饲料配料精度的影响因素分析

车 璐，荣 迪，马丽芳，李 峰*

（1.赤峰市农牧业综合行政执法支队，内蒙古 赤峰 024005；2.赤峰市农牧科学研究院，内蒙古 赤峰 024031）

饲料配料计量是按照预设的饲料配方要求，采用特定的配料计量系统，对不同品种的饲用原料进行投料及称量的工艺过程。经配制的物料送至混合设备进行搅拌混合，生产出营养成分和混合均匀度都符合产品标准的配合饲料。饲料配料计量系统指的是以配料秤为中心，包括配料仓、给料器、卸料机构等，实现物料的供给、称量及排料的循环系统。饲料配料计量秤根据其工作原理可以分为容积式与重量式两类。容积式配料计量秤是按照计量物料容积的比例大小进行配料计量的。易受到诸如物料特性、配料仓流动特性等影响的变化而导致计量准确度与稳定性差，现已不见采用。按工作过程，配料计量秤可以分为连续式与分批式（间歇式）两类。重量式连续计量秤则因其称量准确度达不到配料工艺要求，目前在饲料厂中尚未采用。饲料的配料计量是按照预设的饲料配方要求，采用特定的计量配料控制系统，对不同品种的饲用原料进行投料及称量的工艺过程。经配制的物料送至混合设备进行搅拌混合，生产出营养成分和混合均匀度都符合产品标准的配合饲料。饲料配料计量系统是以配料秤为中心，包括配料仓、给料器、卸料机构等，实现物料的供给、称量及排料的循环系统。现代饲料生产要求使用高精度、多功能的自动化配料计量系统。饲料配料过程中包含两个最为关键的部分：配料与混合。配料是按照饲料配分的要求，采用特定的计量系统，对多种不同饲料原料进行准确计量，配合成为一种非均匀混合料的过程。配料的目的在于保证饲料配方的实现，是饲料加工的核心环节，各配料组分必须计算精确，以保证产品质量。混合是将配方中两种或两种以上的物料搅拌均匀，使之成为均匀混合料的一道工序，其目的是使饲料组分均匀混合，达到饲料组分配合的最佳效果，保证配合饲料质量和提高饲料报酬。因此在饲料配料过程中计量是非常重要的。

饲料配料计量混合系统运用集散控制体系，包括：计算机、智能仪表、PLC、强电控制柜。运用传感系统对信息数据进行收集处理，计算机能储存此通讯数据，并能对这一体系中技术工艺、设备运行、相关数据进行动态管理，其中PLC是采模块化的编程思想，并把各功能板块链接起来，并能对该体系在运行中所出现的故障信息进行处理。该系统主要完成饲料配方要求的各种粉料的定量混合而得到成品粉状饲料的工作，为饲料的进一步加工提供原料。饲料配料控制系统采用自动控制和手机辅助控制相结合的方式。先由上位计算机将原料配方数据传到下位机PLC，配料秤的重量信号分别经称重显示控制仪和A/D转换后进入PLC，由PLC控制各配料输送绞龙在变频器的控制下使电机实现快速、慢速与点动工作，并对秤门和混合机卸料门开关进行联锁控制，PLC依照程序打开料门，原料进入混合机进行搅拌，达到预设参数后，在PLC的控制下，混合好的物料进入下一环节。对配料精度影响较大的因素包括：下料差度、进料冲击力、工艺参数和饲料成分的特性。PLC利用对落差因素和配料量进行控制，加大进料的速度并在此基础上使其趋向于和预定数值点动结合起来，并控制误差范围。配方原料上的比例不相同，根据量的大小使用秤型，采用系统的比较，按配料的多少标准，以一定顺序加入，加入秤体零点跟踪技术，使得配料动态精确到2%，与此同时，保证配料、混合机下仓料位的信号以及后续的运输等，使得系统有序、稳定[1]。

在饲料加工生产过程中，配料精度是一项关系到产品质量、信誉度、成本等事关企业生存发展的重要指标，会对企业的效益造成深远影响。饲料企业要控制好配料的精准度，要对影响配料精度的因素有深入的了解。对配方设计、原料使用、生产排序、设备维护、配料次序、控制精度等各个环节的系统把握，可将配料精度控制并稳定在标准范围内，促进饲料生产企业的长远发展[2]。

1 配料误差因素分析

配料误差由称量误差和给料误差组成。称量误差是指示值与标准砝码量值之间的绝对误差，其表示配料秤的正确性与重复性（精密度），通常将其相对值称为动态精度。称量误差主要由静态称量时的系统误差构成，如称重传感器和显示控制器等称重元器件的系统误差等。给料误差是指示值与配方给定值之间的绝对误差，其可由电脑识别、比较并显示打印出来[3]。给料误差主要反映物料与给料器特性变化和称重单元的稳定性与重复性（不变性）。给料误差主要由动态称量时的随机误差组成，与给料、外部干扰等因素有关，且是时间的函数。给料质量的影响效果很大，其次是外部条件变化，而给料误差不可能在静态检查中定时检出。在动态称量时，称量误差与给料误差的综合因素就是配料误差。另一个不可忽视的影响因素是配料加工工艺的选择，这是由饲料品种、类型、面向群体等条件决定的[4]。

2 配料误差的控制

2.1 中控系统

在饲料生产中，经常出现电脑控制端统计的生产量与包装成品的实际生产量不符的情况。主要是由于电脑控制端统计的是供料误差下的产量，没有包括称量误差而引起的。此外，定量包装称误差、物料加工中损失、含水量变化、未计入添加液体重量等也有一定影响[5]。在配料误差分析时，不可忽略配料秤的称量误差，即使配料时显示误差为零，也是存在称量误差的前提下的零误差，而非真正的零误差。只有称量误差小，配料误差才会小。但配料误差再小，也不可能等于或小于称量误差。控制称量误差是控制配料误差的基础。应通过定期进行“校秤”操作，保持配料秤良好的工作状态，才可能获得满意的配料精度[6]。

改善给料器的给料性能，通过不同原料的体积和质量特性，合理设置快慢加料操作和配料仓电机的选择，减少物料的落料差，配料步进电机通过变频器实行快、慢二次给料是较好的解决方案[7]。

采用“单次（品种）称量准确度”为控制目标的电脑中央控制软件，以提高自适应补偿功能，有效控制单品种称重的准确度[8]。

采用知名厂家生产符合国家标准稳定性与重复性好的，具有检定/校准证书的电脑控制配料秤，提高配料系统的抗干扰能力，改善配料秤外部环境条件[9]。

应注意配料电子秤的有效接地。曾经有大量案例证明，在物料下到配料称的过程中会产生大量静电，如果没有有效的接地操作，将会导致大量静电由配料称传导至称重中控系统，导致称重微电脑芯片的击穿或失去精度[10]。

2.2 选择合适的加工工艺

2.2.1 先配料后粉碎再混合工艺

这种加工工艺特点是选用多料多秤分批混合工艺，适宜于畜禽饲料生产，见图1。配料比例根据配比依次为：＞20%、5%～20%、1%～5%和＜1%，配料周期较常规工艺缩短1/3。其采用预先分级开路粉碎工艺提高粉碎效率和速度[11]。由于配料称重是称的饲料原料，因此对于质量比重高的原料精度一般。

图1 先配料后粉碎再混合工艺（40 t·h-1）

2.2.2 先粉碎后配料再混合工艺

先粉碎后配料再混合工艺是目前常用的工艺，习惯上使用多仓一秤、二秤工艺见图2。如采用快速混合机，则系统的生产能力将会得到大幅增加，配料精度也大幅提高。配料比例根据配比依次为：＞20%、5%～20%、1%～5%和＜1%。配料秤可进行交叉配料，配料周期比常规配料工艺缩短1/2。

图2 先粉碎后配料再混合工艺（60 t·h-1）

2.2.3 二次先粉碎后配料再混合工艺

二次先粉碎后配料再混合工艺是水产饲料生产中比较常用的一种工艺见图3。尤其在虾饲料生产中最为常用[12]。其工艺特点是第1次粉碎、配料和混合为初级加工，第2次为超微粉碎、计量和补充配料，最终进行混合[13]。2次配料适用第1次配料成分和符合粒度要求的原料的配合，减少重复粉碎；2次混合适宜液体原料及微量成分的添加，混合速度快，工艺灵活，工艺中只要在粉碎能力上调整，有扩大生产能力的潜力，配料精度非常高。

图3 二次先粉碎后配料再混合工艺（5 t·h-1）

3 小 结

综上所述，饲料机组在配料过程中步进电机和变频器对配料精度的影响最大，步进电机的功率应该对应饲料原料不同的质量进行快慢带加料设置，速度过快容易导致下料超标，造成配方误差过大；下料过慢容易导致配料效率低下，配料时间过慢。配料称的有效接地是保证配料安全和准确的基础，配料称由于静电影响而造成击穿或损坏是得不偿失的。配料工艺对配料精度的影响是整体性的，在整个机组设计之初就应该预先考虑和对比，对应不同的配方和饲料种类而设计不同的方案，量身定做才是现代饲料配料体系的主要优势。随着饲料机组广泛应用电子配料系统，高效率、自动化带来的配料精度问题也越来越受到重视，只有充分认识到影响配料精度的关键因素，才能使饲料生产达到节本增效，保证质量的目的。