摘要

液体添加系统通常设计为以最短的应用时间添加液体成分，以增加混合过程的配料能力。加入搅拌器的液体的数量影响批处理周期时间，特别是当有一个程序“湿混合”时间或液体应用后的混合时间。液体应用时间越短，液滴尺寸越大，可能导致进料中结块的趋势越大，液体掺入的均匀性越差。通过3个实验，研究了不同类型的混合器，加液时间和湿混合时间对混合均匀性的影响。以230 g/kg NaCl溶液为标记物，测定混合均匀性。试验1和试验2处理均采用2 × 3析因处理。实验1处理分别为加液时间(20和30秒)和湿混合时间(15、30和45秒)，以确定加液对双带混合器混合均匀性的影响。实验2分别为加液时间(15和30秒)和湿混合时间(10、20和30秒)，以确定加液对桨叶混合均匀性的影响。试验3处理采用完全随机设计，采用双轴平衡混合器确定湿混合时间(15、30和45s)对混合均匀性的影响。每个处理3个重复，每个重复10个样品。 The results of Experiment 1 indicated that wet mix time had a greater effect on percent coefficient of variation (%CV) than application time (P<0.0001 and P=0.6530, respectively) when a 230 g/kg NaCl solution was added to a double ribbon mixer. There was no interaction between application time and wet mix time (P=0.6380). The results of Experiment 2 indicated that both wet mix time and application time affected the %CV (P=0.0009 and P=0.0296, respectively) when a 230 g/kg NaCl solution was added to a paddle mixer. There was no interaction between application time and wet mix time (P=0.2896). The results of Experiment 3 indicated that wet mix time (P=0.5256) did not impact %CV when a 230 g/kg NaCl solution was added to a twin shaft counterpoise mixer. The results of these experiments demonstrated that application time and wet mix time must be determined for each mixer type and size. The data from the experiments suggest that while extended liquid application times are beneficial, there must be a minimum wet mix time after all of the liquids have been added to the mixer.

关键字

液体添加;湿混时间;混合均匀性

缩写

CV-Coefficient变异;s秒;SBM-Soy豆饭

介绍

在过去10年里，添加到搅拌器中的液体成分的数量和数量都有所增加。类似于干性成分分类，液体添加剂被分为两类:大于1公斤/吨的宏观成分和小于1公斤/吨[1]的微观成分。加入搅拌机的液体总量可能会影响间歇循环时间，特别是如果使用恒定的湿混合时间。液体的添加时间根据应用液体的数量和应用系统的类型而变化。此外，液滴大小受泵压力、喷嘴数量、喷嘴类型、喷嘴位置和液体粘度[2]等因素的影响。例如，当喷嘴的孔板直径增大时，系统的压力降低，而其他所有应用操作参数保持不变，这就产生了较大的液滴[3]。混合干燥成分和液体的过程可以描述为两个步骤，首先涂层干燥颗粒，然后让液体吸收到颗粒中。第二步是将粒子分散到混合物中。从理论上讲，当干燥的颗粒与大液滴接触时，它们有更大的结块倾向，这可能会降低混合的均匀性。混合机的转轴所产生的剪切力可以减少一些团块。 The mixer type and mix time affect the amount of shear force that occurs during the mixing process [5], thereby affecting the size and number of clumps as well as the uniformity of the liquid within the mixture. The uniformity of mix is evaluated by %CV that should be less than 10% which is the percent commonly recognized by the feed industry as the cut-off for uniformity of mix analysis [6]. The different mixer types also have different mixing zone patterns (Figures 1-3) [7, 8] that may affect the proper liquid mix time. Froetschner [9] recommended both dry and wet mix times by mixer type. However, there is limited data to support those suggested wet mix time. The objectives of these experiments were to determine the effect of liquid application time and wet mix time on the uniformity of mix in three different types of mixers.

图1:双色带混合区，侧视图(从Wilcox和Unruh修改)[7]。

图2:桨叶混合区，侧视图(由Wilcox和Unruh修改)[7]。

图3:双轴平衡混合区域，俯视图(从Presnell修改)[8]。

材料和方法

实验1

试验设置2 × 3因子施液时间(20和30s)和湿混合时间(15、30和45s)，以确定添加液体对混合均匀性的影响。试验选用玉米-豆粕型猪饲粮(27.2 kg)。将230 g食盐与770 g蒸馏水混合，制得230 g/ kg的NaCl溶液。干燥的成分加入到0.056 m^3.双色带搅拌机(型号HP2SSS-0106, Hayes和Stolz, Fort Worth, TX)。15秒的饲料成分混合后的0.62公斤(544毫升)的230 g / kg氯化钠溶液中的干饲料搅拌机使用手持喷雾器(型号26329,Orscheln农场和家庭LLC莫伯利,这样MO)与2不同的应用程序*通过使用不同的喷嘴(模型TP11015和TP11006, Teejet技术,斯普林菲尔德市IL)。将饲料混合15、30、45s湿混次数后，在混合器中10个点(图4)从混合物表面舀出30 g样品。饲粮分别混合3次，每个处理3个重复。对样品进行盐浓度分析。

图4:混合器表面的取样点(俯视图)。

用Quantab测定样品中盐的浓度^®氯化物滴定法[10]。将10g样品称入杯中，并将90g热蒸馏水(60℃)加入杯中。搅拌30秒，让混合物休息60秒，再搅拌30秒。将折叠的滤纸放入杯子和Quantab^®滤条被插入滤纸底部的液体中。变异系数(CV)的计算方法是将标准偏差除以10个样品的平均值，然后每批饲料乘以100。

实验2

各处理按2 × 3因子施液时间(15和30s)和湿混合时间(10、20和30s)安排，以确定添加液体对混合均匀性的影响。玉米(90.40 kg)添加量为0.170 m^3.桨叶搅拌机(型号2014197-SS-S1, Davis, Bonner Springs, KS)。将345g盐与1155 g蒸馏水混合，制得230 g/kg的NaCl溶液。玉米混合15年代其次是增加1.03公斤(1813毫升)的230 g / kg氯化钠溶液中的玉米机有两个不同的应用程序*(15和30年代)通过使用2或4手持喷雾器(型号26329,Orscheln农场和家庭LLC莫伯利,这样MO)与喷嘴(模型TP11020 Teejet技术,斯普林菲尔德,IL),分别。将混合物混合10次、20次、30次湿混后，在混合器中10个点(图4)从混合物表面舀出30 g样品。饲粮分别混合3次，每个处理3个重复。用Quantab分析样品的盐浓度^®如实验1中所述。

实验3

处理被安排为完全随机设计，以确定湿混合时间(15,30和45s)对使用双轴平衡混合器混合均匀性的影响。玉米(820.10 kg)添加到1.64 m^3.双轴平衡混合器(型号TRDB63- 0512, Hayes和Stolz, Fort Worth, TX)。将4.6 kg的食盐与15.4 kg的蒸馏水混合，制得230 g/kg的NaCl溶液。玉米混合15s，然后在搅拌器中使用带有三个喷嘴的液体泵(2AP21型，Roper pump Co.， Commerce, GA)向玉米添加19.05 kg (16.77 L) 230 g/kg的NaCl溶液。混合料经过15、30和45s湿混次数后，每20秒从位于混合机输送机和斗式提升机腿之间的过渡处的取样口取样10个样品。饲粮分别混合3次，每个处理3个重复。如实验1中所述，使用Quantab®条分析样品的盐浓度。

统计分析

前两个试验采用析因处理设计，最后一个试验采用完全随机设计。试验1采用双带混合器，设置2 × 3阶乘的施液时间(20和30s)和湿混合时间(15、30和45s)，研究添加液体对混合均匀性的影响。试验2设置2 × 3阶乘的施液时间(15和30秒)和湿混合时间(10、20和30秒)，以确定液体添加对桨叶式混合器混合均匀性的影响。实验3采用双轴平衡混合器测定湿混合时间(15,30和45s)对混合均匀性的影响。每个处理3个重复。数据使用SAS (SAS Institute, Inc.， Cary, NC)的GLIMMIX程序进行分析。均数分离使用最小二乘均数调整Bonferroni的多重比较。当处理方法之间发生显著差异时，分析线性和二次多项式效应。结果被认为是显著的P≤0.05。

结果与讨论

对于实验1(表1)，施药时间和湿混合时间之间没有交互作用(P=0.6380)。20岁和30岁的平均实际申请时间分别为19.0和30.9秒。20s和30s应用次数的%CV无差异(P=0.6530;分别为22.66和21.76%)。然而，随着湿混合时间的增加，%CV呈二次曲线下降(P=0.0241)。最低的%CV发生在饲料混合45s湿混合时间后。湿混合时间对%CV的影响大于0.056 m的施药时间^3.双丝带搅拌机。

应用程序时间,年代	湿混合次数，s	n	变异系数(CV)(一), %
交互作用
20.	15	3.	37.87
20.	30.	3.	20.12
20.	45	3.	9.99
30.	15	3.	36.55
30.	30.	3.	17.13
30.	45	3.	11.59
扫描电镜			2.41
主要影响
20.		9	22.66
30.		9	21.76
扫描电镜			1.39
	15	6	37.21
	30.	6	18.63 b
	45	6	10.79摄氏度
	扫描电镜		1．7
假定值
的变异来源
应用时间×湿拌时间			0.6380
应用程序时间			0.6530
湿混时间			< 0.0001
线性			< 0.0001
二次			0.0241
(一)在湿混合的主要影响时间内，后面跟着不同的字母(a至C)有显著不同(P≤0.01)。

表1:液体涂抹时间和湿混合时间对混合物百分比变异系数(CV)的影响，并在双带混合器中喷洒230 g/kg的NaCl溶液(Exp. 1)。

对于实验2(表2)，施药时间与湿混合时间无交互作用(P=0.2896)。当在0.170 m溶液中加入230 g/kg NaCl溶液时，湿混合时间和施药时间均影响%CV^3.式搅拌机。15岁和30岁时的平均实际施药时间分别为13.0和27.3秒。与30秒的应用时间相比，15秒的应用时间导致%CV增加(P=0.0296)。随着湿混合时间从10秒增加到30秒，%CV分别从17.0下降到8.23%(线性关系;P = 0.0004)。

应用程序时间,年代	湿混合次数，s	n	变异系数(CV)(一)， %
交互作用
15	10	3.	20.23
15	20.	3.	11.83
15	30.	3.	8.46
30.	10	3.	13.76
30.	20.	3.	7.79
30.	30.	3.	7.99
扫描电镜			1.82
主要影响
15		9	13.51
30.		9	9.84 b
扫描电镜			１．０５
	10	6	17.00倍
	20.	6	9.81 y
	30.	6	8.23 z
	扫描电镜		１．２９
假定值
的变异来源
应用时间×湿拌时间			0.2896
应用程序时间			0.0296
湿混时间			0.0009
线性			0.0004
二次			0.1004
(一)在应用时间的主要影响范围内，其后接不同字母(a, b)的平均值有显著差异(P≤0.05)，且在湿混合时间的主效应范围内，依次以不同字母(X ~ Z)表示的均值差异显著(P≤0.01)。

表2:液体施用时间和湿混合时间对混合物百分比变异系数(CV)的影响，并在桨式混合器中喷洒230 g/kg的NaCl溶液(Exp. 2)。

实验3(表3)中，230 g/kg NaCl溶液的目标包含量为19.05 kg;但实际平均重量为18.86公斤。NaCl溶液施药时间为41.6s。结果表明，在1.64 m溶液中加入230 g/kg NaCl溶液时，增加湿混合时间并不影响%CV^3.双轴平衡混合器(P=0.5256)。随着湿混合时间的增加，%CV没有改善，这是由于长液体添加时间和15s及更长指定湿混合时间的组合，超过了实现完全混合的最佳液体混合时间。

湿混合时间(s)	n	变异系数，CV (%)
15	2	5.84
30.	3.	4.49
45	3.	4.86
扫描电镜
假定值
的变异来源
湿混时间		0.5256

表3:湿混合时间对混合物百分比变异系数(CV)的影响，并在双轴平衡混合器中喷洒230 g/kg的NaCl溶液(Exp. 3)。

这些实验的结果表明，按照cgmp [FDA， [11]， 21 CFR part 225.30 (a)]的要求，在安装时测试搅拌机的重要性。带式混合器的%CV随施液时间的缩短而增大，而叶式混合器的%CV随施液时间的缩短而增大。双轴平衡混合器的混合物的%CV随湿混合时间的增加而不变，而桨叶混合器和双带混合器的混合物的%CV随湿混合时间的增加而减小。增大混合时间或减小加液时间时，三种混合器类型和大小对%CV的响应不同，这可能是由于剪切力水平和混合区域的差异造成的。实验结果还表明，干混合时间、加液时间和湿混合时间并不适用于混合机的大小和类型。

结论

这些结果表明，液体的应用时间和湿混合时间必须确定的每种搅拌器的类型和大小。此外，虽然延长液体应用时间可能是有益的，但在所有液体都被添加到混合器后，必须有一个最小的湿混合时间。

参考文献

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8. Presnell D(1994)美国专利第5 299 865号。华盛顿特区:美国专利和商标局。［Ref。］
9. Froetschner JR(2005)混合:详细观察影响混合均匀性的因素。日前,新泽西。［Ref。］
10. Stark CR, Saensukjaroenphon M(2017)测试混合器性能。通报MF-3393，堪萨斯州立大学农业实验站和合作推广服务，曼哈顿，KS:堪萨斯州立大学，美国。［Ref。］
11. 美国食品和药物管理局(2015)第225部分现行药用饲料良好生产规范。美国卫生与公众服务部。［Ref。］

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条信息

文章类型:研究文章

引用:Saensukjaroenphon M, Evans CE, Jones CK, Fahrenholz CH, Paulk CB, et al.(2019)不同混合器类型的液体涂抹时间和湿混合时间对混合均匀性的影响。动物科学研究3(2):doi doi dx.doi.org/10.16966/2576-6457.126

版权:©2019 Saensukjaroenphon M, et al。这是一篇开放获取的文章，在知识共享署名许可协议的条款下发布，该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制，前提是注明原作者和来源。

出版的历史:

收到日期:2019年2月2日(

接受日期:2019年3月01

发表日期:08年3月2019