快速优质的混合－简介「双轴桨叶式」混合机

本文所描述的双轴浆叶式(TSP)混合机，系受赠装在堪萨斯大学(KSU)谷物产业科学系的饲料加工中心作为研究用的福伯格F－500型(Forberg Model F－500)混合机，自从按装後，该校的师生对该混合机作了800多次以上的试验。

饲料混合机有各种不同的大小，形状，设计及结构。从”一片光滑的地板与一把大铲”到横型浆叶式及虹带式混合机到鼓筒式混合机到竖型螺旋叶混合机到极其复的批次混合机。每一家混合机的制造商皆声称其所提供的混合机在混合饲料上极佳的表现，除了卖铲子的不这麽讲，但事实上并非全然如此。

最近在堪萨斯大学(KSU)的饲料制造试验工厂所测试的混合机是双轴浆叶式(T-SP)混合机。TSP混合机的设计特点在於其内部混合时产生一”液体化的床”，使得饲料可以迅速混合均匀。TSP混合机最恰当的混合时间，必须由实验取得。然而在各种不同条件下作更进一步的测试，才更能保证其性能。皮透(Bitel)和里耳滋(Lierz)两位在1990年描述安装在堪萨斯州立大学(KUS)的TSP混合机如下：

	混合室的额定容量为500公升。
	混合机内部有二根水平轴，每一根轴上各有四排22.86公分乘以20.96公分的浆板，以45度角环绕水平轴。
	这四排系叶是以11.43公分长的钢棒焊於轴上。
	每一单轴的外径，即相对浆叶尖端的距离为73.66公分长。
	这双轴一根顺时钟方向旋转，另一根逆时钟方向旋转，其转速皆为每分钟37.14转，浆叶的顶端速度是每秒145公分。其旋转横式看来就像是齿轮一般。
	浆叶边缘与混合机内壁的间隙为0.635公分，而与混合机顶的间隙是30.48公分。
	在液体添加方面，於混合机顶偏离中心30.48公分处有三只喷嘴，使得液体可以均匀喷 在饲料上。
	在喷嘴下方有一高速搅拌器，其回转的速度是每分钟转1311.47转，(顶端速度是每秒钟1128公分)此一搅拌器可以将饲料抛在空中，以便喷 油脂。
	混合机底部有活动门，其下则是缓衡筒。缓冲筒配合现场制造，并不附属混合机。混合机排料时间少於5秒。

里耳滋(1989以钠离子测试法，将500公升的混合机内分别放入猪饲料及粉碎玉米和盐的混合物作实验。结果列於表1。由表1显示，对於流动性良好的乾性物质，最佳的混合时间是在60秒内。然而，这些处理是在混合机启动时开始计时，而在预定时间到达时停止，每一次增长的混合时间都是从混合机启动开始计算，即每一批次皆包含测试开始的阶段。而在观察TSP混合机的混合行为时，可以发现到短暂的迟滞现象，直到”流体化”的混合行为达时。因此才又设计另一种实验方式，即在一批次的生末粉与盐的混合作业中，於预定时段停机取样，分析结果如表2。

表一 TSP混合机在其额定负载(340公斤)下之最佳混合时间

*使用福伯格F－500型

**每一次混合试验，从混合机取样10加以分析

***猪饲料在15秒及120秒无试验

表二 TSP混合机的混合品质(变异系数及标准偏差)

*使用福伯格F－500型在额定容量340公斤充填量下，

将盐加入玉米粉後，傍在15，20，25，及30秒取样。

**使用Quantab R氯离子试验。

混合机测试

标准偏差(SD)及变异系数(CU)两项数值，可用来衡量混合是否完全，并作为混合能力及混合机有否发挥正常功能的指标，这些数值可以帮助我们测出标的物的分布情形，并将诸多数据以单一数值表示。为了解释分析的结果，必须知道分析法本身的变数。例如，我们知道试纸分析法(Quantab method)的变异系数在10％左右，因此假如以试纸分析法分析混合的结果，其变异系数是10％或少些，则我们可以认定混合良好，同样情况亦适合其他分析法。

魏尔克斯(Wilcox)及包定(Balding)二位於1976年所述，变异系数是在衡量发生在每一组相类似数据的变化情形，诸如微量滴定的读数，或有颜色记号颗粒的个数，当数据愈平均时，其CU值愈小，通常CU值大於10％时，表示均匀度有待改善。标准偏差(SD)则是测量某一点偏差的变化，也就是一群数据的算术平均数与各数差之平方和之平均值的平方根混合的最大与最小量。

里耳滋(Lierz)与皮透(Bitel)於1990测试TSP混合机在轻与超载情况下之效果，轻载是136公斤，约等於其设计容量的百分之四十，重载是454公斤，约等於其设计容量的百分之一百三十三。超载是680公斤，即为其额定容量之二倍。(表3)

表三 TSP混合机不同充填量不同搅拌时间之混合效果

*以福伯格F－500混合机测试。

**玉米粉(99.5％)及盐(0.5％)。

***使用Quantab R氯离子试验。

而TSP混合机在轻载与超载的情况下，其性能表现亦相当不错，即使在额定的两倍容量之下，60秒的搅拌时间内，其均匀度即能达到可接受的地步。

麦克希尼(McEllhiney)於1990年作了另一项试验，即TSP混合机在搅拌易碎成品後，其成品破碎程度与粉末产生的情形。实验的内容是将挤出成型的动物园用易碎的动物饲料，在TSP混合机内喷涂油脂。油脂的含量是1％及3％，混合时间是30秒及一分钟。在二两不喷涂量之下，30秒的混合时间即显得很均匀。喷完油质後的成品随即落入其下之缓冲筒，然後以螺运机输送到斗升机，升刑到约12公尺高处再落到包装筒作进一步包装用。包装时，该成品以1.27公分网孔的筛网过筛，在每一次试验，其含粉率皆不超过1％。由测试显示，TSP混合机效果良好，同时不会伤到易碎的物料，如谷片，粒料及挤压成品。增加饲料产量。

TSP混合机的优点是快速，混合彻底，分布均匀混合机本身及其下之缓冲筒所需空间比起标准的横型混合机少很多。(以产量基础，约为10％。而每单位产量的耗量亦较省。混合机的驱动马达是7.5％马力而搅拌器的驱动马达是3.24马力。里耳滋於1990年算过TSP混合机混合每吨饲料的耗电量，比另一部同位在实验室旁边双螺旋板带模型混合机少64％。

TSP混合机较明显的缺点是在生产流程中，所用时间的匹配上，特别是使用批式磅秤的饲料制造业，在大多以动物配方中需使用许多不同的原料。假如某一种饲料，其混合时间是25秒，则包括进料与卸料时间，即混合循环大约是40秒。在那种情况下，秤完一次所有乾原料的时间应小於35秒。若效率因率为80％，则TSP混合机之能力约为每小时27公吨。因此，其能力超过传统容量为3T，混合循环为6小钟效率为80％的混合机。

解决此一问题的可能答案是使用多部的配料秤，每种原料一部磅秤，或每一种主原料或大宗原料一部磅秤(谷物，蛋白质粉类，二磷，钙，盐)以及少量原料的快速秤量(维他命，微量矿物质及药品)。此种快速且精确的秤量技术已可应用，只是尚未广泛使用。

在混合的过程中加入”黏的”液体，像是植物油，液状油脂或糖蜜等，可以帮助粉末附着在较大的颗粒上，此点可以减少饲料分离，以得到较佳的质。可是黏液也会涂布在混合机内一些重要的部位，使该处积蓄饲料，降低混合机的性能。若注意到混合的方法与设备的维修及良好的设计，则能大为减低”黏液”所带来的困扰。

避免混合物的分离

例如硒在许为饲料中的推荐量是百万分之(0.4，0.4ppm即每吨饲料中含0.4公克的硒)此一剂量的4倍，即10ppm即可使一些动物中毒。因此极微量的细末硒的分布必须非常精确。为了达这个目的，通常硒是在混合之前即加入於微量矿物质或维他命的预拌剂中即使如此，在预拌剂中微量原料的混合物仍需有良的品质，而预拌剂本身在混合机内的饲料原料混合後，亦需分布完全。

巨流式的新型筒仓设计，可以使物流有先进先出的功能，但是因这价较高而较少人用。同时，此型筒仓如何去影响粒子分离的报导亦几近没有。

黏的液体如何作功

美国的堪萨斯大学在许多次的试验中，皆定黏性液体对混合效果的正面影响。但是，添加液体时，不管是糖蜜，植物油式液化兽脂，皆不可以使混合机内因此积聚饲料，特别是浆叶等部品，假如有积聚饲料的情形发生，则混合机的混合功能不能正常发挥，即搅拌部品移动，但是没有混合现象发生。

黏滞问题之解答

因此，经过一段时间，混合机就没有合作用，每一次碰到这种情况，就必须派二个人用上将近2小时的时间去清除糖蜜及附着物。清毕再用上数小时後，又须再停机清除。因为该公司以石灰粉作为预拌剂的赋形剂，螺旋板带的摩损与撕裂也就特别严重。该部混合机目前也已经更新。而该挪威人公司也得到一个教训，即添加黏的液体於混合机内，不应该破坏该机械的功能。

相反地，丹麦的一家预拌剂制造商使用双轴浆叶(TSP)混合机或福伯格混合机去添加类似的糖蜜浓缩物。TSP混合机为了防范浆叶积附太多物质，也是每周清理一次。然而，TSP混合机的混合作用是发生在混合机的中间地带，而不是像螺旋板带式混合机发生的旁边。结果，即使浆叶上附着许多糖蜜，混合的机能仍在。

喷入黏的液体原料在TSP混合机内，的最佳方法以避免太多物料积附在混合机的部件上。

经由流动歪曲棒(FDB)所反弹的饲料流可以作为浆叶系统免遭液体直接喷 的遮覆。糖蜜或其他黏的液体原料在接触到浆叶系统前，会先碰到饲料，预拌剂或饲料的粉粒子包覆糖蜜，因此在混合机底部或内壁形成黏块的机会为之减少。

以糖蜜为例，糖蜜是普遍用於饲料的黏稠性原料之一，其添加方式通常为自动喷 。为使喷 更有效率，有两种方式：第一是将糖蜜加热以增进其流动性，易於自动化，但不能加热到使之焦化。其之是加入约10％的水，以稀释之。而不管以那一种方法，喷咀喷出糖蜜时都应使之成为扁平扇形的喷雾。自动喷 的功能愈健全，则糖蜜渗入饲料的程度愈佳，而添附在机件上的情况愈少。

然而，为达到最佳的喷 效果，必须使TSP混合机超载使用，亦即将填充於混合机内的饲料量超过其额定容量。其超过量应为40％，例如2000公升的福伯格(Forberg)混合机，其额定容量是1.2吨的典型粉状饲料。在添加黏稠性的液体，其内部的饲料应超量到1.7吨。超量装填即超载使用，混合机搅拌的时间也该延长。而因为添加液体，原来也必须增加搅拌时间。假如添加液体的目的只是在於使大小粒子相结合，那麽只要添加2％即已足够。混合循环约需90秒，此一时间包括装填饲料，搅拌，喷 液体，及排卸饲料。

理论上此一型混合机的能力是每小时67吨，但是在生产线上，要完全发挥此一能力，必须将配料系统分散使得原料并不都秤入一个大磅，而是至少使用3到4个以上配料秤。此举也可使得配料更为准确，因为如此一来，才可能使得用量多的原料以大秤，用量少的原料也用小秤来秤。混合机内的流动歪曲棒拨散原料，使成一反弹的原料流，此举也使得混合料中的小粒子与液体等，更彻底分散。

有些相对较大粒子的石灰粉(大於850微米)，在搅拌时的内部摩擦较厉害，此类原料在添加液体时，可以直接喷入混合机中心，而不使用流动歪曲棒来拨散料。然而内部摩较厉害的原料，搅拌时所需的动力较高，而加入黏稠性的液体後，更大大地增加其所需的动力。

不管混合机内搅拌的是什麽原料，添加液体时要注意不要喷到混合机的内壁，特别是两边的端板，只是不违这原则，添加液体的喷多一两个亦无妨。

液体添加的限量

目前有许多TSP混合机应用於打粒机上头，将粉状饲料添加7％的糖蜜，然後直接排料入打粒机。另外也有一些混合机，添加2～3％的糖蜜入饲料，其作用仅是将大小粒子互相结合一起，使成品较少分离作用。不管那一种情况，黏稠性液体的添加，对整体混合系统的效率以及最终的饲料品质都扮演很重要的角色。

译自”国际饲料”1991四月号

饲料营养杂志(13~20)

92年．第五期─许乐译

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