飼料混合機與混合均勻度
本節敘述重點，不在理論，而在引用一些實例，說明目前台灣地區引起飼料不均勻的原因，要加以檢討，希望能供同好參考。
飼料混合機，五花八門，不但種類多，型式也不少，依原料性狀或成品用途不同，有粉狀飼料混合機、液體飼料混合機、預拌料混合機、糖蜜機、油脂機、液態添加物噴入裝置等；依外表型態不同，又有直立型、橫臥型、橄欖型、"V"字型等；依攪拌器形狀不同，又有螺旋混合機(screw mixer)、螺旋帶狀混合機(spiral ribbon mixer)、划槳型混合機(shaft paddle-type mixer)等；依進料方式不同，又有倒入式、注入式、噴霧式、滴入式及灌入式等。由以上不同的形狀及特性，又可匹配成各種不同的型別，本文因篇幅有限，僅介紹粉狀配合飼料加工用之混合機，因此文中所稱之飼料廠，僅指配合飼料廠，而所稱之混合機，除特別註明外，亦僅指粉狀飼料混合機而言。
混合機為飼料廠最基本和最重要之機械之一，混合機之性能及操作方法與飼料均勻度的關係最為密切。
配製飼料時，要有優良的原料，理想的配方，性能懮越的混合機，適當的週邊設備和正確的操作方法等，才能獲得優良的產品。
十餘年前，有很多生產商業性飼料的飼料廠老闆自認並未偷工減料，但其產品為何常被主管機關查驗為不合格而遭受處罰。當時，台灣省政府農林廳畜牧科飼料股的同仁們，在台灣區雜糧基金會撥款支持下，利用二年的時間，走遍台灣區各角落，重複為飼料廠測試飼料混合機性能，為每一台混合機尋找最適當的混合時間，並順便輔導改善週邊設備、操作方法及品管技術等，飼料廠在接受輔導後，成品合格率顯著提高，罰單少來，農民也受益，大家皆大歡喜。
當時，農林廳係就飼料廠現有的設備，在正常操作程序下測試其混合機的混合均勻度，尋找變異係數(coefficient of variation)最低的混合時間，讓飼料廠參採，同時也鼓勵飼料廠參考本方法自行測定同一混合機混合不同種類飼料所需的適當混合時間；因為，原料的種類、性狀及顆粒大小的不同，在相同混合時間下，其變異係數可能有相當的差別。
民國六十五年，經濟部工業局所公布的「飼料工廠設廠標準」第四條第一項第五款中，對「混合設備」規定如下：「飼料混合應均勻，混合時間在三十分鐘以內，其均勻度之變異係數應在百分之十五以下。」此項規定，過於鬆寬，可勉強適用於直立式單螺旋混合機，但很遺憾的，時至民國七十三年，尚有飼料新廠引用此規定，作為「橫臥式複螺旋帶狀全開排料式混合機」的完工驗收標準。試想，一台製售商品飼料的混合機，其混合均勻度之變異係數高達百分之十五時，在配方中，好原料的多放和劣料的少放，已足以增加成本而削減該成品的市場競銷能力。
台灣地區飼料混合機的演變過程，概略如下：
1. 直立式單螺旋混合機。
2. 直立式雙螺旋混合機。
3. 橫臥式單螺旋帶狀單孔排料混合機。
4. 橫臥式複螺旋帶狀多孔排料混合機。
5. 橫臥式複螺旋帶狀全開排料混合機。
各類型混合機，皆有其優劣點，製售商品飼料者宜採第5項「橫臥式複螺旋帶狀全開排料混合機」，其均勻度之變異係數要求在百分之五以內，愈低愈好，混合時間(不含進料及排料時間)依每桶(batch)容重而有不同的要求，每批(桶)四公噸飼料的混合機，混合時間宜在四分鐘左右，惟宜實際測試釐定之。
十幾年前，絕大部分的飼料廠採用直立式單螺旋混合機；目前，大部分已被淘汰，倒是中、小型養豬或養雞場還普遍採用此種混合機自配飼料；有部分養豬(雞)場採用雙螺旋機種；一般而言，雙螺旋應比單螺旋好(當然，橫臥式又比直立式好)，雙螺旋中兩個螺旋的轉速應該不一致，才能發揮性能而獲得更好的混合效果，可惜，在台灣難得一見，絕大部分雙螺旋混合機中的兩個螺旋轉速皆相同。台灣的鐵工廠僅模仿了「名機」的外表，尤其，初期所仿製的橫臥式螺旋帶狀混合機，更是僅具外形，機內螺旋帶的形狀、走向等皆甚為「怪異」，混合性能極低劣，這類機械，除非吊機重改，否則即應宣佈退役。
目前引起飼料混合不均勻較為常見的實例如下：
〔例一〕
狀況：採用直立式螺旋混合機混合飼料，常發現量少的原料不易均勻的分佈在飼料中，應如何改善？
建議：
1. 微量添加物(劑)之混合，應有預混設備，經預混稀釋後，再隨著其他原料分多次慢慢進料；事實上，所有占配方比率較小的原料，皆宜遵守此項進料原則。
2. 混合時間適當延長，如採用直立式單螺旋混合機，應不少於二十五分鐘，最好按不同的飼料種類和不同的混合時間，分別測定其均勻度之變異係數，尋找出適當的混合時間，然後按照所訂定的時間加工飼料，混合機攪拌器的轉速如有變更或形狀如有修改，則需重新測定混合性能，重新釐訂最適當的混合時間。
3. 有部分直立式螺旋混合機，桶壁傾斜小於六十度，有礙飼料的流動，造成混合不均勻，應修改混合桶。
〔例二〕
狀況：直立式雙螺旋混合機，混合性能應比直立式單螺旋混合機強，但事實不然，原因何在？應如何改善？
建議：
1. 影響混合性能的因素很多，各廠各機未必相同，應現場診斷始能認定，如有例一的情況，建議參照例一的處理方式行之。
2. 國內仿製的直立式雙螺旋混合機，兩個螺旋轉速相同者，請嘗試更換其三角皮帶輪或齒輪，使直徑一大一小，在轉速不同下，往往可顯著提高混合性能。
3. 螺旋上端出料口，加裝有缺口之環狀檔板，可引導飼料散開，落點分佈均勻，有助於飼料的混合，此種環狀檔板同樣可用在直立式單螺旋混合機，效果更顯著。
〔例三〕
狀況：橫臥式螺旋帶狀中央單孔排料混合機，混合性能極差，應如何改善？
建議：
1. 此類混合機，為便於排料，其外圈螺旋帶從中央分成兩段，各段的走向完全相反，使排料時，混合機桶底的飼料能集中到中央開口處排出。有的在設計上為顧及排料的方便，反而忽略混合性能上的需要，致內外圈螺旋帶以中央點為界，分成左右兩組，兩段的中央交接處，無任何交叉兩組，左右兩邊的飼料在混合時，很難，甚至毫無交會對流混合的機會。改善方法，建議將內外圈螺旋帶的中央一端各延長十至二十公分(盡量延長)，使交叉區域擴大；修改後，應細心觀察飼料在混合時之流動情形，並測定其實際性能。
2. 修改後，一般可獲得一些改善，但未必理想；因此，吊機換新帶且改為一端單孔排料，可能較為可行，當然，最積極的建議是吊機換新帶且改為全開排料式，但工程龐大。
〔例四〕
狀況：
1. 所有的原料，均在粉碎機(hammer mill)之前的A處過秤投入，經螺旋輸送機(screw conveyor，簡寫為SC)進斗升機(buchet elevator，BE)入貯料桶，被粉碎機(hammermill)粉碎後，由氣送機(pneumatic Conveyor，NC)放在混合機(mixer，M)上方之預備桶(hopper)中；如此，連無需粉碎的原料，也非經過粉碎機不可。
2. 混合機(M)上方有人孔(man hole，MH)但無預拌料(premix)投入口，預拌料仍由A投入，經過漫長過程才到達混合機中。
3. 由於上述兩種狀況，該廠的飼料成品品質不穩定，尤其經常發生藥物交叉污染(cross contamination)，頗為困擾，應如何改善？
建議：
1. 預拌料改由人孔(MH)投入，投入次序，應先將預備桶中的原料放入混合機(M)後，再加入"2"預拌料。
2. 另外，如將原有的氣送機(NC)改為斗升機，這一組升斗機除負責粉碎後的輸送工作外，還輸送不需粉碎的原料，也就是說，免粉碎的原料可改自"B"投入，但藥物添加物仍自"2"人孔投入。
3. 防範藥物交叉污染應注意事項頗多，在此不便一一列舉，惟換料清機清倉仍為最基本的動作，無論如何不可忽略。
4. 混合機上緣同高處加一平台，放置各種備用之預拌料。
〔例五〕
狀況：
1. 混合機(M)下方有接料桶(surge hopper簡寫為SH)，接料桶的容積小於混合桶。
2. 混合機排料開關(drop bottom簡寫為DB)打開排料後，接料桶容積小，無法容納所有的飼料，致部分飼料堵住排料口，影響排料開關(DB)的再關閉，拖延每桶(batch)飼料之加工時間，如勉強趕工，則難免發生殘留混淆。
建議：
1. 如果混合機上下空間足夠，則建議設法將接料桶(SB)加大或加深。
2. 接料桶底原有鏈條拖送機(chain drag conveyor簡寫為CDC)的寬度加大，也是一種值得考慮的途徑；因為，要提升混合機高度或增加接料桶的深度，一般都相當困難。
〔例六〕
狀況：
1. 混合機(M)上方有秤稱貯料兼用桶(scale hopper)，該桶長度大於混合機，桶中的飼料，靠桶底鏈條拖送機(CDC)帶動，由兩個開口刮進混合機中，問題在兼用桶的一端，由於鏈條拖送機(CDC)的走向，使一部分的飼料，無法被刮入混合機，而堆積著污染次桶(next batch)飼料，造成藥物等的交叉污染。
2. 兼用桶上至原料桶，下至混合機間的距離太小，也就是說，無法增加高度以加大其容量，此外，也受桶壁最小斜度(minimum slope)的限制，不宜增加桶寬而造成排料困難，在此情況下，應如何改善？
建議：
本案較為棘手，在未再詳勘現場精密計算前，僅能作如下的建議以供參考。
適度增加兼用桶底鏈條拖送機(CDC)的寬度，以增加兼用桶容積，又設法截短兼用桶，使與混合機長度相同，兼用桶排料口儘量往邊端移，以消除其死角。
〔例七〕
狀況：
1. 配合飼料中之糖蜜或油脂無法均勻的攪拌在飼料中。
2. 經檢查，該廠並無糖蜜機或油脂機，其糖蜜(或油脂，以下同)係經水平管道直接噴入(或滴入或流入)混合機。
3. 問題在，糖蜜馬達停止後，水平管道中殘留的糖蜜仍在流滴，使混合好的飼料中還可以看到一些濕濕不散的飼料粒，應如何改善？
建議：
1. 糖蜜管緊接混合機的一端，改成拱形變曲。
2. 此外，亦可在糖蜜管緊接混合機的一端加裝壓力閥，這個壓力閥，有調節螺絲，可調節，使它在馬達停止後，管內壓力不繼續上升時，即自動閉鎖，使糖蜜或油脂不能通過；此法在馬達位置高於混合機時，更可發揮其功能。
3. 當然，要糖蜜或油脂類能更均勻的混合在飼料中，最好要裝置性能優良的糖蜜機(或油脂機)，另外，如不計較成本，使用糖蜜粉或牛油粉，更能均勻。
〔例八〕
狀況：橫臥式混合機排料不完全，造成換料時混雜，應如何改善？
建議：這種情形，經調查，是國內自製混合機最常見的現象，主要的原因有1. 混合機底部之圓幅不正確，2. 螺旋帶直徑不一致，3. 螺旋帶與混合機底部間隙太大；以上三種原因的任何一種，都有可能使混合機中的飼料殘留而造成飼料種類間的相互污染，混合機有此缺點，亦容易導致品質不穩定，應停工拆機大修才能解決問題，在整修前，建議在使用混合機時，先進大料墊底，排料時，頭兩三包回流重新混合。切記，萬勿先放藥物等添加物或量少的原料，否則，即將墊底無法翻身，又排料包裝時再不注意回流重配，該等藥物有可能集中在頭兩三袋飼料中而造成飼料中毒。
〔例九〕
狀況：
橫臥式螺旋帶狀混合機混合時間長達十分鐘以上才能均勻，原因何在？應如何改善？
建議：
其原因可能不只一則，應個別診斷研判，以下為目前較常見的現象，可參採改進：
1. 螺旋帶狀攪拌器的角度太小，運轉時，撥動力極差，甚至於不像在推動飼料而像刀在切飼料，在此種情形下，很難達到混合的目的。
2. 螺旋帶狀攪拌器寬度太小，攪拌功能低。
3. 攪拌器被糖蜜或油脂淋「濕」，沾滿飼料未清理而呈圓柱狀，圓柱狀的攪拌器幾乎已喪失攪拌粉狀飼料的能力。
4. 螺旋帶狀攪拌器轉動速度(rpm)太慢。
5. 部分混合機之內外圍攪拌帶各僅一條(各兩條為宜)，混合速度緩慢。
〔例十〕筆者所推薦的混合機型式及其週邊設備之配置，說明如次：
飼料混合機及其週邊設備，何種型式及如何配置最為適當，甚難定論，在決策前，必須考量所要求的產能、廠房高度及面積、地下水位、今後的擴展計畫、管理方式及經費預算等等。
混合機(mixer)係採橫臥式複螺旋帶狀全開排料機種，容量二公噸(或四公噸、六公噸均可，惟其週邊設備必須相對的加大)。接料桶(SB)應大於或等於二公噸，接料桶底部鏈條拖送機(CDC)或螺旋輸送機(SC)及通往打粒前貯存桶或包裝桶之斗升機(BE)輸送粉狀配合飼料的能力，應不低於每四分鐘二公噸(每小時二十公噸)，在混合機上方，最好有兩個秤稱貯料兩用桶(scale hopper，SH)，一大一小，大的容量等於或大於二公噸，配置二公噸秤，專門用來過秤配方中使用比率較大的原料，如玉米、高粱、大豆粕等；小的容量五百公斤，採用五百公斤秤，專門用來過秤配方中使用比率較小的原料，如魚粉等，至於使用量更少的飼料添加物，則另外使用更小的秤，秤好裝代，並在袋上加明顯標識分門別類推放在側，加工時直接由混合機上方的添加物投入口投入。作業時應注意，大料用大秤，小料用小秤，不論用大秤或小秤秤料，也希望避免先秤其中的小料，以防小料墊底。進(下)料順序，則建議先下大料，再下小料和添加物，添加物投完後開始計時，候最佳均勻度所需時間一到，就打開排料開關(DB)。
飼料中添加油脂(如牛油、豬油、魚油或黃豆油等)、糖蜜、液態或膠狀添加物，為能充分混合均勻，最理想的方法(但未必是最經濟可行的方法)是先採用適當的原料加以吸附均勻稀釋後，再當成一種原料過秤進料，此法可顯著提高飼料均勻度及改善飼料外觀；但一般飼料廠為節省人工、提高單位時間產量降低成本等，絕大部分無法採此預拌作業；情況稍好的，安裝有油脂(糖蜜)機，稍差的，則直接噴入(滴入或流入)混合機中。油脂或糖蜜等添加技術，涉及甚廣，暫不介紹其機種及型錄，僅就目前業者尚有困擾處加以說明，作為改進的參考。
飼料廠已配置性能優越糖蜜(或油脂)機者，除應注意流量計是否正確外，均勻度應無問題，其飼料成品，應只見微潤，而不見濕潤不散的飼料小粒。
飼料廠如未設置糖蜜(或油脂)機，而將糖蜜等直接由飼料混合機中噴入，則很難與飼料充分混合，情況差者，在成品中常見濕潤之飼料小粒，外觀差，不宜久存，宜隨做隨送隨用，必須把握在新鮮時段中使用完畢。
糖蜜或油脂在飼料混合機中直接噴入(或稱滴入或流入更符事實)，不是糖蜜或油脂混合不均勻的單純問題，歷來感覺最困擾的是，同時引起飼料添加物等微量原料的分散不均勻，其常見的錯誤，是在各種原料加入後，就立刻打開糖蜜(或油脂)開關，而噴入糖蜜(或油脂)，使尚未混合完全的飼料與濃稠的糖蜜(或油脂)結合，如此更難達到均勻的目的。為此，建議在大料小料及微量添加物順次進料後，至少要混合得相當均勻後，再噴入糖蜜(或油脂等)，噴入過程不宜太短，噴入停止後再混合均勻，糖蜜(或油脂等)噴入或滴入時，易沾污攪拌帶，應注意清理及嘗試變更噴嘴位置。
下料順序，1號桶為大秤，秤大原料，2號桶為小秤，秤小原料，3為添加物投入口，4為糖蜜或油脂或液態添加物噴入裝置。筆者建議，1加2加3後開始計時，待混合相當均勻後加4，混合時間依混合機性能及飼料種類不同有所差異，性能優良的二公噸橫臥式複螺旋帶狀全開排料式混合機，混合一般飼料(人工乳友鰻魚料除外)，約需一分三十秒至二分三十秒，時間到，再加糖蜜等，加入過程不宜太匆促，以不低於六十秒為宜，加完後又開始計時，再混合的時間亦依混合機性能及飼料種類不同而有差別，如條件同前，最少需經三分鐘後排料。其最適當的時間，應自行一一測試，往往因原料種類或使用比率的變更，或糖蜜等粘稠度或溫度的不同而有顯著差異，每套機械混合不同配方的飼料，均需重新測試，此亦屬配製飼料最起碼的準備工作之一，也是製程品管的重要祕訣之一。(本文業經作者同意授權刊出)
飼料營養雜誌(p.42∼56)─彭玄桂、九四年第三期