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配料精度誤差分析

畜牧編輯 2018-8-7 11:15

2201 2 原作者: 畜牧編輯

簡(jiǎn)介

摘要：在飼料生產(chǎn)過(guò)程中，配料精度是一項(xiàng)非常重要的控制指標(biāo)，會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成深遠(yuǎn)影響。

　　摘要：在飼料生產(chǎn)過(guò)程中，配料精度是一項(xiàng)非常重要的控制指標(biāo)，會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成深遠(yuǎn)影響。飼料企業(yè)要控制好配料精度，首先要對(duì)配料精度的概念、影響配料精度的因素有一個(gè)深刻的了解，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)配方設(shè)計(jì)、原料使用、生產(chǎn)排序、設(shè)備維護(hù)、配料次序、控制精度等各個(gè)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)把握，將配料精度控制并穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：飼料生產(chǎn)；配料精度；誤差分析

　　在飼料的生產(chǎn)制程中，配料工序是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所謂配料，是采用特定的配料設(shè)備與生產(chǎn)工具，按照飼料配方的要求，對(duì)多種不同品種的飼料原料進(jìn)行準(zhǔn)確稱量及混合的過(guò)程。配料工序一般包括兩個(gè)部分：一是大宗原料的配制，二是預(yù)混料等添加量較小的原料配制。目前，許多飼料企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，追求配料精度、避免人為配料事故，已基本放棄人工配制大宗原料的作業(yè)方式，而小料添加由于品種多、添加量小、原料腐蝕性大、機(jī)械配料精度低、原料易結(jié)塊、易粘倉(cāng)、易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等原因，仍然采用手工配料方式。在原料的配制過(guò)程中，配料精度是最重要的控制指標(biāo)，它不僅會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成深遠(yuǎn)影響，因此，如何有效保證并持續(xù)提升配料精度始終是飼料機(jī)械制造廠家與飼料企業(yè)要面對(duì)的課題。本文重點(diǎn)討論在現(xiàn)存的各種配料工藝及設(shè)備狀況下影響配料精度的原因，以及在生產(chǎn)工藝與設(shè)備固定的情況下，如何有效提升生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的配料精度。

　　1 配料精度的概念

　　配料精度就是要將配料誤差控制在一定范圍之內(nèi)。配料精度分為靜態(tài)精度與動(dòng)態(tài)精度。靜態(tài)精度是指在靜止?fàn)顟B(tài)下（即配料完成后），實(shí)際配料量與設(shè)計(jì)配料量之間的誤差值。動(dòng)態(tài)精度是指在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下（即配料過(guò)程中），實(shí)際配料量與設(shè)計(jì)配料量之間的誤差值。在現(xiàn)階段，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為靜態(tài)0.1% FS，動(dòng)態(tài)0.3% FS（FS = Full Scale，滿量程）。

　　2 控制配料精度的意義

　　2.1 配料誤差對(duì)成本造成的批次效應(yīng)

　　表1 豬濃縮飼料配方

　　表1是一個(gè)豬濃縮飼料配方。這個(gè)配方由18種原料組成，其中大豆粕（CP43%）的含量為58.67%。在生產(chǎn)過(guò)程中，如果其配料精度是0.1%FS，那么就會(huì)造成2.22946元/t的成本誤差，這種隱性誤差基本會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)習(xí)慣而隨著產(chǎn)量的提升成正比擴(kuò)大。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，配料誤差要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.1%FS，尤其是對(duì)于人工配料、手動(dòng)機(jī)械配料或管理不完善的企業(yè)來(lái)說(shuō)，因配料誤差不能控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)而給企業(yè)帶來(lái)的隱性成本差異是無(wú)法估量的，對(duì)于規(guī)?；暳掀髽I(yè)來(lái)說(shuō)，控制配料誤差更是具有深遠(yuǎn)的意義。

　　2.2 配料誤差對(duì)單批產(chǎn)品質(zhì)量的影響

　　按表1配方可得出，該配方粗蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)含量是38.5%。如果各種蛋白質(zhì)原料的配料精度都能夠達(dá)到0.1%FS，那么其粗蛋白質(zhì)差異就會(huì)在38.5×0.001=0.0385，這是一種理想狀態(tài)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于各種原因?qū)е碌呐淞险`差，常常會(huì)造成產(chǎn)品粗蛋白質(zhì)含量呈不規(guī)則變化，給產(chǎn)品質(zhì)量造成隱患。

　　3 影響配料精度的因素分析

　　從產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)制造，有許多環(huán)節(jié)影響并制約著配料精度。一般來(lái)說(shuō)，以下因素對(duì)配料誤差的產(chǎn)生起著決定性作用。

　　3.1 配方設(shè)計(jì)與原料使用

　　在表1的配方設(shè)計(jì)中，需要在配料秤上添加的原料品種一共有8個(gè)，除大豆粕外，其他原料都會(huì)因添加量過(guò)少而達(dá)不到配料精度；而且需要人工配料與添加的原料品種達(dá)10個(gè)之多，大大影響了生產(chǎn)速度。其中，蛋氨酸鈣（DL-Met）的添加比例為0.101%。如果使用1 000kg的混合機(jī)生產(chǎn)，那么其批次添加量為1.01kg，這就要求所使用的配料秤精度必須在10g以下，而且在進(jìn)入混合機(jī)之前必須經(jīng)過(guò)預(yù)混合。顯然，這樣的配方設(shè)計(jì)不僅增加了配料精度超出允許值的機(jī)率，而且降低了生產(chǎn)效率。因此，在進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)，必須要依據(jù)生產(chǎn)工藝與設(shè)備狀況來(lái)考慮各種原料的添加量是否便于生產(chǎn)的實(shí)際操作、是否符合本廠的生產(chǎn)方式。

　　3.2 工藝與設(shè)備選型

　　在現(xiàn)代化的規(guī)模飼料廠中，一般都采用了集控制、管理于一體的智能型電腦配料系統(tǒng)，這種配料系統(tǒng)以工業(yè)計(jì)算機(jī)作為配料主機(jī)，與操作臺(tái)、模擬屏、出倉(cāng)機(jī)、秤體等組合成完善的全套控制系統(tǒng)。在配料系統(tǒng)中，影響配料精度的主要因素有配料絞龍的精度、配料秤的精度、稱量?jī)x表的精度、傳感器的分辨率、程序運(yùn)行速度、信號(hào)反饋速度、出倉(cāng)機(jī)型號(hào)、變頻器調(diào)控參數(shù)等。其中，配料秤的精度一般由以下因素決定：

　　3.2.1 秤斗形狀設(shè)計(jì)：圓形代替方形是為了減少秤內(nèi)殘留

　　3.2.2 秤斗和傳感器的安裝：要求均衡和對(duì)稱

　　3.2.3 傳感器的安裝和調(diào)整：受力均衡

　　3.2.4 傳感器質(zhì)量

　　3.2.5 傳感器防止受干擾

　　3.2.6 原料進(jìn)秤口的設(shè)計(jì)

　　這些設(shè)備的選用與參數(shù)的確定決定于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配方組成與原料使用。例如在選用出倉(cāng)機(jī)（設(shè)備）時(shí)，要充分考慮原料特性（密度、體積、流動(dòng)性能等）與添加量等因素；在設(shè)定配料主機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，也要充分考慮原料的各項(xiàng)特性與添加量，在動(dòng)態(tài)的調(diào)整過(guò)程中，保持配料精度。

　　此外，工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也是影響配料精度的因素。如圖1所示：混合機(jī)上安裝的回流風(fēng)管會(huì)大大降低配料過(guò)程中空氣波動(dòng)對(duì)電子秤的影響，保持電子秤上疏風(fēng)孔的通透性會(huì)降低配料過(guò)程中電子秤內(nèi)的空氣負(fù)壓，有利于精確反應(yīng)實(shí)際配料重量。

　　3.3 料倉(cāng)分布與配料次序

　　在規(guī)模飼料廠中，常常采用多秤配料系統(tǒng)。受上料線路的影響，適合每個(gè)配料倉(cāng)的原料種類(lèi)都是固定的，這就要求在原料選用與配方設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮生產(chǎn)工藝能否滿足多品種原料配方的要求，避免因漲秤、配料量過(guò)少、配料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等現(xiàn)象對(duì)配料精度產(chǎn)生影響。

　　在實(shí)際配料過(guò)程中，除了要采用先大后小、先輕后重的配料次序外，還要依據(jù)原料流動(dòng)性與黏稠度來(lái)靈活調(diào)節(jié)配料次序。例如：如果先添加一些酶解羽毛粉、魚(yú)粉、肉骨粉之類(lèi)的原料，再添加其他的原料，在放料時(shí)會(huì)出現(xiàn)秤斗上料放不盡的現(xiàn)象。

　　3.4 配料方式與控制精度

　　以上3個(gè)方面的因素決定了配料方式與能夠達(dá)到的配料精度。在目前存在的3種配料方式中，人工配料是精度最難保證的一種。

　　3.4.1 人工配料

　　在生產(chǎn)規(guī)模較小的飼料廠（低于500kg混合機(jī)）或原料流動(dòng)性能非常差的特種飼料廠中，常采用人工方式完成配料作業(yè)。這時(shí)，人員的經(jīng)驗(yàn)與責(zé)任心成為決定配料精度的重要因素。尤其是對(duì)于一些飼料企業(yè)為了追求配料速度，常常采用配料容器進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)式配料，由于每批原料間都會(huì)存在差異、每個(gè)人的操作都會(huì)存在差異，這樣的配料誤差是無(wú)法控制的。

　　3.4.2 手動(dòng)配料

　　是指人工操作出倉(cāng)機(jī)（配料絞籠）完成配料作業(yè)的模式，操作人員的經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心與配料秤、出倉(cāng)機(jī)的精度決定著配料精度。在這樣的配料方式下，配料誤差是無(wú)法控制的，產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)也是沒(méi)有規(guī)律的。

　　3.4.3 自動(dòng)配料

　　是指由配料計(jì)算機(jī)指揮出倉(cāng)機(jī)完成配料作業(yè)的模式。在這種模式下，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化配料，人為出錯(cuò)率降至最低，對(duì)以工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心的硬件設(shè)備保持正常運(yùn)行提出了很高的要求。

　　4 配料精度的現(xiàn)場(chǎng)管理與預(yù)防措施

　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，盡管工藝設(shè)備、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配方與原料使用、配料方式等都已經(jīng)確定，但還需要對(duì)影響配料精度的程控工段與小料添加工段實(shí)施精細(xì)化的動(dòng)態(tài)管理才能達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的配料精度。

　　4.1 程控工段

　　4.1.1 原料比重不同，下料速度不同，在配料時(shí)必須設(shè)置適當(dāng)?shù)奶崆傲?，才可以有效提高配料精度。在正常生產(chǎn)時(shí)，玉米、石粉、磷鈣、石粒等比重大的原料常常會(huì)多加，而細(xì)麩、粗麩等比重小的原料常常會(huì)少加。

　　4.1.2 原料在不同配方中的配比不同，就要采用不同的配料方式。例如：石粉添加量在20kg以下時(shí)，最好在小料工段人工添加，采用出倉(cāng)機(jī)配料很難控制精度，常常會(huì)造成飼料中鈣的含量超出設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。

　　4.1.3 在生產(chǎn)工藝確定與設(shè)備選型時(shí)，都要依據(jù)原料特性與使用量來(lái)確定每個(gè)配料倉(cāng)的出倉(cāng)機(jī)型號(hào)。因此生產(chǎn)人員必須依據(jù)出倉(cāng)機(jī)的下料速度和精度，合理使用料倉(cāng)，以確保配料精度。

　　4.1.4 生產(chǎn)過(guò)程中，原料空倉(cāng)或供應(yīng)不上（即邊上料邊粉碎狀態(tài)）時(shí)，自動(dòng)配料系統(tǒng)常會(huì)因添加量不夠而停止喂料，使添加量減少，影響配料精度。因此，要保證配料精度，配料之前，料倉(cāng)內(nèi)必須備有充足的原料供配料使用。

　　4.1.5 在自動(dòng)配料狀態(tài)下，配料秤快加料、慢加料的時(shí)間設(shè)置要因原料品種及用量差異而有所不同。尤其是慢加料的時(shí)間設(shè)定對(duì)配料精度有很大影響。

　　4.1.6 手動(dòng)配料時(shí)，要避免配方計(jì)算錯(cuò)誤、提前量估計(jì)不足、按錯(cuò)倉(cāng)位等失誤的發(fā)生。

　　4.1.7 配料秤放料后，配料秤有時(shí)出現(xiàn)負(fù)值。必須在配料秤穩(wěn)定后歸零，否則影響配料精度。

　　4.2 影響小料添加工段配料精度的主要因素是計(jì)量精度與添加準(zhǔn)確性

　　生產(chǎn)人員在配料前必須要進(jìn)行校秤，以保證電子秤的精確性；在添加時(shí)，避免多加、少加、錯(cuò)加、漏加等失誤的發(fā)生；在自動(dòng)配料系統(tǒng)中，小料秤常常設(shè)有配料最大量，以檢驗(yàn)小料計(jì)量與添加的準(zhǔn)確性。

　　小結(jié)：綜上所述，有效調(diào)控配料精度是一個(gè)系統(tǒng)工程，從配方設(shè)計(jì)到原料使用、從工藝確定到設(shè)備選型，從配料次序到控制精度，哪一環(huán)工作的缺失都會(huì)造成系統(tǒng)配料精度的不足，因此，對(duì)于生產(chǎn)工藝與配料設(shè)備已經(jīng)固定的企業(yè)來(lái)說(shuō)，不斷強(qiáng)化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的配料管理，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)配方與使用原料，才可能最大限度地保證配料精度。

　　來(lái)源：飼界友人

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