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飼料加工環節的原料損耗分析

986 原作者: 魯瓊芬 王珊 陳培 來自: 飼料智造工場
簡介
損耗是指在加工和處理過程中發生的物料損失,它廣泛存在于飼料加工、糧油加工和其他谷物加工處理過程中。在飼料加工過程中,飼料原料及成品的損耗方式以物料水分含量減少...

損耗是指在加工和處理過程中發生的物料損失,它廣泛存在于飼料加工、糧油加工和其他谷物加工處理過程中。在飼料加工過程中,飼料原料及成品的損耗方式以物料水分含量減少、粉塵泄露、物料變質和蟲鼠害等為主。物料在加工過程中水分均有不同程度的損耗,少則0.1%多則1.0%,總損耗可達1.5%~2.0%。在飼料加工過程中,從原料到產品,適宜的水分含量可使飼料加工成本降低,并減少能耗,顯著提高加工效率和產品質量。飼料損耗常被稱作看不見的損失,主要原因是產生損失的方式多,而大多數方式損失的量比例很小,常易被人們忽視。損耗會使飼料企業生產成本增加,導致動物養殖成本增加和利潤降低、產品價格升高等,嚴重影響飼料加工企業的經濟效益。試驗通過對原料接收與清理、粉碎、配料、混合、膨脹、二次粉碎、二次配料混合、制粒和成品工段進行損耗分析,為飼料生產企業改善加工工藝、減少損耗及降低成本提供參考依據。

1、材料與方法

1.1試驗材料與方法

對36824.6kg陜西二級玉米進行接收與清理、粉碎工段損耗分析;對58t A產品(配方組成:玉米粉61.00%,豆粕23.50%,魚油2.20%,魚粉3.50%,面粉7.60%,預混料2.20% ) 生產過程中的混合膨脹和成品工段進行損耗分析。

1.2測定指標和方法

水分測定采用105℃干燥法(GB/T 6435),粗蛋白測定采用凱氏定氮法(GB/T 6432)。   
雜質:除玉米粒以外的其他物質,包括篩下物、無機雜質和有機雜質。
不完善粒:受到損傷但尚有使用價值的玉米顆粒,包括蟲蝕粒、病斑粒、破碎粒、生芽粒、生霉粒和熱損傷粒。
生霉粒:粒面生霉的顆粒。
容重:玉米籽粒在單位容積內的質量,以克/升(g/L)表示。

1.3生產工藝流程

1.3.1主原料接收
原料過磅和檢驗合格后,通過接收設備清理、磁選后輸送進散裝倉內存放。

1.3.2原料清理和粉碎工段
原料經輸送設備進入生產車間,經初清篩取出雜質和磁選去除磁鐵性雜質后進入待粉碎倉,待粉碎倉中的原料經粉碎機粉碎至合格的粒度要求后,經輸送設備分配至配料倉。

1.3.3配料和混合工段
根據配方的要求,各種參與配料的原料通過計算機控制的配料秤進入混合機中。配料過程選用一大一小的2臺配料秤,以保證配料的準確性和縮短配料時間。

1.3.4膨脹、冷卻和粉碎工段
在物料進入膨脹機前,一般需要在調質器中進行蒸氣預調質處理,其目的是使物料水分和物理特性處于更易加工的狀態。

1.3.5二次配料和混合工段
根據配方的要求,各種參與配料的添加劑通過計算機控制的配料秤進入混合機中,一些用料較少的添加劑、維生素等原料則由人工稱量后由人工投入到混合機中,各種原材料在混合機中參與混合,混合過程添加各種液體原料(油脂等)。

1.3.6制粒工段
物料通過調質器進行調質,然后通過制粒機制成不同粒徑的顆粒料,隨后冷卻經分級篩選把不合格的物料重新制粒,合格的顆粒成品進入成品倉打包入庫。

1.3.7成品檢驗
成品檢驗合格后進入銷售環節。

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2、結果與分析

2.1玉米接收與清理、粉碎工段損耗分析
對36824.6kg陜西玉米進行接收檢測。根據國家標準(GB 1353—2009)飼用玉米等級質量指標要求,水分含量≤14.0%,雜質含量≤1.0%,不完善粒含量≤6.0%,其中生霉!2.0%,容重≥685g/L為二級玉米,從表1可見,陜西玉米驗收等級為二級飼用玉米。

從表2和表3可見,玉米接收與清理工段損耗為0.25%;粉碎工段損耗為2.21%,其中水分損耗為1.40%,其他損耗為0.81%。

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2.2 A產品混合膨脹和成品工段損耗分析
從表4可見,理論膨脹混合產物為50540.1kg,實際膨脹產物為48822.9kg,相差1717.1kg ,損耗為3.40%;理論成品60477.8kg,實際成品58383.9kg,相差2093.9kg,損耗為3.46%。

從表5可見,膨脹后水分增加0.40%,但冷卻后水分損耗2.30%,膨脹工段水分損耗為1.90%,二次所有物料混合后水分損耗為0.50%,成品水分增加0.30%。
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2.3從原料投用到成品各生產工段損耗分析
從表6可見,玉米接收與清理工段損耗為0.25%,粉碎工段為2.21%,膨脹工段為3.40%,從原料到成品的總損耗為3.46%。

3、討論

試驗以玉米為主原料在清理工段篩出物損耗為0.25%;粉碎工段損耗為2.21%,其中水分損耗為1.40%,其他損耗為0.81%。飼料在加工過程中,水分損耗的主要工序為物料接收、輸送、吸風、粉碎、配料、混合、調質、均質、制粒、冷卻、膨化、干燥和儲存等。飼料中的水分損失隨粉碎細度的增加而增加。粉碎過程中水分的損耗遠大于其他工序的水分損耗,且夏季高于冬季。飼料在粉碎工序中的水分損耗約為0.50%~1.00%,試驗中為1.40%,高于此范圍。不同的粉碎工藝組合水分損失量不同,其中以粉碎后物料采取氣力輸送時水分損失最多,因物料粉碎過程中的水分損失隨氣溫增加而增加,所以粉碎物料應盡量減少重復粉碎,降低粉碎室的氣溫亦可減少水分的損失,為此,粉碎室的進風如有地下室的,應盡量采用地下室的低溫空氣,不僅可降低水分損失,而且能提高粉碎效率。粉碎玉米時,玉米的含水率對損耗有一定影響,當整批玉米含水率超過15% ,平均有1.2%的損耗,當整批玉米含水率低于14%時,平均只有0.81%的損耗,玉米粉碎最大損耗接近1%,使用機械運輸的水分損耗為0.22%,使用氣力運輸的損耗為0.95%。試驗中,玉米水分含量為12.6%,但水分損耗高于0.81%,其原因有待進一步分析。

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膨脹工段包括由水熱處理的調質、擠壓膨化(濕法膨脹需加水或蒸汽來增濕)、干燥和冷卻等工序。物料的水分在膨脹工段中的變化較為激烈,調質和濕法擠壓膨脹使得水分明顯增加10%~15%,物料總含水量達23%~28%,干燥使得物料水分含量下降8%~13%,冷卻及輸送等使水分含量再下降2%~4%,物料最后含12%~13%的安全儲藏水分。膨脹、干燥、冷卻及輸送的水分損失約為0.80%~2.00%,,試驗的水分損失為1.90%,在此范圍內。而閆永智[7]研究表明飼料在整個加工過程中,損失的水分基本上是機械結合水和部分物理化學結合水,損失率約為3%。

物料制粒工序包括經水熱處理的調質、制粒和冷卻過程,該過程是物料水分變化最激烈的過程。調質(無均質)是使物料水分增加的過程,一般當物料溫度提高11℃,物料水分就增加1%。而制粒時因摩擦和擠壓使物料溫度進一步上升約2~3℃,水分增加0.2%~0.3%。一般要求制粒時物料水分在17%~18%,制粒溫度在80~90℃。制粒后的物料須冷卻,確保不產生結露,顆粒冷卻最低溫度要求為不高于室溫7℃ ,隨后顆粒料溫與室溫趨向平衡。因此,物料在冷卻過程中會失去水分,料溫每降低11℃,物料水分就損失1%。此外,因粉塵泄露造成的飼料損耗被認為排在第2位,減少粉塵最直接的措施是將飼料加工的各種設備進行嚴格密封。試驗中,從原料到成品的總損耗為3.46%,如果飼料價格為3~3.5元/kg,則每噸飼料損失103.8~121.1元。吳凡[8]研究水分增加與產量降低的關系,發現水分每增加1%,產量降低4%~6%。飼料加工中應做好水分的控制,要促進企業實現經濟效益,減少成本消耗,就需要對一些工藝設計和設備結構進行調整,通過減少飼料中水分損耗,并使添加的水分穩定地留在飼料內部,預計可減少0.2%~0.3%的水分損耗,故控制原料水分損耗、改進加工工藝及降低成本勢在必行。

4 、結論

在飼料生產中,從原料到產品,原料的接收與清理、輸送、粉碎、配料、混合、膨脹(調質)、制粒、冷卻、包裝和儲存等工序均會導致損耗產生。發生于飼料生產過程中的損耗主要為水分損耗,并且膨脹工段損耗大于粉碎工段損耗,水分損耗在膨脹工段為1.90%,在粉碎工段為1.40%,其他損耗在膨脹工段為1.50%,在粉碎工段為0.81%。飼料生產企業有必要改進相關環節的加工工藝,將損耗控制在一個較低的水平,使飼料加工能夠獲得較好的經濟效益。

作者:魯瓊芬 王珊 陳培    來源:飼料智造工場
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