飼料的混合機理

gaopf767 · 發(fā)表于 2007-10-21 16:20:33

1．飼料混合原理
   飼料混合的主要目的是將按配方配合的各種原料組份混合均勻，使動物采食到符合配方要求的各組份分配均衡的飼料。它是確保配合飼料質(zhì)量和提高飼料報酬的重要環(huán)節(jié)。飼料混合機是配合飼料廠的關鍵設備之一，而且它的生產(chǎn)能力決定著飼料廠的生產(chǎn)規(guī)模。
   1.1混合的機理
   根據(jù)混合機的型式、操作條件以及粒子的物性等，混合機的混合機理主要存在以下5
   種混合方式。
   1.1.1體積混合
   又稱對流混合，移動混合。許多成團的物料在混合過程中從一處移向另一處，相互之間形成相對流動，使物料產(chǎn)生混合作用。體積混合決定著混合速度。
   1.1.2擴散混合
   混合物料的顆粒，以單個粒子為單元向四周移動，類似分子擴散過程，特別是微粒物料（粉塵），在振動下或量流化狀態(tài)下，其擴散作用極為明顯。擴散混合的粒子主要存在于物料中具有壓縮性、吸著性及帶電性的粉粒體。該種混合影響著物料混合精度。
   1.1.3剪斷混合
   又稱剪切混合，指粒子間根據(jù)相互滑動，旋轉(zhuǎn)以及沖撞等而產(chǎn)生的局部移動，使物料彼此形成剪切面而產(chǎn)生混合作用。剪切混合主要影響混合精度。
   1.1.4沖擊混合  當物料與機件壁殼碰擊時，往往造成單個物料顆粒的分散，稱為沖擊混合。
   1.1.5粉碎混合  混合物料之間的相互作用，形成變形或搓碎結果，稱為粉碎混合。
   以上5種混合方式在同一混合過程中同時存在，單獨發(fā)生的情況是沒有的但起主要
   作用的是前三者。對于不同結構形式的混合機來說，各種混合方式所起的作用程度不同。如用于微量成分預混合配合飼料工藝——圖片的旋轉(zhuǎn)滾筒式混合機和V型混合機，以擴散混合為主體。螺帶式混合機和行星式混合機，體積混合占支配地位。再有，糖蜜混合機和快速混合機等以剪斷混合為主。
   以分批混合機為例，其混合過程主要包括：首先，顆粒成團地由物料中一個部位呈
   層狀地向另一部位滲透滑移，發(fā)生對流混合。其次，不同組份的顆粒越過所形成的分界面漸漸離散，進行擴散混合。最后在自重和離心作用下，形狀大小和密度近似的顆粒分別集聚于混合機內(nèi)的不同部位，稱為顆粒集聚。前兩種作用有利于混合，后者是一種有礙于顆粒均布的分離作用。這三種作用在混合機內(nèi)是同是發(fā)生的，但在不同的混合時間內(nèi)，各自所起的作用程度不同。
   1.2混合工藝
   混合工藝可分為分批混合（或稱批量混合）和連續(xù)混合兩種。
   1.2.1分批混合
   分批混合就是將各種混合組分根據(jù)配方的比例配合在一起，并將它們送入周期性工作的“批量混合機”分批地進行混合?；旌弦粋€周期，即生產(chǎn)出一批混合好的飼料，這就是分批混合工藝。
   分批混合工藝的每個周期包括配料（稱重）、混合機裝載、混合、混合機卸載及空轉(zhuǎn)時間，流程見圖6—1。分批混合機工藝的循環(huán)時間包括以上每個操作時間的總和，混合機的生產(chǎn)率可按下式計算：
      60νΦγ
   Q= ——————  （Kg/h）
         Σt
   式中，Q：混合機產(chǎn)量（Kg/h）；
   ν：混合機容積（m3）；
   Φ：物料充滿系數(shù)，一般取Φ=0.80～0.85；
   γ：物料容重，Kg/ m3，一般實測，參考值為400～500 Kg/ m3；
   Σt：混合周期需要總時間，min，包括：進料時間、混合時間、卸料時間及空轉(zhuǎn)時間。
   這種混合方式改換配方比較方便，每批之間的相互混雜較少，是目前普遍應用的一種混合工藝。這種混合工藝的秤量給料設備啟閉操作比較頻繁，因此大多采用自動程序控制。
   1.2.2連續(xù)混合
   連續(xù)混合工藝是將各種飼料組分同時分別地連續(xù)計量，并按比例配合成一股含有各種組分的料流，當這股料流進入連續(xù)混合機后，則連續(xù)混合而成一股均勻的料流，工藝流程如圖6—2所示。
   連續(xù)混合工藝包括喂料器、集料輸送機和連續(xù)混合機三部分組成。喂料器使每種物料連續(xù)地按配方比例由集料輸送機均勻地將物料輸送到連續(xù)混合機，完成連續(xù)混合操作。這種工藝的優(yōu)點是可以連續(xù)地進行，容易與粉碎及制粒等連續(xù)操作的工序相銜接，生產(chǎn)時不需要頻繁地操作。但是在換配方時，流量的調(diào)節(jié)比較麻煩，而且在連續(xù)輸送和連續(xù)混合設備中的物料殘留較多，所以兩批飼料之間的互相混合問題比較嚴重。近年來，由于添加微量元素以及飼料品種增多，連續(xù)配料、連續(xù)混合工藝的配合飼料廠日趨少見。一般均以自動化程序不同的批量混合進行生產(chǎn)。
   1.3混合效果
   在許多混合過程中，混合效果隨著混合時間而迅速增加，達到最佳混合均勻狀態(tài)，通常稱之為“動力學平衡”狀態(tài)。但當物料已經(jīng)充分混合時，若再延長混合時間，就有分離傾向，使混合均勻度反而降低，這種現(xiàn)象為過度混合?；旌嫌浞?，則潛在的分離性愈大，所以應在達到最佳混合之前將混合物從混合機內(nèi)排出，否則將會在以后的輸送過程中出現(xiàn)分離現(xiàn)象。對于不同的物料不同的混合機有其最佳混合時間。
   混合效果的好壞主要通過混合均勻性來反映。物料的物理機械特性（如參與混合的各種物料組份所占的比例粒度、粘附性、形狀、容重、含水量、靜電效應等）的不同，往往會影響其混合均勻性。在混合物料時，其密度和顆粒大小對混合均勻性有很大影響。重顆?；蛐☆w粒會在輕的、大的顆粒間滑動，集中在混合機底部。粒徑越趨于一致，越容易混合均勻，所需的混合時間也越短。粉料的相對濕度在14%~15%以下時，可以得到較適宜的物料密度，有助于達到所要求的混合均勻度。若濕度等于或高于這個范圍，則需要增加混合時間或采取其他措施才能達到一定的混合效果。此外，某些微量成分還會產(chǎn)生靜電效應附著在機殼上，破壞混合作用。
   2．飼料混合設備
   2.1混合機的分類
   2.1.1根據(jù)容器的狀態(tài)分類
   （1）容器固定型混合機：在固定的容器內(nèi)裝有轉(zhuǎn)動的攪拌機構。螺帶式混合機、立
   式螺旋式混合機、行星式混合機等屬于這種類型。
   （2）容器旋轉(zhuǎn)型混合機：通過容器旋轉(zhuǎn)使內(nèi)部物料混合的型式，如V型混合機和滾筒式混合機。
   2.1.2根據(jù)物料流動情況分類
   （1）分批式混合機：混合操作分批，反復進行混合的型式。
   （2）連續(xù)式混合機：混合操作不間斷地連續(xù)進行的型式。
   2.1.3根據(jù)機器外部形態(tài)分類
   （1）臥式混合機：混合機外形為平臥式，通過機器內(nèi)的螺旋帶或漿葉的旋轉(zhuǎn)，對物料進行混合。
   （2）立式混合機：混合機外形為立式，通過機器內(nèi)輸送螺旋的轉(zhuǎn)動，使物料達到混合目的。
   2.2容器固定型混合機
   2.2.1分批式混合機
   2.2.1.1臥式螺帶式混合機
   臥式螺帶式混合機是配合飼料廠的主流混合機。該機有單軸式和雙軸式兩種。單軸式的混合室多為U型，也有O型；雙軸式則為W型。其中O型適用于預混合料的制備，亦可用于小型配合飼料加工廠；U型是普通的臥式螺帶混合機，也是目前國內(nèi)外配合飼料廠應用最廣泛的一種混合機；W型則使用較少，多用于大型飼料加工廠。U型臥式螺帶單軸式混合機的結構示意見圖6—3。
   在臥式混合機的頂部，一般有1~4個進料口。螺帶轉(zhuǎn)子是在一根水平轉(zhuǎn)軸上裝有幾套帶狀螺旋葉片的物件。為了加強混合能力，多數(shù)混合機采用雙層螺旋。內(nèi)外圈葉片分別按左右設置，按照內(nèi)外葉片的排料能力應相等的原則設計內(nèi)外葉片寬度。內(nèi)外葉片的排列形式也有兩種：一種是外螺旋葉片將物料從兩端往中間推送，內(nèi)螺旋葉片將物料從中間往兩端推送，或外螺旋葉片將物料從中間往兩端推送，內(nèi)螺旋葉片將物料從兩端往中間推進；另一種是外螺旋葉片將物料由一端向另一端推送，而內(nèi)螺旋葉片推送物料的方向與其相反。螺旋有單頭的也有雙頭的。外圈葉片與機殼之間的間隔為5~10mm，有的混合機此間隙為2
   mm。這種間隙小的混合機，每批混合2t物料，機內(nèi)的殘留量只有50g，僅是總重量的四萬分之一。這對減少各種配方的飼料相互間的污染，提高混合質(zhì)量是很有意義的。
   出料口在機體下部，小型混合機出料活門多用手動控制，大型混合機多用機械控制。排料門的形式有全長排料、端頭排料或中部排料。往往料門關閉不嚴，在混合過程中容易產(chǎn)生漏料現(xiàn)象，這是影響混合均勻度的一大弊端。
   在批量混合機的下面必須裝有緩沖倉，以保證混合料在短時間內(nèi)排出時不致沖塞機下的輸送設備，尤其是全長排料的混合機應注意這一問題。緩沖倉的容積應大于一批料的容積。
   傳動部分由電動機、減速器等組成。它們通過支架直接安裝在機體上，由減速器通過聯(lián)軸器直接帶動螺旋軸，也可由減速器經(jīng)過鏈輪減速器帶動螺旋軸，電動機安裝在機體下部或上部視具體情況而定。
   此外，尚可設自動控制裝置。當蓋板在開啟的情況下，混合機不能啟動以保證安全。按生產(chǎn)的需要調(diào)整每批產(chǎn)量和混合時間，防止重復進料?；旌蠒r間可以預先在控制臺上調(diào)好，時間一到，混合機就自動打開卸料門，將物料卸入料箱中去。
   工作時，各種組份的物料按配方比例經(jīng)過精確計量以后，送入混合機。物料在螺旋葉片的推送下按逆流原理進行充分混合，外圈螺旋葉片若使物料沿螺旋軸的一個方向流動，內(nèi)圈螺旋葉片則使物料沿著相反方向流動，物料在混合機中不斷翻滾、對流，從而達到均勻一致的混合物料?；旌蠒r間一般是每批4min，通常在2~6min之間，包括進料、卸料總計在6min左右，其長短取決于物料品種、各種物料特性（如水分含量、粒度均勻性等）的差異，油脂、糖蜜的含量多少等等。螺旋軸的轉(zhuǎn)速一般為25~60r/min，也有高達100~200
   r/min的，主要視機型的大小和結構的不同而異。多數(shù)場合是小容量的混合機轉(zhuǎn)速較高，大容量的混合機轉(zhuǎn)速較低，卸料時適當提高轉(zhuǎn)速，可以獲得徹底卸空的效果。
   臥式螺帶混合機的優(yōu)點是混合速度快，混合質(zhì)量好，卸料時間短，物料在機內(nèi)的殘留量少，所以，目前在一般加工廠中普遍采用。缺點是占地面積大、動力消耗大。由于混合時間短，故單位產(chǎn)品能量消耗不比立式混合機大。
   2．2．1．2．雙軸漿葉式混合機

   雙軸漿葉式混合機屬于混合精度較高的新型混合機，其結構和工作原理如圖6-4和6-5所示。主題結構由傳動機構、臥式筒體、雙攪拌軸、噴液裝置和出料閥六部分組成。其工作原理是通過減速機、鏈條（或齒輪）帶動兩根主軸以一定的速度作等速反向轉(zhuǎn)動，以一定角度安裝在主軸上的槳葉將一部分物料拋灑在整個容器空間，在一定的圓周速度下，物料在失重的狀態(tài)下，形成流動層混合，物料被槳葉沿軸向和徑向運動，從而在容器內(nèi)形成復合循環(huán)。因此在極短的時間可以達到均勻混合。進行固-液混合時，液體由裝在頂端的噴嘴霧化噴入，筒體上部的分散棒可將結固的松散物料打散。
   WZ型雙軸漿葉式混合機的設備參數(shù)見表6-1。該混合機的特點是：①
   可進行固～固（粉體和粉體）混合、固～液（粉體和液體）混合，能在真空下進行混合、干燥作業(yè)，也可用作反應設備。②物料在機內(nèi)受機械作用而處于瞬間失重狀態(tài)，廣泛交錯產(chǎn)生對流、擴散混合，從而達到均勻混合。對被混合的物料適用范圍廣，尤其對比重、粒度等物性差異較大的物料混合時不產(chǎn)生偏差，而獲得十分均勻的混合物。③混合精度高，固～固混合在1：1000配比時，標準偏差為十萬分之三～八（0.003～0.008%）。含量波動誤差<2%（變異因子）。④混合速度快，一般粉體的混合只需1分鐘左右。⑤混合過程溫和，不破壞物料的原始狀態(tài)。⑥能耗低，是一般混合機的四分之一～十分之一。⑦可密閉操作，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，維修方便。
   表6-1 WZ型雙軸漿葉式混合機的設備參數(shù)
         型號WZ-25WZ-50WZ-100WZ-150WZ-300WZ-500WZ-750
         裝填系數(shù)0.60.60.60.60.60.60.6
         每批混合量（Kg）（物料比重為0.5）2550100150300500750
         裝機功率（KW）345.57.511～151518.5


   2.2.1.3 立式螺旋混合機
   立式螺旋混合機，又叫立式絞龍混合機，主要由螺旋部分機體、進出口和傳動裝置構成，如圖6—6所示。
   混合筒是一只錐底圓筒，錐底母線與水平面的夾角應在60º以上，以保證物料均勻地自然下落，殼體直徑與高度之比為1：2~5，殼體正中裝一根垂直絞龍，用作提開筒體下部的物料使之在筒內(nèi)產(chǎn)生上下對流及擴散作用。絞龍的直徑與筒體直徑D之比為1：（3~4.5）左右，絞龍轉(zhuǎn)速n在120~140r/min。為了改善提升的效果，可在垂直絞龍外面設置套管，以利于下部物料輸送到絞龍的頂部，以提高混合速度。
   物料可由下部進料口進入混合筒，對于由上面落下的物料亦可由混合筒頂部的進料口落入機內(nèi)。卸料口大多設在混合機的下部，以減小卸料后的機內(nèi)殘留量。
   工作時，將定量的物料依次倒入進料口進入筒內(nèi)，進料的次序一般按配料量比例的多少先多后少，順次進料，物料由下部進料口進入料斗后，即由垂直絞龍垂直送到絞龍的頂部，拋出絞龍面撒潑在混合筒內(nèi)。當全部物料進入混合筒體之后，筒內(nèi)的物料繼續(xù)由垂直絞龍的下部絞送到頂部。再次潑撒在筒內(nèi)物料的上面，這樣經(jīng)過多次反復循環(huán)，即起到均勻混合的目的。當混合均勻后，即可打開排料口的活門而將物料自流排出機外。
   立式螺旋混合機具有配備動力小、占地面積小、結構簡單、造價低的優(yōu)點。但混合均勻度低，混合時間長，效率低，且殘留量大，易造成污染，如更換配方必須徹底清除筒底殘料，甚為麻煩。一般適于小型飼料廠的干粉混合或一般配合飼料的混合，不適用于預混合飼料廠。
   2.2.1.4立式行星錐形混合機
   該機結構如圖6—7所示。由圓錐形殼體，螺旋工作部件，曲柄，減速電機，出料閥等組成。傳動系統(tǒng)主要是將減速器的運動徑齒輪變速傳遞給兩懸臂螺旋。實現(xiàn)公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)兩種運動形式。工作時由頂端的電動機減速器輸出兩種不同的速度，經(jīng)傳動系統(tǒng)使雙螺旋軸作行星式的運轉(zhuǎn)，物料在機內(nèi)的流動型式如圖6—8所示。


   由于有螺旋公、自轉(zhuǎn)的運動形式存在，物料在錐筒內(nèi)有沿著錐體壁的圓周運動，有沿著圓錐直徑向內(nèi)的運動，也有物料上升與物料下落等幾種運動形式存在。螺旋的公、自轉(zhuǎn)造成物料作四種流動形式：對流、剪切、擴散、摻和。而且四種形式又相互滲透與復合，因而使混合料在較短的時間內(nèi)均勻混合。
   DSH型立式行星錐形混合機主要技術特性參數(shù)見表6—2。
   表6—2  DSH型立式行星錐形混合機主要技術特性參數(shù)
         型號全容積（m3）裝載系數(shù)
         DSH—0.5
         DSH—1
         DSH—2
         DSH—4
         DSH—6
         DSH—10
         DSH—0.050.5
         1
         2
         4
         6
         10
         0.050.6
         0.6
         0.6
         0.6
         0.6
         0.6
         0.6

   2.2.1.5螺帶式錐形混合機：
   螺帶式錐形混合機是一種較先進高效的粉體混合設備。該機結構緊湊、外形美觀、占地面積小，混合速度快，出料迅速、干凈，安裝方便。該設備主要由減速器、筒體、螺帶攪拌機構和出料機構組成。設備由擺針葉輪減速機直接帶動，螺帶攪拌機構實施混合。運轉(zhuǎn)時中心部位的螺旋軸使一部分物料由下向上提升，一部分向螺柱體外拋出進入外圈的螺帶面，與此同時，螺帶也作快速旋轉(zhuǎn)，使物料沿螺帶面向上傾斜或拋出上升到頂端的物料靠自重向下流動，使錐體內(nèi)的物料互相摻和、錯位、剪切、擴散、對流，達到全圓周方位的不規(guī)則運動，從而在極短的時間內(nèi)獲得均勻混合的目的。SCH型螺帶式錐形混合機結構式意圖見圖6-9，主要設備參數(shù)見表6-3。
   表6-3  SCH型螺帶式錐形混合機主要設備參數(shù)
         指標SCH-0055SCH-0。12
         全容量（m3）0.0550.12
         裝填系數(shù)（密度100kg/m3）0.60.6
         物料細度(um)38-42540-300
         每小時產(chǎn)量（kg）66-99144-216
         工作壓力常壓或微壓常壓或微壓
         裝機功率（KW）0.81.5

   2.2.2連續(xù)式混合機
   2.2.2.1臥式槳葉連續(xù)混合機
   臥式槳葉連續(xù)混合機的結構示意見圖6—10。在混合機的軸上安裝有三段形狀結構不同的攪拌葉片。第一段是物料進口段，為2個螺距的滿面螺旋，主要起推進物料的作用。第二段為物料的混合段，為多個窄形槳葉按螺旋線間接排列，安裝角40º。在此段上減弱物料的軸向推進速度而增加橫向的攪拌滲合作用。第三段為物料的出口段，
   有6個寬形槳葉片按螺旋線間隔排列，
   安裝角也為40º。此段除繼續(xù)攪拌外，還加大了軸向推進作用，加快了出料速度。這種混合機物料的混合均勻度CV＜10%。
   2.2.2.2絞帶型連續(xù)式混合機
   絞帶型連續(xù)式混合機（如圖6—11）具有較好的混合機的帶狀葉片和反向槳葉板對物料有較好的剪切和楔入作用，而且促使物料逆向運動的反向槳葉板對于提高邊連續(xù)式混合機的縱向混合能力也較理想。當物料濕度在12.1%～17.8%時，這種混合機對于大配比物料的混合均勻度CV可以控制在11.9%～18.1%的范圍內(nèi)。這樣的混合質(zhì)量，對于生產(chǎn)沒有礦物質(zhì)添加劑的混合飼料來說，是可以滿足生產(chǎn)需要的。
   2.2.2.3行星攪拌器型連續(xù)式混合機
   行星攪拌器型連續(xù)式飼料混合機（圖6—12）是一種比較理想的機型。其行星攪拌器除自轉(zhuǎn)外還隨其主軸進行公轉(zhuǎn)，因此，它具有強烈的混合作用。這種混合機的混合機的混合均勻度可以控制在5.6%～10.8%左右，如果控制好機內(nèi)的物料充填量，其混合質(zhì)量也比較穩(wěn)定。
   2.3容器旋轉(zhuǎn)型混合機
   2.3.1分批式混合機
   此種混合機混合精度高。但物料的投入和排出比較繁忙，所以配合飼料廠不將其作為主混機利用，常作為維生素、藥物等極微量添加劑的第一級預混。此類混合機目前較常用的是V型混合機。V型混合機的結構外型如圖6—13。
   V型混合機工作時，裝在容器最下面的物料隨旋轉(zhuǎn)V型容器上升，到一定高度后，物料受重力的作用沿筒內(nèi)壁面擴展、滑移、下落而分成左右兩部分，隨著容器的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，分成左右兩部分的物料又向兩圓筒接合部位滑落而匯合，完成一個基本左右對稱的循環(huán)混合過程。如此不斷反復，使容器內(nèi)物料達到均勻的混合。
   容器轉(zhuǎn)動型混合機與容器固定型相比，往往混合速度要慢得多。但是最終的混合均勻度較好，因此適用于高濃度微量成分的第一級混合，在容器轉(zhuǎn)動型中則以V型及帶攪拌葉片的圓筒混合速度較快，比較適用于飼料廠。
   V型混合機的充滿系數(shù)較小，而且對混合速度的影響較大；充滿系數(shù)小，混合快、速度快；當充滿系數(shù)=30%時速度更快。
   2.3.2連續(xù)式混合機
   即旋轉(zhuǎn)滾筒式混合機。這類混合機由圓形滾筒、框架、葉片、轉(zhuǎn)子等傳動裝置和控制裝置組成。該機的工作過程是一面使容器旋轉(zhuǎn)，一面進行連續(xù)混合，構造上只限于旋轉(zhuǎn)圓筒型。這種型式，就是從圓筒型混合機的一端裝入物料。從另一端連續(xù)排出混合好的物料。為了改善混合度，在容器內(nèi)壁附加反向板，如圖6—14所示。
   3．混合質(zhì)量的評價
   3.1混合質(zhì)量的評價原理
   把各種組分的混合物完全混合均勻，這好象是要把各種組分的每一個分子均勻地、
   按比例地鑲嵌成有規(guī)律的結構體，也就是說在混合物的任何一個部位截取一個很小的容積的樣品，在其中也應該按比例地包容每一個組分。實際上這種理想的完全混合狀態(tài)是達不到的，也是不存在的。處在混合物整體中不同部位的各個小容器中所含各組分的比例不可能絕對相等，而往往都是與規(guī)定的標準量有一定的差異。因此，對混合均勻度的評定只能是基于統(tǒng)計分析方法的基礎上。
   在多組份混合時，這是一個多變量的概率系統(tǒng)，在數(shù)學運算中就顯得過于復雜。所以在實踐中不采用這種系統(tǒng)。而是把多組份的混合簡化為兩種組分的混合：一是準備作為定量統(tǒng)計的組分，暫稱為“檢測組分”而其他所有的組分都看成一個均勻的同一組分，暫稱為“基本組分”。在實踐中，常以“檢測組分”的分布情況來代表所有組份的混合情況，這樣就可以用概率和統(tǒng)計的方法來解決這個具體的評定問題。
   首先把參加混合的兩種組分都看成是以顆粒參加混合，并假設混合組分的所有顆粒的形狀、大小相同。
   當物料的粒子隨意地分布在混合機的整個底部空間時，根據(jù)數(shù)字分析，這些粒子在某個特定的底部空間的分布將是一種泊松分布。其數(shù)學式為：
         ｍχe-m
   ƒ(χ)=————
      χL
   式中ƒ(χ)——在多個子空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)χ個粒子的概率；
   χ——某個子空間中含有檢測組分的粒子數(shù)；
   ｍ——全部子空間內(nèi)的檢測組份粒子的平均數(shù)；
   L——子空間混合物料所占的整個容積中的某一個（取樣的）小容積。
   上式計算繁雜，而且必需使用大數(shù)量的粒子數(shù)才能防止每個抽樣的偏差過大。所以人們利用計算比較方便的正態(tài)分布來解決這一問題。
   當ｍ≥20時，泊松分布便接近于正態(tài)分布而不致有太大的誤差，因此可改用正態(tài)分布，其公式如下：
   1
   ƒ(χ)=———е-（χ-ｍ）2/2ｍ
   2πｍ
   一般混合均勻度的評定方法是，在混合機內(nèi)若干指定的位置或是在混合機出口（或成品倉進口）以一定的時間間隔截取若干個一定數(shù)量的樣品，分別測得每個樣品所含檢測成分的含量，然后，用統(tǒng)計學上的變異系數(shù)作為表示混合均勻度的一種指標，具體計算方法如下：
                                          n
                                          ∑χi
                  χ1+χ2+……+χn       i=1
   平均值ｍ=—————————— =————
                        n             n
   式中：χi——測得第I個樣品中檢測組份量；
               n——測定的樣品數(shù)。

                                                            n
                                       ∑(χi-m )2
   (χ1-m)2 +(χ2-m)2……+(χn-m)2          i=1
   標準差S=√                               =
                                 n                √    n

   S
   變異系數(shù)CV= ——100%
                     m
   根據(jù)國家標準規(guī)定：對配合飼料：CV≤10%
   對預混合飼料：CV≤5%
   3.2混合均勻度的測定
   飼料混合均勻度的測定方法主要有示蹤劑法和沉淀法。詳細測定的過程詳見第十一章。
   4．影響混合工藝效果的因素及混合機的合理利用
   4.1影響混合工藝效果的因素
   混合工藝效果主要是指混合速度與混合均勻度兩個方面?；旌线^程實際上是由對流、
   擴散、剪切等混合作用和分離作用同時并存的一個過程，所以凡是影響這些混合作用的因素將影響混合工藝效果。
   4.1.1混合機型的影響  混合機的機型不同，混合機內(nèi)的主要混合作用不相同，從而影響到混合速度和混和混勻度。
   對流混合是將物料成團地從料堆的一處移向另一處的過程，因此，它可以很快地達到粗略的、團塊狀的混合。而且在此基礎上可以有較多的表面進行細致的、顆粒間的混合。故以對流作用為主的混合機其混合速度快。例如臥式帶狀螺旋混合機就是這種形式。
   以對流作用為主的混合，各組份的物理機械性質(zhì)對混合質(zhì)量的影響比以擴散作用為主的機型要小。
   以擴散作用為主的機型（如滾筒型連續(xù)式混合機等），其混合作用緩慢。要求的混合時間一般較長，物料的物理機械性質(zhì)（如粒度、粒形、比重及表面粗糙程度等）的差異對混合效果的影響較大。但是顆粒之間的混合可以進行得比較細致。
   立式攪拌型混合機的混合作用處于上述二者之間。
   混合機的設計結構要求無死角，物料不飛揚，設備的各部分應保證產(chǎn)生良好的對流、擴散作用。例如，臥式分批混合機不要使物料一端集聚；立式混合機的上部能夠均勻地噴散等。為此，往往對槳葉或絞龍的斜度、寬度、直徑、轉(zhuǎn)速以及物料在機內(nèi)的充滿度等都有一個適宜的要求。此外，還希望盡量減少自動分級的產(chǎn)生，如減少機械振動及物料散落高度等。
   4.1.2混合機混合時間和轉(zhuǎn)速的影響
   多種試驗證明批量混合機的混合速度、混合質(zhì)量與混合機的轉(zhuǎn)速和混合時間有關。不同規(guī)格的混合機都有其適宜轉(zhuǎn)速和最佳混合時間。
   4.1.3操作的影響
   對臥式螺旋混合機及立式絞龍混合機來講，應先將配比率大的組分全部進入混合機以后，再將配比率小的物料置于已進入的物料的上面，以防止微量組分成團地落入混合機的死角或底部某些難于混勻之處；對于易飛揚少量及微量組分則應放置在80%的大量組分的上面，然后再將余下的20%的大量組分覆蓋在微量組分的上面，既保證易于混勻，又保證不致飛揚。
   對V型混合機的裝入程序，有人曾以圖6—15中4種型式進行了試驗，結果表明：第（3）種裝料型的混合速度最快，第（1）種裝料形式最慢。試驗也證明，裝入方式不同對最終可以達到的混合精度沒有明顯的影響。
   4.1.4混合組分物理特性的影響
   混合組分的物理特性主要是指物料的比重，顆粒表面的粗糙程度、物料的水分、散落性、結團的情況和團粒的組分等。這些物理特性的差異越小，混合效果越好，混合后越不容易再度分級。若某組分物料在混合中所占的比例越小則越不容易混合好。為了減少混合后的再度分離，可在混合過程接近完成時添入少量的粘性液體，如糖蜜、油脂等，以減少其分離的可能性，此外，象維生素B2之類的成分會由于靜電效應在混合過程中吸附于機壁上，由此影響混合質(zhì)量。在混合機制造安裝時，可考慮機體妥善接地。
   實踐證明，不同的混合機、不同的混合轉(zhuǎn)速對比重差異及粒度差異的影響敏感程度并不一樣。例如V型混合機在達到完全混合以后將會有明顯的分離現(xiàn)象，即混合均勻度達到一定程度以后會有明顯的降低現(xiàn)象。而臥式、立式螺帶混合機即使混合料之間的容重差異很大，而由于混合主要是利用螺帶攪拌之力進行混合的，物料的物理特性對混合效果的影響較小，所以用臥式螺帶混合機混合容量差別較大的物料，有其一定的優(yōu)越性，故飼料工業(yè)中應用較廣泛。
   4.1.5裝滿系數(shù)對混合效果的影響
   混合機的裝滿系數(shù)（或裝入率）是指裝入粉料的容積F與混合機容積V的比值，即裝滿系數(shù)=F/V。裝滿系數(shù)的大小明顯影響混合精度及速度。例如，對于臥式螺帶混合機，其生產(chǎn)能力不能以混合機的總體積為準，要以混合機螺帶轉(zhuǎn)子所占有的體積為準。根據(jù)實踐，當物料料面高度略低于混合機轉(zhuǎn)子的頂部時可以獲得良好的混合效果。我們一般都在這種狀態(tài)下進行工作。如超過轉(zhuǎn)子時，則混合效果將降低。如果把裝滿狀態(tài)稱為100%，當物料量少于正常工作料面高度的40%時，混合效果亦將降低。而且混合機的電力消耗亦不再隨裝料程度而顯著降低，所以應該在螺帶轉(zhuǎn)子面的40%~100%區(qū)間進行工作，以100%時為最好。
   4.2混合機的合理使用
   4.2.1適宜的裝料狀況
   不論哪種類型的混合機，適宜的裝滿系數(shù)，是混合機正常工作，并且得到預期混合效果的前提條件。常用混合機適宜的裝滿系數(shù)如表6—4。
   表6—4  混合機適宜的裝滿系數(shù)
         混合機類型適宜裝滿系數(shù)（F/V）
         臥式螺帶混合機30%~60%
         立式絞龍混合機80%~85%
         行星絞龍混合機50%~60%
         水平圓筒混合機間歇作業(yè)30%~50%
         連續(xù)作業(yè)10%~20%
         V型混合機30%~50%
   4.2.2混合時間
   最佳混合時間是指達到最高混合均勻度（變異系數(shù)V最?。?，所需要的最短混合時間。由于一臺混合機達到最高混合均勻度需要的時間，因原料的粒度等物理性質(zhì)不同而不同。為了要準確地掌握最佳混合時間，提高生產(chǎn)效率，最好結合本廠的原料條件，在生產(chǎn)條件下做最佳攪拌時間的測定。最佳攪拌時間與所加入的被混合的物料的數(shù)量也有關系。在預混合飼料的生產(chǎn)過程中，往往加入含量很微的成分，所需攪拌時間，往往也較生產(chǎn)完全配合飼料的攪拌時間長一些。對于同一攪拌機，使用濃度高一些（例如占飼料總量0.5%）的預混飼料所需的攪拌時，比之使用濃度低一些（例如占飼料總量的2.5%）的預混飼料所需的攪拌時間，可能會長一些。當然，攪拌機本身的性能也是決定最佳攪拌時間的一個重要因素。
   測定最佳攪拌時間的具體方法，以臥式螺帶攪拌機為例說明如下：裝滿飼料和指示劑后，開動攪拌機1min停機，由于這種類型的攪拌機一般的最佳攪拌時間為2.5~5min，所以我們設定攪拌1min為起點，測定其混合均勻度（變異系數(shù)CV）。再開動攪拌機0.5min測定一次均勻度直至累積攪拌時間5min。假定我們在不同的攪拌時間得到的變異系數(shù)數(shù)據(jù)如下：

         攪拌時間min變異系數(shù)CV（%）
         1.023
         1.517
         2.011
         2.57
         3.05.5
         3.55.5
         4.05.5
         4.56.3
         5.06.5
   試驗結果表明，攪拌3min即達到了該機的最高混合均勻度（CV=5.5%），繼續(xù)延長攪拌時間，并不能進一步提高其混合均勻度；相反，當攪拌時間增加到4.5min以上時，變異系數(shù)反而趨于增大。一般認為這是由于飼料各組分的物理性質(zhì)（如比重）不同而引起的“自動分級”現(xiàn)象所致。根據(jù)以上資料，我們就可以將該機的最佳攪拌時間定為3min。
   立式攪拌機一般需要較長的攪拌時間（8~15 min），因此測定其最佳攪拌時間的起點可以遲一些，例如5
   min或6min；時間間隔也可以稍長一些，例如1 min。
   根據(jù)一些飼料廠的經(jīng)驗，攪拌機在使用一段時間以后，其混合均勻度和最佳攪拌時間都有可能由于工作部件的變形和損壞而改變。建議每隔一段生產(chǎn)時間，例如半年或3個月，檢測1次；以便及時發(fā)現(xiàn)問題，進行必要的維修和調(diào)整。
   4.2.3操作順序
   飼料中含量較少的各種維生素、藥劑等添加劑或濃縮劑均需在進入混合機之前用載體事先稀釋，做成預混合物，然后才能和其他物料一起進入混合機。
   在加料的順序上，一般是配比量大的組分先加入混合機內(nèi)，將少量及維量組分置于物料上面。在各種物料中，粒度大的一般先加入混合機內(nèi)，而粒度小的則后加。物料的容重亦會有差異，當有較大差異時，一般是先加容重小的物料，后加容重大的物料。
   4.2.4盡量避免分離
   固體顆粒的混合有動態(tài)物性，即使物料在倉內(nèi)或袋內(nèi)明顯地處于靜止狀態(tài)時，物料的顆粒仍在不斷地相對運動著。任何有流動性的粉末都有分離的趨勢。
   分離的起因有3個：一是物料落到一個堆上時，較大的粒子由于有較大的慣性就會滾到堆下去，而慣性較小的粒子有可能嵌進堆上的裂縫。二是當物料被振動時，較小的粒子有移至底部，較大的粒子有移至頂部的趨向。三是當混合物被吹動或流動時，隨著粒度和密度的不同相應發(fā)生分離。
   為避免分離，要注意以下幾個方面：①力求混合物的各種組分的粒度相同。亦可用添加液體（脂肪或糖蜜）的方法避免分離。②把混合后的裝卸工作減少到最小程度。物料下落、滾動或滑動越小越好。混合后儲倉應盡可能地小一點，混合后的運輸設備最好是皮帶動輸，盡可能不要用氣力輸送。③混合后立即壓制顆粒，使混合物成粒狀。