液體添加設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)在飼料工程中的應(yīng)用

張 明 裴冬永 魯明上

江蘇牧羊控股有限公司，江蘇揚(yáng)州225127

隨著飼料工業(yè)的發(fā)展，液體添加工藝在飼料生產(chǎn)應(yīng)用中越來越普遍，液體添加設(shè)備的研究與生產(chǎn)也在飼料設(shè)備廠商中逐步開展。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，液體添加部分臟亂差已經(jīng)讓更多的飼料廠家被詬病，飼料廠家對于液體添加設(shè)備的要求也越來越高，從而倒逼設(shè)備廠家不斷創(chuàng)新技術(shù)，提升液體添加設(shè)備的性能。對于企業(yè)來說，質(zhì)量、成本和交付是企業(yè)提升產(chǎn)品競爭力的三大要素，如何在滿足產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，最大限度地節(jié)約成本，縮短交貨期，是設(shè)備廠家需要不斷研究的課題。江蘇牧羊控股有限公司在長期產(chǎn)品開發(fā)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新思維，將液體添加設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)客戶需求精細(xì)化配置，同時(shí)大大縮短了現(xiàn)場安裝調(diào)試的周期，提升了產(chǎn)品競爭力。下面筆者擬介紹飼料添加液體的種類、液體添加工藝、液體添加設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)以及液體添加設(shè)備模塊化選型，以期為液體添加設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)在飼料工程中的應(yīng)用提供參考。

1 飼料添加液體的種類

現(xiàn)如今，液體添加在飼料工程中應(yīng)用十分廣泛，添加介質(zhì)也多種多樣。飼料廠常見液體的添加種類有：一是水類，包括水及其水溶液（不含懸浮顆粒）；二是油脂類，包括流動(dòng)性好或者加熱好后流動(dòng)性好的油脂；三是糖蜜類，包括糖蜜和加熱后流動(dòng)性依然不好的油脂，例如磷脂、蝦膏和肉漿等。根據(jù)液體種類的不同，應(yīng)選擇不同的添加設(shè)備和添加工藝。常見液體的相對密度和凝固點(diǎn)如表1所示，室溫下為固態(tài)的液體必須做好保溫和加熱措施[1]。

2 飼料添加液體的工藝

飼料液體添加工藝，主要由輸液設(shè)備、儲(chǔ)液設(shè)備和計(jì)量設(shè)備組成，此外還有一些輔助的加熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。輸液設(shè)備是液體添加的動(dòng)力來源，即泵送系統(tǒng)，目前在一些特殊工藝上也有用壓縮空氣來代替液體泵輸送液體的；儲(chǔ)液設(shè)備就是液體存儲(chǔ)和中轉(zhuǎn)的設(shè)備，即液體罐；計(jì)量設(shè)備就是添加液體的計(jì)量系統(tǒng)，目前通常用的有2 種，即稱式計(jì)量和流量計(jì)計(jì)量。通過輸液設(shè)備、儲(chǔ)液設(shè)備、計(jì)量設(shè)備和輔助系統(tǒng)的各種組合和演化，從而形成了現(xiàn)在多種多樣的添加工藝，適用于不同液體的添加場合[2]。圖1所示的是飼料廠液體添加系統(tǒng)的基本工藝圖，其余工藝均可在此基礎(chǔ)上演化。

表1 常見液體的相對密度和凝固點(diǎn)

3 液體添加設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)

根據(jù)輸液設(shè)備、儲(chǔ)液設(shè)備和計(jì)量設(shè)備的劃分，再結(jié)合液體添加工藝的要求，把一些必要的閥件與設(shè)備集成起來，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，這樣在飼料工程現(xiàn)場只需要用管道將各個(gè)模塊連接起來就可以形成整套的液體添加系統(tǒng)，既提高現(xiàn)場安裝效率，又可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化配置、提高液體添加精度。

3.1 輸液模塊

輸液模塊的主體是液體泵，還包括泵之前的過濾器，泵之后的溢流閥、檢修球閥和止回閥等（如圖2所示）。在此基礎(chǔ)上也可根據(jù)客戶實(shí)際需求和工藝要求作相應(yīng)調(diào)整，如在過濾器前增加檢修球閥，液體泵后增加壓力表或者壓力傳感器等。輸液模塊如圖3所示。

3.2 儲(chǔ)液模塊

儲(chǔ)液模塊主體是液體罐，還包括上下液體計(jì)、溫度傳感器、加熱裝置和攪拌裝置等（圖4）。儲(chǔ)液模塊主要用在2 個(gè)地方，一個(gè)是主車間外的大儲(chǔ)液罐和主車間里的日用儲(chǔ)液罐。

3.3 計(jì)量模塊

計(jì)量模塊的主體是計(jì)量單元，根據(jù)計(jì)量方式的不同開發(fā)了2 種不同的設(shè)備，一個(gè)是流量計(jì)計(jì)量模塊（如圖5所示），一個(gè)是稱重傳感器稱量的稱式添加模塊（如圖6所示）。

4 液體添加設(shè)備模塊化選型

4.1 液體種類及液體泵配置基本原則

飼料廠常用的液體種類有：水類、油脂類和糖蜜類，其中水類一般配置離心泵輸送；油脂類一般配置齒輪泵輸送，齒輪泵的流量和轉(zhuǎn)速成正比，可以通過轉(zhuǎn)速穩(wěn)定調(diào)節(jié)流量；糖蜜類一般也可配置齒輪泵，但是轉(zhuǎn)速要比較低，一般在200～500 r/min，空間要求不高的情況下也可采用螺桿泵或者隔膜泵輸送。

4.2 輸送能力配置基本原則

圖1 液體添加系統(tǒng)基本工藝

圖2 輸液模塊流程

圖3 輸液模塊

圖4 儲(chǔ)液模塊

圖5 流量計(jì)計(jì)量模塊

圖6 稱式添加模塊

液體添加設(shè)備配置要求每個(gè)設(shè)備處理能力相互關(guān)聯(lián)，任一環(huán)節(jié)處理能力與添加需求不一致都將影響混合機(jī)的混合效果。添加設(shè)備輸送能力的選型主要依據(jù)于混合機(jī)的液體添加量，計(jì)算公式如下所示：

其中，V為混合機(jī)添加量（L），T為混合機(jī)每批混合量（kg/P），δ為油脂添加比例（%），γ為添加油脂的密度（kg/L）。根據(jù)液體添加量來選擇合適儲(chǔ)液模塊、輸液模塊和計(jì)量模塊相組合，組成合適的添加工藝來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化添加。

4.3 計(jì)量模塊的選擇原則

計(jì)量模塊分為流量計(jì)計(jì)量模塊和稱式添加模塊，流量計(jì)計(jì)量模塊一般用于連續(xù)添加的計(jì)量場合，稱式添加模塊一般用于間歇式添加的計(jì)量場合[3]。