打粒作業中心(四)
排 程
打粒作業的排程應根據良好的製造常規。由於產品的種類,型式,加藥產品的效力及每次加工的數量,使得每次作業皆會有所變化。因此在生產兩種不同飼料間要加以適當的沖洗與排序。其次要考慮到排程對機械生產效率的影響,以及能否滿足對客戶的交期,很顯然,我們必須在答應客戶的交貨時期準備好合格的產品。為了維持機械的生產效率,每一批次生產的數量要愈多愈好,一定的數量一次完成,比分成幾次完成,效率要高得多。同時因產品的型式不同要換鑄模,因此排程要使換模的次數降到最低。
影響打粒的因素
原料的特性。對打粒的效果影響最大的是原料的特性。每種原料都有其獨特的成份。飼料及原料的特性是由其所含的蛋白,脂肪,纖維,澱粉,密度,質地,,及水份等因素所決定。而這些特性會改變,即使是同一種原料。例如以黃豆粉而言,前後兩批的黃豆粉分析上述之各因素,即可能都有所不同,因此所製成的粒料品質亦不相同。為保持粒料品質穩定,原料的特性或品質必須保持一定,不然即需作些補償性的調整。良好的品質管理計劃應使原料的變異降到最低。
圖29是一些常用原料之打粒特性。此表可用來預測原料打粒之情形。
抬頭顯示摩擦之一欄,可以預知原料對鑄模壽命的影響。
圖29 原 料 打 粒 特 性 表 | ||||||||
原 料 名 稱 | 密度(磅/立方呎) | 蛋白質% | 脂肪% | 纖維% | 打粒力 | 摩 擦 | 糖 蜜吸收率 | |
程 度 | 理 由 | |||||||
脫 水 苜
蓿 大 麥 甜 菜 粕 血 粉 啤 酒 粕 |
12∼19 33 16∼20 35∼40 15 |
20 10 8 80 24 |
3.0 2 0.5 1 6 |
20 6 20 1 15 |
中 中 低 中 低 |
高 中 中 低 中 |
低熟作物 高熟作物 水洗副產 - 水洗副產 |
40%
9% |
乳
酪 柑 橘 粕 椰 子 粉 玉 米 玉 米 穗 粉 |
31 20 - 40 35 |
32 6 20 8.4 7 |
5 2.5 6 3.8 3 |
0 15 11 2.5 8 |
低 低 低 中 很低 |
高 中 高 低 很高 |
化學塑性 水洗副產 化學塑性 高熟作物 天然生成 |
33% 15%
|
玉 米 麩
料 玉 米 麩 粉 脫 油 玉 米 粉 抽 油 棉 子 粉 榨 油 棉 子 粉 |
25 30 35 35∼40 35∼40 |
21 62 18.5 41 36 |
1.6 4 1 1 1.5 |
8 4 11.5 13 16 |
中 中 高 高 中 |
低 低 低 低 中 |
水洗副產 水洗副產 高熟作物 高熟作物 高熟作物 |
7%
15%
|
蒸 餾 酒
粕 可 溶 酒 粕 魚 粉 黃 玉 米 渣 南 非 玉 米 |
18 - 35 26 40∼45 |
26 27 66 10 11 |
8 8 8 2.5 2.5 |
12.5 3 1.5 3.7 2.5 |
低 中 中 低 高 |
中 中 中 低 高 |
水洗副產 水洗副產 化學塑性 水洗副產 低熟作物 |
5%
22%
|
碎 南 非 玉 米 榨油亞麻仁粉 抽油亞麻仁粉 肉 屑 高 梁 玉 米 |
- 27 33 41 40∼45 |
10 32 34 55 11 |
2 3.5 2.0 9 2.5 |
2.5 2.5 |
低 高 高 高 高 |
高 低 中 低 高 |
低熟作物 高熟作物 化學塑性 - 低熟作物 |
9% 7%
|
碎 高
梁 燕 麥 粉 燕 麥 殼 燕 麥 篩 餘 抽 油 花 生 粕 |
- 30 8 8∼12 40 |
10 13 5.5 3.5 50 |
2 3.5 5 1 5 |
7 12 36.5 34 7 |
低 中 很低 很低 高 |
高 中 高 高 低 |
低熟作物 高熟作物 天然生成 天然生成 水洗副產 |
20%
|
米
糠 清 糠 榨 油 豆 粕 抽 油 豆 粕 小 麥 粉 頭 |
21 45∼58 40 40 15 |
14 11 42 45 16 |
0.6 10 3.5 0.5 3.5 |
15.5 4 6 5 6.5 |
低 中 高 高 中 |
高 高 低 低 低 |
化學塑性 化學塑性 水洗副產 水洗副產 水洗副產 |
10% 5%
|
低纖春麥粉頭 冬 麥 粉 頭 高 纖 粉 頭 麥 粉 麩 皮 乳 清 粉 |
28 15 20 31 11∼15 36 |
16 15 15 14 14 12 |
3.5 3.5 3.5 2 3.5 5 |
3 8 8 1 11 0 |
中 中 高 中 低 低 |
低 低 低 低 低 高 |
水洗副產 水洗副產 水洗副產 水洗副產 水洗副產 化學塑性 |
15%
|
飼料配方隨著原料價格的變動而更改。而在考慮原料價格及營養成份的同時,也必須考慮到該配方的打粒效率及成粒品質,而對原料用量加以設限。然而在限定原料用量時,因此所節省的原料成本,應該要足以抵過產率及品質降低所增加的成本。
為了得到良好的粒料品質與生產效率,不同配方所要加入的水份與熱量也不同。一般的配方可分為以下六大類:
1.熱敏感飼料。此類配方含有高量的奶粉,乳清或糖。這些原料約在140℉(60℃)左右開始焦化。焦化現象的發生通常在鑄模的表面,因之導致打粒機阻塞。為了避免堵車,蒸汽加入不可太多,鑄模要薄,以減少磨擦力,必要時加點油脂,以避免打粒機阻塞。
2.含尿素飼料。此一型配方打粒時所能加入的蒸汽極少。溫度一提高,尿素變得很容易溶解。而蒸汽所提供的正是會使尿素溶解的熱與水份。而因為溶解的尿素正像液體,所以含有尿素的飼料就比不含尿素的飼料容易變濕。此型飼料打粒時,粒料的溫度不該超過140℉(60℃)。為保持溫度不使過高,可以使用薄的鑄模以減少磨擦,或於配方中加入油脂,以助潤漏而減少磨擦阻力。太多的蒸汽會造成阻塞,以及嚴重的飼料懸空的問題。
3.含糖蜜飼料。這一類型的飼料,其所能添加的蒸汽量是直接與配方中所含的糖蜜量成反比。因為糖蜜所含的水份約在26%,糖蜜一多,所能加入的蒸汽就少,以免飼料過濕。因為過濕的飼料會導致滾壓輪打滑,而使打粒機阻塞。將蒸汽加入糖蜜管路,可使糖蜜溫度上升到200℉ (93℃)。在此狀況下,可得到較高的飼料溫度,而不會使飼料水份超過最高限量。
4.高量自然蛋白質飼料。此型飼料包含補充料,濃縮料及某些小牛或乳牛飼料。為使蛋白質塑性化,熱比水份更為重要。這些飼料打粒時所需蒸汽比熱敏感型飼料以及含尿素型飼料多,但是比高澱粉配方所需蒸汽低。
5.高穀物含量飼料。供給家禽、肉雞、豬、及火雞等的完全飼料即屬於此一類型。為使穀物中的澱粉糊化,高溫與高水份是必需的。糊化的澱粉其作用像是黏劑,會使粒料緊密結合。為使澱粉糊化,飼料的水份應達17%及18%,而溫度最少應為180℉(82℃)。阻塞前所能加入的蒸汽量,不同的打粒機,多少會有所變化。飼料愈熱,其糊化程度愈大。
6.乳牛配合飼料。此型飼料,其蛋白質含量大約在12∼16%,其特色之一是使用有許多蓬鬆的粗料,穀物含量也低。這些原料吸收水份的能力較差。因此不能添加太多蒸汽,以控制溫度在140℉(60℃)以下,水份在12∼13%間。若超過這些水準,粒料離開模孔後會膨脹,裂開。
當然上述的溫度與水份標準係僅供參考用。
隨著打粒機的型式,以及不同的鑄模及滾壓輪,及外在的條件,皆能影響到加入飼料的蒸汽量。因此對不同類型的飼料,所能加入的最佳溫度及水份應由經驗決定之。
圖30是適當的調質對生產效率,鑄模壽命,耗用能源與粒料品質都會有好影響的一些例證。以調質對鑄模壽命為例。粉狀飼料溫度與粒料溫度的差,正是飼料擠過鑄模時所增加的磨擦熱。圖中顯示其磨擦熱分別是40℉(22℃)及5℉(3℃)。調質直接影響到磨擦,而磨擦熱直接影響到鑄模的磨損。
粉碎的細度。各種原料粉碎的細度,對粒料品質有很大的影響。配方中所用不同的飼料原料。通常是不同大小粒子的混合物。例如黃豆粉及粉頭等原料,皆可以從供應商所供應的原料狀態直接打粒。然而一般穀物皆需粉碎成較細的顆粒才能打粒。
一般說來,配方中所含的原料若有不同的粒度,較所有原料皆為同樣粒度,更有利於粒料品質與生產效率。理由是在打粒時,粒度較小的細粉,可以填塞在大顆粒之間。顆粒間的空氣被擠出,則有利於顆粒接觸的面積及飼料的打粒特性。
原料的粒度應與粒料的大小相匹配。當原料的粒度在粒料中顯得較大時,粒料便會由此處裂開。此外較大的顆粒會在打粒機的鑄模面產作磨擦作用,因此增加鑄模磨擦,降低打粒效率。
打粒室。許多因素影響到打粒室中之打粒行為。打粒室是整個製粒過程之心臟。在這裡,打粒之實際是在鑄模與滾壓輪間的楔形地帶發生。一特殊的滾壓輪組與鑄模間的相對關係近距圖。滾壓輪組的驅動力是由與鑄模及滾壓輪間的薄層飼料所產生之摩擦力而來。作功區可以定義為滾壓輪開始接觸到飼料於其本來的密度,再加以壓縮,而後迫入模孔,所經過的區域。而壓縮區域則是將飼料壓成粒狀飼料密度時的區域。而擠出區域則是當飼料壓成粒狀飼料的密度後,開始流經鑄模孔的區域。
為了徹底瞭解打粒機如何工作,必須對打粒室中各個施力之相互作用。特別是要瞭解鑄模與滾壓輪間楔形區域薄層飼料的受力情形。在該點有三個主要的力:
(1)滾壓輪力。即滾壓輪作用到飼料的力。且其施力於飼料關聯到與鑄模之接觸點。此力是壓縮飼料且將飼料擠出模孔。
(2)徑向力。鑄模對抗飼料流經模孔的阻力。
(3)切線力。沿鑄模面的力,可防止滾壓輪前頭的飼料沿鑄模面濺迸。此力與滾壓輪所受的壓力及飼料本身的摩擦力有關。
進料量倍增時,滾壓輪力量之變化情形。滾壓輪前面的飼料厚度增加一倍。此即意味著從滾壓輪產生的力量大部份用於飼料推往前,因之減少了將飼料推出模孔的力量。
滾壓輪的力量若傾向於將飼料沿模面推擠,會導致打粒室內之阻塞情形發生。積在滾壓輪前密集的飼料,到某一程度時,會使得滾壓輪抓不住它,因此無法擠入模孔,而開始將飼料沿模面推向前。結果導致堵塞,而使得整個打粒室推滿飼料。
有了這些概念,我們就能理解到當一大推飼料突然湧入打粒室時,會有什麼情況發生。首先在滾壓輪前頭是很薄層的飼料,很輕易地被抓入前推出模孔。突然一推飼料勇入滾壓輪前面,滾壓輪抓不住,而開始打滑。導致操作不穩,主機電流表搖擺不定。因此要儘一切可能在操作打粒機時,防止不規則的進料情形。
鑄模及壓輪的磨耗。無論是在生產上,或者是打粒機零件的使用壽命上,最重要的是適當的飼料散佈。重點是在打粒時,飼料應平均分佈在每一個滾壓輪上,同時每一個滾壓輪之前的飼料也應散佈均勻。不均勻的飼料散佈使得滾壓輪的磨損不均。
對分料器的調整與保養是如何的重要。粒室的飼料分料器其設定都有一定的角度,以使得飼料能平均散佈。實際上,每一個分料器的設定,不可能適應多樣的變化。每一種原料因其假比重及纖維含量之不同,橫過鑄模的流動性皆不相同。有些原料趨向於較快流到鑄模的後面,這些原料通常具有較大的例比重,譬如玉米粉。有些高纖維含量的原料,如苜蓿等,流動的速度較慢,因之必須加以外力使流到正確的位置。打粒室近照,顯示在每一個滾壓輪之前皆有一分料器。每一分料器皆可轉動,使較靠近或離開。
飼料營養雜誌(96~103)-許福來譯.八九年十期
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