饲料生产设备之原料的粉碎

粉碎是饲料加工过程最常用的原料预处理手段之一。其目的是将大颗粒(块)原料变成小颗粒、粉状，便于动物消化吸收。按照粉碎后物料的颗粒大小，可大致将粉碎分为粗粉碎、细粉碎、细微粉碎和超微粉碎。

01

粉碎原理与粉碎过程

  粉碎是通过机械力的作用将大颗粒物料变成小颗粒、粉状，常见粉碎作用力有挤压、冲击、剪切、摩擦、劈裂、弯折等。

  图1 常见粉碎作用力

  

挤压/压缩 冲击 剪切 剪切

冲击 摩擦 劈裂 冲击/摩擦

  根据物料与粉碎机械的作用，粉碎过程中物料主要通过三种形式逐步粉碎为小颗粒：①粉碎工质对物料的作用(冲击柱/锤头/叶片对物料的作用);②运动物料对工质的作用(物料冲击齿圈/齿板/筛板的作用);③运动物料之间的作用(对喷气流式粉碎机中的主要作用形式)。

 

02

粉碎效果评价——粉碎粒度

  我们常见的表述“粗粉碎”、“中度粉碎”、“细粉碎”和“微粉碎”并不足以描述粉碎的具体粒度，一种粉碎机的“细粉碎”可能是另一种粉碎机的“粗粉碎”。其他含糊的表述方式有：乳猪料的玉米粒度是φ1.0mm筛——过程描述，存在粉碎机型的差异；水产料的最佳粒度是40-80目——通过率是多少?

  粉碎粒度的科学表示方法：几何平均粒径Dgw、D50、粒度分布频率曲线(粉碎粒度的直观图示)。通常合理的描述是通过标准筛的过筛率百分比是多少?如玉米粉碎到750μm时，20目筛过筛率≥50%，85%分布在10-40目之间。

  粉碎均匀度的表示方法：几何标准差Sgw(越小越均匀，理想状态是1)。

  粉碎粒度的检测方法：(1)标准筛法(适用于12-120目间的粗/中/细/微/粉体);(2)粒度分析仪(适用于细于120目的微米粉体/纳米粉体)。

 图2 秘鲁鱼粉粒度分布图，Dgw=207.43，Sgw=1.78

  

  注：锤片式粉碎机配φ1.5筛粉碎，资料来源：李海燕，等《不同粉碎形式下鱼粉的粉碎粒度》，Dgw≈D50。粒子分布服从正态分布(1δ概率68.30%，2δ概率95.44%，3δ概率99.74%。)，计算可得：
  Log207.43=2.317，Log1.78=0.250

  2.317+0.250=2.567，10∧2.567=368.98μm

  2.317-0.250=2.067，10∧2.067=116.68μm

  即68%的微粒分布在116.68~368.98μm之间。

  

03

粉碎效果影响因素

  影响粉碎粒度的主要因素有原料特性(如水分、纤维、蛋白和油脂含量等)、粉碎设备(如机型、锤片、筛网、辅助吸风系统等)。

  3.1原料的物理性质

  饲料原料一般由淀粉、蛋白质、纤维、矿物质、油脂、水分组成。影响物性主要因素：空气温度、物料温度(物料有低温脆性，夜间粉碎更省电)，微细粉碎难易程度：纤维质>蛋白质>淀粉质>矿物质。

  油水影响粉碎粒度：油和水的含量越高，可达到的粉碎细度越粗。处理高水分/高油脂物料的常用有效办法是①混合粉碎;②冷冻粉碎。

  3.2粉碎设备的影响

  粉碎设备的影响主要有粉碎机型、设备状况等等，不同机型适宜不同条件的粉碎(如表2所示)。此外，同种机型，以最常用的锤片式粉碎机为例，转子转速，锤片数量、厚度，筛板孔径、厚度及筛孔排布，辅助吸风等等都会影响其效率。

图3 谷物粉碎产能随水分变化趋势

    注：以14%的玉米为基准，每增加一个点的水分，粉碎产能相应下降。

  

04

常用的粉碎设备

  行业内有辊式破碎机、齿式破碎机、锤式破碎机、锤片式粉碎机、对辊粉碎机、齿爪粉碎机、对转针盘磨、细川分级磨、气流粉碎机等各种粉碎设备。