饲料混合机与混合均匀度
本节叙述重点，不在理论，而在引用一些实例，说明目前台湾地区引起饲料不均匀的原因，要加以检讨，希望能供同好参考。
饲料混合机，五花八门，不但种类多，型式也不少，依原料性状或成品用途不同，有粉状饲料混合机、液体饲料混合机、预拌料混合机、糖蜜机、油脂机、液态添加物喷入装置等；依外表型态不同，又有直立型、横卧型、橄榄型、"V"字型等；依搅拌器形状不同，又有螺旋混合机(screw mixer)、螺旋带状混合机(spiral ribbon mixer)、划桨型混合机(shaft paddle-type mixer)等；依进料方式不同，又有倒入式、注入式、喷雾式、滴入式及灌入式等。由以上不同的形状及特性，又可匹配成各种不同的型别，本文因篇幅有限，仅介绍粉状配合饲料加工用之混合机，因此文中所称之饲料厂，仅指配合饲料厂，而所称之混合机，除特别注明外，亦仅指粉状饲料混合机而言。
混合机为饲料厂最基本和最重要之机械之一，混合机之性能及操作方法与饲料均匀度的关系最为密切。
配制饲料时，要有优良的原料，理想的配方，性能 越的混合机，适当的周边设备和正确的操作方法等，才能获得优良的产品。
十馀年前，有很多生产商业性饲料的饲料厂老板自认并未偷工减料，但其产品为何常被主管机关查验为不合格而遭受处罚。当时，台湾省政府农林厅畜牧科饲料股的同仁们，在台湾区杂粮基金会拨款支持下，利用二年的时间，走遍台湾区各角落，重复为饲料厂测试饲料混合机性能，为每一台混合机寻找最适当的混合时间，并顺便辅导改善周边设备、操作方法及品管技术等，饲料厂在接受辅导後，成品合格率显着提高，罚单少来，农民也受益，大家皆大欢喜。
当时，农林厅系就饲料厂现有的设备，在正常操作程序下测试其混合机的混合均匀度，寻找变异系数(coefficient of variation)最低的混合时间，让饲料厂参采，同时也鼓励饲料厂参考本方法自行测定同一混合机混合不同种类饲料所需的适当混合时间；因为，原料的种类、性状及颗粒大小的不同，在相同混合时间下，其变异系数可能有相当的差别。
民国六十五年，经济部工业局所公布的「饲料工厂设厂标准」第四条第一项第五款中，对「混合设备」规定如下：「饲料混合应均匀，混合时间在三十分钟以内，其均匀度之变异系数应在百分之十五以下。」此项规定，过於松宽，可勉强适用於直立式单螺旋混合机，但很遗憾的，时至民国七十三年，尚有饲料新厂引用此规定，作为「横卧式复螺旋带状全开排料式混合机」的完工验收标准。试想，一台制售商品饲料的混合机，其混合均匀度之变异系数高达百分之十五时，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减该成品的市场竞销能力。
台湾地区饲料混合机的演变过程，概略如下：
1. 直立式单螺旋混合机。
2. 直立式双螺旋混合机。
3. 横卧式单螺旋带状单孔排料混合机。
4. 横卧式复螺旋带状多孔排料混合机。
5. 横卧式复螺旋带状全开排料混合机。
各类型混合机，皆有其优劣点，制售商品饲料者宜采第5项「横卧式复螺旋带状全开排料混合机」，其均匀度之变异系数要求在百分之五以内，愈低愈好，混合时间(不含进料及排料时间)依每桶(batch)容重而有不同的要求，每批(桶)四公吨饲料的混合机，混合时间宜在四分钟左右，惟宜实际测试厘定之。
十几年前，绝大部分的饲料厂采用直立式单螺旋混合机；目前，大部分已被淘汰，倒是中、小型养猪或养鸡场还普遍采用此种混合机自配饲料；有部分养猪(鸡)场采用双螺旋机种；一般而言，双螺旋应比单螺旋好(当然，横卧式又比直立式好)，双螺旋中两个螺旋的转速应该不一致，才能发挥性能而获得更好的混合效果，可惜，在台湾难得一见，绝大部分双螺旋混合机中的两个螺旋转速皆相同。台湾的铁工厂仅模仿了「名机」的外表，尤其，初期所仿制的横卧式螺旋带状混合机，更是仅具外形，机内螺旋带的形状、走向等皆甚为「怪异」，混合性能极低劣，这类机械，除非吊机重改，否则即应宣布退役。
目前引起饲料混合不均匀较为常见的实例如下：
〔例一〕
状况：采用直立式螺旋混合机混合饲料，常发现量少的原料不易均匀的分布在饲料中，应如何改善？
建议：
1. 微量添加物(剂)之混合，应有预混设备，经预混稀释後，再随着其他原料分多次慢慢进料；事实上，所有占配方比率较小的原料，皆宜遵守此项进料原则。
2. 混合时间适当延长，如采用直立式单螺旋混合机，应不少於二十五分钟，最好按不同的饲料种类和不同的混合时间，分别测定其均匀度之变异系数，寻找出适当的混合时间，然後按照所订定的时间加工饲料，混合机搅拌器的转速如有变更或形状如有修改，则需重新测定混合性能，重新厘订最适当的混合时间。
3. 有部分直立式螺旋混合机，桶壁倾斜小於六十度，有碍饲料的流动，造成混合不均匀，应修改混合桶。
〔例二〕
状况：直立式双螺旋混合机，混合性能应比直立式单螺旋混合机强，但事实不然，原因何在？应如何改善？
建议：
1. 影响混合性能的因素很多，各厂各机未必相同，应现场诊断始能认定，如有例一的情况，建议参照例一的处理方式行之。
2. 国内仿制的直立式双螺旋混合机，两个螺旋转速相同者，请尝试更换其三角皮带轮或齿轮，使直径一大一小，在转速不同下，往往可显着提高混合性能。
3. 螺旋上端出料口，加装有缺口之环状档板，可引导饲料散开，落点分布均匀，有助於饲料的混合，此种环状档板同样可用在直立式单螺旋混合机，效果更显着。
〔例三〕
状况：横卧式螺旋带状中央单孔排料混合机，混合性能极差，应如何改善？
建议：
1. 此类混合机，为便於排料，其外圈螺旋带从中央分成两段，各段的走向完全相反，使排料时，混合机桶底的饲料能集中到中央开口处排出。有的在设计上为顾及排料的方便，反而忽略混合性能上的需要，致内外圈螺旋带以中央点为界，分成左右两组，两段的中央交接处，无任何交叉两组，左右两边的饲料在混合时，很难，甚至毫无交会对流混合的机会。改善方法，建议将内外圈螺旋带的中央一端各延长十至二十公分(尽量延长)，使交叉区域扩大；修改後，应细心观察饲料在混合时之流动情形，并测定其实际性能。
2. 修改後，一般可获得一些改善，但未必理想；因此，吊机换新带且改为一端单孔排料，可能较为可行，当然，最积极的建议是吊机换新带且改为全开排料式，但工程庞大。
〔例四〕
状况：
1. 所有的原料，均在粉碎机(hammer mill)之前的A处过秤投入，经螺旋输送机(screw conveyor，简写为SC)进斗升机(buchet elevator，BE)入贮料桶，被粉碎机(hammermill)粉碎後，由气送机(pneumatic Conveyor，NC)放在混合机(mixer，M)上方之预备桶(hopper)中；如此，连无需粉碎的原料，也非经过粉碎机不可。
2. 混合机(M)上方有人孔(man hole，MH)但无预拌料(premix)投入口，预拌料仍由A投入，经过漫长过程才到达混合机中。
3. 由於上述两种状况，该厂的饲料成品品质不稳定，尤其经常发生药物交叉污染(cross contamination)，颇为困扰，应如何改善？
建议：
1. 预拌料改由人孔(MH)投入，投入次序，应先将预备桶中的原料放入混合机(M)後，再加入"2"预拌料。
2. 另外，如将原有的气送机(NC)改为斗升机，这一组升斗机除负责粉碎後的输送工作外，还输送不需粉碎的原料，也就是说，免粉碎的原料可改自"B"投入，但药物添加物仍自"2"人孔投入。
3. 防范药物交叉污染应注意事项颇多，在此不便一一列举，惟换料清机清仓仍为最基本的动作，无论如何不可忽略。
4. 混合机上缘同高处加一平台，放置各种备用之预拌料。
〔例五〕
状况：
1. 混合机(M)下方有接料桶(surge hopper简写为SH)，接料桶的容积小於混合桶。
2. 混合机排料开关(drop bottom简写为DB)打开排料後，接料桶容积小，无法容纳所有的饲料，致部分饲料堵住排料口，影响排料开关(DB)的再关闭，拖延每桶(batch)饲料之加工时间，如勉强赶工，则难免发生残留混淆。
建议：
1. 如果混合机上下空间足够，则建议设法将接料桶(SB)加大或加深。
2. 接料桶底原有链条拖送机(chain drag conveyor简写为CDC)的宽度加大，也是一种值得考虑的途径；因为，要提升混合机高度或增加接料桶的深度，一般都相当困难。
〔例六〕
状况：
1. 混合机(M)上方有秤称贮料兼用桶(scale hopper)，该桶长度大於混合机，桶中的饲料，靠桶底链条拖送机(CDC)带动，由两个开口刮进混合机中，问题在兼用桶的一端，由於链条拖送机(CDC)的走向，使一部分的饲料，无法被刮入混合机，而堆积着污染次桶(next batch)饲料，造成药物等的交叉污染。
2. 兼用桶上至原料桶，下至混合机间的距离太小，也就是说，无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，不宜增加桶宽而造成排料困难，在此情况下，应如何改善？
建议：
本案较为棘手，在未再详勘现场精密计算前，仅能作如下的建议以供参考。
适度增加兼用桶底链条拖送机(CDC)的宽度，以增加兼用桶容积，又设法截短兼用桶，使与混合机长度相同，兼用桶排料口尽量往边端移，以消除其死角。
〔例七〕
状况：
1. 配合饲料中之糖蜜或油脂无法均匀的搅拌在饲料中。
2. 经检查，该厂并无糖蜜机或油脂机，其糖蜜(或油脂，以下同)系经水平管道直接喷入(或滴入或流入)混合机。
3. 问题在，糖蜜马达停止後，水平管道中残留的糖蜜仍在流滴，使混合好的饲料中还可以看到一些湿湿不散的饲料粒，应如何改善？
建议：
1. 糖蜜管紧接混合机的一端，改成拱形变曲。
2. 此外，亦可在糖蜜管紧接混合机的一端加装压力阀，这个压力阀，有调节螺丝，可调节，使它在马达停止後，管内压力不继续上升时，即自动闭锁，使糖蜜或油脂不能通过；此法在马达位置高於混合机时，更可发挥其功能。
3. 当然，要糖蜜或油脂类能更均匀的混合在饲料中，最好要装置性能优良的糖蜜机(或油脂机)，另外，如不计较成本，使用糖蜜粉或牛油粉，更能均匀。
〔例八〕
状况：横卧式混合机排料不完全，造成换料时混杂，应如何改善？
建议：这种情形，经调查，是国内自制混合机最常见的现象，主要的原因有1. 混合机底部之圆幅不正确，2. 螺旋带直径不一致，3. 螺旋带与混合机底部间隙太大；以上三种原因的任何一种，都有可能使混合机中的饲料残留而造成饲料种类间的相互污染，混合机有此缺点，亦容易导致品质不稳定，应停工拆机大修才能解决问题，在整修前，建议在使用混合机时，先进大料垫底，排料时，头两三包回流重新混合。切记，万勿先放药物等添加物或量少的原料，否则，即将垫底无法翻身，又排料包装时再不注意回流重配，该等药物有可能集中在头两三袋饲料中而造成饲料中毒。
〔例九〕
状况：
横卧式螺旋带状混合机混合时间长达十分钟以上才能均匀，原因何在？应如何改善？
建议：
其原因可能不只一则，应个别诊断研判，以下为目前较常见的现象，可参采改进：
1. 螺旋带状搅拌器的角度太小，运转时，拨动力极差，甚至於不像在推动饲料而像刀在切饲料，在此种情形下，很难达到混合的目的。
2. 螺旋带状搅拌器宽度太小，搅拌功能低。
3. 搅拌器被糖蜜或油脂淋「湿」，沾满饲料未清理而呈圆柱状，圆柱状的搅拌器几乎已丧失搅拌粉状饲料的能力。
4. 螺旋带状搅拌器转动速度(rpm)太慢。
5. 部分混合机之内外围搅拌带各仅一条(各两条为宜)，混合速度缓慢。
〔例十〕笔者所推荐的混合机型式及其周边设备之配置，说明如次：
饲料混合机及其周边设备，何种型式及如何配置最为适当，甚难定论，在决策前，必须考量所要求的产能、厂房高度及面积、地下水位、今後的扩展计画、管理方式及经费预算等等。
混合机(mixer)系采横卧式复螺旋带状全开排料机种，容量二公吨(或四公吨、六公吨均可，惟其周边设备必须相对的加大)。接料桶(SB)应大於或等於二公吨，接料桶底部链条拖送机(CDC)或螺旋输送机(SC)及通往打粒前贮存桶或包装桶之斗升机(BE)输送粉状配合饲料的能力，应不低於每四分钟二公吨(每小时二十公吨)，在混合机上方，最好有两个秤称贮料两用桶(scale hopper，SH)，一大一小，大的容量等於或大於二公吨，配置二公吨秤，专门用来过秤配方中使用比率较大的原料，如玉米、高粱、大豆粕等；小的容量五百公斤，采用五百公斤秤，专门用来过秤配方中使用比率较小的原料，如鱼粉等，至於使用量更少的饲料添加物，则另外使用更小的秤，秤好装代，并在袋上加明显标识分门别类推放在侧，加工时直接由混合机上方的添加物投入口投入。作业时应注意，大料用大秤，小料用小秤，不论用大秤或小秤秤料，也希望避免先秤其中的小料，以防小料垫底。进(下)料顺序，则建议先下大料，再下小料和添加物，添加物投完後开始计时，候最佳均匀度所需时间一到，就打开排料开关(DB)。
饲料中添加油脂(如牛油、猪油、鱼油或黄豆油等)、糖蜜、液态或胶状添加物，为能充分混合均匀，最理想的方法(但未必是最经济可行的方法)是先采用适当的原料加以吸附均匀稀释後，再当成一种原料过秤进料，此法可显着提高饲料均匀度及改善饲料外观；但一般饲料厂为节省人工、提高单位时间产量降低成本等，绝大部分无法采此预拌作业；情况稍好的，安装有油脂(糖蜜)机，稍差的，则直接喷入(滴入或流入)混合机中。油脂或糖蜜等添加技术，涉及甚广，暂不介绍其机种及型录，仅就目前业者尚有困扰处加以说明，作为改进的参考。
饲料厂已配置性能优越糖蜜(或油脂)机者，除应注意流量计是否正确外，均匀度应无问题，其饲料成品，应只见微润，而不见湿润不散的饲料小粒。
饲料厂如未设置糖蜜(或油脂)机，而将糖蜜等直接由饲料混合机中喷入，则很难与饲料充分混合，情况差者，在成品中常见湿润之饲料小粒，外观差，不宜久存，宜随做随送随用，必须把握在新鲜时段中使用完毕。
糖蜜或油脂在饲料混合机中直接喷入(或称滴入或流入更符事实)，不是糖蜜或油脂混合不均匀的单纯问题，历来感觉最困扰的是，同时引起饲料添加物等微量原料的分散不均匀，其常见的错误，是在各种原料加入後，就立刻打开糖蜜(或油脂)开关，而喷入糖蜜(或油脂)，使尚未混合完全的饲料与浓稠的糖蜜(或油脂)结合，如此更难达到均匀的目的。为此，建议在大料小料及微量添加物顺次进料後，至少要混合得相当均匀後，再喷入糖蜜(或油脂等)，喷入过程不宜太短，喷入停止後再混合均匀，糖蜜(或油脂等)喷入或滴入时，易沾污搅拌带，应注意清理及尝试变更喷嘴位置。
下料顺序，1号桶为大秤，秤大原料，2号桶为小秤，秤小原料，3为添加物投入口，4为糖蜜或油脂或液态添加物喷入装置。笔者建议，1加2加3後开始计时，待混合相当均匀後加4，混合时间依混合机性能及饲料种类不同有所差异，性能优良的二公吨横卧式复螺旋带状全开排料式混合机，混合一般饲料(人工乳友鳗鱼料除外)，约需一分三十秒至二分三十秒，时间到，再加糖蜜等，加入过程不宜太匆促，以不低於六十秒为宜，加完後又开始计时，再混合的时间亦依混合机性能及饲料种类不同而有差别，如条件同前，最少需经三分钟後排料。其最适当的时间，应自行一一测试，往往因原料种类或使用比率的变更，或糖蜜等粘稠度或温度的不同而有显着差异，每套机械混合不同配方的饲料，均需重新测试，此亦属配制饲料最起码的准备工作之一，也是制程品管的重要 诀之一。(本文业经作者同意授权刊出)
饲料营养杂志(p.42～56)─彭玄桂、九四年第三期