肉羊饲料混合搅拌机混料系统的优化与试验研究

摘要

随着我国居民收入的持续增长和生活水平的不断提高，羊肉以其独特的风味，健康的安全特质和较高的营养价值越来越受到消费者的青睐。传统的精粗分饲养殖技术已不适应现代化肉羊产业的发展要求，全混合日粮（TMR）作为一种新兴的养殖技术，在肉羊养殖业中已然兴起。然而市场现有的全混合日粮搅拌机主要应用于奶牛全混合日粮的制备，其生产的饲料粒度一般较大，由于肉羊与奶牛生理结构上的差异，不适宜肉羊采食。因此，本文在前期研究基础之上，搭建饲料混合搅拌机混料系统试验装置并对其进行试验研究，探寻制备肉羊全混合日粮的最佳工作参数组合。
　　（1）确定了饲料混合搅拌机混料系统试验装置的总体设计方案，并进行了混合室的设计，出料门的设计，螺旋搅龙的设计，控制及传动系统的设计。利用SolidWorks软件绘制了整机三维模型并进行了试验装置的整机制造。
　　（2）利用离散元软件EDEM进行了物料混合过程的模拟仿真。通过分析物料运动轨迹阐述了本机的混合原理，并通过统计混合过程中不同时刻不同物料的接触数量分析了物料混合质量，验证了总体设计方案的可行性。
　　（3）根据总体设计方案搭建饲料混合搅拌机混料系统试验装置，并对其进行了试验研究。采用二次正交旋转组合试验方法设计试验方案，以搅龙转速、加工时间、充满系数和梅花刀片个数作为试验因素，以混合均匀度、适口比例和细粉率作为试验评价指标，借用Design-Expert软件和Excel软件对试验结果进行了数据处理与分析，获得了各评价指标与试验因素之间的函数关系以及单因素对评价指标的作用曲线和双因素作用对评价指标的响应曲面图。
　　（4）根据相关资料和标准对混合均匀度、适口比例和细粉率的范围进行界定，借助Design-Expert软件的优化求解功能对试验数据进行优化求解，寻找混合均匀度小于20％，适口比例大于80%，细粉率小于30%的各试验因素的取值范围。通过参数优化与试验验证得到了可信度较高的最佳工作参数组合，即当搅龙转速取16～18r/min，加工时间取26～31min，充满系数取40%，梅花刀片数量取5个/导程时，可获得变异系数小于20%，适口比例大于80%，细粉率小于30%的满足肉羊采食要求的全混合日粮。
　　（5）本文所取得的结论为后续研制性能优良的肉羊TMR搅拌机提供了参考依据。