預(yù)混合飼料加工廠的粉塵控制

李秀剛 何慧娟 秦永林

預(yù)混合飼料加工廠的粉塵控制

李秀剛 何慧娟 秦永林

李秀剛，江蘇牧羊集團(tuán)有限公司，高級(jí)工程師，225127，江蘇省揚(yáng)州市牧羊路1#。

何慧娟、秦永林，單位及通訊地址同第一作者。

預(yù)混合飼料是“一種或多種微量成分加有載體與稀釋劑的均勻的混合物”，俗稱(chēng)預(yù)混料，某些場(chǎng)合也叫做“小料”，素有飼料中的“軟黃金”之稱(chēng)，在飼料生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。根據(jù)預(yù)混料含有的添加劑組分分為單一型添加劑預(yù)混合飼料、復(fù)合型預(yù)混合飼料兩大類(lèi)，復(fù)合型預(yù)混合飼料又分為維生素預(yù)混合飼料、微量元素預(yù)混合飼料（礦添）以及復(fù)合預(yù)混合飼料等。

預(yù)混合飼料的生產(chǎn)工藝主要由原料的接收（載體）、粉碎、配料、混合、包裝等工序構(gòu)成。即使投資成本比較高的預(yù)混合飼料生產(chǎn)線，復(fù)雜的不過(guò)是原料的接收和預(yù)處理工藝，其配料、混合、包裝一氣呵成，簡(jiǎn)潔明了，這是為了確保預(yù)混合飼料成品質(zhì)量的緣故。所選擇的設(shè)備必須要求性能好，具有高效、無(wú)（少）殘留、易清理等特點(diǎn)。

預(yù)混合飼料加工廠使用的原料根據(jù)成品的種類(lèi)不同有所差異。通常，載體用于復(fù)合多維或者復(fù)合預(yù)混合飼料的生產(chǎn)，載體的粒度應(yīng)大于被承載物，一般在30～80目(180～600μm)，即90%以上通過(guò)30目，12%以下通過(guò)80目為最佳粒度；微量元素預(yù)混料(礦添)生產(chǎn)采用稀釋劑，稀釋劑的粒度要求與所稀釋的組分如微量元素、鈣、磷等礦物原料的粒度相近，一般在30～200目(75～600μm)；預(yù)混合飼料生產(chǎn)的各種原料水分要求不宜超過(guò)8%～10%，用于維生素和藥物的載體水分應(yīng)小于5%。圖1為載體、稀釋劑及微量組分粒度。

預(yù)混合飼料工廠的粉塵有無(wú)機(jī)粉塵、有機(jī)粉塵兩大類(lèi)。微量元素預(yù)混料(礦添)常使用容重較大的石灰石粉、碳酸鈣、石膏粉等無(wú)機(jī)物作為稀釋劑，復(fù)合多維常使用脫脂米糠、麩皮、礱糠、大豆皮粉、干酵母粉等有機(jī)物作為載體，復(fù)合預(yù)混合飼料建議采用脫脂米糠作為載體或稀釋劑。無(wú)機(jī)粉塵中無(wú)機(jī)物含量高達(dá)98%以上，粒度為6～20μm；有機(jī)粉塵中有機(jī)物含量可達(dá)80%以上，粉塵的粒度為15～200μm。所以，預(yù)混合飼料加工廠的粉塵有著粒度細(xì)、水分低、易揚(yáng)塵、價(jià)格貴等特點(diǎn)，且落下的粉塵極易造成二次揚(yáng)塵，因此，預(yù)混合飼料加工廠對(duì)粉塵處理要求較畜禽、水產(chǎn)飼料廠更為嚴(yán)格。

要想真正做好預(yù)混合飼料加工廠的粉塵控制工作，我們必須認(rèn)真研究粉塵產(chǎn)生的過(guò)程、粉塵的性質(zhì)以及揚(yáng)塵氣流走勢(shì)方向，在氣流走向上設(shè)置除塵點(diǎn)，根據(jù)揚(yáng)塵的多少、范圍，設(shè)置除塵裝置，設(shè)計(jì)除塵風(fēng)網(wǎng)，根據(jù)粉塵的性質(zhì)特點(diǎn)配備合適的脈沖除塵器。

在預(yù)混合飼料加工廠使用的原料夾雜著大量的粉塵，這種夾雜性的粉塵在原料的清理、輸送、散落、篩選等加工過(guò)程中，很容易飛揚(yáng)；設(shè)備的表面以及溝槽部位，會(huì)粘附著粉塵，這些粉塵遇到設(shè)備的振動(dòng)或氣流的沖擊，也會(huì)脫落飛揚(yáng)，形成二次揚(yáng)塵?？傊?，預(yù)混合飼料加工廠的粉塵來(lái)源于兩個(gè)方面：一是純粹的飼料粉塵，來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程，粉塵的數(shù)量與生產(chǎn)方法、過(guò)程及品種有關(guān)；二是伴和的粉塵，是在預(yù)混合飼料的原料或成品在運(yùn)輸過(guò)程中，由于組分間的相互作用，如磨擦、擠壓及裝卸過(guò)程中機(jī)械破壞而產(chǎn)生的。研究表明：機(jī)械作用力、重力和布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)塵粒的影響較小，甚至可以忽略不計(jì)，而起決定作用是空氣流動(dòng)速度。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，是由于空氣流動(dòng)而引起的粉塵飛揚(yáng)過(guò)程，即由一次塵化和二次塵化作用形成的。預(yù)混合飼料加工廠主要揚(yáng)塵點(diǎn)集中在原料投料口、刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、粉碎、料倉(cāng)、配料、混合、產(chǎn)品包裝等處。我們應(yīng)該根據(jù)不同揚(yáng)塵點(diǎn)的工作特點(diǎn)、粉塵性質(zhì)選擇不同的控制措施。

投料口是生產(chǎn)線接收大宗原料的地方，原料從這里進(jìn)入預(yù)混料生產(chǎn)車(chē)間。操作工人把原料倒入投料口，下落的物料壓迫氣流向下及周邊擴(kuò)散，擴(kuò)散的氣流在下料斗壁的作用下也會(huì)形成反作用氣流，這種反作用氣流同樣會(huì)造成下落物料周邊塵化，形成投料口粉塵，這里的粉塵具有擴(kuò)散性強(qiáng)、粉塵量大等特點(diǎn)，我們常采用在投料口安裝脈沖除塵器的方式進(jìn)行獨(dú)立除塵（見(jiàn)圖2），來(lái)改善工人的勞動(dòng)環(huán)境。對(duì)于那些大面積的投料口，可以通過(guò)安裝蔽塵裝置的方式來(lái)增強(qiáng)除塵效果。蔽塵裝置的密封活動(dòng)板應(yīng)能自由擺動(dòng)，不用銷(xiāo)軸結(jié)構(gòu)為宜。無(wú)論采用那種措施，投料口的除塵風(fēng)速建議控制在0.8～1.2 m/s，確保吸風(fēng)能吸除粉塵，而不是吸走飼料；投料口吸風(fēng)量按格柵面積計(jì)算：格柵面積×（40～45）m3/（min·m2）。

移動(dòng)式投料口通常安裝在料倉(cāng)的頂部，由一臺(tái)簡(jiǎn)易輕便的脈沖除塵器、振動(dòng)篩組成。投料時(shí)，打開(kāi)上蓋板，把物料倒在振動(dòng)篩上，物料經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩理，可以清除部分雜質(zhì)，投料時(shí)產(chǎn)生的粉塵完全控制在設(shè)備產(chǎn)生的負(fù)壓吸風(fēng)范圍內(nèi)，不會(huì)造成粉塵的外溢，起到了良好的除塵效果。脈沖除塵器間隙清灰，粉塵落入料倉(cāng)，以便生產(chǎn)使用。這種脈沖除塵器不會(huì)因?yàn)榉蹓m收集而造成相互交叉污染，因此，在許多大型的預(yù)混料生產(chǎn)工廠普遍使用。

輸送設(shè)備的粉塵處理在畜禽、水產(chǎn)飼料工廠使用得不多，主要原因是飼料的粒度較粗、水分或油脂含量較高等緣故。但是，預(yù)混料工廠使用的原料由于水分含量低，不足10%，粒度細(xì)，流動(dòng)性好，輸送牽引件的振動(dòng)、氣流的作用，均會(huì)揚(yáng)塵。因此，無(wú)論是刮板輸送機(jī)，還是斗式提升機(jī)，在預(yù)混料生產(chǎn)線中必須考慮吸風(fēng)處理，進(jìn)一步消除粉塵。橢圓濾袋除塵器是專(zhuān)為水平輸送設(shè)備如刮板輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等局部揚(yáng)塵點(diǎn)而設(shè)計(jì)的高效除塵設(shè)備；斗式提升機(jī)通常采用一種立式安裝的脈沖除塵器，這種除塵器通過(guò)側(cè)面的法蘭與提升機(jī)機(jī)筒連接，下面有大傾斜角的清灰斗。這兩種除塵器均具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝形式靈活、風(fēng)網(wǎng)阻力小等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)粉塵與氣體的分離，收集的粉塵直接落回原輸送設(shè)備，提升了原料利用的效率，有效避免了原料間的交叉污染。

圖2 投料口脈沖除塵器安裝大樣

由于水平輸送設(shè)備如刮板輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)等產(chǎn)生的粉塵量不大，其吸風(fēng)量Q（m3/min）=進(jìn)料量的體積×20；斗式提升機(jī)的吸風(fēng)量Q(m3/min)=機(jī)筒截面積×皮帶線速×1.25，逆向進(jìn)口處吸風(fēng)量為出口處吸風(fēng)量的2倍，吸風(fēng)量的提供，對(duì)于我們選擇除塵設(shè)備來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的，圖3為一種輸送機(jī)除塵方式。

在大型預(yù)混料工廠使用的斗式提升機(jī)總高度往往超過(guò)40m。經(jīng)常采用對(duì)機(jī)座、機(jī)頭分別進(jìn)行吸風(fēng)來(lái)控制斗式提升機(jī)的粉塵，通常有兩種風(fēng)網(wǎng)組合形式，一種是提升機(jī)底座、機(jī)頭分別進(jìn)行風(fēng)網(wǎng)組合，這種風(fēng)網(wǎng)組合時(shí)必須考慮物料的性質(zhì)以及用途；其次是單臺(tái)斗式提升機(jī)的機(jī)座、機(jī)頭進(jìn)行風(fēng)網(wǎng)組合，除塵的物料可以通過(guò)溜管送回提升機(jī)。從預(yù)混料的品質(zhì)來(lái)考慮，筆者建議還是采取第二種方式。圖4、圖5為斗式提升機(jī)的除塵方式。當(dāng)然，也可采用上面的提升機(jī)專(zhuān)用的立式脈沖除塵器，在機(jī)頭、機(jī)座附件各安裝一臺(tái)，除塵效果很好，缺點(diǎn)是一次性設(shè)備投資成本偏高。假如，圖6中吸風(fēng)口設(shè)計(jì)成喇叭口，除塵效果會(huì)更佳。

圖3 橢圓濾袋除塵器安裝在某一水平輸送機(jī)上

圖4 立式濾袋除塵器安裝在斗式提升機(jī)上

圖5 安裝在斗式提升機(jī)底座上的吸風(fēng)裝置

圖6 安裝在斗式提升機(jī)機(jī)頭上的吸風(fēng)裝置

料倉(cāng)的吸風(fēng)，也是預(yù)混料工廠一個(gè)頗為頭痛的問(wèn)題。過(guò)去，采用多個(gè)料倉(cāng)一個(gè)吸風(fēng)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式，倉(cāng)與倉(cāng)之間的連通依靠倉(cāng)壁上部的方形孔洞，目前已經(jīng)不再適用，主要原因是料倉(cāng)內(nèi)的吸風(fēng)不均勻，安裝吸風(fēng)口的料倉(cāng)，往往因?yàn)轱L(fēng)量過(guò)大，物料被吸入管道，而那些距離吸風(fēng)口較遠(yuǎn)的料倉(cāng)，因?yàn)轱L(fēng)量小，導(dǎo)致粉塵外溢現(xiàn)象嚴(yán)重。于是，許多廠家采用在每個(gè)料倉(cāng)頂部安裝小型脈沖除塵器的方式來(lái)處理料倉(cāng)吸風(fēng)，這種處理是非常不錯(cuò)的，除塵效果也很好，就是一次性投資稍大，分配器安裝的高度要比較高，才能確保物料通過(guò)溜管流入料倉(cāng)。還有一種處理方式就是在每個(gè)料倉(cāng)頂部安裝一個(gè)吸風(fēng)口，形成組合風(fēng)網(wǎng)，每根風(fēng)管上安裝一個(gè)氣動(dòng)碟閥，選擇一個(gè)小型的脈沖除塵器以及小功率的除塵風(fēng)機(jī)。實(shí)際工作時(shí)，哪個(gè)料倉(cāng)進(jìn)料，就打開(kāi)相應(yīng)的碟閥，對(duì)這個(gè)料倉(cāng)進(jìn)行吸風(fēng)，除塵下來(lái)的物料，可以通過(guò)溜管送到相應(yīng)的分配器，這樣一來(lái)，也不會(huì)造成物料之間的交叉污染。

在料倉(cāng)除塵風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)中（見(jiàn)圖7、圖8），如果我們單純考慮由于物料占用倉(cāng)內(nèi)的容積產(chǎn)生的氣流量，那就錯(cuò)了。因?yàn)?，物料在下落過(guò)程中的夾帶氣流量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物料容積產(chǎn)生的氣流量，夾帶氣流量的大小與下料溜管的產(chǎn)能有關(guān)。同樣，這種夾帶氣流量的考慮也適用于配料秤及混合機(jī)的卸料等方面。

預(yù)混料生產(chǎn)過(guò)程中，配料秤、混合機(jī)以及成品倉(cāng)之間的氣流的處理不僅影響配料精度，而且對(duì)粉塵控制也非常關(guān)鍵（見(jiàn)圖9）。配料過(guò)程中，配料絞龍將物料送入配料秤，秤內(nèi)的氣體則會(huì)受擠壓，形成氣流從配料秤的軟連接等部位排出秤外。為了保證軟連接有好的透氣性，需要在生產(chǎn)管理中定期清理軟連接。配料完成后，配料秤開(kāi)門(mén)卸料，物料通過(guò)溜管進(jìn)入混合機(jī)，物料進(jìn)入混合機(jī)占用空間的氣流以及下落過(guò)程中攜帶氣流，需要一個(gè)排泄的途徑。許多預(yù)混料廠，由于在配料秤與混合機(jī)之間沒(méi)有設(shè)立回風(fēng)管，氣流只能通過(guò)混合機(jī)上小小的透氣帽來(lái)卸壓，往往會(huì)造成混合機(jī)上蓋、軸端、連接法蘭等處粉塵四溢。配料秤與混合機(jī)之間的回風(fēng)管的設(shè)計(jì)與安裝，顯得尤為重要。混合機(jī)開(kāi)門(mén)卸料時(shí)，由于物料迅速下卸產(chǎn)生的氣流，不僅給下面的混合緩沖倉(cāng)的密封帶來(lái)比通常更為嚴(yán)格的要求，而且也給正在工作的配料秤的稱(chēng)重造成嚴(yán)重的影響，所以，我們還必須在配料秤下、回風(fēng)管中間安裝阻隔氣流的氣動(dòng)碟閥等裝置，在緩沖倉(cāng)與混合機(jī)中間安裝回風(fēng)管道。回風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)為4.5～5.5m/s，為此，回風(fēng)管面積 F（m2）=G/t·v。

式中：G——物料落下排出空氣的體積，m3；

t——落下時(shí)間，s；

V——?dú)饬髟诨仫L(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速，m/s。

圖7 料倉(cāng)頂部除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)-1

應(yīng)用上述處理方法，可以很好地控制配料混合工段的氣流和粉塵。

在很多預(yù)混料生產(chǎn)廠，筆者看到包裝工人帶著口罩干活，這說(shuō)明預(yù)混料包裝處的粉塵沒(méi)有處理好，究其原因是我們忽略了預(yù)混料成品包裝處粉塵的性質(zhì)、特點(diǎn)，更不能用處理普通畜禽飼料包裝秤處的風(fēng)網(wǎng)處理方式和習(xí)慣來(lái)處理預(yù)混料包裝處的粉塵。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的仔細(xì)觀察和反復(fù)試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)需要從兩個(gè)方面著手，首先增加吸風(fēng)位置，單點(diǎn)吸風(fēng)不能有效控制粉塵氣流外溢，需要在喂料雙絞龍下料口以及夾袋裝置上口兩側(cè)同時(shí)設(shè)計(jì)、安裝吸風(fēng)罩，確保外溢的粉塵在除塵風(fēng)網(wǎng)控制范圍以?xún)?nèi)；其次加大系統(tǒng)吸風(fēng)量，外溢的粉塵必須要有足夠的風(fēng)量以及壓力，才能被抓住，為此，配備合適的風(fēng)機(jī)顯得尤為重要。

圖8 料倉(cāng)頂部除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)-2

脈沖除塵器的選擇在預(yù)混料工程建設(shè)中是非常關(guān)鍵的。普通材質(zhì)的濾袋不能有效控制預(yù)混料的粉塵。很多場(chǎng)合我們會(huì)看到，當(dāng)脈沖噴吹過(guò)后，總有一陣陣“白煙”隨風(fēng)而去。需要選擇合適材質(zhì)的濾袋（如腹膜滌綸針刺過(guò)濾氈等），這類(lèi)材質(zhì)的濾袋可以很好地控制預(yù)混料的粉塵。系統(tǒng)的風(fēng)量和阻力也應(yīng)該有所增加，以適應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)變化。脈沖除塵器的濾袋過(guò)濾風(fēng)速的選擇也是有竅門(mén)的，過(guò)濾風(fēng)速在2～4m/min時(shí)，脈沖除塵器的除塵效率最高。

我們都知道，傳統(tǒng)的粉塵控制理念是“密閉為主，除塵為輔”。近幾年來(lái)，筆者在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，單純靠密閉加輔助除塵手段，并不能十分有效控制粉塵。有感于大禹治水我們想到必須要做好含塵氣流的疏導(dǎo)工作，才能更加有效地控制粉塵。為此，我在傳統(tǒng)理念上增加八個(gè)字，“密閉為主，除塵為輔，合理引導(dǎo)，除塵環(huán)?！?。根據(jù)預(yù)混合飼料加工廠粉塵的特點(diǎn)，我們建議，除塵風(fēng)網(wǎng)采用獨(dú)立風(fēng)網(wǎng)為主，只有同質(zhì)物料的除塵風(fēng)網(wǎng)才能組合。只要我們采取了合理氣流疏導(dǎo)方式，配備了高效的除塵設(shè)備，做好了設(shè)備密閉工作，加上科學(xué)管理措施，我們就一定會(huì)做到真正意義上的粉塵控制，我們呼吸的空氣才是潔凈的。

（編輯：崔成德，cuicengde@tom.com）

2010-05-27