粉碎机的效率

收稿日期:2002-06-10

作者简介:俞信国(1950-),男,总经理。

饲料加工

粉碎机的效率

俞信国,王　靖

(上海春谷实业有限公司,上海　200092)

专利产品横宽型振动筛锤片粉碎机的粉碎效率高,引起国内外同行专家的关注。但它的原理既平常又简单,这些原理都是人们长期以来所公认、所追求的。

1　粉碎粒度分布较集中

较集中的粉碎粒度分布,是指物料粒度分布中,所设定的粒度比例相对较高。饲料生产要求适合的物料粒度,过粗物料不合格,过细粉碎又造成能量浪费。

滴水型粉碎机,用于粉碎鸡饲料,原料玉米(水分14%),采用3mm 筛孔,75kW ,每1h 产量14.8t ,其粒度分布情况见表1。

表1　粒度分布情况名　称

参 数

颗粒直径/mm >2

>1.5>1.0>0.224<0.224物料数量/g

9.8

190

485

183.2

132

显然,禽饲料颗粒直径小于0.224mm ,132g 是过多了。

无筛微粉碎机,用于粉碎鱼虾饲料时,由于其选粒方式是用风选式,物料悬浮速度与粒度、密度及表面形状有关。粉碎鱼虾饲料原料品种多,密度、表面形状差异大,有时,为考虑棉粕等全过40,60,80目,可能将密度大的物料粉碎到180目以上。

国内外专家很早就发现:有筛粉碎机存在筛分能力相对不足,合格粉粒未能及时出筛,滞留在粉碎腔内,形成过粉碎等问题。无筛粉碎机选粒方式是用风选,用同一种风速对待不同的物料,本身就有原理上的缺陷。为了解决这一问题,设计两次粉碎工艺,先用粉碎机粗粉碎,然后经分级筛,合格物料进入下一工序,不合格大粒物料循环回粉碎机重新粉碎。实践表明,无论生产禽饲料还是水产饲料均取得较好的粒度分布效果。

振动筛锤片式粉碎机,将外部的振动分级筛装到粉碎机里,两筛并一筛,这样就可减少提升机等循环设备。

横宽型振动筛锤片粉碎机和滴水型粉碎机的粒度分布情况,见表2。表2　滴水型粉碎机和振动筛锤片粉碎机的粒度分布情况

颗粒直径/mm >2>1.5>1.0>0.224<0.224滴水型粉碎机物料数量/g 9.8190485183.2132振动筛锤片粉碎机

物料数量/g

18

260

507

98.3

55

用于粉碎鸡饲料,筛孔尺寸为<3mm ,玉米,水分14%。

2　低温粉碎物料

温度对物料的脆性和韧性有影响,尤其是植物类的物料。炒花生,炒黄豆,冷发脆,热发软,是一个生活小经验。经观测,10℃以下,多数饲料原料呈脆性;40℃以上多数饲料原料呈韧性,0℃的玉米,性如玻璃,前打后碎;50℃的玉米,似年糕,不易破碎。物料分子的相对位移又产生热量,使新进来的物料也变成高温物料,粉碎机处于高温低效粉碎状态。因此,通常考虑的技术路线是趁物料温度未升高以前就完成粉碎。

传统的方法是加吸风,吸风有利收集粉尘,也有利降温。但由于有筛粉碎机吸风有限,风压上限约240Pa ,超过上限,就会使粉粒吸堵筛孔,通风效果反而差。

立式粉碎机有自吸风功能,不用风机,筛包角也大,但产量不如滴水型粉碎机,其筛孔在<1.5mm 以下时更为明显。除了无阻物料环装置等以外,吸风不足是一因素,立式粉碎机自吸风风压不足120Pa 。不用风机是一大突破,但也可能是个失误。

无筛微粉碎机后道往往配有大功率风机,90kW 粉碎机配37kW 的风机。但在物料粒度越细,越是需要风量冷却的时候,选料器却风阻越大,风速越小,使温度越高,形成恶性循环,这是无筛微粉碎机的一个难于攻克的技术弱点。

无奈之下,国外有人对无筛微粉碎机机壳加冷水循环冷却系统,刻意追求物料在低温条件下粉碎,取得一定效果。但这种方法,需要配备热水器,往往在不需要热水的夏天,造成能源浪费。

横宽型振动筛锤片粉碎机,在筛上装有特殊的强力振动器,振动能量足以使物料在高离心力场强下呈“沸腾”状态,在小筛孔条件下也不堵筛。因而可采用高压风机,风压可达500Pa ,物料出筛孔不仅依靠锤的挤压力,而且还依靠吸风力,使物料穿过筛孔速度加快,等于加大筛面积,同时使粉碎腔温度下降。这种冷却方式,对微粉碎尤为重要。

表3所示为各粉碎机采用<1.5mm 筛孔粉碎猪饲料时的温度对照情况。

表3　各粉碎机粉碎猪饲料的温度

机名立式粉碎机普通粉碎机滴水形粉碎机振动筛粉碎机

温度/℃

39

32

30

21

注:立式粉碎机不配备风机;普通粉碎机,滴水形粉碎机配备5.5kW 中压风机;横宽型振动筛锤片粉碎机配备5.5kW 高压风机。

表4所示为粉碎机在生产80目(95%)的虾饲料的温度对照情况。

某饲料集团采用2台粉碎机,串联粉碎,延长冷却过程,物料在低温条件下粉碎,确有创意,取得很好的粉碎效率;有一水产饲料集团反映,横宽型振动筛锤片粉碎机的粉碎效率

1

2　粮食与饲料工业/2002年第9期 CEREA L &FEED I NDUSTRY /2002,No.9

与无筛微粉碎机相差不大。另外,横宽型振动筛锤片粉碎机

还配备了气流分级器,粉碎效率可以保证。

表4　粉碎虾饲料的温度

机名无筛粉碎机

横宽型振动筛锤片粉碎机

温度/℃

47

28

注:无筛粉碎机采用37kW 高压风机,80目时风阻增大,风量减

小,横宽型振动筛锤片粉碎机采用15kW 高压风机,保持正常吸风。

3　努力改善物料运动方向与筛孔方向的夹角

在粉碎腔里,物料运动方向是沿圆的切线方向,

筛孔方向是法线方向,这样不利出料。近年来,有关专家作了许多改进。

采用滴水型粉碎机,可改进粉碎机上部物料运动方向与筛孔方向夹角。但改变的筛包角有限,对着物料的一面筛改善,背着的一面却损失了。

立式粉碎机采用部分短锤片,使物料与筛接触点超前一些筛的弧度,用以改善物料运动方向与筛孔方向的夹角,但不能完全采用短锤片。

鱼磷筛采用一种特殊制筛技术,使筛孔突出,并迎向物料运动方向。这种改进,可覆盖整个筛包角。但由于筛的制造工艺限制,鱼磷筛开孔率下降,效果不是很理想。同时,由于需要专门制造技术,以及粉碎机不便正反转等,未全面推广。

横宽型振动筛锤片粉碎机,在筛上装有特殊的强力振动器,使筛面向转子作往复运动,当筛离开转子时,扩大的空间填加物料,当筛迎向转子时,物料受到锤片的挤压,以筛为参照物,物料受到锤片的正对筛孔的法向推力,见图1。

图1　振动筛锤片粉碎机示意图

这与滴水型粉碎机、立式粉碎机、鱼磷筛是异途同归。

所不同的是:改善的筛包角不受限制,锤片不用长短锤,可采用普通筛,筛开孔率不下降,无需要专门制筛技术,粉碎机可方便正反转。

横宽型振动筛锤片粉碎机,相当于两次粉碎工艺,一台粉碎机加一台振动筛。但横宽型振动筛锤片粉碎机产生的对筛孔正向的推力是不曾预料的,它已不是两次粉碎工艺,是“一加一等于三”。

粉碎机转子直径600mm 与1200mm 的选型问题,是粉碎机制造厂的关注热点。在相同线速度下,直径小,物料运动方向与筛孔方向的夹角就大。

传统的55kW ,75kW ,110kW 选1120mm 或1200mm 就不够明智,问题是直径600mm 究竟能做到多大。笔者有幸在上海某饲料厂,见一进口的直径600mm 粉碎机,功率220kW ,机身长3500mm ,形状明显奇特,进料口200mm ×800mm ,成扁长状,使用时,要考虑喂料均匀问题,最难忍受的是220kW ,2950r/min 的转速引起的噪音。筛面积80cm ×80cm ,筛面积与功率之比为2×6400÷220=58,太小了,

滴水型粉碎机是116,横宽型振动筛锤片粉碎机是814.5。如要增加筛面积,就会增加轴长,轴粗,但大轴承转速受限,无法增加。这一缺陷使其产量不如132kW 的横宽型振动筛锤片粉碎机。

横宽型振动筛锤片粉碎机,在600mm 与1200mm 的选型问题,考虑的因素:筛面积与功率之比;物料运动方向与筛孔方向的夹角;噪音。“中庸之道”可能在设计上起了作用。其功率、转子直径、转速见表5。

表5　横宽型振动筛锤片粉碎机 的功率、转子直径及转速

项　目参 数

功率/kW 37557590

132

160

220

320

转子直径/mm 600

600

600

6001200120013001400

转速/r ・m in -1

29502950295029501450145014501450

去掉110kW ,是横宽型振动筛锤片粉碎机的一个特点,

凡原设计产量采用110kW 的,都可用90kW 横宽型振动筛锤片粉碎机替代。110kW 在选型问题上的利弊取舍,举棋不定,可能也是最终选择放弃的因素之一。

4　筛包角和冲击槽

立式粉碎机的显著特点是筛包角大、可增加筛面积。但粉碎效率还考虑锤片与物料冲击时的相对速度差,卧式粉碎机的冲击槽就起了阻物料环的重要作用。普通粉碎机底部有冲击槽,滴水型粉碎机除有冲击槽外,上部也有阻物料环的作用,无筛微粉碎机的搓板,鱼磷筛的筛孔突出,都是阻物料环的一种努力。因此,尽管筛包角大的好处人人皆知,但其它粉碎机,并未轻易苟同。

问题是在有限的360°角度内竟怎样安排为合理?横宽型振动筛锤片粉碎机重视360°包角立式粉碎机,重视增加筛面积,但方法不是争筛包角,而是另辟捷径,增加筛的宽度。增加筛的宽度等于增加面积,并用振动筛7～35倍地增加筛分能力。同时,让出角度,保留滴水型粉碎机的冲击槽,并加深加大,上部构造,化强成尖形。横宽型振动筛锤片粉碎机是集立式粉碎机筛面积大和滴水型粉碎机有阻物料环双重优点,设计成独特的宽筛深槽滴水型。

5　粉碎实测

玉米,水分14.5%,采用<3mm 筛孔,粉碎机均为75kW ,电流135A 。粉碎效率,见表6,7。

表6　粉碎机的生产能力

项 目参数

筛孔直径/mm 3 1.5 1.0

0.5

0.35

立式粉碎机/t ・h

-114.5 3.5不正常

不正常不正常滴水型粉碎机/t ・h

-1

15.2 4.2 2.2不正常

不正常

横宽形振动筛/t ・h -1

18.8

8.2

4

1.8

1.2

100目(全过)砻糠。

表7　粉碎机的效率

机型横宽型振动锤片

粉碎机75kW

无筛立式微粉碎机90kW

配风机/kW 1137系统总功率/kW

89134100目砻糠/kg ・h -1

480

280

注:横宽型振动筛锤片粉碎机另配备了排硅装置。

(责任编辑:程启芬)

22俞信国等:粉碎机的效率/2002年第9期