圖1:混合循環示意圖。
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M Saensukjaroenphon1CK瓊斯2CH Fahrenholz3.CR斯塔克1 *
1 堪薩斯州立大學穀物科學與工業係，美國堪薩斯州曼哈頓2 美國堪薩斯州立大學動物科學與工業係，曼哈頓，堪薩斯州
3. 菲布羅動物保健公司，曼哈頓，KS，美國
*通訊作者:CR Stark，糧食科學與工業係，堪薩斯州立大學，曼哈頓，堪薩斯州，美國電子郵件:crstark@ksu.edu
為了增加混合過程的配料能力，通常設計液體添加係統以最短的應用時間添加液體配料。加入混合器的液體量會影響批次循環時間，特別是當有一個設定的濕混合時間時。自動控製係統中最常見的兩種設置是固定的總液體混合時間(液體添加加上濕混合時間)和固定的濕混合時間。固定總混液時間在激活液泵加入液體時開始，而固定濕混時間設置在液泵停止後開始。然而，沒有數據來確定哪種類型的自動化控製係統產生均勻的液體混合幹燥飼料。實驗的目的是確定液體添加百分比、濕混合時間和液體混合循環時間設置對混合均勻性的影響。試驗1為固定濕拌時間(45和60 s)和液體添加量(1.14%、2.27%和3.41%);試驗2處理分別為加液後固定總混液時間(45和60 s)和加液比例(1.14%、2.27%和3.41%)。試驗1的結果表明，45 s固定濕拌時間的%CV顯著高於60 s (P=0.0467)，但固定濕拌時間與NaCl溶液添加百分比之間不存在交互作用(P=0.5114)。實驗2結果表明，NaCl溶液添加量百分比與固定總液混合時間之間存在交互作用(P=0.0221)， NaCl溶液添加量百分比和固定總液混合時間對%CV處理均有影響(P<0.0001和P=0.0002)。 The results of these experiments demonstrated that the liquid addition time and the percent of liquid addition affected the uniformity of mix. The uniformity of liquid application should be tested with the highest percent liquid addition.
液體添加;濕拌時間;混合均勻性
cv -變異係數;sbm -豆粕;w -固定濕拌時間;固定的總液體混合時間
在過去的10年裏，加入混合器的液體成分的數量和數量都有所增加。Steen[1]報告的北美、歐洲和亞洲的液體成分含量範圍為蛋氨酸0.15-0.30%，氯化膽堿0.05-0.50%，賴氨酸0.15-0.30%，脂肪或油0-3%，酶0.01%。每種液體可以在單獨的線中添加，也可以在普通液體秤的單線中添加。液體的添加時間根據所加液體的百分比和應用係統的類型而變化。當批處理控製器具有設定的濕混合時間時，添加到混合器中的液體量可能會影響批處理周期時間。自動控製係統中最常見的兩種設置是固定的總液體混合時間(液體添加加上濕混合時間)和固定的濕混合時間。固定總混液時間在激活液泵加入液體時開始，而固定濕混時間設置在液泵停止後開始(圖1)。固定濕混時間設置中的液體加入時間產生可變的批循環時間。因此，液體添加係統的設計是為了在盡可能短的時間內添加液體成分，以增加混合過程的配料能力。然而，沒有數據來確定哪種類型的自動化控製係統產生均勻的液體混合幹燥飼料。Saensukjaroenphon等人建議，在所有液體加入混合器後，必須有一個最小濕混合時間。 Therefore, increasing the liquid addition time by adding more liquids in the mixer would decrease the wet mix time after liquid addition for the fixed total liquid mix time system. The objective of the experiments was to determine the effect of percent liquid addition, wet mix time and liquid mix cycle time setting on the uniformity of mix.
實驗1
采用液體添加後固定濕混合時間(45和60 s)和液體添加百分比(每100 g幹飼料中NaCl溶液的添加量分別為1.14%、2.27%和3.41%)的2 × 3因子進行處理，以確定液體添加對混合均勻性的影響。試驗采用無鹽玉米-豆粕型豬生長飼糧。將230 g鹽與770 g蒸餾水混合，得到230 g/kg NaCl溶液。將27.2 kg的幹飼料原料添加到0.056 m的飼料中3.雙帶混合器，0.34米寬× 0.66米長，50 rpm驅動速度(海耶斯和斯托茲模型HP2SSS-0106，沃斯堡，得克薩斯州)。飼料原料幹混15 s，分別添加0.31、0.62和0.93 kg的230 g/kg NaCl溶液。230 g/kg NaCl溶液通過手持噴霧器(型號26329,Orscheln Farm & Home LLC, Moberly, MO)和噴嘴(型號TP11006, Teejet Technologies, Springfield, IL)應用於混合器中的幹燥飼料。在飼料混合45和60 s固定濕混合時間(圖3)後，在混合器的10個單獨點(圖2)從混合物表麵舀出各30 g的樣品。飼料分別混合3次，每個處理提供3個重複。對樣品進行鹽濃度分析。
圖2:混合器表麵的采樣點(俯視圖)。
采用Quantab®氯化物滴定法[3]測定樣品中的鹽濃度。取10克樣品稱入杯中，加入90克熱蒸餾水(60°C)。將混合物攪拌30秒，靜置60秒，再攪拌30秒。將折疊的濾紙放入杯中，將Quantab®試紙條插入濾紙底部的液體中。變異係數(CV)的計算方法是將每批飼料的標準差除以10個樣品的平均值，再乘以100。
實驗2
采用固定總混液時間(45和60 s)和液體添加量(1.14%、2.27%和3.41%)的2 × 3因子處理，確定液體添加量對混合均勻性的影響。幹料的混合和230 g/kg NaCl溶液的施用與實驗1相同。飼料混合60秒和75秒(圖3)後，在混合器的10個單獨點(圖2)從混合物表麵舀出各30 g的樣品。飼料分別混合3次，每個處理提供3個重複。如實驗1中所述，用Quantab®試紙分析樣品的鹽濃度。
圖3:實驗1和實驗2的混合時間示意圖。
統計分析
所有實驗的數據均采用因子處理設計進行分析。試驗1以固定濕拌時間(45 s, FW45和60 s, FW60)和液體添加量(1.14%，2.27%和3.41%)為2 × 3因子，確定液體添加量對混合均勻性的影響。試驗2以固定的總混液時間(45 s, FTL45和60 s, FTL60)和液體添加量(1.14%，2.27%和3.41%)為2 × 3因子，確定液體添加量對混合均勻性的影響。分別將實驗1和實驗2中的固定濕混合時間因子和固定總液體混合時間因子組合為液體混合循環時間設定因子。試驗1和試驗2以4 × 3因子設置液體混合循環時間(FTL45、FTL60、FW45和FW60)和液體添加百分比(1.14%、2.27%和3.41%)，確定液體添加量對混合均勻性的影響。每個處理3個重複。數據分析采用SAS的GLIMMIX程序。均值用Bonferroni多重比較的最小二乘均值調整分開。P≤0.05認為結果顯著。
試驗1的結果(表1)表明，增加固定濕拌時間可以提高%CV。固定濕拌時間與NaCl溶液添加量之間無交互作用(P=0.5114)。1.14、2.27和3.41%液體添加量的平均實際應用時間分別為16.7、31.0和43.3 s。NaCl溶液添加量對%CV無顯著影響(P=0.2372)。而45 s固定濕拌時間的%CV顯著高於60 s固定濕拌時間(P=0.0467)，但CV小於10%。
| 液體添加量(%) | 固定濕拌時間(s) | n | 變異係數(一)簡曆(%) |
| 交互作用 | |||
| 1.14 | 45 | 3. | 7.37 |
| 1.14 | 60 | 3. | 6.06 |
| 2.27 | 45 | 3. | 6.28 |
| 2.27 | 60 | 3. | 5.3 |
| 3.41 | 45 | 3. | 9.21 |
| 3.41 | 60 | 3. | 6.01 |
| 掃描電鏡 | 1.01 | ||
| 主要影響 | |||
| 1.14 | 6 | 6.72 | |
| 2.27 | 6 | 5.79 | |
| 3.41 | 6 | 7.61 | |
| 掃描電鏡 | 0.71 | ||
| 45 | 9 | 7.62一個 | |
| 60 | 9 | 5.79b | |
| 掃描電鏡 | 0.58 | ||
| 假定值 | |||
| 變異源 | |||
| 液體百分比×固定濕混合時間 | 0.5144 | ||
| 液體百分比 | 0.2372 | ||
| 固定濕拌時間 | 0.0467 | ||
| (一)在固定濕拌時間的主要影響下，不同字母(a, b)的平均值顯著不同(P≤0.05)。 | |||
表1:固定濕拌時間對不同NaCl溶液添加量對混合和噴灑飼料變異係數(%CV)的影響。
實驗2的結果(表2)表明，NaCl溶液添加百分比與固定總混液時間之間存在交互作用(P=0.0221)。1.14%的氯化鈉溶液添加結合60年代固定總液體混合時間導致最低的%的簡曆(6.26%)的濕混時間最長(43.3秒)。相比之下,3.41%的氯化鈉溶液添加45 s固定總液體混合時間影響%簡曆最高(42.25%),由於濕混時間最短(1.7秒)。主要的影響表明,添加氯化鈉溶液百分比和固定總液體混合時間影響了%的簡曆。固定總混液時間45 s的%CV顯著高於60 s (P=0.0002)。隨著NaCl溶液添加量的增加，%CV呈二次型增長(P=0.0270)。飼料中添加量為3.41%的230 g/kg NaCl溶液時，CV值最高(P<0.0001)。
| 液體添加量(%) | 固定總液體混合時間(s) | n | 變異係數(一)， CV (%) |
| 交互作用 | |||
| 1.14 | 45 | 3. | 14.58a、b |
| 1.14 | 60 | 3. | 6.26一個 |
| 2.27 | 45 | 3. | 17.73a、b |
| 2.27 | 60 | 3. | 13.20a、b |
| 3.41 | 45 | 3. | 42.25c |
| 3.41 | 60 | 3. | 21.47b |
| 掃描電鏡 | 2.6 | ||
| 主要影響 | |||
| 1.14 | 6 | 10.42X | |
| 2.27 | 6 | 15.46X | |
| 3.41 | 6 | 21.86Y | |
| 掃描電鏡 | 1.84 | ||
| 45 | 9 | 24.85K | |
| 60 | 9 | 13.64l | |
| 掃描電鏡 | 1.5 | ||
| 假定值 | |||
| 變異源 | |||
| 液體百分比×Fixed總液體混合時間 | 0.0221 | ||
| 液體百分比 | < 0.0001 | ||
| 線性 | < 0.0001 | ||
| 二次 | 0.027 | ||
| 固定總液體混合時間 | 0.0002 | ||
| (一)不同字母(a到c)的相互作用效應內的均值顯著不同(P≤0.05)。不同字母(X, Y)在液體添加百分比主效應內的均值有顯著差異(P≤0.01)，且表示在固定總混液時間的主效應範圍內，不同字母(K、L)後跟不同字母(P ≤0.01)。 |
|||
表2:固定總液混合時間對添加不同百分比NaCl溶液混合和噴灑飼料變異係數(%CV)的影響
實驗1和實驗2的綜合數據結果(表3)表明，NaCl溶液添加百分比與液體混合循環時間設置之間存在交互作用(P<0.0001)。添加3.41% NaCl溶液的固定濕混合(FW45和FW60)處理的CV值分別為9.21和6.01%，CV值均小於10%。然而，對於固定的總液體混合時間為45 s和60 s (FTL45和FTL60)， %CV高於目標(分別為42.25%和21.47%)。在2.27% NaCl溶液中添加45 s和60 s固定濕混合時間(FW45和FW60)的結果與3.41%相似。FW45和FW60處理的CV值小於10%，FTL45和FTL60處理的CV值大於10%(分別為17.73和13.20%)。在1.14% NaCl溶液中添加45 s和60 s固定濕混合時間(FW45和FW60)的結果與添加2.27和3.41%的結果相似。然而，FTL45和FTL60治療存在差異。數據表明，在FTL60處理中使用1.14%的溶液有足夠的濕拌時間，而在FTL45處理中沒有足夠的濕拌時間。FTL60處理由於1.14%的液體添加時間較短，實際濕拌時間為43.3 s。當NaCl溶液的添加量從1.14%增加到2.27%時，%CV沒有變化，當NaCl溶液的添加量從1.14和2.27增加到3.41%時，%CV增加(二次型; P=0.0076). The liquid mix cycle time setting significantly affected %CV (P<0.0001). The short liquid mix cycle time setting had a greater effect on %CV than the longer cycle time.
由於濕時間的控製方式不同，兩個實驗的結果不同。在實驗1中，液體的加入時間不計入濕拌時間，而在實驗2中，液體的加入時間計入總液體混合時間。例如，假定配料係統的混合周期包括45 s的幹料填充時間、15 s的幹混合時間、20 s的液體添加時間、45 s的濕混合時間和15 s的空混合時間。如果將配料控製的濕混時間設置為固定濕混時間(實驗1)，則混合周期為140秒/批，混合效率為25批/小時。每小時的批數隨著液體添加時間的增加而減少。而當配料控製的濕混合時間設置為固定的液體總混合時間時(實驗2)，混合周期為120秒/批，混合效率為30批/小時。當液體加入時間改變時，每小時的批數是穩定的。但是，如果液體添加量百分比增加，則需要對固定濕混合時間設置進行混合均勻性測試，如果根據前麵的測試，液體添加量百分比或液體添加時間增加，則需要對固定總液體混合時間設置進行混合均勻性測試。
| 液體添加量(%) | 時間(一) | n | 變異係數[b]， CV (%) |
| 交互作用 | |||
| 1.14 | FTL45 | 3. | 14.58A, B, C |
| 1.14 | FTL60 | 3. | 6.26一個 |
| 1.14 | FW45 | 3. | 7.37A、B |
| 1.14 | FW60 | 3. | 6.06一個 |
| 2.27 | FTL45 | 3. | 17.73B, C |
| 2.27 | FTL60 | 3. | 13.20A, B, C |
| 2.27 | FW45 | 3. | 6.28一個 |
| 2.27 | FW60 | 3. | 5.30一個 |
| 3.41 | FTL45 | 3. | 42.25D |
| 3.41 | FTL60 | 3. | 21.47C |
| 3.41 | FW45 | 3. | 9.21A、B |
| 3.41 | FW60 | 3. | 6.01一個 |
| 掃描電鏡 | 1.98 | ||
| 主要影響 | |||
| 1.14 | 12 | 8.57X | |
| 2.27 | 12 | 10.62X | |
| 3.41 | 12 | 19.73Y | |
| 掃描電鏡 | 0.99 | ||
| FTL45 | 9 | 24.85K | |
| FTL60 | 9 | 13.64l | |
| FW45 | 9 | 7.62米 | |
| FW60 | 9 | 5.79米 | |
| 掃描電鏡 | 1.14 | ||
| 假定值 | |||
| 變異源 | |||
| 液體百分比×應用 | < 0.0001 | ||
| 液體百分比 | < 0.0001 | ||
| 線性 | < 0.0001 | ||
| 二次 | 0.0076 | ||
| 應用程序 | < 0.0001 | ||
| (一)FTL=固定總液體混合時間，FW=固定濕混合時間，45=45 s, 60=60 s。 [b]不同字母(A到D)的相互作用效應內的均值有顯著差異(P≤0.01)。不同字母(X, Y)在液體添加百分比主效應內的均值有顯著差異(P≤0.01)，在主效應時間內，不同字母(K ~ M)的均值差異顯著(P≤0.01)。 |
|||
表3:液體混合循環時間設置對不同NaCl溶液添加量混合和噴灑飼料變異係數(%CV)的影響。
實驗結果表明，液體循環時間和液體添加量對混合均勻性都有影響。為了確定濕拌時間，應以最高的液體添加量和不同的濕拌次數來測試液體塗抹的均勻性。如果減少液體的施用時間，將提高混合過程的效率。固定的總液體混合時間計算機設置具有恒定的混合循環時間，而固定的濕混合時間是根據將液體應用於公式所需的時間而變化的。
- Steen P(2013)飼料加工廠的液體應用:宏觀和微觀成分，造粒前後應用。［Ref。］
- Saensukjaroenphon M, Evans CE, Jones CK, Fahrenholz CH, Paulk CB等。(2019)不同混合器類型的液體塗抹時間和濕混合時間對混合均勻性的影響。[J]動物科學與研究。［Ref。］
- Stark CR, Saensukjaroenphon M(2017)混合機性能測試。公告MF-3393，堪薩斯州立大學農業實驗站和合作推廣服務，曼哈頓，堪薩斯州立大學。［Ref。］
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文章類型:研究文章
引用:Saensukjaroenphon M, Jones CK, Fahrenholz CH, Stark CR(2019)不同液體添加百分比和濕混合時間對混合均勻性的影響。動物科學研究3(3):dx.doi.org/10.16966/2576-6457.129
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