第四章　饲料混合

第四章　饲料混合 Δ 概述 Δ 分批式混合机 Δ 连续式混合机 Δ 混合质量 Δ 混合工艺 Δ 液体添加系统 Δ 微量成分的预混合

第一节概述 混合过程对混合机的要求混合机的分类

第一节概述 混合:在外力作用下，各种饲料组分互相掺合，使料堆中各小体积的每种组分占有的比例一致。预混合：矿物质、维生素、氨基酸、药物等与载体或稀释剂的预先混合。最后阶段的混合：各种饲料组份按原料配比的要求，由计量器计量进料，进入混合机，制成全价配合饲料。混合: 预混合: 最后阶段的混合:

物料混合的方法： ①搅拌混合；（机械混合） ②回转混合筒回转混合；（机械混合） ③喷射混合；（机械混合） ④通过压缩空气、蒸汽或液体实现混合；（气动混合） ⑤借助于振动、超声波等的效应完成混合。（涡流/冲动式混合）饲料生产中多采用机械混合，以搅拌混合使用最广。

一、混合过程 剪切混合：在物料中彼此形成剪切面，使物料发生混合作用。对流混合：许多成团的物料颗粒从混合机的一处移向另一处作相对流动。扩散混合：混合物料的颗粒以单个粒子为单元向四周无规则移动，类似气体、液体中的分子扩散过程。冲击混合：物料与壁壳碰击作用下，造成单个物料颗粒分散。粉碎混合：物料颗粒变形和搓碎。　在每一混合过程中五种混合方式同时存在，但起主要作用的是前三者。

卧式分批混合机的混合过程： (一)颗粒成团地由物料中的一个部位呈层状向另一个部位渗透滑移，发生对流混合。（二）不同配料颗粒越过新形成的分界面逐渐离散，进行扩散混合。（三）在重力和离心力的作用下，形状、大小和密度近似的颗粒集聚于混合机内的不同部位，称为颗粒集聚。三个阶段在混合机内发生，但在不同的混合时间内发挥作用的程度不同。

理想的完全混合：假设有物理性能完全相同的黑白两种物料微粒，经混合后，在理想的状态下，黑白微粒混合均匀，排列整齐，相互接触面积最大(图4-1a)理想的完全混合：假设有物理性能完全相同的黑白两种物料微粒，经混合后，在理想的状态下，黑白微粒混合均匀，排列整齐，相互接触面积最大(图4-1a) 统计完全混合：物料微粒在混合机的混合过程中，并非单个微粒单独的个别运动，而是以微粒群的形式作无定向运动。因此使混合后的物料只能达到一定数量的容积均一，称之为统计完全混合(见图4-1b)。如果将统计完全混合物料取样一小部分，其组成成分比例基本上同全部物料比例一样。

混合质量的统计方法——变异系数CV（混合均匀度的表示方法）混合质量的统计方法——变异系数CV（混合均匀度的表示方法） • 物料的物理机械性能（比例、粒度、粘附性、形状、容重、含水量、静电效应等）的不同，使物料混合程度有较大差异。 • 粉料：密实度和颗粒大小对混合质量有很大的影响。 • 重颗粒或小颗粒会在轻的、大的颗粒间滑动，集中在混合机的底部。 • 粒径越趋一致，越易混合。 • 粉料相对湿度在14%-15%以下时，有利于混合，超过此湿度，则需要增加混合时间。 • 某些微量成分会产生静电交应附着在机壳上，破坏混合作用。动力学均衡——在许多混合过程中，混合程度随混合时间迅速增加，一直达到最高均匀状态。过度混合——当物料已充分混合时，若再延长混合过程，就有分离倾向，使混合均匀度反而降低，这种现象称为过度混合。

二、对混合机的要求 (一)混合均匀度高，无死角，物料残留量少。 (二)结构简单坚固，操作方便，便于检视取样和清理。 (三)应有足够大的生产容量，以便和整个机组的生产率配套。 (四)混合时间短，生产率高，并与整个机组的生产率配套。混合时间应小于配料时间。 (五)应有足够的动力配套，以便在全载荷时可以开车。在保证混合质量的前提下，尽量节约能耗。

混合机每批料的混合周期Tz(min)为 Tz=Tr+Tj+Tx (7-1) 式中： Tr——混合机装料时间，min。从配料秤加料起，至秤斗门关闭止的时间。 Tj——设定的最佳混合时间，min。由秤斗门关闭起至混合机卸料门开始打开为止的时间。即te。 Tx ——卸料时间，min。卸料门打开起至关闭完毕为止的时间，再加上混合停歇时间。

混合周期应与配料周期相适应，以获得相同的生产节拍。图7-2是典型的按单台混合机下有缓冲仓、全开门卧式螺带混合机的混合周期。

装料时间Tt只计至秤斗与人工加料加完。 • 在自动喷液添加系统中，喷液延时和添加量可以在定量仪或PLC上设定；当秤斗门上的关门行程开关的关门信号输给PLC，开始计算混合时间，约1min后可开始喷液，喷液需0.6～1.0min，喷液结束再混合2min，一般即可获得较好混合效果。这样，卧式螺带混合机带喷液系统工作时，需有4～5min的混合时间。 • 达到混合时间(预先输入计算机)后，计算机指令打开混合机卸料门卸料，卸完料后关闭混合机门。延时一段时间(间歇)，然后再进入下一个混合周期。

配料周期包括配料时间与配料秤秤斗的卸料时间(包括秤斗关闭后的延时)。配料周期包括配料时间与配料秤秤斗的卸料时间(包括秤斗关闭后的延时)。 • 当配料品种较少，采用双配料秤或多仓数秤时，或采用大给料量供料器(常用改变其转速来调节供料量)向秤斗供料，采用工控机或PC机作控制主机的配料系统等，可大大缩短配料时间与配料周期。 • 图7-2设定配料周期为3.5min+0.5min=4.0min，较混合周期短2min。

三、混合机的分类 1．按作业方式分为分批混合机和连续混合机。 (1)分批混合机：将各品种饲料原料按配方要求、　　重量比例计量配料成一定重量的一个批量送入混合机进行混合，一个混合周期产生一个批量的配合饲料。 (2)连续混合机：将各种饲料分别连续计量，同时　　送人混合机内进行混合，进、出料都是连　　续过程。

2．按主轴布置形式分： 卧式混合机：混合周期短、混合均匀度高，残留量少，应用较多；立式混合机：结构简单、装卸方便、动力小，但混合周期长，残留量多，所以目前用得较少。

3．按工作部件形式分： 螺旋式（卧式螺带混合机）桨叶式（卧式双轴桨叶混合机）　转鼓式（转鼓式混合机） 4.按结构和工作原理分：回转筒式（内有或无搅拌部件）固定腔室式（内配搅拌部件）两类。 5.根据其适应的饲料种类分：干粉料混合机（螺旋、叶片和螺带式）　湿拌料混合机（螺旋和叶片式）　稀饲料混合机（螺旋、桨叶和叶片式）

a、b：工作部件是螺旋和叶片的组合（干、潮湿料）； c：螺旋式（稀料）；d、j、k、l：叶片式（稀料）；e：桨叶式（干粉料）；f、g、h：环带式（干粉料）；m、n、o、p：浆叶式（稀料）

四、混合工艺 （一）混合工艺要求 • 混合工艺是指将饲料配方中各组分原料经称重配料后，进入混合机进行均匀混合加工工艺方法和过程。 • 对混合工段的要求是混合周期短、混合质量高、出料快、残留率低以及密闭性好，无外溢粉尘。 • 混合机的生产能力决定了饲料厂的生产规模，所以按生产规模来选择混合机容量大小。 • 当采用单台卧式螺带混合机为生产线主机时，他们之间关系如下：

（二）混合工艺流程

以混合机为主体，上盖入口有3个，包括大、小配料秤、人工添加口，旁侧有油脂添加接口、下面有出料缓冲斗，再经刮板输送机和斗式提升机输送。以混合机为主体，上盖入口有3个，包括大、小配料秤、人工添加口，旁侧有油脂添加接口、下面有出料缓冲斗，再经刮板输送机和斗式提升机输送。 • 主要原料由大配料秤称重后进入混合机； • 含量在0.5％～5％的小料，由小配料秤称重后进入混合机； • 量更少的添加剂及易潮解食盐等经称重后由人工添加口加入。

大型混合机的顶盖上配有独立除尘系统，使混合机始终处于微负压状态下工作，消除了混合机混合时产生的正压，从而免除了对配料称重精度产生影响。除尘的细粉同时又回到混合机内部，避免灰尘外溢。大型混合机的顶盖上配有独立除尘系统，使混合机始终处于微负压状态下工作，消除了混合机混合时产生的正压，从而免除了对配料称重精度产生影响。除尘的细粉同时又回到混合机内部，避免灰尘外溢。 • 对于小型混合机只要求设计气流平衡管，以沟通配料秤与混合机，使装卸料时产生的气流往返于混合机与秤斗之间，这样就可以消除对配料精度产生的影响。 • 混合机下设的缓冲斗的容量要比混合机大10%。

第二节分批式混合机 卧式环带混合机立式混合机圆锥行星混合机 V型混合机卧式桨叶混合机

一、卧式环带混合机

卧式环带混合机 机体螺旋轴(转子) 传动部分控制部分构造工作原理

机体：为槽形，其截面形状有O型、u型和w型三种。其中0型适用于小型工厂，特别是用于预混合；u型用得最普遍。w型用于大型饲料工厂。机体：为槽形，其截面形状有O型、u型和w型三种。其中0型适用于小型工厂，特别是用于预混合；u型用得最普遍。w型用于大型饲料工厂。机壳：多用普通钢板或不锈钢板制造，大型混合机的钢板壳体外侧常加型钢焊接以增加强度。机体容积大小决定于每批混合量的多少，同时还要考虑物料的容重及充满程度。现有混合机每批容量5-6000kg不等。进料口：在机体顶部，分圆形和矩形两种，圆形进料口的数目1-4个不等；矩形则为机体全长的进料口，多为大型混合机所采用。机体上的盖板装有铰链式检查门，底下设有钢丝安全滤网。

卧式螺带混合机构造

螺旋轴安装在机体内部，单室式混合机有一根螺旋轴，双室式混合机则有两根螺旋轴。为了加强混合能力，多数混合机采用双层螺旋。内外圈螺带分别为左右螺旋。内外螺带旋转时，一正一反推动物料运动。螺旋轴安装在机体内部，单室式混合机有一根螺旋轴，双室式混合机则有两根螺旋轴。为了加强混合能力，多数混合机采用双层螺旋。内外圈螺带分别为左右螺旋。内外螺带旋转时，一正一反推动物料运动。内外螺带的排列有两种： • 一种是外螺旋将物料从两端往中间搅拌，内螺旋从中间往两端搅拌，或外螺旋将物料从中间往两端搅拌，内螺旋从两端往中间搅拌； • 另一种是外螺旋将物料由一端向另一端搅拌，而内螺旋的搅拌方向与之相反。内外螺带的排料能力应该相等，因此，内螺带较外螺带宽。

卧式螺带混合机的工作过程是： • 各种组分的物料按配方比例经过计量后进入混合机，物料在带状螺旋叶片的推动下进行混合。 • 外螺带将物料从一端向另一端推动，内螺带则使物料向相反的方向运动，里层饲料被推到一侧后由里向外翻滚，外层饲料被推到另一侧后由外向里翻滚。 • 饲料在对流过程中二股物料流相互渗透、变位而进行混合，在两侧翻滚过程中再进行混合，这样反复进行多次，最后通过出料控制机构将混合均匀后的物料从卸料门卸出。

出料口在机体下部。小型混合机的出料门多用手动控制；大型混合机多用机械和气动控制。出料口应当宽阔，以便物料从混合机中迅速卸空，大型混合机底部全长的巨大活门，混合物仅需20s即可卸空，机底活门由气动操纵的活塞及一套肘节锁紧装置控制。为了配合混合机的迅速卸空，应在出料口的下方设置等容量的中间料箱。出料口在机体下部。小型混合机的出料门多用手动控制；大型混合机多用机械和气动控制。出料口应当宽阔，以便物料从混合机中迅速卸空，大型混合机底部全长的巨大活门，混合物仅需20s即可卸空，机底活门由气动操纵的活塞及一套肘节锁紧装置控制。为了配合混合机的迅速卸空，应在出料口的下方设置等容量的中间料箱。

气流平衡口：即出气口。在混合机向缓冲料箱卸料时，由于物料的运动，缓冲料箱的压力高于混合机内的压力，为了便于卸料，并防止粉尘飞扬，一般在混合机与缓冲料箱之间设一回风管道。让缓冲料箱的正压气体通过回风管进入混合机内，即可避免上述卸料时出现的问题。同样在混合机与配料秤斗之间也应设一回风管，以解决配料秤向混合机卸料时的气压差问题。气流平衡口：即出气口。在混合机向缓冲料箱卸料时，由于物料的运动，缓冲料箱的压力高于混合机内的压力，为了便于卸料，并防止粉尘飞扬，一般在混合机与缓冲料箱之间设一回风管道。让缓冲料箱的正压气体通过回风管进入混合机内，即可避免上述卸料时出现的问题。同样在混合机与配料秤斗之间也应设一回风管，以解决配料秤向混合机卸料时的气压差问题。传动：混合机转速较低，30r/min，一般用链条传动。传动部分由电机、减速器、联轴器等组成。

混合机控制箱 • 自动控制与联锁机构，既可单独使用，也能与主控制台联合使用。能启动和停止混合作业、预调混合时间、与配料秤联锁，显示主控制台对混合机的操作信号，也能将本控制箱的操作信号传递给主控制台。 • 保证一批料从配料秤全部卸入混合机、配料秤料斗关闭后启动混合机；混合到规定时间，自动开启卸料门卸料；卸料完毕关闭卸料门后才让配料秤的料斗卸料门开启，接收一批料进入混合机；混合机盖板开启的情况下，混合不能启动，以保证安全。

混合时间一般是每批全价配合饲料3-5min，混合周期一般为4-6min。混合机每批工作时间，一般包括进料、御料共6min，因此每小时可混合10批物料。混合时间长短取决于原料的性质，如水分含量、粒度大小、脂肪多少等。混合时间一般是每批全价配合饲料3-5min，混合周期一般为4-6min。混合机每批工作时间，一般包括进料、御料共6min，因此每小时可混合10批物料。混合时间长短取决于原料的性质，如水分含量、粒度大小、脂肪多少等。

（二）卧式螺带混合机的主要性能参数 1．混合机容积V：需要按工艺要求确定出批量混合量q(k)来计算。式中： Ψ——充满系数，Ψ=0.6～0.8； γ——混合料容重，kg／m3，配合饲料一般取 500kg／m3 充满系数为0.4-1.0时，可以获得较为满意的混合效果。国产混合机批量容量q已规定为50、100、250、500、1000、2000、3000、4000kg等，可根据需要选用。

2．混合机宽度b： 根据混合机容量来确定。表7-1混合机的宽度

3．混合机长度a： 混合机长宽有一定比例要求，按经验得：a=(1.5—2.2)b，一般大混合机取大值。 4．机壳轴颈上部高度: h=(0.6—0.8)b 5．外层环带与槽底间隙λ：为了减少残留量，要求λ值尽可能小，对生产配合饲料用的混合机λ=5～10mm，对预混合机要求λ=1.5～6mm。

转子螺带转子主要设计参数有螺距S、外螺带外径D1、内环带外径D2、外环带宽度b1、内环带宽度b2，以及转子转速n。 1．螺距S：螺距选择依据要求轴向速度略大于圆周速度，所以螺距S略大于外环带外径Dl。按经验得：S=(1.02～1.08)D1。 2．内层环带外径D2：要求饲料在混合机内混合时饲料表面基本水平，其倾角应小于5°，根据这一要求，内外层环带推动饲料量应相等。

（7-4） 式中： V2——内层环带推动饲料的体积，m3 V1——外层环带推动饲料的体积，m3 k——比例系数，可取1.1～1.2 （7-45）式中： b2——内环带宽度，m，b2=(0.05～0.15)m S2——内环带螺距，m

式中： b1——外环带宽度，m，b1=(O．02-0．04)m S1——外环带螺距，m 一般内外层环带螺距相等，即S2=S1，而D1为已知值，所以可以求出D2。

单头单层螺旋 双头双层螺旋双头双层螺旋双头单层螺旋单头双层螺旋单头三层螺旋单头双层螺旋

3．转子转速n： 转子回转时物料产生的离心力应小于物料重力，使物料不致被抛扬出去。由于：式中： nH——转子临界转速，r／min D——转子外叶片直径，m 故混合机的额定转速n为：式中：k—降速系数，k=0.5～0.7，一般大混合机取小值、转子转速一般为20—40r／min。

产量及功率消耗 1．卧式混合机产量Q 式中： V——混合室容积，m3 Ψ——充满系数，Ψ=0.5～0.6(饲料量一般不应超过外带直径；不低于主轴水平面) γ——混合料容重，kg／m3 T——混合一批料的总时间即混合周期，卧式螺带混合机的T=5～6min。一般装料为0.5～1min，混合为3～4min，卸料为0.5min。

2．功率： 由经验公式求得：式中： N——混合机的额定配套功率，kW k——经验系数，k=0.0015～0.0020。根据经验，一般1t容量的卧式螺带混合机需15～20kW动力配套。国内部分卧式混合机的技术参数见P102表4-1

立式混合机

立式混合机又称为垂直搅龙式混合机。 一般用于小型畜牧场饲料加工间或机组的干粉料混合。工作时将已计量好的各种粉料依次倒入受料斗5内，由垂直搅龙2将粉料垂直向上运送，到搅龙端部的敞开口排出，经过多次反复循环获得混合均匀的饲料。搅拌完毕，打开卸料活门1，将混合料排出。

第四章 饲料混合