液體添加設備模塊化設計在飼料工程中的應用

張 明 裴冬永 魯明上

江蘇牧羊控股有限公司，江蘇揚州225127

隨著飼料工業的發展，液體添加工藝在飼料生產應用中越來越普遍，液體添加設備的研究與生產也在飼料設備廠商中逐步開展。但是，在實際應用中，液體添加部分臟亂差已經讓更多的飼料廠家被詬病，飼料廠家對于液體添加設備的要求也越來越高，從而倒逼設備廠家不斷創新技術，提升液體添加設備的性能。對于企業來說，質量、成本和交付是企業提升產品競爭力的三大要素，如何在滿足產品性能的基礎上，最大限度地節約成本，縮短交貨期，是設備廠家需要不斷研究的課題。江蘇牧羊控股有限公司在長期產品開發中不斷總結經驗，創新思維，將液體添加設備模塊化設計，根據客戶需求精細化配置，同時大大縮短了現場安裝調試的周期，提升了產品競爭力。下面筆者擬介紹飼料添加液體的種類、液體添加工藝、液體添加設備模塊化設計以及液體添加設備模塊化選型，以期為液體添加設備模塊化設計在飼料工程中的應用提供參考。

1 飼料添加液體的種類

現如今，液體添加在飼料工程中應用十分廣泛，添加介質也多種多樣。飼料廠常見液體的添加種類有：一是水類，包括水及其水溶液（不含懸浮顆粒）；二是油脂類，包括流動性好或者加熱好后流動性好的油脂；三是糖蜜類，包括糖蜜和加熱后流動性依然不好的油脂，例如磷脂、蝦膏和肉漿等。根據液體種類的不同，應選擇不同的添加設備和添加工藝。常見液體的相對密度和凝固點如表1所示，室溫下為固態的液體必須做好保溫和加熱措施[1]。

2 飼料添加液體的工藝

飼料液體添加工藝，主要由輸液設備、儲液設備和計量設備組成，此外還有一些輔助的加熱系統、保溫系統、控制系統等。輸液設備是液體添加的動力來源，即泵送系統，目前在一些特殊工藝上也有用壓縮空氣來代替液體泵輸送液體的；儲液設備就是液體存儲和中轉的設備，即液體罐；計量設備就是添加液體的計量系統，目前通常用的有2 種，即稱式計量和流量計計量。通過輸液設備、儲液設備、計量設備和輔助系統的各種組合和演化，從而形成了現在多種多樣的添加工藝，適用于不同液體的添加場合[2]。圖1所示的是飼料廠液體添加系統的基本工藝圖，其余工藝均可在此基礎上演化。

表1 常見液體的相對密度和凝固點

3 液體添加設備模塊化設計

根據輸液設備、儲液設備和計量設備的劃分，再結合液體添加工藝的要求，把一些必要的閥件與設備集成起來，進行模塊化設計，這樣在飼料工程現場只需要用管道將各個模塊連接起來就可以形成整套的液體添加系統，既提高現場安裝效率，又可以實現精細化配置、提高液體添加精度。

3.1 輸液模塊

輸液模塊的主體是液體泵，還包括泵之前的過濾器，泵之后的溢流閥、檢修球閥和止回閥等（如圖2所示）。在此基礎上也可根據客戶實際需求和工藝要求作相應調整，如在過濾器前增加檢修球閥，液體泵后增加壓力表或者壓力傳感器等。輸液模塊如圖3所示。

3.2 儲液模塊

儲液模塊主體是液體罐，還包括上下液體計、溫度傳感器、加熱裝置和攪拌裝置等（圖4）。儲液模塊主要用在2 個地方，一個是主車間外的大儲液罐和主車間里的日用儲液罐。

3.3 計量模塊

計量模塊的主體是計量單元，根據計量方式的不同開發了2 種不同的設備，一個是流量計計量模塊（如圖5所示），一個是稱重傳感器稱量的稱式添加模塊（如圖6所示）。

4 液體添加設備模塊化選型

4.1 液體種類及液體泵配置基本原則

飼料廠常用的液體種類有：水類、油脂類和糖蜜類，其中水類一般配置離心泵輸送；油脂類一般配置齒輪泵輸送，齒輪泵的流量和轉速成正比，可以通過轉速穩定調節流量；糖蜜類一般也可配置齒輪泵，但是轉速要比較低，一般在200～500 r/min，空間要求不高的情況下也可采用螺桿泵或者隔膜泵輸送。

4.2 輸送能力配置基本原則

圖1 液體添加系統基本工藝

圖2 輸液模塊流程

圖3 輸液模塊

圖4 儲液模塊

圖5 流量計計量模塊

圖6 稱式添加模塊

液體添加設備配置要求每個設備處理能力相互關聯，任一環節處理能力與添加需求不一致都將影響混合機的混合效果。添加設備輸送能力的選型主要依據于混合機的液體添加量，計算公式如下所示：

其中，V為混合機添加量（L），T為混合機每批混合量（kg/P），δ為油脂添加比例（%），γ為添加油脂的密度（kg/L）。根據液體添加量來選擇合適儲液模塊、輸液模塊和計量模塊相組合，組成合適的添加工藝來實現精準化添加。

4.3 計量模塊的選擇原則

計量模塊分為流量計計量模塊和稱式添加模塊，流量計計量模塊一般用于連續添加的計量場合，稱式添加模塊一般用于間歇式添加的計量場合[3]。