混合機(jī)裝載率的影響及產(chǎn)能的提高和優(yōu)化

Detlef Bunzel

（贏創(chuàng)德固賽(中國)投資有限公司，北京 100026）

固體DL-蛋氨酸與液體蛋氨酸類似物相比具有獨特的優(yōu)勢，本文從三個方面：優(yōu)化產(chǎn)能中發(fā)揮的作用，對混合機(jī)裝載的影響及在實際操作中如何實現(xiàn)液體向固體轉(zhuǎn)化對產(chǎn)能的提高來進(jìn)行了論述。

1 如何優(yōu)化產(chǎn)能

一個高效的飼料生產(chǎn)線設(shè)計應(yīng)可以處理不同類型和數(shù)量的飼料原料，在保證正常生產(chǎn)的同時，還應(yīng)該注意生產(chǎn)過程的優(yōu)化，使其達(dá)到一個最佳狀態(tài)。

在設(shè)計生產(chǎn)線時需要特別注意兩個問題：一是“對于飼料廠最佳的混合機(jī)大小是多少？”；另一個是“每小時要生產(chǎn)多少個批次？”。因此尋求批次大小和混合時間之間的平衡是非常重要的。例如，如果目標(biāo)是每小時生產(chǎn)30 t，那么生產(chǎn)線和設(shè)備應(yīng)設(shè)計為每小時30批次，每次1 t；每小時15批次，每次2 t或者每小時10個批次，每次3 t。

1.1 優(yōu)化混合機(jī)大小

飼料廠混合機(jī)典型的大小從每批次小于1 t到6～8 t不等。大多數(shù)（大約95%）混合機(jī)中添加的飼料原料是固體原料。由于稱重和混合及之前和之后的操作步驟都是連續(xù)的，因此混合機(jī)必須配合制粒機(jī)的速度?；旌蠙C(jī)的生產(chǎn)量計算為：

批次大小×批次數(shù)/h，例如：

生產(chǎn)量（t/h）＝批次大小/t×批次數(shù)目（批次/h）

每個給定的生產(chǎn)量都可以通過調(diào)整批次大小和批次間隔時間來達(dá)到。

1.2 優(yōu)化混合時間

混合時間取決于混合機(jī)的設(shè)計和期望的質(zhì)量，混合時間可從60 s到4～5 min不等，也可以更長。例如，雙帶狀混合機(jī)要達(dá)到一個好的CV（變異系數(shù)）至少需要200 s，而槳葉式混合機(jī)可能只需要不到60 s?？紤]到混合機(jī)裝載和卸料的時間，總混合時間2～6 min的情況下每小時對應(yīng)的批次為10～30。

批次混合流程的時間順序大概分為4個部分：①添加時間；②混合機(jī)填充和卸載時間；③混合時間；④混合后卸載時間。

其中批次混合時間是時間表中最短的一環(huán)，其次混合機(jī)循環(huán)填充。我們假設(shè)了一種最理想的案例：批次混合時間3 min 15 s,填充和卸載的時間分別為15 s?？偦旌蠒r間為2 min 45 s。混合時間中一半用于混合固體成分，然后向混合機(jī)中噴灑液體，時間為1 min，最后30 s時間用于固體原料和液體混合。假如所有的批次都采用該混合流程，那么每小時只能生產(chǎn)18批。

1.3 注意設(shè)備和流程

在設(shè)計優(yōu)化產(chǎn)能的過程中，還應(yīng)該注意設(shè)備和流程，增加批次大小會對生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生明顯影響。例如，隨著混合機(jī)大小的增加批次大小也相應(yīng)增加，如果每小時批次數(shù)目不變，每小時的產(chǎn)出也將會增加。但是批次大小會影響定量時間、稱重精確性和混合噴灑時間。在流程中應(yīng)該特別注意液體產(chǎn)品的使用，因為液體產(chǎn)品需要特別注意噴灑時間，隨著批次大小的增加，噴灑時間相對于混合時間可能需要增加，并對混合質(zhì)量有不良影響。隨著現(xiàn)代混合設(shè)計和混合時間的縮短這一影響會加劇。

最后一個方面跟設(shè)備的磨損有關(guān)，隨著每小時批次數(shù)量的增加，批次交接時那些已破損的部分破損將會加劇，例如，滑動門、氣缸和馬達(dá)。

1.4 批次大小和混合時間的平衡

我們回到前面的達(dá)到混合線產(chǎn)出30 t/h的3個選擇：

如果每小時30批次，每批次90 s的總混合時間。那么30 s的填充和卸載時間將會占總批次時間的25%，混合時間只有75%。這就意味著固體混合時間60 s的話液體噴灑的時間需要小于30 s。

如果每小時15批次。同樣30 s的填充和卸載時間，混合時間將增至3 min 30 s，在批次數(shù)目減少50%的情況下，增長了133%。那么添加設(shè)備的壓力將會降低，從而對添加精確性和混合均勻度有積極作用。

如果每小時10批次,混合時間將增至5 min 30 s,是30批次90 s混合時間的366%。同樣有益于添加設(shè)備、液體噴灑和混合時間，對飼料質(zhì)量有積極影響。

所有的選項從技術(shù)上都是可行的，最終的選擇需要仔細(xì)考量并評估各種因素，例如，添加的精確性和均勻度、噴灑系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)然還有設(shè)備所需的資金投入等。

2 影響混合機(jī)裝載率的因素

以上可以看出有兩條途徑可以優(yōu)化產(chǎn)出，縮短混合時間或者增大混合機(jī)裝載率，但是在增加裝載率負(fù)荷方面，不能無限制增加，還需要考慮以下因素：

大多數(shù)混合機(jī)制造商對所生產(chǎn)混合機(jī)裝載率的推薦值一般為70%～85%。但是，對10個國家、30條混合線的實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2006～2007年度只有大約40%的混合機(jī)符合這個范圍。其他混合機(jī)都高或低于推薦的裝載率。

2.1 液體原料對裝載率表現(xiàn)的更為敏感

配合飼料由固體、液體混合而成，由于固體原料在進(jìn)入混合機(jī)前已稱量定量，因此這些原料的混合時間就等于整個混合時間。但是液體原料，由于噴灑需要占去一部分時間，因此液體在混合機(jī)中的時間要遠(yuǎn)少于固體原料。如果對實際狀況進(jìn)行分析就會發(fā)現(xiàn)，固體和液體氨基酸對混合機(jī)裝載率的敏感性存在著明顯的不同。

以5%為目標(biāo)系數(shù)（＜5%為良好，5%～10%可接受，10%不可接受）來衡量變異系數(shù)的話，不同裝載率情況下固體蛋氨酸的變異系數(shù)比較液體MHA－FA更多地處于良好和可接受范圍。裝載率高或低于最佳裝載率時，液體氨基酸的變異系數(shù)變得更加不可接受，而固體氨基酸的變異系數(shù)很大部分不受影響。

2.2 裝載率過高或過低對混合均勻度的影響

當(dāng)裝載率過低時，由于很多液體添加劑不能與固體成分恰當(dāng)?shù)鼗旌?，一部分會沾在混合機(jī)壁和混合工件表面上，與固體成分結(jié)合變成較大的結(jié)塊，最后結(jié)塊隨著混合工件的轉(zhuǎn)動松動落下。這些結(jié)塊中微量成分含量很高，嚴(yán)重影響混合機(jī)的均勻度。

而過量裝載時，則會出現(xiàn)固體成分將噴嘴完全包埋的情況。噴嘴形同虛設(shè)，無法保證液體的正常噴灑。與只能噴灑至固體表面的情況相反，液體只能注入少量的固體中。固體成分根據(jù)其組成和原料的加工情況，可以吸收4%～5%的液體量，如果超過該值，將形成結(jié)塊，同樣影響混合機(jī)的均勻度。

3 裝載率過高或過低時噴灑液體對固體原料的負(fù)面影響

不管是過量裝載還是裝載量不足,噴灑液體都會給固體添加劑帶來負(fù)面影響。影響的程度取決于混合的時間順序、固體和液體添加劑的進(jìn)料點。在添加過程中直接向固體原料上噴灑液體可能會形成結(jié)塊;如果固體和液體同時開始添加情況會變的更加糟糕,因為固體都需要有一個單獨的混合時間才能得到較好的均勻度。

表1 采用不同的蛋氨酸源前后飼料廠產(chǎn)能增加比較

4 如何在實踐中提高產(chǎn)能

產(chǎn)能問題是如今飼料生產(chǎn)企業(yè)面臨的一個大問題，對生產(chǎn)加工一條龍企業(yè)而言尤為重要。這給飼料廠的管理者帶來了不小的壓力，例如要求以現(xiàn)存的或者較少的設(shè)備生產(chǎn)更多飼料，以較少的代價突破生產(chǎn)瓶頸。

從上面優(yōu)化產(chǎn)能及混合機(jī)裝載的影響，可以得出想要提高產(chǎn)能除了大規(guī)模投資外另一個簡易的選擇就是減少液體在飼料中的應(yīng)用。如果說一定量的液體對減少灰塵和防止儲存和運(yùn)輸過程中的二次分化有積極作用的話，過量使用則會增加混合時間（或者減少固體混合時間），增加顆粒粒度，降低混合的均勻度。

下面的例子簡單的說明了這個簡易選擇在實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用：

通過將液體蛋氨酸轉(zhuǎn)換為固體幫助客戶將每周產(chǎn)能增加了1500 t。

原來客戶的情況為每周生產(chǎn)10285 t(2057 t/d)，5 d 3班倒外加第6 d 1班。

應(yīng)客戶的要求,檢查了飼料廠的生產(chǎn)狀況,發(fā)現(xiàn)通過稍微的改變就可以提高產(chǎn)能和減少混合時間。檢查發(fā)現(xiàn)飼料生產(chǎn)過程基本沒有問題，主要每批次7 min的總混合時間限制了生產(chǎn)產(chǎn)能?；旌蠒r間超長是因為在配方中使用了4種不同的液體產(chǎn)品(液體MHA－FA,液體賴氨酸、氯化膽堿和脂肪)。很明顯減少總混合時間就能擴(kuò)大產(chǎn)能并為客戶帶來不少收益。

通過計算，從液體MHA－FA轉(zhuǎn)換為固體DL－M可以減少55 s的總混合時間。轉(zhuǎn)換后，與過去相比只需添加3種液體，每天增加產(chǎn)能311 t（1555 t/周），總產(chǎn)能增加到11840 t/w(2358 t/d)。因為該公司只需每周生產(chǎn)10285 t，這就意味著他們在5個工作日3班倒的情況下就可以達(dá)到預(yù)定產(chǎn)量，極大的節(jié)省了人力和加班時間。

由此可見，最終的結(jié)果減少了55 s的總混合時間，盡管看起來很少，但是此改變能使客戶每周多生產(chǎn)1555 t飼料?？紤]到該廠每周只需生產(chǎn)10285 t，這項改善可以使客戶減少工作時間和消除加班，從而節(jié)省500000美元的人工費用或者每天1500美元的人工費用。這個案例表明，很小的改變，即使只是將某些成分從液體改變?yōu)楣腆w，也可以帶來巨大的收益。

在產(chǎn)能問題變得日益緊迫的今天，我們希望通過對優(yōu)化產(chǎn)能、混合機(jī)裝載率和在實際生產(chǎn)中提高產(chǎn)能的論述為您提供一條提高產(chǎn)能的新思路。