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飼料粉碎機的演變與發展

發布日期: 2008-2-3 9:37:43 　　查看次數：4529 次

飼料原料的粉碎是飼料加工中非常重要的一個環節，通過粉碎可增大單位質量原料顆粒的總表面積，增加飼料養分在動物消化液中的溶解度，提高動物的消化率；而且，粉碎原料粒度的大小對后續工序（如制粒等）的難易程度和成品質量都有著非常重要的影響；另外，粉碎粒度的大小直接影響著生產成本，在生產粉狀配合飼料時，粉碎工序的電耗約為總電耗的50%～70%。粉碎粒度越小，越有利于動物消化吸收，也越有利于制粒，但同時電耗會相應增加，反之亦然。所以，恰當地掌握粉碎技術、選用適當的粉碎機型是飼料生產不可忽視的問題。
飼料工業使用的粉碎設備有很多種形式，其中，錘片式粉碎機因其占地面積小、粉碎效率高、耗電量小等優點，得到了最廣泛的普及應用。錘片式粉碎機基本構造包括圓筒篩板、錘片轉子、錘片和固定在錘片轉子周圍的沖擊齒板。其工作原理是將物料引入沖擊齒板、篩板與旋轉錘片之間的空間，利用錘片等對物料的打擊和搓擦作用，將物料破碎成若干小粒，是一種沖擊式粉碎設備。
一、錘片式粉碎機轉速的演變
1.從單速到雙速。最早的錘片式粉碎機都只有一個運行速度，MIAG公司在上世紀50年代研制的H880型錘片式粉碎機同時配用兩臺轉速不同的電動機，使該公司當時不僅在制粒方面，而且在錘片式粉碎領域都處于領先地位。該機型可稱為第一臺真正用于配合飼料工業的錘片式粉碎機。當時，人們對轉子的轉速3000r/min是很推崇的。
2.從較高速到較低速。在以后的數年，人們的注意力集中在降低錘片式粉碎機的工作噪聲上，其主要措施之一是降低轉子的轉速，一般降為1000～1500r/min。為保持恰當的錘片末端線速度，粉碎機的轉子直徑必然要同時增大。Biihler-Beka公司研制了這類機型的第一代產品--zinal系列粉碎機，其轉子直徑約為1100～1200mm，粉碎室寬度為350～650mm。隨后又有被稱為大型粉碎機的產品不斷問世，典型的如Lame-miag公司產品，其粉碎室直徑為1200mm，篩板寬度達1100mm；Amandus kahl公司生產的Akana2000型，其轉子直徑為1200mm，篩板寬度1000mm，配用動力355kW；Afall/zaragoza公司的產品，其粉碎室直徑達1446mm，篩板寬度達1100mm。
二、錘片式粉碎機結構的異同
綜合各種資料可以發現，大多數錘片式粉碎機盡管有許多相同之處，但仍存在很大區別，其重要原因在于飼料廠所用原料的不同。歐洲的飼料廠多為混合粉碎（先配料后粉碎），且經常沒有任何谷物原料；而大多數美國的飼料配方是以50%的玉米或小麥為基礎的，很少使用難以粉碎的比如燕麥、大麥之類的谷物等，原料水分也略低于歐洲；國內的情況與后者基本相似。
大多數錘片式粉碎機都具有結構對稱，轉子可正反轉以利用錘片兩側的特點，外形多為上部帶斜角的矩形，同時水滴式的也較流行，轉速多為3000r/min或1500r/min左右。它們的主要區別在于美國的產品追求篩板面積大，而歐洲的講究沖擊齒板面積大。例如，美國的Champion公司及Jacobson公司等標榜自己的產品為全周篩，而歐洲最為典型的是荷蘭的Van Aarsen公司的2D系列錘片式粉碎機，其沖擊齒板面積幾乎達整個粉碎室外周圍面積的一半（占46%）。其次在于篩板的安裝。美國錘片式粉碎機在安裝、更換篩板時必須停機并且打開機殼才能進行，而歐洲的許多錘片式粉碎機是從軸向插入式，不需停機和打開機殼即可抽出原有篩板，插入新換篩板；還有的機型可沿軸的一端插入從另一端抽出，更進一步的還可自動遙控換篩，Van Aarsen公司的2D系列錘片式粉碎機兩側裝有遙控電動換篩裝置，在運行中即可更換。
由此看來，錘片式粉碎機呈兩類型式發展，在選擇時應根據各自飼料原料的特點來考慮。
三、控制粉碎物料粒度的措施及其改革
幾乎所有的錘片式粉碎機都有一個共同的缺點，即粉碎后物料的粒度不夠理想，因為飼料原料經錘片粉碎后的物料粒度分布接近于對數—正態分布，也就是說粉碎后物料粒度是不均勻的。傳統的錘片式粉碎機控制粉碎物料粒度的能力是有限的，雖然錘片的厚度可影響粉碎物料的粒度（較厚的錘片會產生較多的細粉，較薄的錘片粉碎物料的粒度略粗），但錘片不易經常更換，所以最初控制粉碎物料粒度的措施是采用不同篩眼的篩網或沖孔篩板等。
篩孔實際上控制的是最大粒度，粉碎物料的粒度分布仍為對數--正態分布，粒度仍然不均勻。后來，有些錘片式粉碎機采用不同速度的電動機來驅動，高轉速（3000r/min）用于細粉碎，低轉速（1500r/min）用于粗粉碎，但這兩種速度差別太大，而且研究表明錘片末端速度對粉碎物料的粒度分布、對數標準偏差的影響也不大。近年來，還有些廠家推崇采用頻率控制裝置來控制改善粉碎粒度的均勻度，但這類設備的價格太高，難以應用于飼料生產。
為使粉碎粒度均勻合理，從上世紀80年代初，飼料行業就開始嘗試從其它行業引入循環粉碎，先粉后篩、篩后再粉的分步粉碎工藝，同時可提高粉碎產量和粉碎效率、降低粉碎電耗。在組合這些工藝時，只需將粉碎機與篩分設備按一定的關系進行組合，即在粉碎工序中增加篩分設備。這樣一來，粉碎機的功能就發生了變化，在一次直接粉碎（不加設篩分設備）時粉碎機既要負責粉碎，又要負責篩出最大粒度；而在循環粉碎中，粉碎機只負責粉碎，把控制粉碎物料粒度的任務交給了相配套的篩分設備。在組合這些工藝時，多用傳統的錘片式粉碎機，也有一些廠家開發了一些新型設備，如Berga公司的“能控制制粒度的粉碎機”，仿照傳統的結構，將排料方式改為根據情況讓待粉碎物料在粉碎室內運行一周或半周時從粉碎室內排出，這樣可省去復雜的換篩裝置或昂貴的雙電動機，只需配以篩分裝置即可準確地控制粉碎物料粒度，將不合要求的（過粗的）物料返回粉碎室。粉碎物料在粉碎室內運動半周后即被排出機外的錘片式粉碎機統稱為開放式，它不僅減少了能耗和機件的磨損，而且還提高了粉碎效果和生產效率。
為避免不必要的料粒運動，還有其它變型粉碎機，如渦輪粉碎機，其特點為在粉碎室篩板的末尾或在與進料口約成270°角處，使未過篩的粗粒物料沿垂直方向向上拋出粉碎室，然后靠重力作用返回粉碎區。該機型的優點是不需配備外設篩分設備，粗粒物料在機內自行循環；缺點是整機結構不對稱，不能通過簡單調換轉子旋轉方向來利用錘片的兩側。
綜上所述，縱觀錘片式粉碎機為適應飼料粉碎的特點及需求的演變過程，可以得出以下大致的發展過程與趨勢：錘片式粉碎機的轉速從單速驅動發展為雙速驅動，目前正向變速驅動發展；由原來的既粉碎又控制物料的最大粒度向只負責粉碎而配置相應的篩分設備的方向發展；粉碎室內的粉碎區即有效粉碎點的數量由一個發展為多個；歐美各國因為飼料原料的特點曾使錘片粉碎機向兩個方向發展：美國式追求篩板面積大，而歐洲式講究沖擊齒板面積大

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