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2020-03-28

振动筛分设备在饲料加工中的应用及效率分析

振动筛分设备在饲料加工中的应用及效率分析

目前,机械筛分是饲料厂采用的主要筛分技术。振动筛设备的主要工作部件是筛面。目前,钢板冲孔筛网和编织筛网应用广泛。先容下料筛分的应用及一般计算方法。

筛分技术在饲料加工中的应用主要集中在两个方面:一是对原料中的杂质进行清理;二是按粒度对原料或产品进行分类,包括对原料中的杂质进行清理,对破碎物料进行分类,制粒前清理粉体中的杂质,制粒产品的分类。在加工过程中,筛分效果对饲料产品的质量和产量有着非常重要的影响。

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1筛分效率及其影响因素

1.1筛分效率包括二个方面

应该留存筛面物料(预期筛上物)的筛上留存比例和应该通过筛面物料(预期筛下物)的筛上留存比例。这二个指标在清理操作中影响杂质的清除效果和净原料的损失,在分级操作中影响产品的粒度和产量,在检测中则影响分级结果的可靠性。前者称为筛净率,后者称为误筛率,用公式表示为:

η1=w1/w2×100%

η2=w3/w4×100%

式中η1—筛净率,%;η2—误筛率,%;W1—预期筛上物的筛上留存量,kg/h;W2—预期筛上物总量,kg/h;W3—预期筛下物的筛上留存量,kg/h;W4—预期筛下物总量,kg/h。

将上面二个指标用于评价清理筛效率,当筛上物为杂质时,η1相当于除杂率,η2相当于净原料损失率。

1.2影响筛分效果的因素通过筛孔的最大物料颗粒直径可由下式估算:

d=D cos α-e sin α

式中,d—通过筛孔的最大颗粒直径,mm;D—筛孔直径,mm;e—筛网网丝直径,mm;α—筛面倾角。

从式(3)可以看出,筛孔直径、网丝直径、筛面倾角均影响颗粒能通过筛孔的最大粒径。但式(3)只能决定临界粒径,一个小于临界粒径的颗粒能否通过筛孔,还取决于其他条件。

1.2.1颗粒和筛孔形状公式(3)的计算以球形颗粒和圆形筛孔为基础。在饲料工业生产实践中,筛分原料大多为圆柱形(颗粒饲料分级)或不规则颗粒。筛孔为圆形和矩形。物料颗粒与筛孔接触的状态对颗粒能否通过有很大的影响,例如4×10 mm的颗粒竖直时,孔径为5 mm的筛孔可以通过,横向不允许。因此,粒子通过与否有一定的偶然性,只能用统计的方法来研究。一般来说,对于圆柱形颗粒,矩形筛孔的通过性能较好,而对于各方向粒径相差不大的不规则颗粒,圆形筛孔的通过性能较好。

1.2.2筛面开度筛面开度越大,通过性能越好。在保证筛网表面强度的条件下,机织筛网可以获得比冲孔筛网更高的开孔率,因此机织筛网的通过性能优于冲孔筛网。

1.2.3当料层厚度采用平面筛时,若通过振动筛的料层厚度过大,料层上部的小颗粒难以通过筛孔,会引起筛分误差率的增加,增加净料损失在原料清洗中,降低产量(上筛层厚度过厚),影响成品质量(下筛层厚度过厚)。如果材料层太薄,筛分率太低,这是不可取的。材料层的适当厚度应通过试验确定。当筛面角度小、筛体振幅大时,材料层可以稍厚。理论上,物料层的厚度是由产量决定的,但在实际生产中,由于筛网表面供料不均匀,物料可能会集中在筛网表面的一侧,造成物料层的局部厚度,从而影响筛分效果。圆筒筛和锥形筛也有类似的问题。当瞬时物流量过大时,筛分效果也会受到影响。

1.2.4筛体运动状态下筛分过程的必要条件之一是筛分材料与筛面之间有适当的相对运动。产生这种相对运动的方法可以是水平往复直线运动(旋转)、垂直往复直线运动(振动)或两者的组合。筛体只有水平往复运动或垂直往复运动,筛分效果不理想。由于物料与筛网表面之间缺乏相对水平的运动,后者容易造成物料层厚度不均匀。实践证明,这两种运动的结合是有效的。

1.2.5物料特性物料的粒径、含水量、摩擦特性和流动性均与筛分过程有关。粒径差是物料分离的前提,粒径差越大,筛分过程越容易。物料含水量越高,内外摩擦角越大,物料流动性越差,颗粒通过筛孔的性能越差。因此,为了获得良好的筛分效果,应根据物料的具体情况选择不同的工艺参数。

2筛分在饲料原料清理中的应用

饲料原料的清理,主要是依据原料与杂质几何尺寸的差异利用筛面进行筛分。不同饲料原料所含杂质的种类、粒径均有所不同,因此清理工段中应针对性地采用适宜的筛分设备、筛面规格及筛分技术。

2.1粒料的清理饲料厂习惯将需要粉碎的物料称为粒料,包括谷物类和粕类原料。

谷物原料直接来自田间,所含杂质比较复杂,主要有二类:一是比谷物原料粒径大的杂质,如石块、玉米芯、麻片、秸秆、麻绳、塑料片等;另一类是粒径较小的泥土与细砂。目前饲料厂最常见的谷物清理设备是圆筒初清筛,其特点是产量大、功耗低,大杂除净率高,可达99%,但它无法清除比谷物粒径小的泥土和细砂。虽然谷物原料中含泥砂比例只有0.1%~0.4%,但在一个容量1000吨以上的立筒库中,数吨泥砂将沉积在筒库底部并将集中进入加工过程,这会使产品质量受到严重影响,而且会加剧各种设备特别是制粒机压模的磨损。因此,大型饲料厂不能忽视谷物原料中泥砂的清理。建议采用粮食加工中的振动分级筛进行谷物原料的清理,如TQLZ系列清理筛,采用不同筛孔的双层筛面,既能清理大杂,又能清理泥砂。此外,这种清理筛由于采用金属丝编织筛网,工作时的噪声比使用冲孔筛的圆筒初清筛小得多。推荐使用的筛孔,按上层筛20×20 mm或φ20~φ25 mm,下层筛1.5×1.5 mm或φ1.2-φ1.5 mm选取。

粕类原料常用的有豆粕、棉籽粕、菜籽粕、花生粕等,同谷物原料相比,其特点是粒度较小,流动性差,成团物料较多,杂质含量不高,为了将成团物料打散,通常采用圆锥初清筛。根据大家的使用经验,筛孔尺寸可按φ10-φ15 mm选取。

2.2粉料的清理不需粉碎的原料通称粉料。饲料厂粉料种类多,用量大小各异,大多为粮食行业或其他行业的副产品,因而杂质含量不高,以加工过程中混入的麻绳、麻袋片等大杂为主。在全价饲料、浓缩饲料的生产中,采用圆锥初清筛、平面回转筛或振动筛进行清理均可。

混合后的物料在制粒前优先也用圆锥初清筛进行筛分,一方面可以清理加工过程中可能混入的及原料清理中未能除去的杂质,另一方面可以将成团物料打散,这对喷油后的饲料尤为重要。清理筛的产量应与混合机匹配。

粉状原料清理使用的筛孔大小随各种原料的性质而有所区别,一般为φ6-φ10 mm,流动性相对较好的如矿物原料可选小值,而流动性差的如麸皮、鱼粉、肉骨粉等应选大值。

在预混料加工中,粉料(如磷酸盐)颗粒粒径很小,其杂质往往是原料加工过程中产生的细小颗粒,一般筛分机械难以清理,可选用制粉行业的高方筛作为清理设备。

3筛分技术在产品分级中的应用

分级是将物料筛分成二种以上的组分,并按不同的需求进行处理。饲料行业主要用于粉碎料分级、颗粒料分级以及物料的粒度测定中。

3.1粉碎料的分级二次粉碎工艺需使用筛分技术。普通畜禽饲料生产中一般使用回转筛或振动筛,筛上物回流粉碎,筛下物则进入配料仓。据资料先容,筛孔尺寸为φ1.2 mm比较合适。

在预混料及鱼虾饵料生产的微粉碎过程中,由于物料粉碎粒度往往要求全部通过60-80目标准筛(0.42-0.18 mm),如采用机械筛分,由于粒径过小,物料凝聚粘结,颗粒过筛困难,将造成筛分效率下降,回流粉碎量增加,从而使粉碎产量下降,粉碎能耗增加。气流分级可以解决这一矛盾。气流分级是一种广义的筛分技术,它通过调节气流工艺参数来控制物料回流或进入下一道工序的粒度,气流的风量、风速和风压随物料品种及其粒度控制范围而变化。

3.2在级配颗粒饲料加工中,为了提高造粒机的产量,降低造粒能耗,经常采用大直径的模孔进行生产,然后破碎成小颗粒。颗粒粉碎后,需要对其进行分级,将超细颗粒(造粒过程中的未成型粉末或粉碎过程中产生的粉末)和超粗颗粒(未完全粉碎的颗粒)分离,使进入成品加工段的颗粒满足粒径要求产品要求。颗粒饲料采用双层筛面分级,筛面上部回流粉碎,下部回流造粒,中间层为成品。可见,分级筛所用的筛孔尺寸直接影响产品尺寸。不同粒径产品的网目尺寸分别为2.40、3.20、4、4.75、6.35、9.50、12.7,对应的网目尺寸(mm)分别为1.65、2.23、2.92、3.89、5.21、8.97、11.5、1.16。可见,为了控制一定粒径的颗粒不通过筛子,应采用小于粒径的筛子。

在典型的造粒过程中,分级筛通常由斗式提升机直接给料。由于sfjz系列振动筛易使物料集中在筛体中部,筛面利用率低,局部物料层过厚,影响分级效果。因此,建议在分级筛进料口设置慢冲斗(内有导板),使进料沿筛面宽度方向均匀。

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文章来源:振动筛分设备在饲料加工中的应用及效率分析

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