预混合饲料加工厂的粉尘控制

李秀刚 何慧娟 秦永林

预混合饲料加工厂的粉尘控制

李秀刚 何慧娟 秦永林

李秀刚，江苏牧羊集团有限公司，高级工程师，225127，江苏省扬州市牧羊路1#。

何慧娟、秦永林，单位及通讯地址同第一作者。

预混合饲料是“一种或多种微量成分加有载体与稀释剂的均匀的混合物”，俗称预混料，某些场合也叫做“小料”，素有饲料中的“软黄金”之称，在饲料生产中占有举足轻重的地位。根据预混料含有的添加剂组分分为单一型添加剂预混合饲料、复合型预混合饲料两大类，复合型预混合饲料又分为维生素预混合饲料、微量元素预混合饲料（矿添）以及复合预混合饲料等。

预混合饲料的生产工艺主要由原料的接收（载体）、粉碎、配料、混合、包装等工序构成。即使投资成本比较高的预混合饲料生产线，复杂的不过是原料的接收和预处理工艺，其配料、混合、包装一气呵成，简洁明了，这是为了确保预混合饲料成品质量的缘故。所选择的设备必须要求性能好，具有高效、无（少）残留、易清理等特点。

预混合饲料加工厂使用的原料根据成品的种类不同有所差异。通常，载体用于复合多维或者复合预混合饲料的生产，载体的粒度应大于被承载物，一般在30～80目(180～600μm)，即90%以上通过30目，12%以下通过80目为最佳粒度；微量元素预混料(矿添)生产采用稀释剂，稀释剂的粒度要求与所稀释的组分如微量元素、钙、磷等矿物原料的粒度相近，一般在30～200目(75～600μm)；预混合饲料生产的各种原料水分要求不宜超过8%～10%，用于维生素和药物的载体水分应小于5%。图1为载体、稀释剂及微量组分粒度。

预混合饲料工厂的粉尘有无机粉尘、有机粉尘两大类。微量元素预混料(矿添)常使用容重较大的石灰石粉、碳酸钙、石膏粉等无机物作为稀释剂，复合多维常使用脱脂米糠、麸皮、砻糠、大豆皮粉、干酵母粉等有机物作为载体，复合预混合饲料建议采用脱脂米糠作为载体或稀释剂。无机粉尘中无机物含量高达98%以上，粒度为6～20μm；有机粉尘中有机物含量可达80%以上，粉尘的粒度为15～200μm。所以，预混合饲料加工厂的粉尘有着粒度细、水分低、易扬尘、价格贵等特点，且落下的粉尘极易造成二次扬尘，因此，预混合饲料加工厂对粉尘处理要求较畜禽、水产饲料厂更为严格。

要想真正做好预混合饲料加工厂的粉尘控制工作，我们必须认真研究粉尘产生的过程、粉尘的性质以及扬尘气流走势方向，在气流走向上设置除尘点，根据扬尘的多少、范围，设置除尘装置，设计除尘风网，根据粉尘的性质特点配备合适的脉冲除尘器。

在预混合饲料加工厂使用的原料夹杂着大量的粉尘，这种夹杂性的粉尘在原料的清理、输送、散落、筛选等加工过程中，很容易飞扬；设备的表面以及沟槽部位，会粘附着粉尘，这些粉尘遇到设备的振动或气流的冲击，也会脱落飞扬，形成二次扬尘。总之，预混合饲料加工厂的粉尘来源于两个方面：一是纯粹的饲料粉尘，来源于生产过程，粉尘的数量与生产方法、过程及品种有关；二是伴和的粉尘，是在预混合饲料的原料或成品在运输过程中，由于组分间的相互作用，如磨擦、挤压及装卸过程中机械破坏而产生的。研究表明：机械作用力、重力和布朗运动对尘粒的影响较小，甚至可以忽略不计，而起决定作用是空气流动速度。生产过程中产生的粉尘，是由于空气流动而引起的粉尘飞扬过程，即由一次尘化和二次尘化作用形成的。预混合饲料加工厂主要扬尘点集中在原料投料口、刮板输送机、斗式提升机、粉碎、料仓、配料、混合、产品包装等处。我们应该根据不同扬尘点的工作特点、粉尘性质选择不同的控制措施。

投料口是生产线接收大宗原料的地方，原料从这里进入预混料生产车间。操作工人把原料倒入投料口，下落的物料压迫气流向下及周边扩散，扩散的气流在下料斗壁的作用下也会形成反作用气流，这种反作用气流同样会造成下落物料周边尘化，形成投料口粉尘，这里的粉尘具有扩散性强、粉尘量大等特点，我们常采用在投料口安装脉冲除尘器的方式进行独立除尘（见图2），来改善工人的劳动环境。对于那些大面积的投料口，可以通过安装蔽尘装置的方式来增强除尘效果。蔽尘装置的密封活动板应能自由摆动，不用销轴结构为宜。无论采用那种措施，投料口的除尘风速建议控制在0.8～1.2 m/s，确保吸风能吸除粉尘，而不是吸走饲料；投料口吸风量按格栅面积计算：格栅面积×（40～45）m3/（min·m2）。

移动式投料口通常安装在料仓的顶部，由一台简易轻便的脉冲除尘器、振动筛组成。投料时，打开上盖板，把物料倒在振动筛上，物料经过振动筛理，可以清除部分杂质，投料时产生的粉尘完全控制在设备产生的负压吸风范围内，不会造成粉尘的外溢，起到了良好的除尘效果。脉冲除尘器间隙清灰，粉尘落入料仓，以便生产使用。这种脉冲除尘器不会因为粉尘收集而造成相互交叉污染，因此，在许多大型的预混料生产工厂普遍使用。

输送设备的粉尘处理在畜禽、水产饲料工厂使用得不多，主要原因是饲料的粒度较粗、水分或油脂含量较高等缘故。但是，预混料工厂使用的原料由于水分含量低，不足10%，粒度细，流动性好，输送牵引件的振动、气流的作用，均会扬尘。因此，无论是刮板输送机，还是斗式提升机，在预混料生产线中必须考虑吸风处理，进一步消除粉尘。椭圆滤袋除尘器是专为水平输送设备如刮板输送机、螺旋输送机、带式输送机等局部扬尘点而设计的高效除尘设备；斗式提升机通常采用一种立式安装的脉冲除尘器，这种除尘器通过侧面的法兰与提升机机筒连接，下面有大倾斜角的清灰斗。这两种除尘器均具有结构紧凑、安装形式灵活、风网阻力小等优点，实现粉尘与气体的分离，收集的粉尘直接落回原输送设备，提升了原料利用的效率，有效避免了原料间的交叉污染。

图2 投料口脉冲除尘器安装大样

由于水平输送设备如刮板输送机、螺旋输送机等产生的粉尘量不大，其吸风量Q（m3/min）=进料量的体积×20；斗式提升机的吸风量Q(m3/min)=机筒截面积×皮带线速×1.25，逆向进口处吸风量为出口处吸风量的2倍，吸风量的提供，对于我们选择除尘设备来说是十分关键的，图3为一种输送机除尘方式。

在大型预混料工厂使用的斗式提升机总高度往往超过40m。经常采用对机座、机头分别进行吸风来控制斗式提升机的粉尘，通常有两种风网组合形式，一种是提升机底座、机头分别进行风网组合，这种风网组合时必须考虑物料的性质以及用途；其次是单台斗式提升机的机座、机头进行风网组合，除尘的物料可以通过溜管送回提升机。从预混料的品质来考虑，笔者建议还是采取第二种方式。图4、图5为斗式提升机的除尘方式。当然，也可采用上面的提升机专用的立式脉冲除尘器，在机头、机座附件各安装一台，除尘效果很好，缺点是一次性设备投资成本偏高。假如，图6中吸风口设计成喇叭口，除尘效果会更佳。

图3 椭圆滤袋除尘器安装在某一水平输送机上

图4 立式滤袋除尘器安装在斗式提升机上

图5 安装在斗式提升机底座上的吸风装置

图6 安装在斗式提升机机头上的吸风装置

料仓的吸风，也是预混料工厂一个颇为头痛的问题。过去，采用多个料仓一个吸风点的设计方式，仓与仓之间的连通依靠仓壁上部的方形孔洞，目前已经不再适用，主要原因是料仓内的吸风不均匀，安装吸风口的料仓，往往因为风量过大，物料被吸入管道，而那些距离吸风口较远的料仓，因为风量小，导致粉尘外溢现象严重。于是，许多厂家采用在每个料仓顶部安装小型脉冲除尘器的方式来处理料仓吸风，这种处理是非常不错的，除尘效果也很好，就是一次性投资稍大，分配器安装的高度要比较高，才能确保物料通过溜管流入料仓。还有一种处理方式就是在每个料仓顶部安装一个吸风口，形成组合风网，每根风管上安装一个气动碟阀，选择一个小型的脉冲除尘器以及小功率的除尘风机。实际工作时，哪个料仓进料，就打开相应的碟阀，对这个料仓进行吸风，除尘下来的物料，可以通过溜管送到相应的分配器，这样一来，也不会造成物料之间的交叉污染。

在料仓除尘风网的设计中（见图7、图8），如果我们单纯考虑由于物料占用仓内的容积产生的气流量，那就错了。因为，物料在下落过程中的夹带气流量要远远大于物料容积产生的气流量，夹带气流量的大小与下料溜管的产能有关。同样，这种夹带气流量的考虑也适用于配料秤及混合机的卸料等方面。

预混料生产过程中，配料秤、混合机以及成品仓之间的气流的处理不仅影响配料精度，而且对粉尘控制也非常关键（见图9）。配料过程中，配料绞龙将物料送入配料秤，秤内的气体则会受挤压，形成气流从配料秤的软连接等部位排出秤外。为了保证软连接有好的透气性，需要在生产管理中定期清理软连接。配料完成后，配料秤开门卸料，物料通过溜管进入混合机，物料进入混合机占用空间的气流以及下落过程中携带气流，需要一个排泄的途径。许多预混料厂，由于在配料秤与混合机之间没有设立回风管，气流只能通过混合机上小小的透气帽来卸压，往往会造成混合机上盖、轴端、连接法兰等处粉尘四溢。配料秤与混合机之间的回风管的设计与安装，显得尤为重要。混合机开门卸料时，由于物料迅速下卸产生的气流，不仅给下面的混合缓冲仓的密封带来比通常更为严格的要求，而且也给正在工作的配料秤的称重造成严重的影响，所以，我们还必须在配料秤下、回风管中间安装阻隔气流的气动碟阀等装置，在缓冲仓与混合机中间安装回风管道。回风管内的风速应为4.5～5.5m/s，为此，回风管面积 F（m2）=G/t·v。

式中：G——物料落下排出空气的体积，m3；

t——落下时间，s；

V——气流在回风管内的风速，m/s。

图7 料仓顶部除尘风网设计-1

应用上述处理方法，可以很好地控制配料混合工段的气流和粉尘。

在很多预混料生产厂，笔者看到包装工人带着口罩干活，这说明预混料包装处的粉尘没有处理好，究其原因是我们忽略了预混料成品包装处粉尘的性质、特点，更不能用处理普通畜禽饲料包装秤处的风网处理方式和习惯来处理预混料包装处的粉尘。通过生产现场的仔细观察和反复试验，我们发现需要从两个方面着手，首先增加吸风位置，单点吸风不能有效控制粉尘气流外溢，需要在喂料双绞龙下料口以及夹袋装置上口两侧同时设计、安装吸风罩，确保外溢的粉尘在除尘风网控制范围以内；其次加大系统吸风量，外溢的粉尘必须要有足够的风量以及压力，才能被抓住，为此，配备合适的风机显得尤为重要。

图8 料仓顶部除尘风网设计-2

脉冲除尘器的选择在预混料工程建设中是非常关键的。普通材质的滤袋不能有效控制预混料的粉尘。很多场合我们会看到，当脉冲喷吹过后，总有一阵阵“白烟”随风而去。需要选择合适材质的滤袋（如腹膜涤纶针刺过滤毡等），这类材质的滤袋可以很好地控制预混料的粉尘。系统的风量和阻力也应该有所增加，以适应系统的参数变化。脉冲除尘器的滤袋过滤风速的选择也是有窍门的，过滤风速在2～4m/min时，脉冲除尘器的除尘效率最高。

我们都知道，传统的粉尘控制理念是“密闭为主，除尘为辅”。近几年来，笔者在实践过程中发现，单纯靠密闭加辅助除尘手段，并不能十分有效控制粉尘。有感于大禹治水我们想到必须要做好含尘气流的疏导工作，才能更加有效地控制粉尘。为此，我在传统理念上增加八个字，“密闭为主，除尘为辅，合理引导，除尘环保”。根据预混合饲料加工厂粉尘的特点，我们建议，除尘风网采用独立风网为主，只有同质物料的除尘风网才能组合。只要我们采取了合理气流疏导方式，配备了高效的除尘设备，做好了设备密闭工作，加上科学管理措施，我们就一定会做到真正意义上的粉尘控制，我们呼吸的空气才是洁净的。

（编辑：崔成德，cuicengde@tom.com）

2010-05-27