摘 要
我国饲料工业生产中热敏性微量组分后添加技术已经发展到了一定水平，在某些方面已取得了一定的成就，目前在饲料热敏性微量组分后添加技术领域仍存在着一些非常棘手而亟待解决的技术难题，主要表现在热敏微量成分预处理环节如：热敏性微量组分后添加物料计量准确性不高；添加均匀度难以把握和控制；热敏性微量组分后添加的后期损失（剥离、氧化等）；热敏性微量组分后添加溶液的配方设计和合理配置；热敏性微量组分后添加工艺改进；不同后添加技术对微量组分保存率的影响规律不甚清楚等，针对饲料热敏性微量组分后添加技术发展现状，确定了本毕业设计题目。
主要介绍了热敏性微量组分后添加机的设计思想、设计方案、主要零部件的设计要点、性能参数的确定以及本机的工作原理。
本机的机架、机身都采用了铸件，安装方便；油脂喷涂区的饲料由直线振动筛传动；油脂的雾化喷涂由离心风机与喷头相配合而完成；箱盖与箱体之间采用螺栓连接固定；箱体采用机架支撑，与机架之间采用螺栓连接固定。
关键词： 饲料工业 热敏性 后处理添加机 微量组分
Abstract
Adding technology in the heat-sensitive trace components in the production of China's feed industry has developed to a certain level , has achieved some success in some respects , present in the feed of heat-sensitive trace components add technical fields, there are still some very difficult technical challenges need to be solved ,mainly in the thermal trace components pretreatment link, such as : heat-sensitive trace components added after the material measurement accuracy is not high ; add uniformity is difficult to grasp and control ; added after the heat-sensitive trace components late loss (peeling, oxidation, etc.) ；heat-sensitive trace components add design and rational allocation of the solution formula ；heat-sensitive trace components added after process improvement ; add trace components save studied after different unclear , technical Development for the feed of heat-sensitive micro-components to add , identified the subject of this graduation .
Introduces the heat-sensitive trace components added after the design ideas, design, main components of the design features and performance parameters to determine and this machine works . The rack of the machine，the body uses the castings, and easy installation; Grease spraying the feed from the linear shaker drive; The completion of the atomized spray of grease by the centrifugal fan and nozzle compatible; Between the lid and the box with the bolts to connect fixed；Cabinet with rack support, using the-shelf bolt connection fixed .
Keyword : feed industry ; heat-sensitive ; post-processing to add machine ; trace
components
目 录
摘 要 . ...........................................................................................................I Abstract ........................................................................................................... II
目 录 ............................................................................................................... 1
1. 绪论 ................................................................................................................ 1
1.1 课题研究背景，目的及其意义 . ................................................................................ 1
1.2 油脂的作用 . ................................................................................................................ 1
1.3 进行后喷涂技术的必要性 . ........................................................................................ 2
1.4 后喷涂工艺的类型 . .................................................................................................... 2
1.5 国内外后喷涂工艺的添加系统简介 . ........................................................................ 8
2. 设计方案的确定 . ......................................................................................... 10
2.1 选题的设计思想，设计方法及改进 . ...................................................................... 10
2.2 预期结果 . .................................................................................................................. 10
2.3 本章小结 . .................................................................................................................. 10
3. 离心风机雾化式油脂喷涂机的总体设计 ................................................. 11
3.1 离心风机雾化式油脂喷涂机的设计任务 . .............................................................. 11
3.2 滚筒式油脂喷涂机的结构 . ...................................................................................... 11
3.2.1 颗粒流量控制装置 . ............................................................................................................... 11
3.2.2 滚筒部分 ............................................................................................................................... 11
3.2.3 供油部分 ............................................................................................................................... 12
3.2.4其性能特点如下： . ................................................................................................................ 12
3.2.5 其主要技术参数： . ............................................................................................................... 12
3.2.6 其主要缺点：........................................................................................................................ 13
3.3 离心风机雾化式油脂喷涂机的油脂雾化原理 . ...................................................... 13
3.4 本章小结 . .................................................................................................................. 13
4. 主要工作参数的确定计算和主要部件的设计计算 ................................. 14
4.1 主要技术参数的确定 . .............................................................................................. 14
4.2 主要部件的设计 . ...................................................................................................... 15
4.2.1 离心风机的选择计算 . ........................................................................................................... 15
4.2.2 振动筛的选择计算 . ............................................................................................................... 16
4.2.3 箱体、支架、进料口的尺寸设计 . ....................................................................................... 17
4.3 本章小结 . .................................................................................................................. 17
结论 ................................................................................................................. 18
致谢 ................................................................................................................. 19
参考文献 . ........................................................................................................ 20
附录 ................................................................................................................. 21
1. 绪论
1.1 课题研究背景，目的及其意义
20世纪80年代初，各国饲料和设备专家在大量研究试验的基础上，从加工工艺的角出发，提出了液体后喷涂工艺，即在膨化或制粒后，将各种热敏性元素以液体的形式喷入饲料。虽然所使用的装置不相同，但其实质大部分都是在冷却后的饲料颗粒表面喷涂各种液态微量组分。随着饲料工业的发展，对饲料生产的要求也越来越高，除了要求生产一般的畜禽饲料外，还要求生产水貂、对虾、蟹、鳗鱼等特种动物的饲料；不仅要求生产粉状饲料，还要求生产颗粒饲料，膨化颗粒饲料等。为了提高生产水平，油脂添加技术已是目前饲料生产中的一个十分重要的课题。为了充分发挥油脂添加的作用，合理而经济地采用这项技术，并使之获得良好的效果，对近几年来饲料中油脂添加技术作一论述。
随着动物营养研究的不断深入，一些饲料油脂添加量不断提高，而一般液体表面后喷涂技术无法满足生产某些更高能量饲料的要求。为了解决这一问题，国外开始采用液体真空后喷涂工艺。这种工艺可以大幅度提高液体（主要为油脂）喷涂比例，并能确保液体均匀喷涂，为生产高能量饲料提供了一种经济有效的工艺手段。 [2][1]
1.2 油脂的作用
油脂的最主要作用是提供能量，除此之外具有以下作用：
1、额外能量效应
主要是指添加油脂后，饲料的利用率提高。其原因可能是油脂延长了食糜在消化道中的停留时间，提高了营养物质的消化率。脂肪酸可以直接在体内沉积，减少了通过日粮粗蛋白和碳水化合物沉积脂肪酸的能量消耗。
2、提供必需脂肪酸
必需脂肪酸主要指亚油酸、亚麻酸，花生四烯酸则可以由亚油酸合成。必需脂肪酸的作用主要是参与磷脂代谢，构成膜结构的组成成分，从而影响膜的通透性。必需脂肪酸的缺乏引起皮肤角质化，血管脆裂，生长发育受阻。
3、促进脂溶性维生素的吸收
脂溶性维生素必须溶于油脂才能被肠道吸收，若日粮中不足则影响脂溶性维生素的吸收效果，从而影响机体的生长发育，及对疾病、应激的抵抗力。
4、提高机体的抗热应激能力
这主要是因为油脂的热增耗比蛋白质和碳水化合物低，可减少不必要的散热负担。热应激会使畜禽生产性能下降，添加油脂有利于减轻热应激对畜禽牛产性能的不利影响。
5、提高日粮的适口性和外部感官，改善生长性能，提高采食量，改善饲料转化率，降低饲料的再分级保证其混合均匀度和质量，避免饲料产生粉尘和饲养过程中的浪费，改善饲料颗粒表面光泽，提高颗粒饲料在水中的稳定性。
6、降低电耗，延长模的寿命
另外，在饲料中添加油脂又可加强对低质植物油和肉类加工副产品的综合利用，具有较好的经济效益和社会效益。 [3]
1.3 进行后喷涂技术的必要性
颗粒饲料、熟化饲料和膨化饲料的大规模生产，是世界饲料工业的发展潮流。据不完全统计，现有饲料产品的70%以上是经过热加工（调质、制粒或膨化）处理的。随着饲料资源的不断开发，液体组分在动物饲料中使用量在大幅度增加。今天，在动物饲料中普遍使用的液体组分包括各种脂溶性维生素、矿物质、抗生素、氨基酸和酶制剂。然而，饲料生产商、原料供应商以及制造饲料加工机械的厂家面临的问题是，在当今饲料厂中使用的许多上诉至关重要的组分，无论是原料本身含有的还是另外添加的，都是热敏性元素，而饲料加工工艺的发展趋势是广泛采用加工温度高达100℃以上的诸如膨化器和膨化机之类的高温处理设备[4]。正是由于这些热加工过程，使饲料营养成分中的热敏成分损失，造成了饲料资源不必要的浪费，降低了饲料的营养价值和利用率。
另外，随着微生物技术的高速发展，各国纷纷加入到研究和生产绿色饲料及新型饲料添加剂的行列中来。各种无毒、无副作用和无残留的天然促生长剂相继问世。如日本琉球大学微生物学教授比嘉照夫博士发明了EM 技术和BASF 公司生产的植酸酶产品NATUPHOS. 这些添加剂大多是以前有机酸和各种微生物菌种复合而成，如甲酸、植酸酶、光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌等。这些制剂对于提高饲养效益，避免产品总化学药品的残留，效果非常明显。然而大量实践表明，经过制粒、膨化、破碎和冷却过程，大多数菌种几乎全部失活。
这样各饲料厂所面临的选择只有两个。一个是通过过量添加热敏性元素，以弥补热加工过程中造成的损失；另一个就是减少目前可利用原料的选择范围。 [5]
1.4 后喷涂工艺的类型
目前，后喷涂主要包括直接添加、一般喷涂和真空喷涂三种工艺。
1、直接添加
将添加物质与一种粘性胶体混合后，再与饲料颗粒混合。这种覆盖胶体的颗粒基本上是均匀的，对混合机的污染也很小，它的添加量约为每吨饲料2.40kg 。
2、一般喷涂
目前国际上主要运用的喷涂机有喷嘴雾化式、离心雾化式两种类型。
（1）喷嘴雾化式
喷嘴雾化式是利用压力喷嘴将液体雾化后喷于饲料表面。颗粒饲料由缓冲仓经过流量计量或重量计量后，进入喷涂室，与雾化液体混合。主要特点：①混合能力强；②干物料破损率高。喷嘴雾化式又分为卧式和立式两种。
[1]
（2）离心雾化式
针对颗粒饲料的易破损问题，人们开发了离心雾化式液体后喷涂设备。离心雾化式是利用离心运动将液体雾化后喷入饲料表面的一种装置。离心雾化式的优点是物料破损率低。离心雾化式也分为两种，但都是立式的。
一般的后喷涂，液体是喷涂在颗粒饲料的表面，在后续的包装、运输过程中。颗粒饲料间会产生相互摩擦和碰撞，包裹液体的颗粒表面很容易剥落形成粉末，降低了颗粒饲料中液体添加剂的含量，从而造成营养成分的损失和配方失真。为了解决这个问题，国外开始采用真空后喷涂工艺。
3、真空喷涂
真空喷涂工艺通过真空抽除系统，在颗粒饲料内外产生较大的压力差，使喷在颗粒表面的液体能更多地渗入颗粒内部，液体在颗粒内外均匀分布，减少因摩擦和碰撞所造成的营养成分损失，达到配方保真。同时，通过抽除颗粒内部间隙中的空气，使其有更多的空间吸收液体（主要是油脂）。真空喷涂可提高液体添加比例，满足动物能量要求。其优点是由于液体可进入干物料的内部孔道，液体加量最大可达40%。但由于其 动力消耗大，对物料的破损程度强（在时产1-10吨的系统中，需配置19KW 的真空泵）目前仅有少数几家公司（如荷兰的 Wijnveen ）生产这种机型。 [6]
1.5 国内外后喷涂工艺的添加系统简介
目前，国内外研究饲料中液体后置添加技术的公司并不是很多，而且这些公司主要集中在欧美几个工业发达国家。由于喷涂精确性、准确性、液体饲料种类以及剂量等要求不同，各个国家、公司的后置添加系统存在着一定的差异。现把当今几种比较具有代表性的液体添加系统介绍如下：
德国Amandus kahl公司是开发后置添加和配料技术的先行者，其液体添加系统的核心是旋转喷雾添加机Rotospray Type RS 350。该机机内的中部设置有一组高速旋转的转碟，当转碟高速旋转时，可将1ml 的液体饲料原料分成1000万颗雾粒，喷洒在转碟四周由上而下的频粒或膨化饲料上。该机结构简单，喷雾效果好，分布均匀。
比利时的Schranwen 公司与美国的Finnfeads 国际公司联合开发了新型喷涂一添加系统。该系统通过一台泵将液态的酶制剂以经过计量的流速送至一气助雾化喷嘴，喷嘴位于一旋转圆盘的上方，这个圆盘从一冲击式称量器中接收频粒饲料，并能使物料在其上停留30s 。由于圆盘的转动，再加上有一浆轮对频粒饲料不断翻动，因而所有的频粒都能被喷涂到。
诺和诺德公司（1993）开发了一种液体喷涂系统，这种系统能满足饲料制粒后液体酶制剂的要求。它主要由一个向精度的计量泵组成，它将精确计量的液体酶制剂，经气压喷头喷出，并且泵的输出可根据饲料的不同而调整。
Daniso 公司也开发了一种将液体酶制剂喷涂到颗粒饲料表面的酶喷涂到颗粒饲料表面的酶喷涂系统。这种喷涂系统在添加液体酶制剂时，能保证添加量的精确和安全，并且该公司还配套生产了一系列的液体酶制剂。
Chevita(1998)发明了一种新的喷涂应用系统，它能够同时在加工过的饲料上喷涂多达4种的液体或胶体添加物，喷涂的剂量为每吨料0.1-5kg 。
丹麦Sprout-Matador 公司于1999年开发了微量液体添加系统（MFS ），该系统主要用于添加维生素、氨基酸、香味物质和酶等微量液体成分到颗粒上。该系统的喷涂剂量能够达到每吨饲料10g ，并且其变异系数（CV ）小于10%。由于MFS 系统能够根据不同的饲料类型、配方的改变相应地调整喷涂，从而节省时间。其液体添加的准确性可达98%。
BASF 公司联合ProMinen 公司于1999年3月开发了一种新的先进液体酶制剂应用系统（PPA 系统）。该系统着重于其精确性，同时该系统的喷涂剂量能够达到每吨饲料83ml 。该系统拥有喷涂精确（+—1.5%）和变异系数小（CV ＜10%）等特点。为了避免阻塞以及灰尘问题，该系统采用密闭，自我清理和故障自我排除等特点。PPA 系统采用PLC 控制面板控制可全自动喂料或单独控制[10][9][8][7]。
丹麦KOF&G公司于1999年夏初研究开发了一种液体喷涂系统，其应用方法主要基于著名的旋转圆盘定律和Amandus Kahl公司的控制系统。
中国农业机械化科学研究院于2000年自行研究开发了一种液体喷涂系统LC50S ，该系统的核心设备是液体喷涂机。工作时物料盘和液体盘同时起动，停留在物料盘上的干物质，在离心力和重力的作用下，校在360度的范围内抛出，并形成一向下流动的均匀干物料帘。与此同时，液体罐内的液体被泵入高速旋转的液体盘内，尔后在离心力的作用下被撤向上方，从而形成一向上
的液体帘。在桨叶的帮助下，两种逆向运动的料帘在喷涂室内，经充分接触后落入混合室，在混合室内进一步混合后从料口流出[11]。
2. 设计方案的确定
2.1 选题的设计思想，设计方法及改进
本课题要求设计的一种热敏性微量组分的后处理添加机, 它应具有实用、性能优异等特点，能够为饲料加工机械设备增添一种新机械。目前在饲料热敏性微量组分后添加技术领域仍存在着一些非常棘手而急待解决的技术难题，主要表现在热敏微量成分预处理环节如：热敏性微量组分后添加物料计量准确性不高；添加均匀度难以把握和控制；热敏性微量组分后添加的后期损失（剥离、氧化等）；热敏性微量组分后添加溶液的配方设计和合理配置；热敏性微量组分后添加工艺改进；不同后添加技术对微量组分保存率的影响规律不甚清楚等，针对饲料热敏性微量组分后添加技术发展现状，确定了本毕业设计题目。
我国饲料工业生产中热敏性微量组分后添加技术已经发展到了一定水平，在某些方面已取得了一定的成就。现在我国饲料工业主要采用的热敏性微量组分后添加机主要是滚筒式油脂喷涂机，但是这种机型的后期损失比较严重，比如剥离、氧化等，而且喷涂的均匀性不是很高。针对这些缺点，要研究一种后期损失小，且油脂喷涂的均匀性高的机械，根据调研发现，在热敏性微量组分后添加技术中采用离心雾化喷涂原理。这种新型机械的设计思想方法是，采用一台离心式风机，同时利用喷头将油脂喷入风机的工作区，由于离心力的作用，将油脂雾化，并且同时雾化油脂随着风洒向干物料表面，同时由于重力原因，大颗粒的油脂会不随风吹走，这样，就能够保证油脂喷涂的均匀性，而干物料由进料口进入工作区的筛子上，饲料随着筛子说的振动向下运动，这样可以确保饲料的剥离率降低，而带有油脂的风吹向筛面，油脂被饲料均匀吸收，而风吹过筛面而出，完成一整套的喷涂工作。 [4][2]
2.2 预期结果
这种离心雾化式喷涂机，结构紧凑合理，零件加工方便，操作简便，生产能力大，喷涂均匀，后期损失（氧化、剥离等）小等优点，适用于酶制剂、植酸、油脂、维生素、调味剂、微生态制剂、促生长剂等液态添加剂的喷涂。它应具有实用、性能优异等特点，能够为饲料加工机械设备增添一种新机械。
2.3 本章小结
本章主要介绍了热敏性微量组分的后处理添加机的设计方案及设计的预期结果。
3. 离心风机雾化式油脂喷涂机的总体设计
3.1 离心风机雾化式油脂喷涂机的设计任务
根据秸秆粉碎机的用途及其使用要求，并结合任务书所给初始参数，设计本机设计任务如下： 进料方式：垂直上进料
出料方式：垂直下出料
时处理能力：4-10t/h
油脂添加量：30-300L/h
主动力：1.5kw
油泵电机功率：0.75kw
物料传动方式：振动筛传动
油脂喷涂方式：离心风机带动油脂喷涂
油脂喷头数：4个
风机个数：1个
振动筛层数：1层
3.2 滚筒式油脂喷涂机的结构
由参考文献可知，滚筒式油脂喷涂机主要由料斗、流量控制装置、导流管、滚筒、出料口及喷油系统等组成。颗粒饲料由料斗进入流量调节器以保持稳定流量，通过导流管进入旋转滚筒。颗粒在滚筒内滚翻抛扬，同时供油系统需要喷量通过喷嘴向抛扬的颗粒喷涂油脂，已喷涂油脂的颗粒从滚筒末端排出。
3.2.1 颗粒流量控制装置
颗粒流量控制装置有3类：一类是流量秤（又称流量平衡器），内装有流量冲击板，它用可调气压于物流压力保持平衡，冲击板位置控制流量孔的大小。控制方式有手动。自动方式（精度5%）；另一类是差值批量称量供料系统，通过料斗、批量秤和螺旋喂料器达到定量连续作业的功能；第三类是容积式计量，颗粒经过螺旋供料器进行流量测定，能达到定量连续作业的功能。
3.2.2 滚筒部分
滚筒支撑在两对滚轮上，其前面有一限位轮，用以防止滚筒下滑。滚筒由减速电机通过皮带驱动，电机及支撑轮都固定在同一底座上。底座前端有倾角调节器，用来调节滚筒的倾角。喷油
管和喷嘴放在滚筒中间，对抛扬起来的颗粒进行喷涂。为避免颗粒沿筒壁下滑，在滚筒内壁均匀焊有轴向叶片，叶片的高度大于颗粒直径。为了输送颗粒，在滚筒内壁还焊有间断的旋转叶片，出口端焊有4个叶板，将喷涂后颗粒排出。滚筒前端有限位挡圈，滚筒外壳焊有三个轮毂，作驱动和支撑用。
3.2.3 供油部分
油脂添加及流量控制系统由油脂添加油罐、蒸汽加热管、过滤器、泵、溢流阀、流量计、气阀、喷嘴等组成。油脂在罐内加热至50~60℃，通过过滤器进入油泵，油脂通过阀门、流量计、气动控制阀由喷嘴喷出。喷油量由气动控制阀控制，超量油脂由溢流阀回到油罐。
加热储油罐内有两种油脂加热方式，一种是通过蒸汽电磁阀控制，采用蒸汽加热方式。另一种是采用电热棒加热方式（3个电热棒选购）对油脂加热。通过温度传感器、温度控制仪实现对液体温度的自动控制。有玻璃管液位计和液面控制仪显示控制储油罐内的液体量。罐锥底部装有排污阀，以便排出余液和污垢。
油脂喷涂量采用自动控制，颗粒料流量由流量秤或差值批量秤及螺旋供料器设定和检测颗粒流量，并输入所需喷油率，自动计算出所需喷油量，并自动控制气动控制阀，控制喷管工作。滚筒内共有3根喷管，每根喷管喷嘴数不同，油脂喷量亦不等，油脂最高喷涂量可达18%。
滚筒式油脂喷涂机主要用于成品饲料的表面喷涂，是饲料加工中的重要环节。它可以提高饲料的品质，改善加工特性，提高饲料加工的报酬，特别适合用于膨化饲料。本设备主要用于配合饲料添加油脂或其他液体。也能用于复合肥等行业的喷涂；同样可以作为液体添加适用于食品、粮油、化工等各行各业[13]。
3.2.4其性能特点如下：
1. 该设备结构合理，外形美观，安装、操作、维修方便，工作可靠。
2. 物料不停旋转滚筒内完成喷涂，提高物料表面喷涂均匀性。
3. 添加量和液体比重可以由操作面板设定输入，并存储在储存器内。
4. 具有手动和自动功能，确保在微电脑出故障时同样可正常工作。
5. 大屏暮数字显示添加量。
6. 内置PLC 微电脑，实现自动控制齿轮泵和喷头的自动组合，达到最佳喷涂效果。
7. 自动检测喂料产量，生成初始数据，并自动调整添加液体的份量。
8. 高精度流量计和抗干扰能力强的变送放大器，确保添加精度。
3.2.5 其主要技术参数：
1. 产量 2～20吨/小时
2. 喷涂量误差 1％
3. 喷涂量 0.04吨/小时～0.14吨/小时
4. 喷涂比例 2％～7％
5. 齿轮泵功率 1.5Kw
6. 带式输送电机功率 0.75Kw
7. 滚筒电机功率 2.2Kw
8. 滚筒转速 35转/分钟
3.2.6 其主要缺点：
1．机械均化能力强。对表面密实的干物料而言，由于液体不会被干物料马上吸收，在混合物向出口运动的过程中，可得到进一步的均化。
2. 干物料破损率大。由于物料是在被向前推进和在喷涂室内翻转的过程中，完成与液体微粒的接触和均化过程。物料的机械运动是这种方式的主要特征。因此极易造成物料破损。
3. 结构庞大。为了实现有效的均化，输送机构的能力和喷涂室的倾角不易过大（即完成必要的混合过程），因此整机结构较大。
4. 喷涂室内存在液体交叉喷涂和喷涂死区。无论喷嘴如何配置，喷出的液体帘或者交叉重叠或者相互远离，从而形成交叉喷涂区或喷涂死区。对于一些表面松散的干物料（如膨化料）来说，若液体加量不大，少量的液体将很快被先与之接触的干物料吸收。其机械均化功能事实上很难实现。
3.3 离心风机雾化式油脂喷涂机的油脂雾化原理
针对喷嘴雾化的缺点，人们又开发了离心雾化式液体喷涂机。它是利用离心运动将液体微粒化而后喷入饲料表面的一种装置。由于它对物料的破损率低，喷涂均匀度高，另外结构简单紧凑，无喷嘴堵塞现象，其发展呈上升趋势。现在市场上的离心雾化式油脂喷涂机的油脂雾化原理一般都是液体被泵入高速旋转的液体盘内，受离心力的作用被沿母线方向向上抛出，从而在液体盘上方形成一向上运动且均匀分布的雾化液体帘。
介于参考学习这种离心雾化原理，油脂的雾化采用离心风机、喷嘴同时工作，喷嘴由下向上将液体喷向风机的工作区，由于油脂颗粒的大小不一，在离心风机吹出的离心风的作用下，给了这些大小不一的油脂颗粒一个离心力，这时颗粒细小的油脂被风带走，而离心力对大颗粒的油脂的作用不至于把大颗粒带走，大颗粒油脂回落到油槽，这样，就能够保证油脂喷涂的均匀性，而干物料由进料口进入工作区的筛子上，饲料随着筛子说的振动向下运动，这样可以确保饲料的剥离率降低，而带有油脂的风吹向筛面，油脂被饲料均匀吸收，而风吹过筛面而出，完成一整套的喷涂工作。
3.4 本章小结
本章主要介绍了离心风机雾化式油脂喷涂机的设计任务，滚筒式油脂喷涂机的结构、工作原理、优缺点、工作性能，离心风机雾化式油脂喷涂机的工作原理。
4. 主要工作参数的确定计算和主要部件的设计计算
4.1 主要技术参数的确定
时处理能力 4-10t/h
油脂添加量 30-300L/h
主动力 1.5kw
油泵电机功率 1.5kw
风机电机功率 0.75kw
离心风机油脂喷涂机装配图
1. 箱体支架；2. 进料口支架；3. 进料口；4. 箱体喷涂室；5. 直线振动筛；6. 箱体盖；7. 油脂喷头；8离心风机；
9. 离心风机支架；10. 出料口
离心风机式油脂喷涂机箱体装配图
1. 进料口；2. 直线振动筛；3. 箱体喷涂室；4. 箱体油脂槽；5. 离心风进口；6. 离心风出口；7. 出料口
4.2 主要部件的设计
4.2.1 离心风机的选择计算
1. 标准状态：指风机的进口处空气的压力P=101325Pa，温度t=20℃，相对湿度φ=50%的气体状态。
2. 指定状态：指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度，进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3. 风机流量及流量系数
3.1. 流量：是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q 表示，通常单位：m3/h或m3/min。
3.2. 流量系数：φ=Q/（900πD22×U2）
式中：φ：流量系数 Q ：流量，m3/h
D2：叶轮直径，m
U2：叶轮外缘线速度，m/s（u2=πD2n/60）
4. 风机全压及全压系数：
4.1. 风机全压：风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF 表示，常用单位：Pa
4.2. 全压系数:ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全压系数 Kp:压缩性修正系数 PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2：叶轮外缘线速度，m/s
5. 风机动压：风机出口截面上气体的动能所表征的压力，用Pd 表示。常用单位：Pa
6. 风机静压：风机的全压减去风机的动压，用Pj 表示。常用单位：Pa
7. 风机全压、静压、动压间的关系：
风机的全压（PtF ）=风机的静压（Pj ）+风机的动压（Pd ）
8. 风机进口处气体的密度：气体的密度是指单位容积气体的质量，用ρ表示，常用单位：Kg/m3
9. 风机进口处气体的密度计算式： ρ=P/RT
式中：P ：进口处绝对压力，Pa R ：气体常数，J/Kg·K 。与气体的种类及气体的组成成份有关。
T ：进口气体的开氏温度，K 。与摄氏温度之间的关系：T=273+t
10. 标准状态与指定状态主要参数间换算：
10.1. 流量：ρQ=ρ0Q0
10.2. 全压：PtF/ρ= PtF0/ρ0
10.3. 内功率：Ni/ρ= Ni0/ρ0
注：式中带底标“0”的为标准状态下的参数，不带底标的为指定状态下的参数。
11. 风机比转速计算式： Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中： Ns ：风机的比转速，重要的设计参数，相似风机的比转速均相同。 n ：风机主轴转速，r/min
Q0：标准状态下风机进口处的流量，m3/s Kp: 压缩性修正系数 PtF0: 标准状态下风机全压,Pa
12. 压缩性修正系数的计算式：
Kp=k/（k －1）×[（1+p/P）(k－1)/k－1]×(PtF/P)－1
式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数, 对于空气,K=1.4
13. 风机叶轮直径计算式： D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
式中:D2:叶轮外缘直径,m n:主轴转速：r/min Kp ：压缩性修正系数 PtF0：标准状态下风机全压，单位：Pa
ρ0：标准状态下风机进口处气体的密度：Kg/m3 ψt：风机的全压系数
14. 管网：是指与风机联接在一起的，气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称。
15. 管网阻力的计算式：Rj=KQ2
式中: Rj:管网静阻力,Pa
K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关，确定其值的方法通常采用：计算法，类比法和实际测定法。
Q ：风机的流量，m3/s
16. 常见压力单位间的换算关系：
1毫米水柱（mmH2O ）=9.807帕(Pa)
17. 大气压力与海拨高度间近似关系： P=101325－（9.4～11.2）H
式中:P：大气压力Pa H ：海拨高度：m
18. 根据计算得出风机的功率选为0.75kw ，风机的型号为：Y132S2－2。
4.2.2 振动筛的选择计算
根据实际情况选择筛的主要参数：
筛孔形状：编织菱形空
筛体的运动形式：直线往复振动
筛的层数：一层
筛面宽度：9dm
筛面长度：18dm
筛面的倾角：12度
最终确定选择振动筛的型号为ZS0918A
筛体是由钢板铆焊而成的整体结构，以保证在较高频振动状态下具有足够的强度，也可减小因振动引起的噪声，将进料斗放下后可抽出，插入筛网。筛体由对称装在机架上的4个空心鼓形橡胶垫支撑，形成多向自由振动系统。由于鼓形橡胶垫的特殊形式及材料性质，在筛体以正常较小振幅振动时可形成良好的自由振动，对受迫振动阻尼小；当振幅变大时，橡胶垫就出现较大的阻尼作用从而限制了通过共振区的较大振幅[12]。
振动机构为对称在筛体两侧的振动电机。通过对电机两侧扇形偏重块安装夹角的调节，可有
2.5~4mm筛体振幅的选择。两台振动电机的调节应一致，让合干扰力通过筛体的重心而使振动平稳。同步调节两侧电机相对筛体的装置角度，可由0~45度选择筛体运动轨迹与筛面的夹角即抛角，抛角一般为10度左右，选择合适的抛角将有利于物料的自动分级及小颗粒穿孔，但抛角过大时将导致物料跳离筛面，反而减少了接触筛面的机会[13]。
筛体的技术要求：要筛子的运动要抱着饲料在筛面上平稳的运动下滑，以保证喷涂的均匀性，而且筛孔大小应该可以保证饲料不会漏出来，同时可以有效的确保风从筛孔通过。
4.2.3 箱体、支架、进料口的尺寸设计
的尺寸设计见附录的CAD 图纸。箱体采用铸铁（HT 200）制成，箱体外轮廓采用长方形，考虑到拆卸和维修的便捷性，箱体分为箱体盖（上）和下箱体两部分，下箱体壁厚为5mm ，左上盖和右上盖壁厚为5mm 。
4.3 本章小结
本章主要确定了离心风机雾化式油脂喷涂机的工作参数的选择，主要部件的设计与选择。
结论
我设计的离心风机雾化式油脂喷涂机在结构上参考了武汉明博机电设备有限公司生产的SPTY 系列的滚筒式油脂喷涂机，本机采用垂直进料口进料，且进料口离地面高度大约2.1m ，保证进料操作方便。传动方式采用直线振动筛传动，要求振动频率不要太高，以确保传动的平稳性缓和载荷冲击，减小噪声，防止因过载而造成零件的损坏。另外还采用了最简单的定位块定位、螺栓夹紧等。生产容易、安装方便。离心风机与箱体的安装位置应当准确的配合好，风机离地面高度大约1.7m 。润滑采用脂润滑。机身固定在机架上，并装有牵引杆和车轮，可以再牵引机车的带动移动，方便运输。这个机械相对来说具有结构简单、操作方便、喷涂均匀等特点。
此次设计也有许多不完善的地方，比如，机身笨重，精度不高，其尺寸没有完全非常合理，油脂控制系统与机体工作的配合不是很完善，和生产线联系不紧密等。设计的离心风机雾化式油脂喷涂机需要改进的地方：减轻重量，提高精度，提高喷涂均匀度、准确性，提高控制系统准确性与方便性，提高时处理能力，设计出更加简单、实用、节能和直接用于生产线的油脂喷涂机。
致谢
首先要感谢的是我的指导老师王顺喜教授，没有他的及时督促和悉心指导，设计不可能顺利完成。在这设计的半年来，无论是在学习上还是在生活上，都得到了老师无微不至的关怀。我能经常与他交流设计中遇到的问题，得到他的言传身教，受益颇多。老师严谨求实的治学态度、宽厚待人的品格让我学到的不仅是如何做学问，还有如何做人。老师永远是我学习的榜样。
非常感谢研究生实验室里的师兄师姐们在设计过程中给予的指导和帮助。
感谢同窗学友等的全力帮助。
感谢在四年中对我的培养，感谢四年中辛苦栽培我的所有老师，感谢无私帮助我的所有同学，并祝各位老师和同学身体健康，工作学习事事顺心！
参考文献
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[4] 邓君明等，液体饲料的应用技术[M]，粮食与饲料工业，2001，12
[5] 王杭，颗粒和膨化饲料的后置添加技术及设备[J]，粮食与饲料工业，1997（1）.
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[13] 王红英，王顺喜等，饲料加工设备维修工[M],中国农业出版社，2007，10
[14] 刘莹，吴宗泽，机械设计教程[M],机械工业出版社，2009，8
[15] 周开勤，机械零件手册[M]，高等教育出版社，2000，12
附录
附录1：风机式油脂喷涂机装配图
附录2：风机式油脂喷涂机箱体装配图
附录3：风机式油脂喷涂机零件图
摘 要
我国饲料工业生产中热敏性微量组分后添加技术已经发展到了一定水平，在某些方面已取得了一定的成就，目前在饲料热敏性微量组分后添加技术领域仍存在着一些非常棘手而亟待解决的技术难题，主要表现在热敏微量成分预处理环节如：热敏性微量组分后添加物料计量准确性不高；添加均匀度难以把握和控制；热敏性微量组分后添加的后期损失（剥离、氧化等）；热敏性微量组分后添加溶液的配方设计和合理配置；热敏性微量组分后添加工艺改进；不同后添加技术对微量组分保存率的影响规律不甚清楚等，针对饲料热敏性微量组分后添加技术发展现状，确定了本毕业设计题目。
主要介绍了热敏性微量组分后添加机的设计思想、设计方案、主要零部件的设计要点、性能参数的确定以及本机的工作原理。
本机的机架、机身都采用了铸件，安装方便；油脂喷涂区的饲料由直线振动筛传动；油脂的雾化喷涂由离心风机与喷头相配合而完成；箱盖与箱体之间采用螺栓连接固定；箱体采用机架支撑，与机架之间采用螺栓连接固定。
关键词： 饲料工业 热敏性 后处理添加机 微量组分
Abstract
Adding technology in the heat-sensitive trace components in the production of China's feed industry has developed to a certain level , has achieved some success in some respects , present in the feed of heat-sensitive trace components add technical fields, there are still some very difficult technical challenges need to be solved ,mainly in the thermal trace components pretreatment link, such as : heat-sensitive trace components added after the material measurement accuracy is not high ; add uniformity is difficult to grasp and control ; added after the heat-sensitive trace components late loss (peeling, oxidation, etc.) ；heat-sensitive trace components add design and rational allocation of the solution formula ；heat-sensitive trace components added after process improvement ; add trace components save studied after different unclear , technical Development for the feed of heat-sensitive micro-components to add , identified the subject of this graduation .
Introduces the heat-sensitive trace components added after the design ideas, design, main components of the design features and performance parameters to determine and this machine works . The rack of the machine，the body uses the castings, and easy installation; Grease spraying the feed from the linear shaker drive; The completion of the atomized spray of grease by the centrifugal fan and nozzle compatible; Between the lid and the box with the bolts to connect fixed；Cabinet with rack support, using the-shelf bolt connection fixed .
Keyword : feed industry ; heat-sensitive ; post-processing to add machine ; trace
components
目 录
摘 要 . ...........................................................................................................I Abstract ........................................................................................................... II
目 录 ............................................................................................................... 1
1. 绪论 ................................................................................................................ 1
1.1 课题研究背景，目的及其意义 . ................................................................................ 1
1.2 油脂的作用 . ................................................................................................................ 1
1.3 进行后喷涂技术的必要性 . ........................................................................................ 2
1.4 后喷涂工艺的类型 . .................................................................................................... 2
1.5 国内外后喷涂工艺的添加系统简介 . ........................................................................ 8
2. 设计方案的确定 . ......................................................................................... 10
2.1 选题的设计思想，设计方法及改进 . ...................................................................... 10
2.2 预期结果 . .................................................................................................................. 10
2.3 本章小结 . .................................................................................................................. 10
3. 离心风机雾化式油脂喷涂机的总体设计 ................................................. 11
3.1 离心风机雾化式油脂喷涂机的设计任务 . .............................................................. 11
3.2 滚筒式油脂喷涂机的结构 . ...................................................................................... 11
3.2.1 颗粒流量控制装置 . ............................................................................................................... 11
3.2.2 滚筒部分 ............................................................................................................................... 11
3.2.3 供油部分 ............................................................................................................................... 12
3.2.4其性能特点如下： . ................................................................................................................ 12
3.2.5 其主要技术参数： . ............................................................................................................... 12
3.2.6 其主要缺点：........................................................................................................................ 13
3.3 离心风机雾化式油脂喷涂机的油脂雾化原理 . ...................................................... 13
3.4 本章小结 . .................................................................................................................. 13
4. 主要工作参数的确定计算和主要部件的设计计算 ................................. 14
4.1 主要技术参数的确定 . .............................................................................................. 14
4.2 主要部件的设计 . ...................................................................................................... 15
4.2.1 离心风机的选择计算 . ........................................................................................................... 15
4.2.2 振动筛的选择计算 . ............................................................................................................... 16
4.2.3 箱体、支架、进料口的尺寸设计 . ....................................................................................... 17
4.3 本章小结 . .................................................................................................................. 17
结论 ................................................................................................................. 18
致谢 ................................................................................................................. 19
参考文献 . ........................................................................................................ 20
附录 ................................................................................................................. 21
1. 绪论
1.1 课题研究背景，目的及其意义
20世纪80年代初，各国饲料和设备专家在大量研究试验的基础上，从加工工艺的角出发，提出了液体后喷涂工艺，即在膨化或制粒后，将各种热敏性元素以液体的形式喷入饲料。虽然所使用的装置不相同，但其实质大部分都是在冷却后的饲料颗粒表面喷涂各种液态微量组分。随着饲料工业的发展，对饲料生产的要求也越来越高，除了要求生产一般的畜禽饲料外，还要求生产水貂、对虾、蟹、鳗鱼等特种动物的饲料；不仅要求生产粉状饲料，还要求生产颗粒饲料，膨化颗粒饲料等。为了提高生产水平，油脂添加技术已是目前饲料生产中的一个十分重要的课题。为了充分发挥油脂添加的作用，合理而经济地采用这项技术，并使之获得良好的效果，对近几年来饲料中油脂添加技术作一论述。
随着动物营养研究的不断深入，一些饲料油脂添加量不断提高，而一般液体表面后喷涂技术无法满足生产某些更高能量饲料的要求。为了解决这一问题，国外开始采用液体真空后喷涂工艺。这种工艺可以大幅度提高液体（主要为油脂）喷涂比例，并能确保液体均匀喷涂，为生产高能量饲料提供了一种经济有效的工艺手段。 [2][1]
1.2 油脂的作用
油脂的最主要作用是提供能量，除此之外具有以下作用：
1、额外能量效应
主要是指添加油脂后，饲料的利用率提高。其原因可能是油脂延长了食糜在消化道中的停留时间，提高了营养物质的消化率。脂肪酸可以直接在体内沉积，减少了通过日粮粗蛋白和碳水化合物沉积脂肪酸的能量消耗。
2、提供必需脂肪酸
必需脂肪酸主要指亚油酸、亚麻酸，花生四烯酸则可以由亚油酸合成。必需脂肪酸的作用主要是参与磷脂代谢，构成膜结构的组成成分，从而影响膜的通透性。必需脂肪酸的缺乏引起皮肤角质化，血管脆裂，生长发育受阻。
3、促进脂溶性维生素的吸收
脂溶性维生素必须溶于油脂才能被肠道吸收，若日粮中不足则影响脂溶性维生素的吸收效果，从而影响机体的生长发育，及对疾病、应激的抵抗力。
4、提高机体的抗热应激能力
这主要是因为油脂的热增耗比蛋白质和碳水化合物低，可减少不必要的散热负担。热应激会使畜禽生产性能下降，添加油脂有利于减轻热应激对畜禽牛产性能的不利影响。
5、提高日粮的适口性和外部感官，改善生长性能，提高采食量，改善饲料转化率，降低饲料的再分级保证其混合均匀度和质量，避免饲料产生粉尘和饲养过程中的浪费，改善饲料颗粒表面光泽，提高颗粒饲料在水中的稳定性。
6、降低电耗，延长模的寿命
另外，在饲料中添加油脂又可加强对低质植物油和肉类加工副产品的综合利用，具有较好的经济效益和社会效益。 [3]
1.3 进行后喷涂技术的必要性
颗粒饲料、熟化饲料和膨化饲料的大规模生产，是世界饲料工业的发展潮流。据不完全统计，现有饲料产品的70%以上是经过热加工（调质、制粒或膨化）处理的。随着饲料资源的不断开发，液体组分在动物饲料中使用量在大幅度增加。今天，在动物饲料中普遍使用的液体组分包括各种脂溶性维生素、矿物质、抗生素、氨基酸和酶制剂。然而，饲料生产商、原料供应商以及制造饲料加工机械的厂家面临的问题是，在当今饲料厂中使用的许多上诉至关重要的组分，无论是原料本身含有的还是另外添加的，都是热敏性元素，而饲料加工工艺的发展趋势是广泛采用加工温度高达100℃以上的诸如膨化器和膨化机之类的高温处理设备[4]。正是由于这些热加工过程，使饲料营养成分中的热敏成分损失，造成了饲料资源不必要的浪费，降低了饲料的营养价值和利用率。
另外，随着微生物技术的高速发展，各国纷纷加入到研究和生产绿色饲料及新型饲料添加剂的行列中来。各种无毒、无副作用和无残留的天然促生长剂相继问世。如日本琉球大学微生物学教授比嘉照夫博士发明了EM 技术和BASF 公司生产的植酸酶产品NATUPHOS. 这些添加剂大多是以前有机酸和各种微生物菌种复合而成，如甲酸、植酸酶、光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌等。这些制剂对于提高饲养效益，避免产品总化学药品的残留，效果非常明显。然而大量实践表明，经过制粒、膨化、破碎和冷却过程，大多数菌种几乎全部失活。
这样各饲料厂所面临的选择只有两个。一个是通过过量添加热敏性元素，以弥补热加工过程中造成的损失；另一个就是减少目前可利用原料的选择范围。 [5]
1.4 后喷涂工艺的类型
目前，后喷涂主要包括直接添加、一般喷涂和真空喷涂三种工艺。
1、直接添加
将添加物质与一种粘性胶体混合后，再与饲料颗粒混合。这种覆盖胶体的颗粒基本上是均匀的，对混合机的污染也很小，它的添加量约为每吨饲料2.40kg 。
2、一般喷涂
目前国际上主要运用的喷涂机有喷嘴雾化式、离心雾化式两种类型。
（1）喷嘴雾化式
喷嘴雾化式是利用压力喷嘴将液体雾化后喷于饲料表面。颗粒饲料由缓冲仓经过流量计量或重量计量后，进入喷涂室，与雾化液体混合。主要特点：①混合能力强；②干物料破损率高。喷嘴雾化式又分为卧式和立式两种。
[1]
（2）离心雾化式
针对颗粒饲料的易破损问题，人们开发了离心雾化式液体后喷涂设备。离心雾化式是利用离心运动将液体雾化后喷入饲料表面的一种装置。离心雾化式的优点是物料破损率低。离心雾化式也分为两种，但都是立式的。
一般的后喷涂，液体是喷涂在颗粒饲料的表面，在后续的包装、运输过程中。颗粒饲料间会产生相互摩擦和碰撞，包裹液体的颗粒表面很容易剥落形成粉末，降低了颗粒饲料中液体添加剂的含量，从而造成营养成分的损失和配方失真。为了解决这个问题，国外开始采用真空后喷涂工艺。
3、真空喷涂
真空喷涂工艺通过真空抽除系统，在颗粒饲料内外产生较大的压力差，使喷在颗粒表面的液体能更多地渗入颗粒内部，液体在颗粒内外均匀分布，减少因摩擦和碰撞所造成的营养成分损失，达到配方保真。同时，通过抽除颗粒内部间隙中的空气，使其有更多的空间吸收液体（主要是油脂）。真空喷涂可提高液体添加比例，满足动物能量要求。其优点是由于液体可进入干物料的内部孔道，液体加量最大可达40%。但由于其 动力消耗大，对物料的破损程度强（在时产1-10吨的系统中，需配置19KW 的真空泵）目前仅有少数几家公司（如荷兰的 Wijnveen ）生产这种机型。 [6]
1.5 国内外后喷涂工艺的添加系统简介
目前，国内外研究饲料中液体后置添加技术的公司并不是很多，而且这些公司主要集中在欧美几个工业发达国家。由于喷涂精确性、准确性、液体饲料种类以及剂量等要求不同，各个国家、公司的后置添加系统存在着一定的差异。现把当今几种比较具有代表性的液体添加系统介绍如下：
德国Amandus kahl公司是开发后置添加和配料技术的先行者，其液体添加系统的核心是旋转喷雾添加机Rotospray Type RS 350。该机机内的中部设置有一组高速旋转的转碟，当转碟高速旋转时，可将1ml 的液体饲料原料分成1000万颗雾粒，喷洒在转碟四周由上而下的频粒或膨化饲料上。该机结构简单，喷雾效果好，分布均匀。
比利时的Schranwen 公司与美国的Finnfeads 国际公司联合开发了新型喷涂一添加系统。该系统通过一台泵将液态的酶制剂以经过计量的流速送至一气助雾化喷嘴，喷嘴位于一旋转圆盘的上方，这个圆盘从一冲击式称量器中接收频粒饲料，并能使物料在其上停留30s 。由于圆盘的转动，再加上有一浆轮对频粒饲料不断翻动，因而所有的频粒都能被喷涂到。
诺和诺德公司（1993）开发了一种液体喷涂系统，这种系统能满足饲料制粒后液体酶制剂的要求。它主要由一个向精度的计量泵组成，它将精确计量的液体酶制剂，经气压喷头喷出，并且泵的输出可根据饲料的不同而调整。
Daniso 公司也开发了一种将液体酶制剂喷涂到颗粒饲料表面的酶喷涂到颗粒饲料表面的酶喷涂系统。这种喷涂系统在添加液体酶制剂时，能保证添加量的精确和安全，并且该公司还配套生产了一系列的液体酶制剂。
Chevita(1998)发明了一种新的喷涂应用系统，它能够同时在加工过的饲料上喷涂多达4种的液体或胶体添加物，喷涂的剂量为每吨料0.1-5kg 。
丹麦Sprout-Matador 公司于1999年开发了微量液体添加系统（MFS ），该系统主要用于添加维生素、氨基酸、香味物质和酶等微量液体成分到颗粒上。该系统的喷涂剂量能够达到每吨饲料10g ，并且其变异系数（CV ）小于10%。由于MFS 系统能够根据不同的饲料类型、配方的改变相应地调整喷涂，从而节省时间。其液体添加的准确性可达98%。
BASF 公司联合ProMinen 公司于1999年3月开发了一种新的先进液体酶制剂应用系统（PPA 系统）。该系统着重于其精确性，同时该系统的喷涂剂量能够达到每吨饲料83ml 。该系统拥有喷涂精确（+—1.5%）和变异系数小（CV ＜10%）等特点。为了避免阻塞以及灰尘问题，该系统采用密闭，自我清理和故障自我排除等特点。PPA 系统采用PLC 控制面板控制可全自动喂料或单独控制[10][9][8][7]。
丹麦KOF&G公司于1999年夏初研究开发了一种液体喷涂系统，其应用方法主要基于著名的旋转圆盘定律和Amandus Kahl公司的控制系统。
中国农业机械化科学研究院于2000年自行研究开发了一种液体喷涂系统LC50S ，该系统的核心设备是液体喷涂机。工作时物料盘和液体盘同时起动，停留在物料盘上的干物质，在离心力和重力的作用下，校在360度的范围内抛出，并形成一向下流动的均匀干物料帘。与此同时，液体罐内的液体被泵入高速旋转的液体盘内，尔后在离心力的作用下被撤向上方，从而形成一向上
的液体帘。在桨叶的帮助下，两种逆向运动的料帘在喷涂室内，经充分接触后落入混合室，在混合室内进一步混合后从料口流出[11]。
2. 设计方案的确定
2.1 选题的设计思想，设计方法及改进
本课题要求设计的一种热敏性微量组分的后处理添加机, 它应具有实用、性能优异等特点，能够为饲料加工机械设备增添一种新机械。目前在饲料热敏性微量组分后添加技术领域仍存在着一些非常棘手而急待解决的技术难题，主要表现在热敏微量成分预处理环节如：热敏性微量组分后添加物料计量准确性不高；添加均匀度难以把握和控制；热敏性微量组分后添加的后期损失（剥离、氧化等）；热敏性微量组分后添加溶液的配方设计和合理配置；热敏性微量组分后添加工艺改进；不同后添加技术对微量组分保存率的影响规律不甚清楚等，针对饲料热敏性微量组分后添加技术发展现状，确定了本毕业设计题目。
我国饲料工业生产中热敏性微量组分后添加技术已经发展到了一定水平，在某些方面已取得了一定的成就。现在我国饲料工业主要采用的热敏性微量组分后添加机主要是滚筒式油脂喷涂机，但是这种机型的后期损失比较严重，比如剥离、氧化等，而且喷涂的均匀性不是很高。针对这些缺点，要研究一种后期损失小，且油脂喷涂的均匀性高的机械，根据调研发现，在热敏性微量组分后添加技术中采用离心雾化喷涂原理。这种新型机械的设计思想方法是，采用一台离心式风机，同时利用喷头将油脂喷入风机的工作区，由于离心力的作用，将油脂雾化，并且同时雾化油脂随着风洒向干物料表面，同时由于重力原因，大颗粒的油脂会不随风吹走，这样，就能够保证油脂喷涂的均匀性，而干物料由进料口进入工作区的筛子上，饲料随着筛子说的振动向下运动，这样可以确保饲料的剥离率降低，而带有油脂的风吹向筛面，油脂被饲料均匀吸收，而风吹过筛面而出，完成一整套的喷涂工作。 [4][2]
2.2 预期结果
这种离心雾化式喷涂机，结构紧凑合理，零件加工方便，操作简便，生产能力大，喷涂均匀，后期损失（氧化、剥离等）小等优点，适用于酶制剂、植酸、油脂、维生素、调味剂、微生态制剂、促生长剂等液态添加剂的喷涂。它应具有实用、性能优异等特点，能够为饲料加工机械设备增添一种新机械。
2.3 本章小结
本章主要介绍了热敏性微量组分的后处理添加机的设计方案及设计的预期结果。
3. 离心风机雾化式油脂喷涂机的总体设计
3.1 离心风机雾化式油脂喷涂机的设计任务
根据秸秆粉碎机的用途及其使用要求，并结合任务书所给初始参数，设计本机设计任务如下： 进料方式：垂直上进料
出料方式：垂直下出料
时处理能力：4-10t/h
油脂添加量：30-300L/h
主动力：1.5kw
油泵电机功率：0.75kw
物料传动方式：振动筛传动
油脂喷涂方式：离心风机带动油脂喷涂
油脂喷头数：4个
风机个数：1个
振动筛层数：1层
3.2 滚筒式油脂喷涂机的结构
由参考文献可知，滚筒式油脂喷涂机主要由料斗、流量控制装置、导流管、滚筒、出料口及喷油系统等组成。颗粒饲料由料斗进入流量调节器以保持稳定流量，通过导流管进入旋转滚筒。颗粒在滚筒内滚翻抛扬，同时供油系统需要喷量通过喷嘴向抛扬的颗粒喷涂油脂，已喷涂油脂的颗粒从滚筒末端排出。
3.2.1 颗粒流量控制装置
颗粒流量控制装置有3类：一类是流量秤（又称流量平衡器），内装有流量冲击板，它用可调气压于物流压力保持平衡，冲击板位置控制流量孔的大小。控制方式有手动。自动方式（精度5%）；另一类是差值批量称量供料系统，通过料斗、批量秤和螺旋喂料器达到定量连续作业的功能；第三类是容积式计量，颗粒经过螺旋供料器进行流量测定，能达到定量连续作业的功能。
3.2.2 滚筒部分
滚筒支撑在两对滚轮上，其前面有一限位轮，用以防止滚筒下滑。滚筒由减速电机通过皮带驱动，电机及支撑轮都固定在同一底座上。底座前端有倾角调节器，用来调节滚筒的倾角。喷油
管和喷嘴放在滚筒中间，对抛扬起来的颗粒进行喷涂。为避免颗粒沿筒壁下滑，在滚筒内壁均匀焊有轴向叶片，叶片的高度大于颗粒直径。为了输送颗粒，在滚筒内壁还焊有间断的旋转叶片，出口端焊有4个叶板，将喷涂后颗粒排出。滚筒前端有限位挡圈，滚筒外壳焊有三个轮毂，作驱动和支撑用。
3.2.3 供油部分
油脂添加及流量控制系统由油脂添加油罐、蒸汽加热管、过滤器、泵、溢流阀、流量计、气阀、喷嘴等组成。油脂在罐内加热至50~60℃，通过过滤器进入油泵，油脂通过阀门、流量计、气动控制阀由喷嘴喷出。喷油量由气动控制阀控制，超量油脂由溢流阀回到油罐。
加热储油罐内有两种油脂加热方式，一种是通过蒸汽电磁阀控制，采用蒸汽加热方式。另一种是采用电热棒加热方式（3个电热棒选购）对油脂加热。通过温度传感器、温度控制仪实现对液体温度的自动控制。有玻璃管液位计和液面控制仪显示控制储油罐内的液体量。罐锥底部装有排污阀，以便排出余液和污垢。
油脂喷涂量采用自动控制，颗粒料流量由流量秤或差值批量秤及螺旋供料器设定和检测颗粒流量，并输入所需喷油率，自动计算出所需喷油量，并自动控制气动控制阀，控制喷管工作。滚筒内共有3根喷管，每根喷管喷嘴数不同，油脂喷量亦不等，油脂最高喷涂量可达18%。
滚筒式油脂喷涂机主要用于成品饲料的表面喷涂，是饲料加工中的重要环节。它可以提高饲料的品质，改善加工特性，提高饲料加工的报酬，特别适合用于膨化饲料。本设备主要用于配合饲料添加油脂或其他液体。也能用于复合肥等行业的喷涂；同样可以作为液体添加适用于食品、粮油、化工等各行各业[13]。
3.2.4其性能特点如下：
1. 该设备结构合理，外形美观，安装、操作、维修方便，工作可靠。
2. 物料不停旋转滚筒内完成喷涂，提高物料表面喷涂均匀性。
3. 添加量和液体比重可以由操作面板设定输入，并存储在储存器内。
4. 具有手动和自动功能，确保在微电脑出故障时同样可正常工作。
5. 大屏暮数字显示添加量。
6. 内置PLC 微电脑，实现自动控制齿轮泵和喷头的自动组合，达到最佳喷涂效果。
7. 自动检测喂料产量，生成初始数据，并自动调整添加液体的份量。
8. 高精度流量计和抗干扰能力强的变送放大器，确保添加精度。
3.2.5 其主要技术参数：
1. 产量 2～20吨/小时
2. 喷涂量误差 1％
3. 喷涂量 0.04吨/小时～0.14吨/小时
4. 喷涂比例 2％～7％
5. 齿轮泵功率 1.5Kw
6. 带式输送电机功率 0.75Kw
7. 滚筒电机功率 2.2Kw
8. 滚筒转速 35转/分钟
3.2.6 其主要缺点：
1．机械均化能力强。对表面密实的干物料而言，由于液体不会被干物料马上吸收，在混合物向出口运动的过程中，可得到进一步的均化。
2. 干物料破损率大。由于物料是在被向前推进和在喷涂室内翻转的过程中，完成与液体微粒的接触和均化过程。物料的机械运动是这种方式的主要特征。因此极易造成物料破损。
3. 结构庞大。为了实现有效的均化，输送机构的能力和喷涂室的倾角不易过大（即完成必要的混合过程），因此整机结构较大。
4. 喷涂室内存在液体交叉喷涂和喷涂死区。无论喷嘴如何配置，喷出的液体帘或者交叉重叠或者相互远离，从而形成交叉喷涂区或喷涂死区。对于一些表面松散的干物料（如膨化料）来说，若液体加量不大，少量的液体将很快被先与之接触的干物料吸收。其机械均化功能事实上很难实现。
3.3 离心风机雾化式油脂喷涂机的油脂雾化原理
针对喷嘴雾化的缺点，人们又开发了离心雾化式液体喷涂机。它是利用离心运动将液体微粒化而后喷入饲料表面的一种装置。由于它对物料的破损率低，喷涂均匀度高，另外结构简单紧凑，无喷嘴堵塞现象，其发展呈上升趋势。现在市场上的离心雾化式油脂喷涂机的油脂雾化原理一般都是液体被泵入高速旋转的液体盘内，受离心力的作用被沿母线方向向上抛出，从而在液体盘上方形成一向上运动且均匀分布的雾化液体帘。
介于参考学习这种离心雾化原理，油脂的雾化采用离心风机、喷嘴同时工作，喷嘴由下向上将液体喷向风机的工作区，由于油脂颗粒的大小不一，在离心风机吹出的离心风的作用下，给了这些大小不一的油脂颗粒一个离心力，这时颗粒细小的油脂被风带走，而离心力对大颗粒的油脂的作用不至于把大颗粒带走，大颗粒油脂回落到油槽，这样，就能够保证油脂喷涂的均匀性，而干物料由进料口进入工作区的筛子上，饲料随着筛子说的振动向下运动，这样可以确保饲料的剥离率降低，而带有油脂的风吹向筛面，油脂被饲料均匀吸收，而风吹过筛面而出，完成一整套的喷涂工作。
3.4 本章小结
本章主要介绍了离心风机雾化式油脂喷涂机的设计任务，滚筒式油脂喷涂机的结构、工作原理、优缺点、工作性能，离心风机雾化式油脂喷涂机的工作原理。
4. 主要工作参数的确定计算和主要部件的设计计算
4.1 主要技术参数的确定
时处理能力 4-10t/h
油脂添加量 30-300L/h
主动力 1.5kw
油泵电机功率 1.5kw
风机电机功率 0.75kw
离心风机油脂喷涂机装配图
1. 箱体支架；2. 进料口支架；3. 进料口；4. 箱体喷涂室；5. 直线振动筛；6. 箱体盖；7. 油脂喷头；8离心风机；
9. 离心风机支架；10. 出料口
离心风机式油脂喷涂机箱体装配图
1. 进料口；2. 直线振动筛；3. 箱体喷涂室；4. 箱体油脂槽；5. 离心风进口；6. 离心风出口；7. 出料口
4.2 主要部件的设计
4.2.1 离心风机的选择计算
1. 标准状态：指风机的进口处空气的压力P=101325Pa，温度t=20℃，相对湿度φ=50%的气体状态。
2. 指定状态：指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度，进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3. 风机流量及流量系数
3.1. 流量：是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q 表示，通常单位：m3/h或m3/min。
3.2. 流量系数：φ=Q/（900πD22×U2）
式中：φ：流量系数 Q ：流量，m3/h
D2：叶轮直径，m
U2：叶轮外缘线速度，m/s（u2=πD2n/60）
4. 风机全压及全压系数：
4.1. 风机全压：风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF 表示，常用单位：Pa
4.2. 全压系数:ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全压系数 Kp:压缩性修正系数 PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2：叶轮外缘线速度，m/s
5. 风机动压：风机出口截面上气体的动能所表征的压力，用Pd 表示。常用单位：Pa
6. 风机静压：风机的全压减去风机的动压，用Pj 表示。常用单位：Pa
7. 风机全压、静压、动压间的关系：
风机的全压（PtF ）=风机的静压（Pj ）+风机的动压（Pd ）
8. 风机进口处气体的密度：气体的密度是指单位容积气体的质量，用ρ表示，常用单位：Kg/m3
9. 风机进口处气体的密度计算式： ρ=P/RT
式中：P ：进口处绝对压力，Pa R ：气体常数，J/Kg·K 。与气体的种类及气体的组成成份有关。
T ：进口气体的开氏温度，K 。与摄氏温度之间的关系：T=273+t
10. 标准状态与指定状态主要参数间换算：
10.1. 流量：ρQ=ρ0Q0
10.2. 全压：PtF/ρ= PtF0/ρ0
10.3. 内功率：Ni/ρ= Ni0/ρ0
注：式中带底标“0”的为标准状态下的参数，不带底标的为指定状态下的参数。
11. 风机比转速计算式： Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中： Ns ：风机的比转速，重要的设计参数，相似风机的比转速均相同。 n ：风机主轴转速，r/min
Q0：标准状态下风机进口处的流量，m3/s Kp: 压缩性修正系数 PtF0: 标准状态下风机全压,Pa
12. 压缩性修正系数的计算式：
Kp=k/（k －1）×[（1+p/P）(k－1)/k－1]×(PtF/P)－1
式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数, 对于空气,K=1.4
13. 风机叶轮直径计算式： D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
式中:D2:叶轮外缘直径,m n:主轴转速：r/min Kp ：压缩性修正系数 PtF0：标准状态下风机全压，单位：Pa
ρ0：标准状态下风机进口处气体的密度：Kg/m3 ψt：风机的全压系数
14. 管网：是指与风机联接在一起的，气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称。
15. 管网阻力的计算式：Rj=KQ2
式中: Rj:管网静阻力,Pa
K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关，确定其值的方法通常采用：计算法，类比法和实际测定法。
Q ：风机的流量，m3/s
16. 常见压力单位间的换算关系：
1毫米水柱（mmH2O ）=9.807帕(Pa)
17. 大气压力与海拨高度间近似关系： P=101325－（9.4～11.2）H
式中:P：大气压力Pa H ：海拨高度：m
18. 根据计算得出风机的功率选为0.75kw ，风机的型号为：Y132S2－2。
4.2.2 振动筛的选择计算
根据实际情况选择筛的主要参数：
筛孔形状：编织菱形空
筛体的运动形式：直线往复振动
筛的层数：一层
筛面宽度：9dm
筛面长度：18dm
筛面的倾角：12度
最终确定选择振动筛的型号为ZS0918A
筛体是由钢板铆焊而成的整体结构，以保证在较高频振动状态下具有足够的强度，也可减小因振动引起的噪声，将进料斗放下后可抽出，插入筛网。筛体由对称装在机架上的4个空心鼓形橡胶垫支撑，形成多向自由振动系统。由于鼓形橡胶垫的特殊形式及材料性质，在筛体以正常较小振幅振动时可形成良好的自由振动，对受迫振动阻尼小；当振幅变大时，橡胶垫就出现较大的阻尼作用从而限制了通过共振区的较大振幅[12]。
振动机构为对称在筛体两侧的振动电机。通过对电机两侧扇形偏重块安装夹角的调节，可有
2.5~4mm筛体振幅的选择。两台振动电机的调节应一致，让合干扰力通过筛体的重心而使振动平稳。同步调节两侧电机相对筛体的装置角度，可由0~45度选择筛体运动轨迹与筛面的夹角即抛角，抛角一般为10度左右，选择合适的抛角将有利于物料的自动分级及小颗粒穿孔，但抛角过大时将导致物料跳离筛面，反而减少了接触筛面的机会[13]。
筛体的技术要求：要筛子的运动要抱着饲料在筛面上平稳的运动下滑，以保证喷涂的均匀性，而且筛孔大小应该可以保证饲料不会漏出来，同时可以有效的确保风从筛孔通过。
4.2.3 箱体、支架、进料口的尺寸设计
的尺寸设计见附录的CAD 图纸。箱体采用铸铁（HT 200）制成，箱体外轮廓采用长方形，考虑到拆卸和维修的便捷性，箱体分为箱体盖（上）和下箱体两部分，下箱体壁厚为5mm ，左上盖和右上盖壁厚为5mm 。
4.3 本章小结
本章主要确定了离心风机雾化式油脂喷涂机的工作参数的选择，主要部件的设计与选择。
结论
我设计的离心风机雾化式油脂喷涂机在结构上参考了武汉明博机电设备有限公司生产的SPTY 系列的滚筒式油脂喷涂机，本机采用垂直进料口进料，且进料口离地面高度大约2.1m ，保证进料操作方便。传动方式采用直线振动筛传动，要求振动频率不要太高，以确保传动的平稳性缓和载荷冲击，减小噪声，防止因过载而造成零件的损坏。另外还采用了最简单的定位块定位、螺栓夹紧等。生产容易、安装方便。离心风机与箱体的安装位置应当准确的配合好，风机离地面高度大约1.7m 。润滑采用脂润滑。机身固定在机架上，并装有牵引杆和车轮，可以再牵引机车的带动移动，方便运输。这个机械相对来说具有结构简单、操作方便、喷涂均匀等特点。
此次设计也有许多不完善的地方，比如，机身笨重，精度不高，其尺寸没有完全非常合理，油脂控制系统与机体工作的配合不是很完善，和生产线联系不紧密等。设计的离心风机雾化式油脂喷涂机需要改进的地方：减轻重量，提高精度，提高喷涂均匀度、准确性，提高控制系统准确性与方便性，提高时处理能力，设计出更加简单、实用、节能和直接用于生产线的油脂喷涂机。
致谢
首先要感谢的是我的指导老师王顺喜教授，没有他的及时督促和悉心指导，设计不可能顺利完成。在这设计的半年来，无论是在学习上还是在生活上，都得到了老师无微不至的关怀。我能经常与他交流设计中遇到的问题，得到他的言传身教，受益颇多。老师严谨求实的治学态度、宽厚待人的品格让我学到的不仅是如何做学问，还有如何做人。老师永远是我学习的榜样。
非常感谢研究生实验室里的师兄师姐们在设计过程中给予的指导和帮助。
感谢同窗学友等的全力帮助。
感谢在四年中对我的培养，感谢四年中辛苦栽培我的所有老师，感谢无私帮助我的所有同学，并祝各位老师和同学身体健康，工作学习事事顺心！
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附录
附录1：风机式油脂喷涂机装配图
附录2：风机式油脂喷涂机箱体装配图
附录3：风机式油脂喷涂机零件图