振动筛分设备在饲料加工中的应用及效率分析

       机械筛分是目前饲料厂使用的主要筛分技术，振动筛设备的主要工作构件是筛面，目前广泛应用的是钢板冲孔筛和编织筛，这里我们将介绍下饲料筛分的应用方面及一般的计算方法。

       饲料加工中筛分技术的应用集中在二个方面，一是对原料中的杂质进行清理，二是将原料或产品按粒径进行分级，包括原料杂质清理、粉碎物料分级、制粒前的粉料杂质清理、制粒产品的分级。加工过程中筛分效果的好坏对饲料产品的质量和产量具有相当重要的影响。

      1　筛分效率及其影响因素

      1.1　筛分效率　筛分效率包括二个方面：应该留存筛面物料(预期筛上物)的筛上留存比例和应该通过筛面物料(预期筛下物)的筛上留存比例。这二个指标在清理操作中影响杂质的清除效果和净原料的损失，在分级操作中影响产品的粒度和产量，在检测中则影响分级结果的可靠性。前者称为筛净率，后者称为误筛率，用公式表示为：

      η1=w1/w2×100%

      η2=w3/w4×100%

      式中η1—筛净率，%；η2—误筛率，%；W1—预期筛上物的筛上留存量，kg/h；W2—预期筛上物总量，kg/h；W3—预期筛下物的筛上留存量，kg/h；W4—预期筛下物总量，kg/h。

      将上面二个指标用于评价清理筛效率，当筛上物为杂质时，η1相当于除杂率，η2相当于净原料损失率。

       1.2影响筛分效果的因素　通过筛孔的最大物料颗粒直径可由下式估算：

        d=D cos α-e sin α

        式中，d—通过筛孔的最大颗粒直径，mm；D—筛孔直径，mm；e—筛网网丝直径，mm；α—筛面倾角。

        从式(3)可以看出，筛孔直径、网丝直径、筛面倾角均影响颗粒能通过筛孔的最大粒径。但式(3)只能决定临界粒径，一个小于临界粒径的颗粒能否通过筛孔，还取决于其他条件。

        1.2.1　颗粒与筛孔形状　式(3)的计算以球形颗粒和圆形筛孔为基础，在饲料行业的生产实际中，筛分原料大多为圆柱形(颗粒饲料分级)或不规则颗粒，筛孔既有圆形又有矩形，物料颗粒接触筛孔时的状态对颗粒能否通过影响很大，如一个4×10 mm的颗粒直立时能通过一个孔径5 mm的筛孔，横向则不能。因此，颗粒通过与否具有一定的偶然性，只能通过统计的手段加以研究。一般对圆柱形颗粒，矩形筛孔通过性能较好；而对于各个方向尺寸差别不大的不规则颗粒，圆孔的通过性能较好。

       1.2.2　筛面开孔率　筛面开孔率越大，通过性能越好。保证筛面强度的情况下，编织筛能比冲孔筛获得较高的开孔率，因而前者的通过性能优于后者。

        1.2.3　物料层厚度　使用平面筛时，如通过振动筛筛面的物料层过厚，料层上部小颗粒通过筛孔困难，会引起误筛率上升，这在原料清理中将增大净原料损失，在颗粒分级中则将降低产量(上层筛料层过厚)、影响成品质量(下层筛料层过厚)。料层过薄则筛分产量太低，也不可取。合适的料层厚度应通过试验确定，筛面倾角小、筛体振幅较大时料层可稍厚。理论上，料层厚度由产量决定，但实际使用中，由于筛面进料不均，物料可能集中在筛面一侧，造成局部料层过厚从而影响筛分效果。圆筒筛和圆锥筛存在类似问题，当瞬间物料流量过大时，筛分效果同样受到影响。

         1.2.4　筛体运动状态　筛分过程进行的必要条件之一是筛选物料与筛面之间存在适宜的相对运动，产生这种相对运动的方法可以是筛面作水平往复直线运动(回转)、垂直往复直线运动(振动)或二者的组合。筛体仅有水平往复运动或垂直往复运动，筛分效果都不理想。后者由于物料缺乏与筛面的水平相对运动，容易造成料层厚薄不均。实践表明，将二种运动结合起来的回转振动筛效果较好。

          1.2.5　物料特性　物料的粒度、含水率、摩擦特性、流动性等都与筛分过程有关。物料颗粒粒径存在差异是物料组分筛分分离的前提，而且这种差异越大，筛分过程越容易进行。物料含水率越高、内外摩擦角越大、流动性越差，其颗粒通过筛孔的性能就越差。因此，实际使用中，要获得良好的筛分效果，应根据物料的具体情况选用不同的工艺参数。

       2筛分在饲料原料清理中的应用

       饲料原料的清理，主要是依据原料与杂质几何尺寸的差异利用筛面进行筛分。不同饲料原料所含杂质的种类、粒径均有所不同，因此清理工段中应针对性地采用适宜的筛分设备、筛面规格及筛分技术。

      2.1　粒料的清理　饲料厂习惯将需要粉碎的物料称为粒料，包括谷物类和粕类原料。

      谷物原料直接来自田间，所含杂质比较复杂，主要有二类：一是比谷物原料粒径大的杂质，如石块、玉米芯、麻片、秸秆、麻绳、塑料片等；另一类是粒径较小的泥土与细砂。目前饲料厂最常见的谷物清理设备是圆筒初清筛，其特点是产量大、功耗低，大杂除净率高，可达99%，但它无法清除比谷物粒径小的泥土和细砂。虽然谷物原料中含泥砂比例只有0.1%～0.4%，但在一个容量1000吨以上的立筒库中，数吨泥砂将沉积在筒库底部并将集中进入加工过程，这会使产品质量受到严重影响，而且会加剧各种设备特别是制粒机压模的磨损。因此，大型饲料厂不能忽视谷物原料中泥砂的清理。建议采用粮食加工中的振动分级筛进行谷物原料的清理，如TQLZ系列清理筛，采用不同筛孔的双层筛面，既能清理大杂，又能清理泥砂。此外，这种清理筛由于采用金属丝编织筛网，工作时的噪声比使用冲孔筛的圆筒初清筛小得多。推荐使用的筛孔，按上层筛20×20 mm或φ20～φ25 mm，下层筛1.5×1.5 mm或φ1.2-φ1.5 mm选取。

       粕类原料常用的有豆粕、棉籽粕、菜籽粕、花生粕等，同谷物原料相比，其特点是粒度较小，流动性差，成团物料较多，杂质含量不高，为了将成团物料打散，通常采用圆锥初清筛。根据我们的使用经验，筛孔尺寸可按φ10-φ15 mm选取。

        2.2　粉料的清理　不需粉碎的原料通称粉料。饲料厂粉料种类多，用量大小各异，大多为粮食行业或其他行业的副产品，因而杂质含量不高，以加工过程中混入的麻绳、麻袋片等大杂为主。在全价饲料、浓缩饲料的生产中，采用圆锥初清筛、平面回转筛或振动筛进行清理均可。

        混合后的物料在制粒前最好也用圆锥初清筛进行筛分，一方面可以清理加工过程中可能混入的及原料清理中未能除去的杂质，另一方面可以将成团物料打散，这对喷油后的饲料尤为重要。清理筛的产量应与混合机匹配。

        粉状原料清理使用的筛孔大小随各种原料的性质而有所区别，一般为φ6-φ10 mm，流动性相对较好的如矿物原料可选小值，而流动性差的如麸皮、鱼粉、肉骨粉等应选大值。

        在预混料加工中，粉料(如磷酸盐)颗粒粒径很小，其杂质往往是原料加工过程中产生的细小颗粒，一般筛分机械难以清理，可选用制粉行业的高方筛作为清理设备。

         3筛分技术在产品分级中的应用分级是将物料筛分成二种以上的组分，并按不同的需求进行处理。饲料行业主要用于粉碎料分级、颗粒料分级以及物料的粒度测定中。

          3.1　粉碎料的分级　二次粉碎工艺需使用筛分技术。普通畜禽饲料生产中一般使用回转筛或振动筛，筛上物回流粉碎，筛下物则进入配料仓。据资料介绍，筛孔尺寸为φ1.2 mm比较合适。

          在预混料及鱼虾饵料生产的微粉碎过程中，由于物料粉碎粒度往往要求全部通过60-80目标准筛(0.42-0.18 mm)，如采用机械筛分，由于粒径过小，物料凝聚粘结，颗粒过筛困难，将造成筛分效率下降，回流粉碎量增加，从而使粉碎产量下降，粉碎能耗增加。气流分级可以解决这一矛盾。气流分级是一种广义的筛分技术，它通过调节气流工艺参数来控制物料回流或进入下一道工序的粒度，气流的风量、风速和风压随物料品种及其粒度控制范围而变化。

          3.2　颗粒饲料加工中的分级　颗粒饲料加工中，为提高制粒机产量，降低制粒能耗，往往采用大直径模孔进行生产，再破碎成小颗粒。颗粒破碎后，需进行分级，将过细的粉状料(制粒过程中未成形的粉料或破碎过程中产生的粉末)和过粗的颗粒(未能充分破碎的颗粒)分离出来，使进入成品处理工段的颗粒满足产品粒度要求。颗粒饲料分级采用二层筛面进行，上层筛筛上物回流破碎，下层筛筛下物回流制粒，中间层为成品。可见，分级筛采用的筛孔规格直接影响产品粒度。不同粒度规格制品分级配用的筛孔尺寸，分级制品粒径(mm)为2.40、3.20、4.00、4.75、6.35、9.50、12.7和碎粒，相应配筛孔尺寸(mm)为1.65、2.23、2.92、3.89、5.21、8.97、11.5和1.16。可以看出，要控制某个粒径的颗粒不通过筛孔，应采用比该粒度值小的筛孔直径。

           典型制粒工艺中的分级筛一般由斗式提升机直接供料，由于振动筛(SFJZ系列)容易造成物料集中于筛体中部，筛面利用率低，局部料层过厚，影响分级效果，因此建议在分级筛进料口设置一缓冲斗(内设导流板)，使进料沿筛面宽度方向均匀进行。