顆粒飼料的加工工藝及自動(dòng)化控制技術(shù)

王均斌

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，自動(dòng)化控制技術(shù)在各行各業(yè)有著十分廣泛的應(yīng)用，極大地提升了社會(huì)生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。在顆粒飼料加工過(guò)程中，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)能夠進(jìn)一步優(yōu)化顆粒飼料的加工工藝和加工質(zhì)量，對(duì)于現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。本文主要針對(duì)顆粒飼料的加工工藝以及自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：顆粒飼料;加工工藝;自動(dòng)化控制技術(shù)

1 前言

先進(jìn)的加工工藝以及科學(xué)的飼料選配可以有效降低飼料加工生產(chǎn)成本，促進(jìn)養(yǎng)殖行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，提高養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息化時(shí)代的全面到來(lái)，自動(dòng)化控制技術(shù)在顆粒飼料加工以及生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，能夠在保證飼料營(yíng)養(yǎng)成分的同時(shí)，提高顆粒飼料的生產(chǎn)效益。因此，需要加強(qiáng)對(duì)顆粒飼料加工工藝以及自動(dòng)化控制技術(shù)的探究，明確顆粒飼料加工生產(chǎn)的過(guò)程以及相關(guān)自動(dòng)化控制優(yōu)化方法，為顆粒飼料加工制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的參考。

2 顆粒飼料加工工藝流程

1）調(diào)質(zhì)環(huán)節(jié)。在飼料加工過(guò)程中，顆粒加工屬于深加工的過(guò)程，流程相對(duì)比較復(fù)雜，影響因素也比較多，需要加強(qiáng)對(duì)顆粒加工過(guò)程的深入探究，明確顆粒加工過(guò)程中的影響因素，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行改進(jìn)，保障顆粒制造的穩(wěn)定性和科學(xué)性，從而能夠得到高質(zhì)量的顆粒飼料。飼料顆粒調(diào)質(zhì)過(guò)程指的是對(duì)飼料進(jìn)行有效水熱處理并軟化的過(guò)程，飼料顆粒制備之前的調(diào)質(zhì)在傳統(tǒng)的飼料廠中是屬于比較復(fù)雜的環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員需要結(jié)合飼料的成分以及組配，選擇適合的調(diào)質(zhì)時(shí)間，保證后續(xù)顆粒制造的質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及養(yǎng)殖行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，多級(jí)調(diào)質(zhì)工藝在當(dāng)前顆粒飼料加工過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。多級(jí)調(diào)質(zhì)可以通過(guò)延長(zhǎng)調(diào)質(zhì)時(shí)間的方法來(lái)提高調(diào)質(zhì)效果和調(diào)質(zhì)質(zhì)量，提高淀粉的糊化效果程度，在顆粒經(jīng)過(guò)熟化調(diào)質(zhì)之后進(jìn)行保溫，使得顆粒可以在高濕、高溫的環(huán)境下保持一段時(shí)間，從而保證淀粉能夠完全糊化，破壞蛋白質(zhì)的性質(zhì)，提高飼料的耐久性[1]。

2）制粒過(guò)程。顆粒飼料在制料過(guò)程中經(jīng)過(guò)機(jī)械摩擦力、蒸汽熱能以及壓力等綜合因素的作用，可以達(dá)到提高飼料消化率以及滅菌消毒的多項(xiàng)功能。但是如果熱加工過(guò)多，也可能會(huì)造成飼料營(yíng)養(yǎng)效果下降，影響飼料的喂養(yǎng)效果。因此，需要結(jié)合顆粒飼料的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境以及應(yīng)用要求，采取針對(duì)性的措施對(duì)制粒工藝進(jìn)行優(yōu)化，可以采用重復(fù)制粒的方法進(jìn)行加工。通過(guò)兩個(gè)壓膜對(duì)熱、軟的顆粒飼料進(jìn)行重復(fù)制粒，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飼料的二次加壓，改進(jìn)飼料制造工藝，提高飼料的質(zhì)量[2]。

3）膨化冷卻過(guò)程。螺桿式擠壓膨化機(jī)是當(dāng)前膨化飼料生產(chǎn)主要應(yīng)用的設(shè)備之一，螺桿式擠壓膨化機(jī)又可以分為濕法擠壓膨化機(jī)以及干法擠壓膨化機(jī)兩種，根據(jù)顆粒飼料制造要求專門(mén)設(shè)計(jì)的擠壓膨化機(jī)可以有效提升膨化機(jī)的生產(chǎn)性能以及生產(chǎn)能力。目前，幾乎所有新建投入生產(chǎn)的飼料廠都是采用逆流冷卻器進(jìn)行冷卻，但是當(dāng)前逆流冷卻器的設(shè)計(jì)并沒(méi)有充分解決最終產(chǎn)品的水分控制問(wèn)題。所以，還需要在冷卻器中引入控制設(shè)備以及水分感應(yīng)設(shè)備，使得產(chǎn)品能夠充分干燥到要求的水平，要求廠家提供的冷卻器不僅需要具有加熱的區(qū)域，而且還要有氣流控制以及精巧的控制裝置設(shè)計(jì)[3]。

3 當(dāng)前顆粒飼料加工過(guò)程中存在的問(wèn)題

1）顆粒水平裂紋。顆粒水平裂紋橫過(guò)問(wèn)題是整個(gè)顆粒料生產(chǎn)過(guò)程中最常見(jiàn)的問(wèn)題，一般發(fā)生在顆粒的橫切面位置，當(dāng)選取含有較多纖維的蓬松飼料進(jìn)行顆粒飼料制備時(shí)，而且原料粉碎不足時(shí)就會(huì)發(fā)生橫向裂紋的問(wèn)題，影響顆粒飼料的適口性以及外觀。水平裂紋橫過(guò)整個(gè)顆粒料的情況是在將飼料擠入環(huán)模的造?？讜r(shí)，由于有比較長(zhǎng)的纖維，導(dǎo)致顆粒擠出之后纖維的膨脹作用造成橫截面為之處產(chǎn)生橫貫裂紋，可以通過(guò)適當(dāng)增加環(huán)模對(duì)飼料的壓縮力來(lái)控制纖維的粉碎細(xì)度，使纖維最大長(zhǎng)度不超過(guò)粒徑的1/3，以降低飼料的生產(chǎn)速度以及飼料產(chǎn)量，增加飼料的密實(shí)度。同時(shí)也可以使用多層調(diào)質(zhì)器有效控制飼料中等橫向裂紋問(wèn)題[4]。

2）垂直裂紋現(xiàn)象。對(duì)于有些飼料配方中含有例如酒糟和棉粕等蓬松而略具彈性的原料時(shí)，這些原料經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)之后會(huì)吸水膨脹，在壓縮制粒過(guò)程由于原料本身的彈性以及水分的作用，會(huì)產(chǎn)生垂直裂紋而影響產(chǎn)品最終的生產(chǎn)質(zhì)量。在不能改進(jìn)配方所使用原料的前提下，需要有效控制調(diào)質(zhì)過(guò)程中所使用的蒸汽的質(zhì)量，盡可能選擇比較飽和的干蒸汽，減少蒸汽中添加的水分，盡可能的使飼料在?？字袦舻臅r(shí)間增加。同時(shí)也可以適當(dāng)?shù)脑黾右恍┱辰Y(jié)劑，有效降低垂直裂紋的發(fā)生概率。

3）顆粒飼料表面凹凸不平。粉料中含有沒(méi)有粉碎或者粉碎不足的大顆粒原料是造成顆粒料表面凹凸不平的主要因素，這是由于顆粒料在調(diào)質(zhì)過(guò)程中沒(méi)有能夠完全軟化，顆粒比較大，又比較硬。再經(jīng)過(guò)質(zhì)料機(jī)的模孔時(shí)，無(wú)法有效與其他原料有機(jī)融合到一起，導(dǎo)致顆粒表面凹凸不平，甚至夾雜有蒸氣泡，可以通過(guò)嚴(yán)格控制粉料的粗細(xì)度，使之保持粗細(xì)均勻，并保證在調(diào)質(zhì)過(guò)程中所有原料都可以充分軟化的方式來(lái)改善顆粒料表面凹凸不平的問(wèn)題。

4 顆粒飼料的自動(dòng)化控制技術(shù)

1）配料混合工段自動(dòng)化控制。配料混合工段是整個(gè)飼料加工工藝流程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，直接關(guān)系著最終飼料的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性。配料混合工段主要是將配料倉(cāng)中的各種微量元素、原料以及液體原料，按照不同的配方要求進(jìn)行稱量混合并攪拌均勻，然后將得到的成品粉料送入下一個(gè)制粒工段。配料混合工段的主要設(shè)備包括多個(gè)配料倉(cāng)、配料絞籠、配料秤、脈沖除塵系統(tǒng)、液體飼料添加系統(tǒng)、小料添加系統(tǒng)、單軸槳葉混合機(jī)以及斗式提升機(jī)等

2）自動(dòng)化控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括上位機(jī)、下位機(jī)、變頻器、MCC電氣控制柜、稱重傳感器、智能稱重儀表、行程開(kāi)關(guān)阻旋、料位計(jì)以及相關(guān)橋架和電纜等。上位機(jī)主要是應(yīng)用性能比較高端的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的全部監(jiān)控，從而可以全畫(huà)面的顯示工藝流程，并發(fā)揮數(shù)據(jù)記錄網(wǎng)絡(luò)通訊及異常報(bào)警的功能。下位機(jī)用的是西門(mén)子系列的PLC負(fù)責(zé)控制參數(shù)和控制指令，并采集各種各樣的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸出設(shè)備的控制工作。

3）顆粒飼料加工的自動(dòng)化控制。隨著信息時(shí)代的全面到來(lái)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)在各行各業(yè)有著十分廣泛的應(yīng)用，但在當(dāng)前飼料生產(chǎn)管理過(guò)程中的應(yīng)用仍然處于比較落后的狀態(tài)。當(dāng)前國(guó)家和各地方政府已經(jīng)出臺(tái)了各項(xiàng)政策，支持鼓勵(lì)自動(dòng)化技術(shù)在飼料生產(chǎn)與研發(fā)中的應(yīng)用，并與高校聯(lián)合合作開(kāi)發(fā)了一系列飼料生產(chǎn)質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使得在飼料生產(chǎn)過(guò)程中，大量與生產(chǎn)過(guò)程以及質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)得到了有效的采集、存儲(chǔ)、控制以及評(píng)估，從而能夠應(yīng)用于飼料加工控制化進(jìn)程中，解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，使得加工過(guò)程可以達(dá)到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)，提高顆粒飼料的加工效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，顆粒飼料的加工工藝直接關(guān)系著顆粒飼料的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效果，需要加強(qiáng)對(duì)顆粒飼料加工工藝的改進(jìn)和優(yōu)化，提高顆粒飼料的利用效率，降低生產(chǎn)成本，以促進(jìn)飼料加工生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。自動(dòng)化控制技術(shù)在飼料加工工藝中的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升顆粒飼料的加工生產(chǎn)質(zhì)量，優(yōu)化加工生產(chǎn)工藝，提高畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國(guó)畜牧業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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