預(yù)混合飼料生產(chǎn)工藝研究與應(yīng)用

IMCTT

　　為全面貫徹實(shí)施2015-07-01實(shí)行的《飼料質(zhì)量安全管理規(guī)范》（農(nóng)業(yè)部令2014年第1號(hào)）從預(yù)混料生產(chǎn)上采取哪些新的工藝措施提高配料精度，避免人為誤操作導(dǎo)致的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，防止微生物及藥物交叉污染、清除雜質(zhì)及原料結(jié)塊、保障顆粒整齊度，進(jìn)而提高預(yù)混合飼料生產(chǎn)加工質(zhì)量是廣大預(yù)混料生產(chǎn)企業(yè)面臨的新課題。

　　我國(guó)飼料工業(yè)是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，其成長(zhǎng)發(fā)展歷程基本上與改革開放進(jìn)程同步，2016年全國(guó)商品飼料總產(chǎn)量達(dá)到20918萬(wàn)t，總產(chǎn)值8014億元。按滿足動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要層面分類，飼料產(chǎn)品可分為：

　?。?）全價(jià)配合飼料。含有滿足動(dòng)物對(duì)蛋白、能量、常量礦物質(zhì)、微量礦物質(zhì)、維生素及各類營(yíng)養(yǎng)性及非營(yíng)養(yǎng)性添加劑需求的飼料?？芍苯语曃箘?dòng)物。

　?。?）濃縮飼料。通常飼料配方中能量飼料如玉米、小麥、麩皮等占配方比例在50%以上，而這些原料多是養(yǎng)殖業(yè)者自產(chǎn)或方便采購(gòu)的原料，為減低運(yùn)輸成本，飼料生產(chǎn)者設(shè)計(jì)出不含能量原料的飼料產(chǎn)品，養(yǎng)殖業(yè)者購(gòu)回此類產(chǎn)品后與自產(chǎn)或自購(gòu)的能量原料進(jìn)行混合后即可生產(chǎn)出相對(duì)成本較低的全價(jià)配合飼料。

　?。?）預(yù)混合飼料。為進(jìn)一步滿足規(guī)模飼養(yǎng)者精細(xì)化飼養(yǎng)和降低成本的需求，飼料生產(chǎn)者設(shè)計(jì)出預(yù)混合飼料產(chǎn)品，這類產(chǎn)品主要包含礦物質(zhì)、維生素、各類營(yíng)養(yǎng)性及非營(yíng)養(yǎng)性添加劑。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是添加比例低（農(nóng)業(yè)部令2012年第3號(hào)定義不高于10%）、營(yíng)養(yǎng)濃度高、混合難度大、產(chǎn)品價(jià)值高、技術(shù)含量高、貯存要求高。

　　農(nóng)業(yè)部1849號(hào)公告[4]對(duì)前兩類產(chǎn)品與第三類產(chǎn)品提出不同的生產(chǎn)許可要求，法規(guī)中對(duì)這兩類生產(chǎn)企業(yè)的廠房、工藝設(shè)備、化驗(yàn)室等生產(chǎn)條件均提出不同要求，本文重點(diǎn)討論預(yù)混合飼料（以下簡(jiǎn)稱預(yù)混料）的生產(chǎn)工藝。

　　預(yù)混料生產(chǎn)工藝主要由投料、粉碎、配料、混合、包裝等工藝環(huán)節(jié)組成，本文重點(diǎn)討論對(duì)預(yù)混料生產(chǎn)影響較大的粉碎、配料和混合工藝。


　　1  配料工藝

　　預(yù)混料產(chǎn)品的配方特點(diǎn)是：原料品種多，粒度、密度、靜電特性、顏色、吸潮特性、酸堿度、流散性等物理、化學(xué)特性差異大，相互影響大，因此國(guó)內(nèi)外各個(gè)生產(chǎn)廠家均極其重視配料環(huán)節(jié)，在這個(gè)工藝環(huán)節(jié)上國(guó)內(nèi)外企業(yè)做法差異很大。外資企業(yè)，特別是歐美為代表的大型飼料生產(chǎn)企業(yè)，主張計(jì)算機(jī)控制的多配料倉(cāng)自動(dòng)配料系統(tǒng)。筆者認(rèn)為，這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，誤操作風(fēng)險(xiǎn)?。蝗秉c(diǎn)是投資大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、故障率高，效率卻未必高，這種工藝不是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的主流。

　　國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)通常做法是人工配料。人工配料一般根據(jù)配方特點(diǎn)分為“大料”（如載體、石粉、磷酸氫鈣、鹽等配方中添加量較大的原料）和“小料”（如維生素、微量礦物元素、藥品及各類營(yíng)養(yǎng)性和非營(yíng)養(yǎng)性添加劑等配方中添加量較小的原料）。

　　國(guó)外多配料倉(cāng)自動(dòng)配料系統(tǒng)，如圖1所示。

　　1.1“大料”的稱量和投放

　　這一部分原料的稱量和投料筆者主張以配料倉(cāng)和電子秤的配料體系完成，這個(gè)體系可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，因添加量較大，相對(duì)誤差較小，而且這部分原料價(jià)格相對(duì)較低，由配料環(huán)節(jié)的誤差導(dǎo)致的成本差異也相對(duì)較小。

　　目前國(guó)內(nèi)預(yù)混料生產(chǎn)廠家實(shí)際應(yīng)用較多的是人工稱量。這種操作方法的優(yōu)點(diǎn)是大大降低了設(shè)備投資，缺點(diǎn)是人為誤操作的概率上升，為了在制度上解決人為誤操作，筆者在實(shí)踐中提出分區(qū)備料的方法，即每秤投料前在指定區(qū)域（地面上劃出明確邊界的備料區(qū)）備齊料，由主管核實(shí)后方可投料，這樣可以最大限度降低人為誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。

　　1.2“小料”的稱量和投放

　　所謂小料通常指那些添加量較小、營(yíng)養(yǎng)作用影響較大、價(jià)格昂貴的原料，各生產(chǎn)廠家對(duì)這部分原料的配料最為重視，小料的配料通常在小料的存貯間操作，農(nóng)業(yè)部明文規(guī)定這類貯存間要配備空調(diào)，恒溫恒濕。

　　為了滿足農(nóng)業(yè)部相關(guān)法規(guī)的要求，筆者設(shè)計(jì)了“小料”配料系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)由兩個(gè)硬件和一個(gè)制度構(gòu)成。

　?。?）定制特殊電子秤。該電子秤在通用電子秤基礎(chǔ)上增加了打印機(jī)及聯(lián)網(wǎng)功能，這樣操作工每稱量一種原料，打印機(jī)自動(dòng)打印稱重記錄，稱量的同時(shí)在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)中存貯數(shù)據(jù)，這臺(tái)電子秤在完成一個(gè)混合批次的稱重后完整地打印了全部稱重的數(shù)據(jù)記錄，配料操作員簽字后，供品控員與配方核對(duì)，而這個(gè)打印記錄存入當(dāng)天的生產(chǎn)記錄檔案，以備日后追溯分析產(chǎn)品。由于針對(duì)性地改進(jìn)了配料稱重硬件，既提高了操作員工的責(zé)任感，又建立了完整的可追溯體系，使得稱重環(huán)節(jié)的工藝質(zhì)量上了新臺(tái)階。

　?。?）配料操作轉(zhuǎn)盤。該稱重轉(zhuǎn)盤是為了方便稱重操作員工提高工作效率設(shè)計(jì)，同時(shí)定制若干不銹鋼貯料罐，貯料罐上標(biāo)明原料名稱和配料序號(hào)。

　?。?）配料操作制度。為準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)配方，避免稱重誤操作，每個(gè)配方配料前配料操作員首先備料，即將配方上的原料搬上配料轉(zhuǎn)盤，并按配料順序排列（通常配料順序按量由大至小排序）。不允許不參加配料的原料留在轉(zhuǎn)盤上，每稱取一個(gè)原料，打開貯料罐不蓋上，以區(qū)別尚未稱取原料的原料罐，若同一個(gè)配方配制超過(guò)一秤，第二秤則每秤取一個(gè)原料蓋上一個(gè)蓋子，避免重復(fù)稱取誤操作。

　　上述這套小料配料體系經(jīng)過(guò)兩年實(shí)際應(yīng)用和不斷摸索改進(jìn)，取得了不錯(cuò)的效果，獲得了行業(yè)主管部門領(lǐng)導(dǎo)的肯定和贊賞。


　　2  混合工藝

　　預(yù)混合飼料企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)是品種多、規(guī)格多。如本企業(yè)幾十個(gè)產(chǎn)品中有加藥產(chǎn)品、不加藥產(chǎn)品。由于動(dòng)物品種不同、生長(zhǎng)階段不同，配方各異，用藥方案不盡相同。農(nóng)業(yè)部對(duì)飼料中藥品的使用有嚴(yán)格的法規(guī)，如何將添加量極微的藥品混合均勻，且嚴(yán)格控制生產(chǎn)加藥產(chǎn)品在設(shè)備中藥物殘留帶給后續(xù)產(chǎn)品的藥物交叉污染是預(yù)混料生產(chǎn)企業(yè)的核心課題。農(nóng)業(yè)部1849號(hào)公告要求預(yù)混料生產(chǎn)廠家的混合機(jī)（含混合機(jī)緩沖倉(cāng)）與物料接觸部分使用不銹鋼制造，混合機(jī)的混合均勻度變異系數(shù)不大于5%。主要目的是避免設(shè)備腐蝕，保持混合機(jī)內(nèi)壁光潔，避免混合機(jī)物料殘留。但以筆者多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)看，僅單純改變混合機(jī)材質(zhì)很難達(dá)此目的，因此筆者提出在滿足農(nóng)業(yè)部法規(guī)要求的前提下，采取如下三項(xiàng)措施進(jìn)一步改善混合機(jī)內(nèi)壁光潔度，徹底解決物料殘留導(dǎo)致的微生物污染和藥物交叉污染問(wèn)題。

　　2.1設(shè)置單獨(dú)的載體油脂混合機(jī)

　　為解決預(yù)混料靜電吸附及部分營(yíng)養(yǎng)需求問(wèn)題，各生產(chǎn)廠家多采用在配方中添加油脂，而目前絕大部分生產(chǎn)廠家的油脂添加均在主混合機(jī)內(nèi)完成，這樣的設(shè)計(jì)問(wèn)題很多，缺陷如下：

　?。?）主混合機(jī)噴涂油脂很難避免將液體油脂噴涂在混合機(jī)內(nèi)壁和槳葉上，極易粘附各種原料形成結(jié)垢。

　?。?）這種混合機(jī)結(jié)垢很難清除，極易滋生各類病菌微生物，污染產(chǎn)品。

　?。?）這種混合機(jī)結(jié)垢大大降低了混合機(jī)內(nèi)壁及漿葉的光潔度，容易導(dǎo)致物料掛壁殘留。而生產(chǎn)添加藥物的產(chǎn)品后，藥物殘留將嚴(yán)重污染后續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。

　?。?）直接噴涂很難避免產(chǎn)生油脂結(jié)塊，從而影響產(chǎn)品的混合均勻度及顆粒整齊度。

　　為解決上述問(wèn)題，筆者嘗試另設(shè)載體油脂混合機(jī)，這樣做的好處是避免主混合機(jī)接觸液體油脂，載體在另一臺(tái)混合機(jī)完成油脂混合后進(jìn)入主混合機(jī)，避免了主混合機(jī)結(jié)垢，而載體油脂混合機(jī)由于只承擔(dān)混合油脂的功能，其參與油脂混合的原料則可選擇易于吸附油脂的原料如豆粕等載體，均勻混合油脂的載體輸送至主混合機(jī)前通過(guò)檢查篩可避免油脂結(jié)塊進(jìn)入主混合機(jī)影響顆粒均勻度。

　　2.2在主混合機(jī)入料口設(shè)置振動(dòng)檢查篩

　　所有進(jìn)入主混合機(jī)的原料一律經(jīng)過(guò)振動(dòng)檢查篩，避免各類雜質(zhì)及原料結(jié)塊進(jìn)入混合機(jī)。

　　2.3可旋轉(zhuǎn)輸送設(shè)備

　　將混合機(jī)緩沖倉(cāng)底端輸送設(shè)備安裝鉸鏈活接法蘭，使操作工能夠?qū)⑺铰菪斔蜋C(jī)徑向旋轉(zhuǎn)180°，目的是方便徹底清理螺旋輸送機(jī)殘留物料，從而減少交叉污染和藥物殘留。

　　3  粉碎工藝

　　絕大多數(shù)預(yù)混合飼料生產(chǎn)廠家均設(shè)有載體粉碎工藝以滿足預(yù)混料載體的粒度要求，通常是載體經(jīng)錘片式粉碎機(jī)粉碎后進(jìn)入提升機(jī)垂直輸送至主混合機(jī)，這個(gè)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能和運(yùn)行可靠，噪音低。缺點(diǎn)則是這個(gè)工藝無(wú)法避免提升機(jī)底座的輸送物殘留，這些殘留物極易滋生病菌微生物產(chǎn)生污染。其次該工藝無(wú)法解決粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正壓帶來(lái)的粉塵外溢所致的空氣污染問(wèn)題。

　　為滿足新法規(guī)的要求，筆者建議改為粉碎機(jī)下負(fù)壓氣力輸送。這個(gè)系統(tǒng)由高壓風(fēng)機(jī)、離心卸料器、脈沖除塵器和輸送管道組成。這個(gè)系統(tǒng)缺點(diǎn)是高壓風(fēng)機(jī)功耗大，噪音高。但優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的：

　?。?）無(wú)輸送殘留物，徹底杜絕病菌微生物污染隱患。

　?。?）由于氣力輸送的原因，粉碎機(jī)在負(fù)壓狀態(tài)下

　　運(yùn)行，徹底避免了粉碎機(jī)粉塵外溢，極大地改善了生產(chǎn)車間的空氣質(zhì)量。

　?。?）雖然高壓風(fēng)機(jī)功耗大，但粉碎機(jī)負(fù)壓運(yùn)行，提高了粉碎機(jī)生產(chǎn)效率，降低了粉碎機(jī)功耗，因而系統(tǒng)的功耗未必增高。

　　4  輸送工藝

　　應(yīng)盡量縮短成品料至包裝設(shè)備的輸送距離，避免垂直提升。垂直輸送成品料必然會(huì)帶來(lái)如下隱患：

　?。?）因預(yù)混料原料物理特性差異大，提升機(jī)垂直輸送至頭輪拋送時(shí)無(wú)法避免混合均勻的物料再次分級(jí)，降低了混合均勻度。

　　（2）提升機(jī)底座無(wú)法避免物料殘留，給病菌微生物和藥物交叉污染帶來(lái)隱患。

　　5 結(jié)論

　　由于多配料倉(cāng)自動(dòng)配料系統(tǒng)投資很大，機(jī)械環(huán)節(jié)、控制環(huán)節(jié)復(fù)雜，故障率高、可靠性差，人工配料仍是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)預(yù)混料生產(chǎn)的主流模式。針對(duì)行業(yè)內(nèi)普遍應(yīng)用的人工配料現(xiàn)狀，通過(guò)探索在配料環(huán)節(jié)改進(jìn)硬件條件、完善操作制度可有效提高配料的精確性，避免人為誤操作。

　　混合機(jī)結(jié)垢、輸送設(shè)備物料殘留導(dǎo)致的病菌微生物及藥物交叉污染是目前預(yù)混料生產(chǎn)企業(yè)普遍存在的質(zhì)量安全隱患，如何徹底避免混合機(jī)結(jié)垢、避免提升機(jī)殘留、方便清理混合機(jī)及倉(cāng)下輸送設(shè)備是廣大飼料生產(chǎn)企業(yè)急需解決的工藝技術(shù)難題。經(jīng)兩年實(shí)際應(yīng)用，定期檢查觀測(cè)，可以確定文中介紹的這些工藝改進(jìn)措施對(duì)避免病菌微生物及藥物交叉污染行之有效。筆者希望這些探索性的措施對(duì)從業(yè)者起到拋磚引玉的作用。篇幅所限筆者不能在本文中對(duì)飼料生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)逐一詳細(xì)討論，但筆者愿與廣大從業(yè)者真誠(chéng)交流、共同努力，推進(jìn)我國(guó)預(yù)混料生產(chǎn)不斷進(jìn)步。

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