分享：飼料加工工藝系列——飼料的配料計量

心路漸寬 · 發表于 2008-12-19 09:52:06

飼料的配料計量
飼料的配料計量是按照預設的飼料配方要求，采用特定的配料計量系統，對不同品種的飼用原料進行投料及稱量的工藝過程。經配制的物料送至混合設備進行攪拌混合，生產出營養成分和混合均勻度都符合產品標準的配合飼料。飼料配料計量系統指的是以配料秤為中心，包括配料倉、給料器、卸料機構等，實現物料的供給、稱量及排料的循環系統。現代飼料生產要求使用高精度，多功能的自動化配料計量系統。電子配料秤是現代飼料企業中最典型的配料計量秤。
第一節配料計量秤概述
第二節
一、配料計量秤的型式
飼料配料計量秤根據其工作原理可以分為容積式與重量式兩類。容積式配料計量秤是按照計量物料容積的比例大小進行配料計量的。它易受到諸如物料特性、配料倉流動特性等影響量的變化而導致計量準確度與穩定性差，現已不見采用。
按工作過程，配料計量秤可以分為連續式與分批式（間歇式）兩類。容積式連續計量秤因其配料準確度不高，目前已被淘汰；重量式連續計量秤則因其稱量準確度達不到配料工藝要求，日前在飼料廠中尚未采用。目前在飼料廠使用最為普遍的是重量分批式配料計量工藝。
重量分批式配料計量秤以機械或電子配料秤為核心，以機械杠桿的平衡性或電子傳感器阻值的變化來反映重量的變化，以重量的變化來控制物料的流量，達到分批稱重的目的。其配料準確度和自動化程度較高，物料適應性好。目前在飼料廠中還有極少量的機械式字盤秤和機電結合式機電秤。字盤秤是一種純機械式杠桿秤，是由包裹秤改制成的一種重量分批式配料秤。也是最早應用于我國飼料企業生產的一種自動配料秤；最主要的缺點是其杠桿傳力系統的刀口與刀承易磨損而導致稱量準確度的穩定性差。故后來有在字盤秤基礎上改造成的機電秤，在杠桿系統的末級連桿上串接一只拉式傳感器，將重力信號轉換成電信號輸出，再由稱重顯示儀表進行數字顯示，因而具有電子秤的部分優點。但其缺點仍是傳感器前級的杠桿系統易磨損。這兩種秤的使用也在迅速減少。
現代飼料企業無例外地均采用計算機技術來控制飼料生產過程、特別是配料――混合過程，電子配料秤正是適應這一需求的配料計量裝備系統，因此自二十世紀九十年代以來，電子配料秤迅速取代了各種形式的配料計量裝置。
電子配料秤以稱重傳感器為核心，通過信號放大和微處理器進行A/D（模/數）轉換并能自動顯示示值，將重量值變成電信號輸出，可應用計算機進行數據處理。電子配料秤適于用計算機技術控制生產過程。電子配料秤采用高精度的傳感器，響應速度快、分辨率高，其配料準確度足以滿足現代飼料配方生產的要求；電子配料秤結構簡單、重量輕、安裝調試使用方便；它沒有機械磨損，故穩定性好；傳感器的密封性良好，適合在惡劣環境下工作；采用電子配料秤還可以提高勞動生產率、減輕勞動強度、保證飼料產品的質量、降低生產成本，以及促進企業管理水平的提高。因此，我國現代飼料企業均采用以電子配料秤為核心的配料計量系統。
二、配料計量秤的計量性能
配料計量秤是一種準確度要求高的工業用衡器。飼料生產中使用的配料計量秤雖然不屬于“受檢的”秤，但其計量性能對飼料產品營養成分的含量多少具有決定性的影響，而后者為商品“受檢的 ”項目，因此，對配料秤的計量性能等，仍應視同“受檢的 ”秤對待。
配料計量秤的計量性能主要包括：
（一）稱量準確度：稱量準確度是指稱量結果與被稱量物料的真值之間的一致程度。“準確度”是一個定性概念，不要用術語“精度”表示準確度。
（二）鑒別力：指的是配料計量秤對載荷微小變化的反應能力。對于處于平衡狀態的配料秤，在其秤斗上輕緩地放上或取下一個微小的附加載荷而使其發生一個可察覺到的變化，這種附加載荷的最小值被稱為鑒別力閾。實際操作中鑒別力閾是1.4d的砝碼。
（三）重復性：指的是在實際相同的工作條件下，采用同一方式，將同一載荷多次放到秤斗上，配料計量秤提供相互一致結果的能力。檢定中或性能檢測時，對同一載荷，多次稱量所得結果之差，應不大于該秤量的最大允許誤差的絕對值。重復性是一個可以定量表達的量。
（四）耐久性：配料計量秤在經過規定的使用周期后，仍然保持其計量特性的能力。
三、配料計量秤的準確度等級
配料計量秤的準確度等級執行的是JJG555-96“非自動秤通用檢定規程”(等效地采用OIML R76)和JJG648-96“非連續累計自動衡器檢定規程”(等效地采用OIML R 107)的相關規定。
秤的準確度等級按照國際法制計量組織（OIML）的規定和國際慣例，根據其檢定分度值和檢定分度數的大小來劃分的。
檢定分度值是對衡器劃分準確度等級和進行檢定時使用的、以質量單位表示的值。檢定分度值是相對實際分度值而言的。配料計量秤的實際分度值就是數字分度值d，其定義為連續顯示的數字中，相鄰兩個數字之差所代表的質量值（以質量單位表示的）。也就是顯示器末位數每跳動一個字所代表的質量值。檢定分度值是檢定時為了確定衡器的絕對誤差值而設定的，它往往小于或等于秤的數字分度值（e≤d ）。對于有分度而無輔助指示裝置的衡器，e=d；對于有分度且有輔助指示裝置的衡器，e由生產廠家根據衡器準確度分類的要求和式3-1來選定：
d≤e≤10d（e=10kkg）　　　　　　　（3-1）
　　
式中，k--正整數、負整數或零。
e －
d －
檢定分度數是秤的最大秤量與檢定分度值之商，即
n=Max/e （4-2）
式中，Max表示秤的最大秤量。
準確度等級的劃分，一方面要規定每個等級所特有的最小和最大分度數的范圍（這意味著相對準確度）。另一方面還要確定每個等級的最小分度值（這表征的是絕對準確度）。當然，分度值越小和分度數越大準確度也越高。不過分度數和分度值的確定不是任意的。
國際法制計量組織（OIML）規定，衡器可分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級，重量分批式配料計量為Ⅳ級。它們分別表示特種準確度、高準確度、中準確度和普通準確度。飼料生產企業使用的配料計量秤其準確度等級通常為Ⅲ級（中準確度）。
四、配料計量秤的最大允許誤差
秤的最大允許誤差指的是：對于調整好操作狀態且空秤時已調到零的秤，其示值與標準砝碼確定的相應真值之間由規程或規范所允許的誤差極限值。秤的最大允許誤差是按照自動秤與非自動秤的劃分來進行規定的。自動秤是指稱量過程中不需要操作人員干預或介入，能夠按照預先確定的自動處理程序進行稱量的秤；非自動秤是指稱量過程中需要操作人員操作（例如向承載器加放或卸去載荷或取得稱量結果）的秤。
五、配料計量秤的主要技術參數
配料計量秤的主要技術參數包括：
（一）最大秤量：配料計量秤能自動稱量最大不連續載荷的能力，即每批或每秤斗的稱量能力，kg。最大秤量不包括電子配料秤的皮重。飼料廠使用的電子配料秤的最大秤量有250；500；1000；2000kg等規格；可為不同生產能力的飼料廠配備，依次是0.5；1；2；4萬噸/年單班產量。
（二）最小秤量：配料計量秤能自動稱量最小不連續載荷的能力。當載荷小于該值時，稱量結果可能產生較大的相對誤差。
（三）最小累計載荷：指的是配料計量秤在自動稱量的首次檢定中的最大允許誤差和累計分度值(dt)相等的載荷值。或者說與最小累計載荷相等的載荷值在首次檢定中的最大允許誤差應小于累計分度值(dt)。累計分度值指的是配料計量秤上主要累計指示裝置的標尺間隙。累計分度值(dt)應當不小于最大秤量的0.01%，而且不大于最大秤量的0.2%。主要累計指示裝置指的是配料計量秤上指示所有被稱物料注入到接料容器內的物料總和的裝置。“非連續累計自動衡器檢定規程”中規定，準確度等級為0.2、0.5的電子配料秤，其最小累計載荷分別應不小于1000 dt和400 dt ，并且最小累計載荷不得小于最小秤量。例如，對于最大秤量為1000kg，最小秤量為200kg，累計分度值為0.2kg，準確度等級為0.5的電子配料秤，其最小累計載荷∑min應不小于80kg（400×0.2），但為了滿足最小秤量，最小累計載荷∑min的最小值為200kg。
（四）檢定分度值（前面已介紹）。
（五）量程：秤的稱量范圍上下限的差值。稱量范圍指的是最小秤量與最大秤量之間的范圍。
（六）配料周期：指配料秤完成從給料、稱量的多次操作直至秤斗卸料完畢秤門關閉為止的一批次操作過程的時間。電子配料秤的配料周期一般為3min~5min。
（七）影響量：是指不屬于被稱量對象，但卻影響被稱量值或衡器示值的量。配料計量秤的影響量主要是溫度和電源電壓。配料秤在-10℃到+40℃，顯示系統在0℃到+40℃的溫度范圍內，其稱量準確度應滿足表4-1及表4-2的要求；交流電源電壓由額定電壓的-15%到+10%范圍內變動，配料計量秤應能正常工作。
六、配料計量秤結構上應滿足的要求
為了保證配料計量秤在正常使用條件下能給出正確的稱量結果，在結構上應滿足下述要求：
（一）滿足飼料生產的工藝要求，適應配料計量中原料品種和配比的變化。
（二）結構上應精細、堅固、耐用，保證在使用周期內保持其計量性能。
（三）結構上應符合JJG555-96和JJG648-96相應條款的測試要求，在秤斗上必須有方便放置砝碼的位置，保證砝碼方便的、絕對安全的放置其上。
（四）對已單獨通過定型鑒定的裝置應能夠識別，如稱重傳感器、稱重顯示器等。
（五）結構上應保證當控制元件的偶然損壞或失調不出現明顯影響時，配料秤的功能不受到干擾。
（六）控制器的設計應使其控制的動作通常只能進入設計預定的位置，除非控制期間所有的指示程序都不能執行。控制器上的各鍵均應有清楚的標志。
七、配料計量秤工藝上應滿足的要求
（一）可以將配料秤配置為一機一秤或一機多秤的工作方式，并適用于秤下混合機前面帶有緩沖斗的工藝，而且控制合理。
（二）實現快、慢速給料，可使用雙螺旋給料（以提高給料速度）、使用變頻調速器（以提高配料準確度）等先進技術。
（三）配料控制器應使用先進軟件、編程合理，應能針對現場振動大小而設置不同的數字濾波值，應使示值顯示穩定，提高配料準確度。
（四）應配有開關輸入量，使秤門、混合機門、緩沖斗門和添加劑門等聯鎖，以保證配料混合系統正常運轉、協調有序。
（五）配料計量秤應有自身檢測功能，對故障、配料超差等實行聲光報警；配料系統應有停電保護功能等。