵設備依靠進口的局面。一些產(chǎn)品的性能和質(zhì)量已經(jīng)達到或接近國外先進水平,有的已出口,打入國際市場。如溧陽正昌、揚州牧羊、松江申德、上海漁機所、廣東華達等一批擁有產(chǎn)品質(zhì)量好,技術(shù)先進,競爭能力強的知名企業(yè),代表了我國飼料機械制造業(yè)的發(fā)展水平,有能力參與國際競爭。近幾年來為了改善調(diào)質(zhì)質(zhì)量,進一步提高飼料轉(zhuǎn)化率,國外已將環(huán)隙膨化工藝引入飼料加工過程,使淀粉的糊化度進一步提高到80%～90%。由于物料在膨化機內(nèi)瞬間溫度可達105～140℃,所以可以殺滅沙門氏菌等有害生物,并使抗營養(yǎng)因子失活,從而大大提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高飼料轉(zhuǎn)化率。
歐洲有些國家為改進顆粒質(zhì)量通常采用先混合后粉碎的工藝,顆粒飼料質(zhì)量有所改進,但能耗和成本增加很多。美國在最近落成的世界最大飼料廠里,只用了一臺錘片式粉碎機,用來粉碎已粉碎谷物篩選器上的滯留物,其他該用錘片式粉碎機的地方,全由一種輥筒式粉碎機來替代。但在其他飼料廠,吸風式錘片粉碎機依然流行。
3 飼料加工機械的發(fā)展前景
現(xiàn)代社會追求高效必然導致養(yǎng)殖的高密度、集約化、規(guī)模化。工業(yè)化養(yǎng)魚和網(wǎng)箱養(yǎng)魚是21世紀養(yǎng)魚業(yè)發(fā)展的主流,是投資熱點和新的經(jīng)濟增長點。設計產(chǎn)品時應努力追求小型化(滿足要求,少用材料)和多功能化(一機多用,少占地),并且可回收利用(考慮環(huán)保,減少廢棄物數(shù)量和污物)。也就是說要節(jié)能、省料、少廢,可卸、可回收、可維護和可重復利用,并試圖讓設備向智能化(計算機化)和機、電、聲、光等綜合一體化、綠色產(chǎn)品化的方向發(fā)展,這是一個多元化的發(fā)展，相信在以后會實現(xiàn)。
膨化機的螺桿為分段積木式,螺套成剖分式裝配,容易調(diào)換變動螺桿參數(shù)。加料器能根據(jù)主機的負載自動反饋改變送料量,克服送料脈沖現(xiàn)象。調(diào)質(zhì)器要保證有足夠的調(diào)質(zhì)時間和優(yōu)質(zhì)的蒸汽,可自動調(diào)控,讓調(diào)質(zhì)后的飼料溫度在70～80℃內(nèi),水分符合不同的制粒機的要求,對硬顆粒要有過載報警,過載保護裝置,加強監(jiān)控和喂料的反饋。并要加強顆粒飼料的油脂或微量元素成分的噴涂技術(shù)及后蒸煮穩(wěn)定處理,以低成本提高顆粒質(zhì)量。粉碎機的粉碎細度對現(xiàn)代養(yǎng)殖顯得越來越重要,其形式很多,需要試驗研究。在細度達到要求的前提下,如何提高生產(chǎn)的度電產(chǎn)量,降低粉碎室溫度,降低制造成本,便于推廣,目前需要研究。
隨著飼料工業(yè)的發(fā)展,干燥機的作用日趨重要。飼料原料,普通顆粒料,水產(chǎn)料,膨化料等都需干燥。而所選用的干燥機類型又不盡相同,目前用得最多且有效的飼料干燥機有:立式振動干燥機、臥帶式烘干機、流化床干燥機等。在提高熱效率方面需深入研究。世界各地飼料廠使用液體飼料的數(shù)量正在不斷增長,在工業(yè)化國家尤為明顯。使用液體飼料可節(jié)省原料的運輸,加工和儲存費用;在營養(yǎng)、質(zhì)量和飼料產(chǎn)品的加工方面同樣大有益處。國內(nèi)需要能適應不同液體原料(如油脂、糖蜜)的加工和使用設備,如高速糖蜜摻合機和壓模油脂技術(shù),精確計量和噴霧設備等。要提高飼料質(zhì)量需對飼料原料進行熱處理,其方法很多?；\統(tǒng)地說有制粒前的調(diào)質(zhì),雙制粒、膨化和制粒后的熱噴及穩(wěn)定干燥。設備主要包括調(diào)質(zhì)器、制粒機、膨脹器及穩(wěn)定器。膨脹器,國外早將它作為制粒前的調(diào)質(zhì)設備來增加產(chǎn)量,可利用廉價原料提高顆粒耐水性,還能添加更多的液體,以及殺滅沙門氏菌等各種病菌,所以膨化工藝在全世界受到普遍的歡迎。我國希望集團在原40 t/h制粒機組上增加了膨脹工藝,開創(chuàng)了應用推廣的美好前景。膨化機的淀粉糊化度為80%～95%;膨脹器為80%左右;擠壓機為60%～70%;硬顆粒制粒機為25%～40%。而加工成本排序正好相反。國外最近推出一種制粒-膨化兩用機,可以制作從硬顆粒到浮性魚飼料等多種產(chǎn)品,其加工的淀粉糊化度在25%～95%范圍。顆粒飼料的質(zhì)量包括淀粉糊化率、粉化率、硬度、含水率及表觀質(zhì)量等方面。工業(yè)管理系統(tǒng)的基本點,是將產(chǎn)品質(zhì)量控制在生產(chǎn)過程中,從而降低成本,提高效益。首先要提高原料因素(原料所含成分、粒度、水分等);其次是提高調(diào)質(zhì)質(zhì)量(調(diào)質(zhì)時間、調(diào)質(zhì)均勻度、蒸汽品質(zhì)、水、汽添加量,有儀表顯示及反饋);第三是均勻可調(diào)的飼料供給量,這些對提高生產(chǎn)率,提高度電產(chǎn)量都是有益的,這方面應加強投入。有些飼料工業(yè)公司和研究單位正試圖研究開發(fā)一套系統(tǒng),該系統(tǒng)可快速分析飼料營養(yǎng)成分,并將分析結(jié)果迅速輸入電腦,及時調(diào)整配方;還有些飼料技術(shù)開發(fā)公司正著手研究膨化飼料產(chǎn)品中水分的控制,克服飼料霉變,建立一個反饋自動控制系統(tǒng),減少烘干過程的產(chǎn)品水分變異。這些都是需多學科人員合作的系統(tǒng)工作研究。膨化機可用于羽毛、血粉、大豆、食品下腳料等蛋白源的開發(fā),以及膨化制粒;還可用于食品業(yè)、醫(yī)藥業(yè)、釀造發(fā)酵業(yè)、建筑業(yè)等。在我國的食品行業(yè),已開始使用膨化機。但食品膨化的現(xiàn)狀仍處于低水平,主要表現(xiàn)在設備比較差,生產(chǎn)廠家少、品種單調(diào)、產(chǎn)銷量小等方面。另外對膨化技術(shù)研究和設備開發(fā)工作做得很不夠,今后應加強膨化機的物料適應性、降低能耗、新工藝、新配方及減少損失等方面的研究。在單螺桿機加工困難的情況下,采用雙螺桿膨化機來替代。在美國水產(chǎn)用顆粒料100%是膨化飼料,而在國內(nèi)還不到10%。由于膨化飼料的生產(chǎn)度電產(chǎn)量只是硬顆粒料的1/3(膨化飼料13 kg/(kW·h)而硬顆粒料40 kg/(kW·h))所以不易被接受。采用膨脹器可折衷它們的長處和短處。飼料添加劑是飼料高效與安全的關(guān)鍵,是高新技術(shù)的集合點。美國和歐共體各有300多種和260多種添加劑,而我國只有80多種。在開發(fā)添加劑的同時,需要研究它們的粉碎與混合的工藝及設備,提高細度,降低溫度,減少損失,提高混合均勻度,降低變異系數(shù),無殘留量,操作控制自動可靠。
總之，飼料加工工藝和設備的研究與產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)效益密切相關(guān)。應把總體系統(tǒng)研究和單機具體設計相結(jié)合,營造出一個有市場需要、技術(shù)可靠、經(jīng)費保證、試驗條件充足的運行環(huán)境,讓中國的飼料機械穩(wěn)定快速地向大型化、集團化、一體化的趨勢發(fā)展。智能化混合機是以后發(fā)展的標準，混合機的前景會更加的敞亮。