李秀剛 何慧娟 秦永林

預(yù)混合飼料加工廠的粉塵控制

李秀剛 何慧娟 秦永林

李秀剛，江蘇牧羊集團有限公司，高級工程師，225127，江蘇省揚州市牧羊路1#。

何慧娟、秦永林，單位及通訊地址同第一作者。

預(yù)混合飼料是“一種或多種微量成分加有載體與稀釋劑的均勻的混合物”，俗稱預(yù)混料，某些場合也叫做“小料”，素有飼料中的“軟黃金”之稱，在飼料生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。根據(jù)預(yù)混料含有的添加劑組分分為單一型添加劑預(yù)混合飼料、復(fù)合型預(yù)混合飼料兩大類，復(fù)合型預(yù)混合飼料又分為維生素預(yù)混合飼料、微量元素預(yù)混合飼料（礦添）以及復(fù)合預(yù)混合飼料等。

預(yù)混合飼料的生產(chǎn)工藝主要由原料的接收（載體）、粉碎、配料、混合、包裝等工序構(gòu)成。即使投資成本比較高的預(yù)混合飼料生產(chǎn)線，復(fù)雜的不過是原料的接收和預(yù)處理工藝，其配料、混合、包裝一氣呵成，簡潔明了，這是為了確保預(yù)混合飼料成品質(zhì)量的緣故。所選擇的設(shè)備必須要求性能好，具有高效、無（少）殘留、易清理等特點。

預(yù)混合飼料加工廠使用的原料根據(jù)成品的種類不同有所差異。通常，載體用于復(fù)合多維或者復(fù)合預(yù)混合飼料的生產(chǎn)，載體的粒度應(yīng)大于被承載物，一般在30～80目(180～600μm)，即90%以上通過30目，12%以下通過80目為最佳粒度；微量元素預(yù)混料(礦添)生產(chǎn)采用稀釋劑，稀釋劑的粒度要求與所稀釋的組分如微量元素、鈣、磷等礦物原料的粒度相近，一般在30～200目(75～600μm)；預(yù)混合飼料生產(chǎn)的各種原料水分要求不宜超過8%～10%，用于維生素和藥物的載體水分應(yīng)小于5%。圖1為載體、稀釋劑及微量組分粒度。

預(yù)混合飼料工廠的粉塵有無機粉塵、有機粉塵兩大類。微量元素預(yù)混料(礦添)常使用容重較大的石灰石粉、碳酸鈣、石膏粉等無機物作為稀釋劑，復(fù)合多維常使用脫脂米糠、麩皮、礱糠、大豆皮粉、干酵母粉等有機物作為載體，復(fù)合預(yù)混合飼料建議采用脫脂米糠作為載體或稀釋劑。無機粉塵中無機物含量高達98%以上，粒度為6～20μm；有機粉塵中有機物含量可達80%以上，粉塵的粒度為15～200μm。所以，預(yù)混合飼料加工廠的粉塵有著粒度細、水分低、易揚塵、價格貴等特點，且落下的粉塵極易造成二次揚塵，因此，預(yù)混合飼料加工廠對粉塵處理要求較畜禽、水產(chǎn)飼料廠更為嚴(yán)格。

要想真正做好預(yù)混合飼料加工廠的粉塵控制工作，我們必須認真研究粉塵產(chǎn)生的過程、粉塵的性質(zhì)以及揚塵氣流走勢方向，在氣流走向上設(shè)置除塵點，根據(jù)揚塵的多少、范圍，設(shè)置除塵裝置，設(shè)計除塵風(fēng)網(wǎng)，根據(jù)粉塵的性質(zhì)特點配備合適的脈沖除塵器。

在預(yù)混合飼料加工廠使用的原料夾雜著大量的粉塵，這種夾雜性的粉塵在原料的清理、輸送、散落、篩選等加工過程中，很容易飛揚；設(shè)備的表面以及溝槽部位，會粘附著粉塵，這些粉塵遇到設(shè)備的振動或氣流的沖擊，也會脫落飛揚，形成二次揚塵?？傊?，預(yù)混合飼料加工廠的粉塵來源于兩個方面：一是純粹的飼料粉塵，來源于生產(chǎn)過程，粉塵的數(shù)量與生產(chǎn)方法、過程及品種有關(guān)；二是伴和的粉塵，是在預(yù)混合飼料的原料或成品在運輸過程中，由于組分間的相互作用，如磨擦、擠壓及裝卸過程中機械破壞而產(chǎn)生的。研究表明：機械作用力、重力和布朗運動對塵粒的影響較小，甚至可以忽略不計，而起決定作用是空氣流動速度。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵，是由于空氣流動而引起的粉塵飛揚過程，即由一次塵化和二次塵化作用形成的。預(yù)混合飼料加工廠主要揚塵點集中在原料投料口、刮板輸送機、斗式提升機、粉碎、料倉、配料、混合、產(chǎn)品包裝等處。我們應(yīng)該根據(jù)不同揚塵點的工作特點、粉塵性質(zhì)選擇不同的控制措施。

投料口是生產(chǎn)線接收大宗原料的地方，原料從這里進入預(yù)混料生產(chǎn)車間。操作工人把原料倒入投料口，下落的物料壓迫氣流向下及周邊擴散，擴散的氣流在下料斗壁的作用下也會形成反作用氣流，這種反作用氣流同樣會造成下落物料周邊塵化，形成投料口粉塵，這里的粉塵具有擴散性強、粉塵量大等特點，我們常采用在投料口安裝脈沖除塵器的方式進行獨立除塵（見圖2），來改善工人的勞動環(huán)境。對于那些大面積的投料口，可以通過安裝蔽塵裝置的方式來增強除塵效果。蔽塵裝置的密封活動板應(yīng)能自由擺動，不用銷軸結(jié)構(gòu)為宜。無論采用那種措施，投料口的除塵風(fēng)速建議控制在0.8～1.2 m/s，確保吸風(fēng)能吸除粉塵，而不是吸走飼料；投料口吸風(fēng)量按格柵面積計算：格柵面積×（40～45）m3/（min·m2）。

移動式投料口通常安裝在料倉的頂部，由一臺簡易輕便的脈沖除塵器、振動篩組成。投料時，打開上蓋板，把物料倒在振動篩上，物料經(jīng)過振動篩理，可以清除部分雜質(zhì)，投料時產(chǎn)生的粉塵完全控制在設(shè)備產(chǎn)生的負壓吸風(fēng)范圍內(nèi)，不會造成粉塵的外溢，起到了良好的除塵效果。脈沖除塵器間隙清灰，粉塵落入料倉，以便生產(chǎn)使用。這種脈沖除塵器不會因為粉塵收集而造成相互交叉污染，因此，在許多大型的預(yù)混料生產(chǎn)工廠普遍使用。

輸送設(shè)備的粉塵處理在畜禽、水產(chǎn)飼料工廠使用得不多，主要原因是飼料的粒度較粗、水分或油脂含量較高等緣故。但是，預(yù)混料工廠使用的原料由于水分含量低，不足10%，粒度細，流動性好，輸送牽引件的振動、氣流的作用，均會揚塵。因此，無論是刮板輸送機，還是斗式提升機，在預(yù)混料生產(chǎn)線中必須考慮吸風(fēng)處理，進一步消除粉塵。橢圓濾袋除塵器是專為水平輸送設(shè)備如刮板輸送機、螺旋輸送機、帶式輸送機等局部揚塵點而設(shè)計的高效除塵設(shè)備；斗式提升機通常采用一種立式安裝的脈沖除塵器，這種除塵器通過側(cè)面的法蘭與提升機機筒連接，下面有大傾斜角的清灰斗。這兩種除塵器均具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝形式靈活、風(fēng)網(wǎng)阻力小等優(yōu)點，實現(xiàn)粉塵與氣體的分離，收集的粉塵直接落回原輸送設(shè)備，提升了原料利用的效率，有效避免了原料間的交叉污染。

圖2 投料口脈沖除塵器安裝大樣

由于水平輸送設(shè)備如刮板輸送機、螺旋輸送機等產(chǎn)生的粉塵量不大，其吸風(fēng)量Q（m3/min）=進料量的體積×20；斗式提升機的吸風(fēng)量Q(m3/min)=機筒截面積×皮帶線速×1.25，逆向進口處吸風(fēng)量為出口處吸風(fēng)量的2倍，吸風(fēng)量的提供，對于我們選擇除塵設(shè)備來說是十分關(guān)鍵的，圖3為一種輸送機除塵方式。

在大型預(yù)混料工廠使用的斗式提升機總高度往往超過40m。經(jīng)常采用對機座、機頭分別進行吸風(fēng)來控制斗式提升機的粉塵，通常有兩種風(fēng)網(wǎng)組合形式，一種是提升機底座、機頭分別進行風(fēng)網(wǎng)組合，這種風(fēng)網(wǎng)組合時必須考慮物料的性質(zhì)以及用途；其次是單臺斗式提升機的機座、機頭進行風(fēng)網(wǎng)組合，除塵的物料可以通過溜管送回提升機。從預(yù)混料的品質(zhì)來考慮，筆者建議還是采取第二種方式。圖4、圖5為斗式提升機的除塵方式。當(dāng)然，也可采用上面的提升機專用的立式脈沖除塵器，在機頭、機座附件各安裝一臺，除塵效果很好，缺點是一次性設(shè)備投資成本偏高。假如，圖6中吸風(fēng)口設(shè)計成喇叭口，除塵效果會更佳。

圖3 橢圓濾袋除塵器安裝在某一水平輸送機上

圖4 立式濾袋除塵器安裝在斗式提升機上

圖5 安裝在斗式提升機底座上的吸風(fēng)裝置

圖6 安裝在斗式提升機機頭上的吸風(fēng)裝置

料倉的吸風(fēng)，也是預(yù)混料工廠一個頗為頭痛的問題。過去，采用多個料倉一個吸風(fēng)點的設(shè)計方式，倉與倉之間的連通依靠倉壁上部的方形孔洞，目前已經(jīng)不再適用，主要原因是料倉內(nèi)的吸風(fēng)不均勻，安裝吸風(fēng)口的料倉，往往因為風(fēng)量過大，物料被吸入管道，而那些距離吸風(fēng)口較遠的料倉，因為風(fēng)量小，導(dǎo)致粉塵外溢現(xiàn)象嚴(yán)重。于是，許多廠家采用在每個料倉頂部安裝小型脈沖除塵器的方式來處理料倉吸風(fēng)，這種處理是非常不錯的，除塵效果也很好，就是一次性投資稍大，分配器安裝的高度要比較高，才能確保物料通過溜管流入料倉。還有一種處理方式就是在每個料倉頂部安裝一個吸風(fēng)口，形成組合風(fēng)網(wǎng)，每根風(fēng)管上安裝一個氣動碟閥，選擇一個小型的脈沖除塵器以及小功率的除塵風(fēng)機。實際工作時，哪個料倉進料，就打開相應(yīng)的碟閥，對這個料倉進行吸風(fēng)，除塵下來的物料，可以通過溜管送到相應(yīng)的分配器，這樣一來，也不會造成物料之間的交叉污染。

在料倉除塵風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計中（見圖7、圖8），如果我們單純考慮由于物料占用倉內(nèi)的容積產(chǎn)生的氣流量，那就錯了。因為，物料在下落過程中的夾帶氣流量要遠遠大于物料容積產(chǎn)生的氣流量，夾帶氣流量的大小與下料溜管的產(chǎn)能有關(guān)。同樣，這種夾帶氣流量的考慮也適用于配料秤及混合機的卸料等方面。

預(yù)混料生產(chǎn)過程中，配料秤、混合機以及成品倉之間的氣流的處理不僅影響配料精度，而且對粉塵控制也非常關(guān)鍵（見圖9）。配料過程中，配料絞龍將物料送入配料秤，秤內(nèi)的氣體則會受擠壓，形成氣流從配料秤的軟連接等部位排出秤外。為了保證軟連接有好的透氣性，需要在生產(chǎn)管理中定期清理軟連接。配料完成后，配料秤開門卸料，物料通過溜管進入混合機，物料進入混合機占用空間的氣流以及下落過程中攜帶氣流，需要一個排泄的途徑。許多預(yù)混料廠，由于在配料秤與混合機之間沒有設(shè)立回風(fēng)管，氣流只能通過混合機上小小的透氣帽來卸壓，往往會造成混合機上蓋、軸端、連接法蘭等處粉塵四溢。配料秤與混合機之間的回風(fēng)管的設(shè)計與安裝，顯得尤為重要?；旌蠙C開門卸料時，由于物料迅速下卸產(chǎn)生的氣流，不僅給下面的混合緩沖倉的密封帶來比通常更為嚴(yán)格的要求，而且也給正在工作的配料秤的稱重造成嚴(yán)重的影響，所以，我們還必須在配料秤下、回風(fēng)管中間安裝阻隔氣流的氣動碟閥等裝置，在緩沖倉與混合機中間安裝回風(fēng)管道?；仫L(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)為4.5～5.5m/s，為此，回風(fēng)管面積 F（m2）=G/t·v。

式中：G——物料落下排出空氣的體積，m3；

t——落下時間，s；

V——氣流在回風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速，m/s。

圖7 料倉頂部除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計-1

應(yīng)用上述處理方法，可以很好地控制配料混合工段的氣流和粉塵。

在很多預(yù)混料生產(chǎn)廠，筆者看到包裝工人帶著口罩干活，這說明預(yù)混料包裝處的粉塵沒有處理好，究其原因是我們忽略了預(yù)混料成品包裝處粉塵的性質(zhì)、特點，更不能用處理普通畜禽飼料包裝秤處的風(fēng)網(wǎng)處理方式和習(xí)慣來處理預(yù)混料包裝處的粉塵。通過生產(chǎn)現(xiàn)場的仔細觀察和反復(fù)試驗，我們發(fā)現(xiàn)需要從兩個方面著手，首先增加吸風(fēng)位置，單點吸風(fēng)不能有效控制粉塵氣流外溢，需要在喂料雙絞龍下料口以及夾袋裝置上口兩側(cè)同時設(shè)計、安裝吸風(fēng)罩，確保外溢的粉塵在除塵風(fēng)網(wǎng)控制范圍以內(nèi)；其次加大系統(tǒng)吸風(fēng)量，外溢的粉塵必須要有足夠的風(fēng)量以及壓力，才能被抓住，為此，配備合適的風(fēng)機顯得尤為重要。

圖8 料倉頂部除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計-2

脈沖除塵器的選擇在預(yù)混料工程建設(shè)中是非常關(guān)鍵的。普通材質(zhì)的濾袋不能有效控制預(yù)混料的粉塵。很多場合我們會看到，當(dāng)脈沖噴吹過后，總有一陣陣“白煙”隨風(fēng)而去。需要選擇合適材質(zhì)的濾袋（如腹膜滌綸針刺過濾氈等），這類材質(zhì)的濾袋可以很好地控制預(yù)混料的粉塵。系統(tǒng)的風(fēng)量和阻力也應(yīng)該有所增加，以適應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)變化。脈沖除塵器的濾袋過濾風(fēng)速的選擇也是有竅門的，過濾風(fēng)速在2～4m/min時，脈沖除塵器的除塵效率最高。

我們都知道，傳統(tǒng)的粉塵控制理念是“密閉為主，除塵為輔”。近幾年來，筆者在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，單純靠密閉加輔助除塵手段，并不能十分有效控制粉塵。有感于大禹治水我們想到必須要做好含塵氣流的疏導(dǎo)工作，才能更加有效地控制粉塵。為此，我在傳統(tǒng)理念上增加八個字，“密閉為主，除塵為輔，合理引導(dǎo)，除塵環(huán)?！薄８鶕?jù)預(yù)混合飼料加工廠粉塵的特點，我們建議，除塵風(fēng)網(wǎng)采用獨立風(fēng)網(wǎng)為主，只有同質(zhì)物料的除塵風(fēng)網(wǎng)才能組合。只要我們采取了合理氣流疏導(dǎo)方式，配備了高效的除塵設(shè)備，做好了設(shè)備密閉工作，加上科學(xué)管理措施，我們就一定會做到真正意義上的粉塵控制，我們呼吸的空氣才是潔凈的。

（編輯：崔成德，cuicengde@tom.com）

2010-05-27