第一篇：復(fù)合大豆磷脂粉生產(chǎn)與應(yīng)用

復(fù)合大豆磷脂粉生產(chǎn)與應(yīng)用

大豆磷脂是從生產(chǎn)大豆油的油腳中提取出來的產(chǎn)物，在大豆中的含量為1.2%～3.2%.它是由甘油、脂肪酸、膽堿或膽胺所組成的酯，能溶于油脂及非極性溶劑中。大豆磷脂的組成成分復(fù)雜，主要含有卵磷脂（約含34.2%）、腦磷脂（約含19.7%）、肌醇磷脂（約含16.0%）、磷酯酸絲氨

大豆磷脂是從生產(chǎn)大豆油的油腳中提取出來的產(chǎn)物，在大豆中的含量為1.2%～3.2%.它是由甘油、脂肪酸、膽堿或膽胺所組成的酯，能溶于油脂及非極性溶劑中。大豆磷脂的組成成分復(fù)雜，主要含有卵磷脂（約含34.2%）、腦磷脂（約含19.7%）、肌醇磷脂（約含16.0%）、磷酯酸絲氨酸（約含15.8%）、磷脂酸（約含3.6%）及其他磷脂（約含10.7%）.其中最主要的3種磷脂為：卵磷脂，是由甘油、脂肪酸、磷酸和膽堿組成；腦磷脂，與卵磷脂的結(jié)構(gòu)相似，它含的氨基醇是乙醇胺而不是膽堿；肌醇磷脂，是由甘油、脂肪酸、磷酸和肌醇構(gòu)成。大豆磷脂在畜禽體內(nèi)脂肪代謝、肌肉生長、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和體內(nèi)抗氧化損傷等方面發(fā)揮很重要的作用。近年來，大豆磷脂作為飼料添加劑代替部分脂肪已初步應(yīng)用于飼料工業(yè)。

1大豆磷脂的理化性質(zhì)

純凈的大豆磷脂在高溫下是一種白色固體物質(zhì)，由于精制處理和空氣接觸等原因而變成淡黃色或棕色。大豆磷脂溶于油脂、脂肪酸和苯、乙醚等有機溶劑，部分溶于乙醇，極難溶于丙酮和乙酸甲酯，不溶于水。磷脂具有親水膠體的性質(zhì)，遇水時能吸水膨脹，從而使其在油脂中溶解度大大降低，從油中析出。在磷脂分子中，有磷酸根和氨基醇親水基團及碳氫鍵疏水基團，故磷脂能起表面活性劑作用，能使水、油兩個不相溶的相形成穩(wěn)定的乳膠體，這是因為磷脂在水、油兩相之間形成一個界面層而降低油與水之間的表面張力，成為很好的乳化劑和分散劑。磷脂在空氣中或陽光中不穩(wěn)定，易氧化酸敗而變黑，但在油脂中卻比較穩(wěn)定。磷脂的耐熱性能較好，但溫度超過150℃會逐漸分解。磷脂在酸堿條件下易水解，其產(chǎn)物為脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇及肌醇等。

2大豆磷脂的種類

根據(jù)大豆磷脂加工工藝的不同，可將其分為以下幾個類型：

2.1天然粗制磷脂

由大豆精煉油的副產(chǎn)品（油腳）真空脫水而制得，亦稱為濃縮大豆磷脂。產(chǎn)品的丙酮不溶物（磷脂和糖脂）含量為60%～64%,大豆油含量為36%～40%.2.2改性大豆磷脂

由濃縮大豆磷脂經(jīng)化學(xué)改性而制成，具有較好的親水性和水包油（O/W）乳化功能。改性方法主要有3種：物理法、化學(xué)法和酶法。其丙酮不溶物含量與天然粗磷脂含量相同，但其乳化性和親水性能較濃縮大豆磷脂有顯著提高，因此在飼料添加性能、液體飼料制備和能量的消化吸收方面有更大的優(yōu)勢，在飼料中應(yīng)用廣泛。

2.3粉末大豆磷脂

濃縮大豆磷脂經(jīng)丙酮脫除油脂后的高純度磷脂產(chǎn)品，也稱脫油磷脂粉。色澤為米黃色或淺棕黃色，呈粉粒狀，丙酮不溶物含量為95%～98%.2.4精制大豆磷脂

經(jīng)丙酮沉淀制得的粉末大豆磷脂可經(jīng)乙醇油提進行純化，乙醇處理后分為醇溶部分和醇不溶部分。醇溶部分磷脂酷膽堿含量高，增強了其親水性，是O/W型乳化劑；醇不溶部分分為磷脂酸乙醇胺和磷脂酷肌醇，是W/O型乳化劑。

2.5磷脂油

植物油和脂肪酸稀釋的磷脂產(chǎn)品，粘度低，易于泵送或噴涂。磷脂含量一般為30%～52%.2.6粉狀大豆磷脂

液態(tài)磷脂加載體而形成的固體粉狀產(chǎn)品。磷脂含量為10%～50%.2.7漂白大豆磷脂

粗磷脂經(jīng)過過氧化氫漂白后進一步脫水所得的產(chǎn)品，含水量小于1%.3大豆磷脂的生理營養(yǎng)作用

大豆磷脂產(chǎn)品的主要成分有油脂、磷脂、膽堿、不飽和脂肪酸和維生素E等。磷脂是生物膜的重要組成部分，是動物腦、神經(jīng)組織、骨髓和內(nèi)臟中不可缺少的組成部分，對幼齡動物的生長發(fā)育非常重要。大部分磷脂以脂蛋白復(fù)合體的形式存在于細胞壁基質(zhì)、細胞膜、髓鞘、線粒體和微粒體中，其作用是使非極性物質(zhì)具有很高的通透性。磷脂還參與脂類的代謝，促進飼料中脂類的消化。吸收、轉(zhuǎn)運和合成，防止脂肪肝的產(chǎn)生。磷脂不僅參與脂肪酸的代謝，而且改善維生素 A的吸收。磷脂還參與鈉離子與鉀離子的活動，激活一些神經(jīng)組織。磷脂與不飽和脂肪酸中的必需脂肪酸作為組織細胞不可缺少的成分，還可增強組織器官功能，提高動物機體免疫系統(tǒng)活力，增強抗應(yīng)激能力和抗病力。膽堿可節(jié)約動物體內(nèi)部分蛋氨酸。油脂中的亞油酸、亞麻酸是動物體不能合成的，是細胞結(jié)構(gòu)和機體代謝不可缺少的，必須從飼料中攝取。維生素E具有抗氧化作用，保護飼料中的其他維生素和不飽和脂肪酸。

4大豆磷脂在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1預(yù)防脂肪肝

魚類營養(yǎng)性脂肪肝嚴重影響魚的生長、肉質(zhì)和抗病力；雞的脂肪肝可導(dǎo)致產(chǎn)蛋率下降、死亡率升

高。脂肪肝綜合癥的生理原因主要是缺少磷脂，因為磷脂對脂肪代謝是非常重要的。磷脂分子具有乳化特性，所含的不飽和脂肪酸能酯化膽固醇，在血液中調(diào)節(jié)脂肪、膽固醇的運輸和沉積。動物在肝中合成磷脂，并可通過形成脂蛋白不斷把這些脂肪轉(zhuǎn)運到肝外。脂蛋白是磷脂、膽固醇、甘油三酯和阿撲蛋白的復(fù)合物，如無足夠的磷脂，脂蛋白便不能形成，肝內(nèi)則會充盈脂肪。由于肝壁薄組織被脂肪浸潤，其他重要的化學(xué)過程和合成就不能順利進行，這樣機體的其他有關(guān)功能將受到影響。因此，在飼料中補充一定量的磷脂，使脂蛋白的合成順利進行，肝內(nèi)的脂肪便可輸運出，預(yù)防脂肪肝的發(fā)生。曹俊明等（1997）對草魚的研究表明，當(dāng)飼料中添加一定量的大豆磷脂時，草魚肝臟脂肪脂質(zhì)含量大幅度降低。

4.2改善動物的體脂構(gòu)成

在飼料中添加適量的大豆磷脂可提高屠宰率、降低腹脂和改善肉質(zhì)。由于大豆磷脂產(chǎn)品含有一定量的不飽和脂肪酸，如二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）,動物采食含大豆磷脂的飼料，其體脂中這些不飽和脂肪酸的含量會相應(yīng)提高，從而達到改善體脂的目的。邵鄰相等（1996）在高脂日糧中添加大豆磷脂飼喂大鼠，結(jié)果大鼠血清中膽固醇、甘油三酯及極低密度脂蛋白含量明顯降低，這說明大豆磷脂有降低血脂的作用。曹俊明等（1997）的試驗表明，用含5%磷脂的飼料飼喂草魚，52d后肝、胰臟的脂肪酸組成發(fā)生了變化，EPA和DHA含量顯著升高，說明大豆磷脂可改善草魚體脂構(gòu)成。王若軍等（1997）的試驗表明，大豆磷脂可完全替代肉雞日糧中的豆油，可提高屠宰率，降低腹脂和改善肉質(zhì)。

4.3提高生長效率和飼料轉(zhuǎn)化率

4.3.1豬

國內(nèi)外的研究表明，在仔豬斷奶后14d內(nèi)由于膽汁分泌不足，仔豬對脂肪的乳化能力較弱。在仔豬飼料中添加磷脂可提高日糧粗蛋白質(zhì)和能量的消化率，減少因消化不良導(dǎo)致的腹瀉，促進代謝，改善增重和飼料轉(zhuǎn)化率。Gunther（1994）研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加0.2%脫油大豆磷脂，仔豬的日增重比對照組提高9.5%,料重比降低7.5%;添加0.6%日增重提高17.1%,料重比降低12%.甘溢凌（2000）進行的大豆磷脂對斷奶仔豬的試驗表明，添加大豆磷脂組仔豬日增重提高6.8%,節(jié)約飼料約5.4%.在生長豬日糧中添加大豆磷脂也有同樣的效果。李立（1999）的試驗表明，生長豬日糧中添加5%大豆磷脂，日增重可提高7%.4.3.2牛

有研究證實，添加磷脂可顯著改善小牛對人造奶中非乳脂的消化率。在小牛飼料中添加大豆磷脂40～50g/d,5個月中試驗組平均日增重為870～880g,比對照組提高53%～64%.同時在飼料中添加磷脂和脂肪，可解決給小牛喂酪蛋白、乳糖、礦物質(zhì)和維生素的合成日糧時出現(xiàn)的代謝紊亂和生長遲緩問題。

4.3.3家禽

有研究報道，在肉仔雞料中添加磷脂可改善仔雞的生長狀況，并可增加肝中維生素A的貯存，促進骨的生長。耿慶輝（1996）的試驗表明，在肉雞日糧中添加2%改性磷脂，可提高增重7%～10%,飼料報酬提高5%～8%;給產(chǎn)蛋雞飼喂含1.5%大豆磷脂的飼料，產(chǎn)蛋率提高9.9呢，飼料報酬提高9.2%.常開成（1998）用濃縮大豆磷 脂全部替代蛋雞日糧中3%的油脂，添加磷脂組蛋雞多產(chǎn)蛋7.l%,蛋白質(zhì)消耗減少7.2%.4.3.4水產(chǎn)動物

魚類在孵化后的快速生長中，需要豐富的磷脂來構(gòu)成細胞的成分，當(dāng)磷脂的生物合成不能充分滿足仔魚的需求時，需要在飼料中添加磷脂。另外，飼料中的磷脂還能促進甲殼動物對膽固醇的利用，提高甲殼動物的生長和成活率。蝦在不同生長時期對磷脂的需要量不同，幼蝦因不能合成足夠的磷脂供生長和代謝的需要，因而幼蝦對磷脂的需要量高。Abramo等（1981）的研究證明，龍蝦需要卵磷脂以確保它在脫殼期間的生存。日本科學(xué)家指出，日糧中含0.5%～l%的磷脂對幼蝦的生長和成活是必需的。薛永瑞等（1989）的試驗表明，在鯉魚飼料中添加2%的改性大豆磷脂，比對照組增產(chǎn)30.7%,飼料系數(shù)降低0.21,飼料成本降低了9.63%.Poston（1990）在飼料中添加4%或8%的大豆磷脂，明顯降低了大西洋鮭的餌料系數(shù)。Kanagana等（1985）報道，在蝦料中添加1%大豆磷脂可提高蝦的生長速度和成活率。

5影響大豆磷脂應(yīng)用的因素

隨著畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的飛速發(fā)展，飼料在市場上的競爭日趨激烈。大豆磷脂產(chǎn)品作為一種替代植物油，降低飼料成本的能量原料，被越來越多的廠家、養(yǎng)殖業(yè)戶所重視和使用。但是，由于這種產(chǎn)品在國內(nèi)處于剛剛開發(fā)階段，技術(shù)尚不十分成熟，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不一，國內(nèi)飼料行業(yè)又沒有制定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，再加上有的使用單位對其性能與質(zhì)量不清楚，所以該產(chǎn)品也給一些飼料加工企業(yè)及養(yǎng)殖戶帶來了很大的損失。近年來，東北地區(qū)的很多飼料加工企業(yè)應(yīng)用磷脂后的質(zhì)量事故；如飼料發(fā)霉、變質(zhì)、肉雞發(fā)生腦組織軟化、白肌病、免疫力下降、腹瀉、采食量下降，甚至拒食等。很多事故是由磷脂導(dǎo)致的或與磷脂有直接關(guān)系。

其次，由于粉末磷脂加工成本及使用成本較高，飼料工業(yè)中使用的基本上是粗制大豆磷脂，常溫下為半固態(tài)，粘度非常大，用于飼料添加不能混合均勻，即便是高溫流動狀態(tài)下加入也難于混合。為解決磷脂在飼料中的混合問題，復(fù)合磷脂粉（粉狀大豆磷脂）在近些年得到了很好的發(fā)展。

6復(fù)合磷脂粉的生產(chǎn)

復(fù)合磷脂粉的生產(chǎn)工藝很簡單，就是將玉米膨化后與磷脂油混合即可。

目前，東北地區(qū)有眾多廠家生產(chǎn)復(fù)合磷脂粉，我公司的膨化機用戶也有很多從事該產(chǎn)品的生產(chǎn)。需要注意的是，復(fù)合磷脂粉中的膨化玉米比普通膨化飼料玉米膨化度高，要求較高的吸附性能，以生產(chǎn)出含脂肪及磷脂較高的產(chǎn)品。我們的用戶一般采用45～50%的膨化玉米粉吸附50～55%的磷脂油，終產(chǎn)品為淺黃色至棕黃色粉狀，具有大豆磷脂及膨化玉米固有香味，含磷脂、豆油、蛋白質(zhì)、碳水化合物、膽堿（0.8%-1.1%）、必需脂肪酸（16-20%）VE等，主成分：粗脂肪≥50%、粗蛋白4-7%、磷脂≥30%、水分≤6%、酸 價≤20%、粒度（目）20-30、能量（大卡/千克）≥6000.7復(fù)合大豆磷脂粉的應(yīng)用

復(fù)合大豆磷脂粉可提高飼料的能量和營養(yǎng)價值；提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低飼料系數(shù)；改善飼料的適口性，具有誘食作用；提高制粒的物理質(zhì)量和產(chǎn)量，減少飼料在擠壓成形時的粉料損失和能量消耗；防止粉塵飛揚和飼料自動分級；減少水產(chǎn)飼料中水溶性營養(yǎng)素的溶失；改善水產(chǎn)飼料在水中的漂離和沉降；減少飼料浪費和水質(zhì)污染；促進脂質(zhì)消化吸收，預(yù)防脂肪肝；促進幼齡動物生長發(fā)育，提高成活率；提高動物生長速度和生產(chǎn)性能；提高動物繁殖能力，增強動物機體抗病能力；便于飼料加工，可替代部分油脂和合成氯化膽堿。

7.1 肉禽用

改善適口性，緩解應(yīng)激，縮短出欄時間。

提高免疫系統(tǒng)，增強抗病力，有效預(yù)防脂肪肝、腹水綜合癥及猝死癥。提高屠宰率，降低腹脂，改善肉質(zhì)風(fēng)味，有效增加肝重。全增重率提高5%,成活率提高1.5%,料肉比降低2%,代謝能≥5.69MCal/kg直接添加 ,前期1.5～3%,中期2.5～4%,后期3.5～5%.7.2 蛋禽用

提高蛋殼質(zhì)量，減少破蛋、白班蛋及肉班蛋，改善蛋黃質(zhì)量，增大蛋卵個頭。提高受精率、孵化率。增強免疫系統(tǒng)活力，緩解應(yīng)激。

產(chǎn)蛋率提高越5%,枚蛋增重2.5克左右。產(chǎn)蛋高峰期延長半月之久。直接添加，蛋禽2～5%.7.3乳豬、仔豬、育肥豬用

有效降低粉料的粉塵量。

改善適口性，促進生長，提高成活率，縮短出欄時間，緩解應(yīng)激。增強抗病力和仔豬的御寒能力。成豬皮薄細膩，皮毛光亮，瘦肉率提高。提高增重：仔豬5%,生成豬3%,降低料肉比，仔豬：2%,生長豬：1%左右。消化能5.19MCal/kg.7.4水產(chǎn)用（鯉、鯽、鰻、虹鱒、鮭魚、羅非魚及蝦、蟹、甲魚等）

提高飼料顆粒質(zhì)量，減少水溶性維生素在水中的散失，具有誘食作用改善適口性。提高成活率，特別是甲殼類在幼苗和脫殼期的成活率。增強免疫系統(tǒng)活力，緩解應(yīng)激；有效預(yù)防脂肪肝，腎臟和腸內(nèi)出血、貧血等疾病，磁降低體側(cè)彎及大腹腔發(fā)生率，保持自然條形。提高越冬和運輸成活率。

有利色素沉積，保持天然體色，并提高機體組織磷脂含量，改善肉質(zhì)風(fēng)味鯉魚增重越15%,成活率提高2%,飼料系數(shù)降低15%.消化能直接添加，3～5%.

第二篇：復(fù)合大豆磷脂粉的生產(chǎn)工藝及在飼料中的應(yīng)用(精)

復(fù)合大豆磷脂粉的生產(chǎn)工藝及在飼料中的應(yīng)用

在國內(nèi)，早期用于飼料加工業(yè)的磷脂產(chǎn)品主要為濃縮磷脂（也稱磷脂油）。此類產(chǎn)品因未標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品的磷脂含量不一，粘度范圍較寬。磷脂含量高，粘度大，流動性差，不易于泵送和噴涂添加；磷脂含量過低，粘度雖小，但產(chǎn)品易分層，影響使用性能，而且會使飼料中的磷脂含量降低，不能充分發(fā)揮磷脂的營養(yǎng)生理效能。對于油脂加工企業(yè)來講，生產(chǎn)過稀的磷脂產(chǎn)品，等于無形中浪費大量的油，現(xiàn)時很不經(jīng)濟，因此在生產(chǎn)過程中均盡量提出其中的油脂成分。這樣一來，飼料加工企業(yè)只好采用人工加料或加油稀釋的方式添加磷脂，有的企業(yè)因費時費力不好添加等各種原因而不使用，從而限制了濃縮磷脂在飼料中的應(yīng)用。盡管脫油（粉狀）磷脂產(chǎn)品在添加性能和營養(yǎng)生理作用方面具有優(yōu)勢，但因價格昂貴，難以廣泛使用，只限用于某些特種飼料的加工。對于液體改性磷脂，雖然在磷脂粘度方面有所改進，提高了產(chǎn)品的流動性，但也存在產(chǎn)品性價比問題以及需要有油脂噴涂設(shè)備，因此也局限于某些飼料的加工及一些大中型飼料廠的使用。在這種背景下，一種以營養(yǎng)型載體吸附濃縮磷脂制成流動性好、易于添加使用的復(fù)合磷脂粉便應(yīng)運而生。目前國內(nèi)市場供應(yīng)的這種復(fù)合磷脂粉主要是以膨化玉米、膨化豆粕作為吸附載體的。

大豆磷脂在資源可利用性、產(chǎn)品可加工性，生理營養(yǎng)功能和產(chǎn)品品質(zhì)特性方面要優(yōu)越于其他植物性磷脂。這也是目前國內(nèi)外廣泛開發(fā)利用大豆磷脂的原因所在。大豆磷脂、玉米、豆粕等均屬天然制品，因此，作為“天然飼料”，復(fù)合大豆磷脂粉具有極大的應(yīng)用價值。

1·磷脂的商品價值

來源于動植物油脂的磷脂，其分子結(jié)構(gòu)與天然油脂相似，同屬甘油酯類，故具有油脂的一般營養(yǎng)特性。從營養(yǎng)性質(zhì)來看，磷脂和油脂一樣，能提供甘油和脂肪酸等成分，此外還提供磷酸、膽堿和肌醇等成分，并具有水溶性維生素的某些性質(zhì)。在能量方面，由于磷脂分子中有磷酸和膽堿等存在，略低于油脂。就必需脂肪酸含量而言，植物性磷脂要優(yōu)于動物性磷脂（見表1）。

濃縮大豆磷脂等植物性磷脂一般均含有油脂、磷脂、糖脂、甾醇、生育酚等多種營養(yǎng)成分和能量物質(zhì)（見表2），因此添加到飼料中，除可提供能量外，還具有重要的營養(yǎng)價值和生理作用。在價格上，濃縮大豆磷脂與豆油等植物油比也有很大的優(yōu)勢，具有較好的性價比。

2·磷脂的生理作用

磷脂是動物腦、神經(jīng)組織和內(nèi)臟器官中不可缺少的組成部分，是生物膜的主要組分，對幼齡動物的生長發(fā)育非常重要。磷脂有助于脂肪的消化、吸收、轉(zhuǎn)運和形成，并能防止脂肪肝的產(chǎn)生。磷脂還可節(jié)約動物機體內(nèi)蛋氨酸和能量的消耗。

3·磷脂的飼料添加作用

大豆磷脂添加到飼料中至少可起到以下幾方面的作用：

①作為油脂替代品提供能量（真脂作用）；②提供膽堿、肌醇、亞油酸和亞麻酸等營養(yǎng)成分（營養(yǎng)補充作用）；③保護飼料中的多不飽和脂肪酸（抗氧化作用）；

④有助于提高飼料中蛋白質(zhì)和能量的消化率（乳化作用）；⑤改善飼料的適口性（化學(xué)引誘作用）；⑥提供未知生長因子；⑦提高制粒的物理質(zhì)量和產(chǎn)量，減少飼料在擠壓成型時的粉料損失和能量消耗（潤滑作用、粘結(jié)作用）；⑧降低擠壓膨化設(shè)備的磨損（潤滑作用）；⑨防止粉塵飛揚以及飼料自動分級，提高飼料的混合質(zhì)量（粘結(jié)作用）；⑩改善水產(chǎn)顆粒飼料在水中的漂移和沉降，減少飼料的浪費和對水質(zhì)的污染，方便魚蝦的采食（粘合凝聚作用）；輥輯訛有助于幼齡動物的生長發(fā)育，提高成活率（生化代謝作用）；輰訛輥強化動物器官組織，增強動物機體抗病能力（細胞膜構(gòu)成作用）。

自1923年大豆磷脂開始工業(yè)化生產(chǎn)以來，就被大量地應(yīng)用到各種動物的養(yǎng)殖中，最早應(yīng)用較多當(dāng)屬禽類養(yǎng)殖，而后隨著應(yīng)用研究的廣泛深入的開展，大豆磷脂已逐步滲透到牲畜、魚類、甲殼類、毛皮獸類、寵物等各種動物的養(yǎng)殖中，并取得了令人矚目的效果。有關(guān)大豆磷脂在常見動物飼養(yǎng)中的重要作用和應(yīng)用效果可參閱相關(guān)文獻的報道（徐振山等，1998a；徐振山等，1998b；劉鏡恪等，2002；張輝等，2007；陳麗玲，2007；張鑫等，2007；趙貴興等，2008；黃進等，2008；楊亞麗，2008；朱亞男，2008）。

4·復(fù)合大豆磷脂粉的生產(chǎn)工藝

4.1工藝流程（見圖1）

4.2原料控制

4.2.1濃縮大豆磷脂或液體改性大豆磷脂

①磷脂氧化分解程度低；②產(chǎn)品酸值低（≤30 mgKOH/g）；③產(chǎn)品滋氣味俱佳，無酸敗臭味；④磷脂乳化能力強；⑤在加熱狀態(tài)下具有流動性，可以泵送。

4.2.2玉米

選用優(yōu)質(zhì)級飼料用玉米，無霉變。

4.3加工過程與控制

4.3.1原料預(yù)處理

袋裝玉米由投料口處投料，經(jīng)提升機送至滾筒清理篩進行清選除雜。除雜后的玉米經(jīng)磁選器除鐵后進入暫存?zhèn)}待用。桶裝液體磷脂倒入加熱池中并進行加熱、攪拌，均質(zhì)后待用。

4.3.2玉米粉碎

來自暫存?zhèn)}的玉米經(jīng)喂料器直接進入粉碎機進行粉碎，玉米粉由機下絞龍送至入倉提升機，再由提升機送至待膨化料倉。

粉碎機給料量應(yīng)視電機電流來決定，保證粉碎機不過載工作。篩板孔一般選為2.0 mm。

4.3.3玉米膨化

啟動膨化機空運轉(zhuǎn)2~3 min，如無異常便可投料。先以大豆調(diào)潤機膛，約3~5 min后機膛溫度升至＞50℃時開始投入玉米粉，調(diào)整喂料器轉(zhuǎn)速并立即開啟注水器，注水量根據(jù)原料水分決定，一般控制待膨化料水分在16%~18%即可。待機頭出膨化料時把喂料器轉(zhuǎn)速調(diào)至正常,并開動切割機將膨化玉米棒進行切割。

4.3.4膨化玉米粉碎與計量

切割的膨化玉米段送入粉碎機進行粉碎，膨化玉米粉由輸送設(shè)備送至計量秤進行計量。

4.3.5混合與包裝

膨化玉米粉經(jīng)載體秤計量后放入混合機中，同時開啟混合機進行攪拌，然后開啟磷脂泵將已計量的磷脂泵入混合機中，與膨化玉米粉進行充分的混合。磷脂泵完后再繼續(xù)混合5~10 min，感官檢查達到標(biāo)準(zhǔn)要求開始放料并進行計量包裝。

玉米粉與磷脂的配比由產(chǎn)品配方確定。磷脂霧化噴涂要均勻，控制脂肪球的產(chǎn)生。

4.4質(zhì)量指標(biāo)

按上述工藝生產(chǎn)的復(fù)合大豆磷脂粉，其質(zhì)量應(yīng)符合下述指標(biāo)：粗脂肪≥50%，粗蛋白≥4%，磷脂含量≥30%，水分≤8%，總能≥25 MJ/kg。

4.5產(chǎn)品質(zhì)量影響因素.5.1磷脂原料質(zhì)量

濃縮磷脂丙酮不溶物含量過高，會影響磷脂的正常噴涂，導(dǎo)致產(chǎn)品粗脂肪及磷脂含量指標(biāo)偏低或致使產(chǎn)品因混合時間過久而發(fā)粘。如果濃縮磷脂丙酮不溶物含量過低，盡管易于泵送噴涂，但會導(dǎo)致產(chǎn)品磷脂含量指標(biāo)降低，達不到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。濃縮磷脂新鮮程度會影響到產(chǎn)品的色澤和氣味，糊化或酸敗嚴重的磷脂原料，將會大大降低產(chǎn)品的商品價值。為了降低原料磷脂質(zhì)量的影響，可以采取以下措施：①對于流動性較差的磷脂原料，應(yīng)事先放置于暖房或化料池中進行加熱處理；②對于不同來源、質(zhì)量不一的磷脂原料，應(yīng)進行調(diào)質(zhì)處理，使其達到原料磷脂的指標(biāo)要求。

4.5.2玉米膨化質(zhì)量

玉米的膨化程度決定著產(chǎn)品的粗脂肪、磷脂含量、總能等指標(biāo)。如果膨化程度不夠，就不能最大程度的吸附磷脂，并會導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)粘，散落性變差。對于復(fù)合型磷脂粉，玉米的膨化度要比普通飼料用的膨化玉米高，吸附能力達1：1以上。這種用途的膨化玉米，一般控制其容重在0.1～0.3 kg/l，水分4％～8％，完全糊化。對此，在膨化機選型上，應(yīng)選用干法膨化機，如Insta-Pro 2000RC。

4.5.3磷脂噴涂混合工藝

要確保磷脂在一定時間內(nèi)能有效地、均勻地進行噴涂，延長噴涂時間或磷脂溫度過高，均會導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)粘。如果磷脂噴涂控制不當(dāng)，會導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生較多的脂肪球。因此，在工藝設(shè)計、設(shè)備選型上，要充分考慮磷脂的噴涂混合效果：

①混合設(shè)備選型要合適，要保證在較短時間內(nèi)完成混合任務(wù)，且在混合過程中能有效地控制脂肪球的產(chǎn)生。機型可選用預(yù)混料專用混合機，如SLHSJ型雙軸槳葉式混合機。②磷脂輸送泵選型要合適，要保證在規(guī)定的時間內(nèi)把粘稠的磷脂穩(wěn)定地泵入混合機中。推薦選用高粘度容積式泵，如單螺桿泵、內(nèi)齒泵等。

5·復(fù)合大豆磷脂粉在飼料中的應(yīng)用

5.1復(fù)合大豆磷脂粉添加量

5.1.1添加原則

①動物越小，添加越多；②飼料含脂肪及飽和脂肪酸越多，添加越多；③飼料中不含或含磷脂越少，添加越多。

5.1.2推薦添加量

添加量應(yīng)依據(jù)飼料配方、動物種類和生長階段而定。幼齡畜禽4%~8%；幼蝦稚魚4%~8%；養(yǎng)成魚蝦3%~6%；母豬4%~6%；生長畜禽3%~6%，奶牛0.5~1 kg/d；種（成）畜禽1%~3%；犢牛代乳料10%~20%。

5.2復(fù)合大豆磷脂粉的使用方法

5.2.1粉體飼料制備

與全部粉料同時添加或全部粉料預(yù)混一定時間后添加。

5.2.2液體飼料制備

現(xiàn)場配制，以等量溫水（60~70℃）沖調(diào)，攪拌成糊狀再投料使用；也可與其它粉料一同投料。

5.2.3奶牛飼料

直接拌入精飼料中即可，也可用水稀釋后拌灑在精料或飼草中。

5.3復(fù)合大豆磷脂粉的應(yīng)用效果

復(fù)合大豆磷脂粉自投放市場以來，在畜禽水產(chǎn)飼料加工廠和一些養(yǎng)殖場中得到了廣泛的應(yīng)用，并得到了廣大用戶的一致好評。從一些養(yǎng)殖戶反饋的情況來看，復(fù)合大豆磷脂粉具有較好的飼喂效果，大豆磷脂起到了“真脂效應(yīng)”和“超脂效應(yīng)”雙重作用，加之膨化玉米的營養(yǎng)及能量改善作用，對動物的生長、發(fā)育、生產(chǎn)性能、抗病能力、生殖繁育力、生長行為、胴體品質(zhì)和飼養(yǎng)報酬等都有不同程度的改進，使廣大用戶獲得了較好的應(yīng)用回報。這些改進與回報從國內(nèi)一些飼喂試驗結(jié)果也得到了證實（劉正明等，2003；劉正明等，2004；梁愛軍等，2004；張佩華等，2005）。

6·結(jié)語

大豆磷脂是世界各國公認的、安全的、多功能的天然表面活性物質(zhì)和生物活性物質(zhì)，作為營養(yǎng)性添加劑、能量飼料和飼料加工助劑，已廣泛地應(yīng)用于各種飼料的加工。經(jīng)大量飼養(yǎng)試驗和實踐證明，大豆磷脂不僅可促進動物的生長發(fā)育，而且可顯著提高飼料報酬。復(fù)合大豆磷脂粉的問世，不僅解決了普通飼用濃縮磷脂產(chǎn)品不易添加使用的難題，同時也克服了高純度粉狀大豆磷脂產(chǎn)品價格昂貴的缺點，具有價格適中、使用方便、純天然、高能量、高效能等諸多特點，即可滿足大型商業(yè)性飼料加工廠規(guī)模生產(chǎn)的需要，又能保證沒有油脂噴涂設(shè)備的中小型飼料加工廠以及自配飼料養(yǎng)殖戶的正常使用，助其解決飼料能量難題。

第三篇：鍋爐節(jié)能煤粉復(fù)合燃燒技術(shù)改造項目立項建議書

鍋爐節(jié)能煤粉復(fù)合燃燒

技術(shù)改造項目立項建議書

目前，世界上幾乎40％的電是由燃煤電站生產(chǎn)的，各種系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣泛的是煤粉（即粉狀燃料）燃燒，在電站鍋爐中用來產(chǎn)生蒸汽開動蒸汽輪機。

20年代開始采用的煤粉燃燒技術(shù)不久便得到普遍接受，并在半個多世紀(jì)中成為世界發(fā)電的支柱。目前，全世界有數(shù)千臺煤粉鍋爐在運行中,自90年代初以來，最新的超臨界鍋爐已將電站效率從42%左右提高到47%。除經(jīng)濟效益外，循環(huán)效率的提高也帶來了相當(dāng)大的環(huán)境效益，減少了單位發(fā)電的CO2、SO2和NOx的排放量。未來歐洲技術(shù)發(fā)展目標(biāo)是，進一步提高蒸汽參數(shù)（到約375bar,700℃/720℃），使效率達到55%。從1995年－2010年，各容量不等的超臨界燃煤粉電廠在我國電力系統(tǒng)投入生產(chǎn), 現(xiàn)在，超臨界鍋爐技術(shù)已被普遍接受。

工業(yè)鏈條鍋爐采用煤粉復(fù)合燃燒工藝，每噸原煤的燃盡率可提高10%-18%；相較原來老的燃燒工藝，每噸原煤可節(jié)約10%-18%，其經(jīng)濟效益是相當(dāng)可觀的；其次，煤耗少了，對二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物的煙氣排放也相對減少10%-18%，是一項高效節(jié)能，綠色環(huán)保的鍋爐輔助燃燒系統(tǒng)。

煤粉復(fù)合燃燒節(jié)能技術(shù)及其磨煤粉設(shè)備，可用于橡膠、印染、制藥、制革等行業(yè)的動力鍋爐的燃煤粉碎細化，可代替燃油、煤氣和電力電熱的熱能源設(shè)備，從而可節(jié)約10%-18%的能源。本系統(tǒng)可大大減少司爐操作人員的勞動強度，具有降低成本提高經(jīng)濟效益等特點。該設(shè)備體積小、噪音低、產(chǎn)量高、能耗低、操作簡單、拆裝方便，無任何環(huán)境污染。是節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力的最佳綠色環(huán)保節(jié)能設(shè)備

? 煤粉的燃燒主要包括著火、燃燒和燃盡三個階段，其中關(guān)鍵是燃燒階段。在燃燒階段中，焦碳的燃燒是主要的，這是因為：一方面焦碳的燃燒時間很長；另一方面焦碳中的碳又是煤中可燃質(zhì)的主要成分，因而是熱量的主要來源，并決定其他階段的強烈程度。因此在整個燃燒過程中，關(guān)鍵在于組織好焦碳中碳的燃燒。

? 燃燒區(qū)域劃分主要包括著火區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū)，燃燒器出口附近的區(qū)域是著火區(qū)；與燃燒器出口處于同一水平的爐膛中部以及稍高的區(qū)域是燃燒區(qū)；高于燃燒區(qū)直至爐膛出口的區(qū)域是燃燼區(qū)。其中著火區(qū)很短，燃燒區(qū)也不長，而燃燼區(qū)則較長。

?燃料中的揮發(fā)分、水分和灰分對燃料的燃燒均有影響。揮發(fā)分低的煤著火溫度高。煤粉進入爐膛后加熱到著火溫度所需的熱量較多，達到著火的時間也較長，著火點離開燃燒器噴口也較遠，揮發(fā)分高的煤著火則較容易。水分大的煤，著火需要的熱量就多，同時水分的蒸發(fā)吸熱還會使?fàn)t內(nèi)的煙溫降低，對著火和完全燃燒不利?；曳侄嗟拿海鹚俣嚷?，對著火穩(wěn)定不利，而且燃燒時，灰會對焦碳核的燃燼起到阻礙作用。

煤粉越細，著火就越容易。在同樣的煤粉質(zhì)量濃度下，煤粉越細，進行燃燒的表面積越大，而煤粉本身的熱阻卻越小，因而加熱煤粉至著火溫度所需要的時間就越短，燃燒也越完全。燃燒時間的長短，對燃燒完全的影響很大，它與爐膛容積的大小和火焰的充滿度有關(guān)。供應(yīng)足夠而又適量的空氣是燃燒完全的必要條件。

一、項目背景

項目名稱7000MA 熱載體爐加裝煤粉噴吹復(fù)合燃燒節(jié)煤專用設(shè)備。鍋爐噸位7000MA 熱載體爐1臺

主要設(shè)備 鍋爐專用復(fù)合燃燒節(jié)煤專用設(shè)備。

業(yè)主單位浙江格林蘭印染有限公司

二、項目編制依據(jù)

1、浙江格林蘭印染有限公司要求對現(xiàn)役7000MA熱載體鍋爐加裝煤粉噴吹復(fù)合燃燒節(jié)煤專用設(shè)備。

2、引進并參照國內(nèi)外煤粉燃燒技術(shù)，公司進行自主研發(fā)的煤粉噴吹，鍋爐專用復(fù)合燃燒節(jié)煤專用設(shè)備。

3、依據(jù)國家現(xiàn)行的法規(guī)、規(guī)程、政策及條例。

三、項目編制原則

1、本著技術(shù)可靠、先進、經(jīng)濟、合理的原則進行設(shè)計,以確定最佳方案;使原鍋爐加裝該裝置后各項技術(shù)指標(biāo)達到節(jié)約煤炭的目的。

2、燃燒方式不改變,不影響原鍋爐系統(tǒng)的安全性,加裝該燃燒裝置后,鍋爐熱效率有較大的提高。

3、設(shè)計方案注重節(jié)省投資、布局合理、盡可能依托甲方鍋爐房的現(xiàn)有場地、設(shè)備設(shè)施條件，充分發(fā)揮甲方公用工程和輔助設(shè)施的潛力。

4、嚴格按照國家關(guān)于安全生產(chǎn)、勞動保護、消防工作的有關(guān)規(guī)定，采取有效措施，確保安全施工。

5、設(shè)計中要充分考慮能源的節(jié)約和綜合利用，以降低能耗、提高經(jīng)濟效益為目的。

6、按照國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證工程質(zhì)量，滿足業(yè)主的需要。

7、安裝后可保證為甲方提供生產(chǎn)用熱載體介質(zhì)溫度的正常、穩(wěn)定，在保證滿足生產(chǎn)需要的同時，實現(xiàn)降低成本，達到節(jié)能減排的目標(biāo)，從而創(chuàng)造并取得經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益。

四、技術(shù)方案

1、加裝一套煤粉噴吹復(fù)合燃燒節(jié)煤專用設(shè)備，達到并實現(xiàn)安全可靠和高效燃燒的目的。

2、該裝置的關(guān)鍵技術(shù)： 

1).小型化高效磨煤制粉技術(shù)； 

2).超細煤粉氣化輸送技術(shù)； 

3).懸浮燃燒技術(shù)；

4).鍋爐燃燒智能控制技術(shù)；

3、自主開發(fā)的爐前制粉、送粉、進料技術(shù)，實現(xiàn)了密閉、連續(xù)、穩(wěn)定的制、送粉。

4、該裝置占地面積較小，從制粉氣化到燃燒皆為封閉式無需儲罐，避免了安全隱患。

5、氣化后的煤粉細度85%均在180目以上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、噴粉量大小可控。

6、煤粉在爐膛內(nèi)懸浮燃燒，提高了煤粉燃盡率，使燃燒更加穩(wěn)定，同時增強了爐排煤層的燃燒，解決了鍋爐燃燒不穩(wěn)定、鍋爐出力不夠的技術(shù)難題。

7、該技術(shù)適用于各種煤種，煙煤、無煙煤、劣質(zhì)煤。

8、該技術(shù)可使煤粉燃燼率達到98%以上。

五、基本原理和工藝路線：

A、產(chǎn)品的技術(shù)工藝即利用粉煤在高溫下轉(zhuǎn)化為可燃性氣體能進行充分燃燒的特點，并 盡多的圍繞降低勞動強度、安全可靠運行方面，對裝置的輔助操作，采用自動化智能操作、變頻控制，進行優(yōu)化設(shè)計，力求操作方便、簡單實用。

B、本產(chǎn)品具有下列非常實用的優(yōu)點：

1節(jié)煤: 與原先產(chǎn)生同等熱量相比,用煤量大幅度降低。（節(jié)煤率在10—25%）2效率高: 相同用煤量的情況下,由于煤粉的燃燒值要比原來高很多,可以產(chǎn)生更高的熱效應(yīng)。（可提高15%以上） 

3環(huán)保: 由于煤粉燃燒程度相當(dāng)充分,等同用熱煤量減少(見節(jié)煤率)，產(chǎn)生的煤煙廢氣也就相對較少。（這里是指進入除塵之前的鍋爐尾氣，并不代表除塵器的效果）4適應(yīng)以性廣： 只要原煤水份＜15%，本裝置適合各種煤質(zhì)，劣質(zhì)煤因發(fā)熱量低，相對增加用煤量。

5維護方便： 因為裝置結(jié)構(gòu)精簡實用，安全可靠，所以日常的維護量很小，在較長生產(chǎn)周期內(nèi)基本不用檢修（4—6個月更換易損件一次）。易損件包括錘盤、襯板、葉片等。

6升溫快： 由于煤粉遇到一定熱量的明火即可燃燒，而且煤量可以方便的快速增加（依靠變頻器）因此升溫快也就省時;特別是運行中斷一定時間后的升溫更加明顯。7省人工： 由于使用本裝置使得最終用煤量減少，而且充分燃燒后剩余的灰渣大大減少，勞動強度也就相對降低。

8易操作： 一般燃燒狀況需調(diào)整時，PLC智能操作系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的燃燒參數(shù)自行

進行調(diào)整電控、增大或減小給煤量、風(fēng)量就能得到合適的燃燒強度，實現(xiàn)運行控制自動化。

9安裝方便： 在不改變鍋爐原狀的情況下，進行安裝使用；安裝前和安裝后的兩種

操作方式可按實際情況進行轉(zhuǎn)換操作。

六、節(jié)能原理

1煤的燃燒與煤粉燃燒的差異：煤的燃燒過程首先是預(yù)熱、脫氣、分解、然后進行燃燒，厡煤燃燒一般伴有水分脫氣分解的過程長，過剩空氣多，爐溫低，造成煤中脫氣不能正常燃燒，脫氣燃點700℃以上以煙的形式排放。煤粉在噴煤管出口已開始脫氣分解形成CO/H2【500℃左右根據(jù)煤種不同】并且不需要過多空氣高溫狀態(tài)下瞬間充分燃燒達到節(jié)能目的。噴粉燃燒的速度是原煤燃燒速度的幾十倍（煤粉的燃燒速度5—8秒，一般鍋爐20—30分鐘甚至更長）能使熱量集中釋放。2合理利用渣中殘煤：層燃式鍋爐在燃燒過程中為了尋求能量不斷的注入新煤的同時將爐排內(nèi)未燃盡的熾熱燃料≥600℃推出形成殘?zhí)?，采用煤粉燃燒后爐排轉(zhuǎn)數(shù)降低，爐渣的熱能得到了充分吸收。

3減少過?？諝猹档土诉^剩空氣帶走的熱量。（改造后的配風(fēng)可以有效控制配風(fēng)系數(shù)1.1-1.2,根據(jù)燃燒強度與原鼓風(fēng)配合使用）

七、鍋爐的安全性

該技術(shù)的應(yīng)用只是提高了原來的燃燒方式由單一的層燃優(yōu)化成了復(fù)合燃燒，對鍋爐本體和承壓受熱面不做任何變動因而對鍋爐的安全性沒有任何影響

八、控制部分

控制單元由PLC智能低壓電器柜組成，對設(shè)備的運行過程可進行有效的控制，控制柜和鍋爐主控室同步聯(lián)鎖并一起安放。

九、技術(shù)指標(biāo)

煤粉燃盡率≥98%

煤粉細度≥180目

常規(guī)爐空氣系數(shù)≥1.1-1.2

鍋爐熱效率≥80%—90%

節(jié)能率≥10%-25%

煙塵排放≤80mg/Nm3

二氧化硫排放≤400mg/Nm3

十、燃料供應(yīng)

根據(jù)煤粉鍋爐系統(tǒng)燃料適應(yīng)性研究，該項目原料煤應(yīng)滿足以下要求

發(fā)熱量≥5000大卡/公斤

揮發(fā)份≥25%

水分Mmf≤10%

粒度≤40mm

十一、設(shè)備改造方案1、7000MA鍋爐設(shè)備配置清單及改造工期

設(shè)備名稱單位數(shù)量配套功率備注

煤斗套1根據(jù)裝載機大小設(shè)計

給煤機套11.5千瓦根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計

MFJ650磨煤機 套122千瓦標(biāo)定配備功率

選粉器套1必配設(shè)備

電控柜套1整體獨立式

輔助材料包括鋼管、噴嘴、管線、閥門等1套，設(shè)備現(xiàn)場電纜由需方自備安裝工時天7需方負責(zé)設(shè)備的卸貨、吊裝費用

及電氣焊設(shè)備及材料提供；

勘察設(shè)計工時 天3我方負責(zé)現(xiàn)場勘查服務(wù)，與需方協(xié)

商設(shè)備的安裝布局；

2、安裝方案

在不影響正常運行的前提下，在鍋爐房中間安裝全套設(shè)備；噴煤系統(tǒng)采用壹套

輸送管道實現(xiàn)送粉噴粉；噴嘴置于鍋爐兩側(cè)的，位于前中拱中間觀察門處；在爐膛受熱部位形成懸浮燃燒。

3、施工程序

制作磨煤機基礎(chǔ)→安裝磨煤機→安裝原煤提升機→安裝儲煤倉→安裝噴粉管

道→安裝PLC智能接電→試運行→交付使用。（設(shè)備到達現(xiàn)場后10—15天安裝調(diào)試交付使用，安裝期間不停爐）

十二、按用戶提供參數(shù)

7000MA鍋爐運行成本概算表

1、用戶提供參數(shù)

每天用煤量40噸/臺

煤價850元/噸

月工作天數(shù)302、計算參數(shù)

按照保守節(jié)煤量15%算

每天節(jié)煤量40噸×15%=6噸

每天節(jié)煤金額850元×6噸=5100元

每天設(shè)備消耗電能 27KW×30%×0.86元×24h=167元

因為對輸送機配備了變頻器，通過變頻調(diào)速可達到節(jié)電的目的，由于流量、揚程及功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系分別為一次方、二次方和三次方的比例關(guān)系，轉(zhuǎn)速的變化對功率的影響遠大于對流量和揚程的影響，因此負荷變化時，變頻調(diào)速技術(shù)可起到明顯的節(jié)能效果。

每天實際節(jié)約5100元-167元=4932元

每月實際節(jié)約資金 4932元×30天=147984元

3、司爐工工資

由于采用PLC智能控制，鍋爐燃燒實現(xiàn)自動操作，不會增加操作人員的勞動強度。

十三、技術(shù)水平及應(yīng)用前景

本項目的推廣應(yīng)用形成了高效清潔的新型鍋爐復(fù)合燃燒節(jié)能技術(shù)，在不破壞鍋爐本體的前提下，實現(xiàn)了爐前制粉、氣化輸送、高效清潔懸浮燃燒，并實現(xiàn)了燃燒自動化控制的技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，適用于現(xiàn)有在役層燃式鏈條鍋爐和新建的工業(yè)鍋爐項目。

目前各城市都在尋求投資適宜、運行成本低、可有效控制燃煤污染的鍋爐節(jié)煤新技術(shù)，以便有效降低城市燃煤面源的污染；據(jù)不完全統(tǒng)計，全國在用鏈條鍋爐已超過50萬臺，以該裝置形成的高效清潔燃煤新技術(shù)可有效改變我國目前中小型燃煤鍋爐熱效率低、污染嚴重的現(xiàn)象，市場需求量巨大。

第四篇：松木樁復(fù)合地基的應(yīng)用

松木樁復(fù)合地基的應(yīng)用

作者:王瑞杰

摘要:本文通過對軟土地基以及松木樁復(fù)合地基工程特性的分析,建立了松木樁復(fù)合地基的力學(xué)模型,提出了松木樁復(fù)合地基的設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞:軟土地基 松木樁 復(fù)合地基 承載力

前 言

軟土地基是一種不良地基,它的成因和物質(zhì)都較為復(fù)雜,按成因可分為第四紀(jì)后期在濱海、湖泊、河灘、三角洲等地質(zhì)沉積而成;人工填土;吹填土等,普遍存在于我國沿海地區(qū)。軟土地基是一種呈軟塑到流塑狀態(tài)飽和(或接近飽和)的粘性土,常含有機質(zhì),其天然孔隙比常大于1。當(dāng)天然孔隙比常大于1.5時,稱為淤泥質(zhì)土(淤泥質(zhì)粘土,淤泥質(zhì)亞粘土)。軟土地基由于含水量較高,孔隙比較大,因而導(dǎo)致軟土地基的承載力低,抗剪強度低,壓縮性強,滲透性小。軟土地基淺基礎(chǔ)的承載力特征值一般只有40-70Kpa,不能承受較大的荷載。在軟土地基上的建筑往往會出現(xiàn)地基強度和變形不能滿足設(shè)計要求的問題。對于一般四層至七層的砌體承重結(jié)構(gòu)房屋,最終沉降量約為0.2—0.5m,對于荷載較大的構(gòu)筑物(水池、儲罐)基礎(chǔ)的沉降一般達到0.5m以上,有些達到2m以上。過大的沉降和不均勻沉降將引起建筑物基礎(chǔ)標(biāo)高的降低,影響建筑物的使用功能,或造成傾斜、開裂破壞。因而常常要采取措施進行地基處理。

對軟土地基常見的處理方法有換填法、砂石擠密法、水泥攪拌樁、預(yù)制樁等。目前,在江浙一帶使用較多的是予應(yīng)力混凝土管樁。以上幾種地基處理方法造價偏高,對場地和施工要求高,常用于較大的建筑物。而松木樁復(fù)合地基對于處理一些低層建筑、水池、機器設(shè)備基礎(chǔ),則具有施工方便、建筑材料易取、經(jīng)濟效益明顯的優(yōu)點。

一、加固軟土地基的原理

采用松木樁加固的軟土地基屬于復(fù)合地基。復(fù)合地基是由天然地基土和樁體兩部分組成。松木樁復(fù)合地基同其它復(fù)合地基相比,除樁的材質(zhì)不同外,其余均有相似之處,其加固機理:一是樁體的支撐作用:松木樁復(fù)合地基以松木樁取代了與樁體體積相同的低模量、低強度土體,在承受外荷時,地基中應(yīng)力按樁土應(yīng)力比重新分配。應(yīng)力向樁體逐漸集中,樁周土體所承受的應(yīng)力相應(yīng)減少,大部分荷載由松木樁承受。由于樁的強度和抗變形能力均優(yōu)于土體,故而形成后的復(fù)合地基承載力、模量也優(yōu)于原土體,從而達到減小變形,提高承載力的效果。二是擠密作用:松木樁施工時,采用錘擊打入,樁孔位置原有土體被強制側(cè)向擠壓,使樁周一定范圍內(nèi)的土層密實度提高,起到擠密作用。松木樁復(fù)合地基在施工中對樁間土體的擠密作用,使樁間土密實,從而使樁間土的承載力得到提高,壓縮性降低。

二、松木樁復(fù)合地基的設(shè)計計算原理

1、松木樁復(fù)合地基承載力確定;

松木樁復(fù)合地基同其它復(fù)合地基相比,除樁的材質(zhì)不同外,其余均有相似之處。根據(jù)樁、土相互組合共同承受上部荷載的特點,這種地基可參照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)中復(fù)合地基計算公式進行設(shè)計,即:

Fsp,k=m*Ra/Ap+?(1-m)fsk 1

式中:Fsp,k為復(fù)合地基承載力特征值,kpa;

m為面積置換率,m= Ap/ Ac;

Ac 為一根樁承擔(dān)的處理面積;

Ra 為單樁豎向承載力特征值,Kn;

Ap為樁身截面積,m2;

?為樁間土承載力折減系數(shù),宜按地區(qū)經(jīng)驗取值,如無經(jīng)驗時取0.75-0.95;

fsk為處理后樁間土承載力, kpa, 宜按地區(qū)經(jīng)驗取值,如無經(jīng)驗時,可取天然地基承載力特征值;

2、松木樁單樁承載力特征值Ra確定;

松木樁單樁承載力特征值Ra由摩擦力和樁端承載力組成,即;

Ra=Up Σqsi li+qpAp 2

式中:Up為松木樁有效周長, m;

qsi 為第i層土的側(cè)阻力特征值, kpa;

qp 為樁端土層的端阻力特征值, kpa;

li為第i層土的厚度, m;

Ap為樁身截面積,m2;

為防止樁的破壞,須對樁身容許承載力進行核算,并取較小值,即;

Ra=ΨσаAp 3

式中:Ψ為縱向彎曲系數(shù),與樁間土有關(guān),一般取1.0;

σ為樁身材料的容許應(yīng)力,kpa,松木樁可參見《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50005-2003),取為3600 kpa;

а為樁身材料的應(yīng)力折減系數(shù),木樁取0.5;

Ap為樁身截面積,m2;

3、松木樁樁長與樁徑的確定;

樁長主要取決于需要加固土層的厚度,一般視建筑物的設(shè)計要求和地質(zhì)條件而定。應(yīng)滿足地基的強度和變形控制要求,通常樁長不宜長于5米,過長則施工困難,且不經(jīng)濟。樁徑應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)等因素選用,一般為100-150mm,軟基較深的地基宜選用較大的樁徑。

4、單位面積松木樁的確定:

在樁長和樁徑一定情況下,松木樁復(fù)合地基承載力主要取決于單位面積的樁數(shù)。設(shè)計中,我們可以根據(jù)設(shè)計要求的地基承載力值來確定單位面積松木樁的數(shù)量,即:

K=(Fsp,k-?*fsk)/(Ra-?*fsk* Ap)4

式中:K為單位面積松木樁數(shù)(K= m/ Ap),根/ m2;

其它符號同前。

5、樁距的確定:

松木樁布樁通常采用三角形和正方形兩種形式,其樁距可按以下公式計算,即:

三角形布置 L=1.08√1/K

正方形布置 L=√1/K

式中:K為單位面積松木樁數(shù)(K= m/ Ap),根/ m2;

L為松木樁間距。

6、沉降計算:

復(fù)合地基的沉降包括兩部分:一部分為計算復(fù)合地基加固區(qū)內(nèi)的壓縮量,另一部分為計算加固區(qū)下臥層的壓縮量。所以,近似將加固區(qū)復(fù)合地基沉降與下臥土層沉降之和作為復(fù)合地基的總沉降量。

三、松木樁復(fù)合地基的適用條件

軟土地基設(shè)計之前必須進行地質(zhì)勘察和土工試驗,只有查清土層和土質(zhì)的情況,才能正確進行設(shè)計和施工。再者,必須從場地土層和土質(zhì)的特點出發(fā),對地基與基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、施工及使用等方面進行綜合考慮,通過方案比較,合理地選擇地基處理方案。一般軟土厚度小于8米較為適宜用松木樁處理。為了便于打樁,樁長5-7米為宜,可作端承樁。為保證樁尖能貫穿入持力層上部,可先開挖至基礎(chǔ)埋深后再打樁。因松木含有豐富松脂,松脂能很好地防止地下水和細菌對其腐蝕作用,且價格也較為便宜。松木樁適用于地下水位較高的地層中,在這種條件下樁能抵抗真菌的腐蝕而保持耐久性。對于地下水位變化幅度大且有較強腐蝕性的地區(qū),則不宜采用松木樁基礎(chǔ)。松木樁復(fù)合地基對地基承載力的提高是有限的,所以只適用于三層及三層以下建筑,對沉降有要求的構(gòu)筑物,設(shè)備基礎(chǔ)等較小荷載的地基處理。

四、松木樁的構(gòu)造要求、施工及檢測

(一)、松木樁加固地基的設(shè)計構(gòu)造要求:

1、它可應(yīng)用于砂土、素填土、雜填土、粘性土及淤泥質(zhì)土等地基土的淺層加固,加固深度一般為基底下1.5—8米,樁端應(yīng)進入持力層0.5米。

2、松木樁應(yīng)選用梢徑100—150厘米的活性或尚有活性的松木或松木樹梢。這類松木在地下水位以下,可經(jīng)數(shù)百年而不爛,保持完好。

3、松木樁完成后,樁頂應(yīng)設(shè)柔性褥墊層,褥墊層使樁間土的有效接觸應(yīng)力增加,提高了樁周土的抗剪強度,使得樁體承載力得到提高,對于地基的不均勻沉降也有一定的補償作用。褥墊層一般采用15—25厘米厚碎石墊層。

(二)、松木樁施工及檢測

在施工中,為使地基的擠密效果好,必須由基礎(chǔ)四周由外至內(nèi)施打松木樁,且樁宜梅花形布置,樁間距應(yīng)大于3倍樁徑。木樁采用松木,干燥后去皮,用防腐劑浸泡充分,端頭削尖,以便沉樁,錘擊端應(yīng)以鐵絲箍匝牢固,以防錘擊時錘擊端損壞。為保證樁尖能進入較堅硬的持力層,上部可先開挖至基礎(chǔ)的埋深后再打樁。打樁完畢后,清除浮土,鋸平樁頭,然后鋪設(shè)墊層。

對于處理后地基是否達到設(shè)計要求,可用長桿貫入儀來驗證處理后地基的承載力。

五、結(jié)束語

實踐證明,松木樁處理軟弱地基時,具有施工方便,處理效果明顯,材料來源廣泛,施工速度快,工程造價省等優(yōu)點,它可避免大量的土方開挖,因而在松木資源較為豐富的地區(qū),用松木樁處理軟弱地基在經(jīng)濟和技術(shù)上是可行的,它不失為一種處理軟弱地基的有效手段。

第五篇：《復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用》讀后感

《復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用》第二版，為龔曉南著，中國建筑工業(yè)出版社出版發(fā)行。

《復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用(第2版)》全面地介紹了復(fù)合地基理論和工程實踐方面的研究成果，在《復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用》(第一版)的基礎(chǔ)上對復(fù)合地基理論框架作了進一步完善，較系統(tǒng)地介紹了復(fù)合地基理論和實踐的新發(fā)展。

全書共16章：緒論，土和復(fù)合土的基本性狀，復(fù)合地基荷載傳遞機理和位移場特點，復(fù)合地基的形成條件，復(fù)合地基在基礎(chǔ)工程中的地位，復(fù)合地基常用形式及選用原則，樁體復(fù)合地基承載力，水平向增強體復(fù)合地基承載力，復(fù)合地基沉降計算，基礎(chǔ)剛度對復(fù)合地基性狀的影響，墊層對復(fù)合地基性狀的影響，復(fù)合地基振動反應(yīng)與地震響應(yīng)，復(fù)合地基和上部結(jié)構(gòu)共同作用分析，復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計和按沉降控制設(shè)計，復(fù)合地基工程應(yīng)用及實例，以及復(fù)合地基發(fā)展展望。

讀完本書，我對復(fù)合地基有了進一步的了解和理解，目前在我國復(fù)合地基淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，已經(jīng)成為常用的三種基礎(chǔ)形式。復(fù)合地基在建筑工程、市政工程、道路工程以及堤壩工程中得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合地基已經(jīng)不是陌生的詞匯，但對復(fù)合地基，無論是學(xué)術(shù)界還是說工程界至今尚無統(tǒng)一的認識，復(fù)合地基是一個新概念。

復(fù)合地基的形式、組成復(fù)合地基增強體的材料、復(fù)合地基增強體的施工方法均對負荷地基的效用產(chǎn)生影響。復(fù)合地基的效用主要有樁體作用、墊層作用、擠密作用、加速固結(jié)作用、加筋作用。

了解了土和復(fù)合土的基本性狀，讓我明明白了地基加固區(qū)的組成，對形成復(fù)合地基的常用增強體材料也有了進一步的理解，知道了復(fù)合地基的荷載傳遞機理以及復(fù)合地基的形成條件，學(xué)習(xí)了復(fù)合地基樁體承載力以及水平向增強體復(fù)合地基承載力、復(fù)合地基沉降計算。

通過復(fù)合地基工程應(yīng)用及實例學(xué)習(xí)，知道了復(fù)合地基有初期的局限于采用散體材料加固軟土地基（碎石樁復(fù)合地基）發(fā)展到各類柔性樁復(fù)合地基、剛性樁復(fù)合地基以及水平向復(fù)合地基（水泥土樁復(fù)合地基、低強度樁復(fù)合地基、樁網(wǎng)復(fù)合地基、鋼筋混凝土樁復(fù)合地基、加筋土地基等），知道了各類復(fù)合地基的適用范圍和優(yōu)缺點。

復(fù)合地基概念源自國外，但是近年來在我國發(fā)展很快。復(fù)合地基理論與工程應(yīng)用發(fā)展與我國國情息息相關(guān)，我國深厚軟弱地基分布廣、種類多、數(shù)量大，自改革開放以來土木建設(shè)規(guī)模大、發(fā)展快，我國又是發(fā)展中國家，建設(shè)資金短缺，這些給復(fù)合地基理論與工程應(yīng)用的發(fā)展提供了很好的機遇，可以相信在未來的幾年，我國復(fù)合地基和工程實踐兩個方面都將有長足的發(fā)展，取得更大的進步，復(fù)合地基的理論也會得到進一步的完善。