问题背景 现代养殖业大量使用颗粒饲料，它是粉状饲料经过加工而成的，在颗粒饲料生产过程中，需要用蒸汽将物料进行预处理，物料与蒸汽混合后，进入制粒机制粒室进行压制颗粒。最终使粉状饲料（图1）加工成颗粒状饲料（图2）。随着饲料加工业的不断发展，对饲料的营养要求越来越高，有的饲料需要加入乳清粉等黏性较大的成分。进入制粒室前，要通过一段管道，该管道叫做制粒机进料管。在经过进料管时，部分蒸汽要从物料中析出，遇到“冷”的管内壁，会产生水滴凝结于其上，这些水滴会黏结物料，凝结管壁上。制粒机在生产过程中，部分蒸汽要从物料中析出，遇到“冷”的进料管内壁，会产生水滴凝结在进料口壁上，这些“水滴”会粘结物料，且会越黏越厚，导致其口径变窄，从而造成堵机现象，用黏性物料制粒时，物料黏壁现象会更加严重。 现有解决方案是将下料管用保温材料包好，减少下料管壁与物料的温差，使析出的蒸汽不易在壁上凝结成水珠，防止物料黏壁。 运用TRIZ理论对问题进行分析 TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文简称，它是前苏联G.S.Ahshuller及其同事们在分析研究了世界上近250万件高水平发明专利，综合多个学科领域原理，法则的基础上提出的创新方法理论体系。TRIZ理论解决问题的途径有：技术矛盾和发明原理、物场分析和76个标准解、ARIZ方法、物理效应和知识库、理想解等方法，本例采用物场分析方法来解决问题。 根据TRIZ理论问题标准解法的应用流程进行分析，颗粒饲料生产制粒机是一个技术系统，需要改进，进料管是该系统中的一个组成部分，该部分的功能不足，是需要改进的区域，问题描述为进料管堵塞，我们的需求是解决进料管黏料堵塞问题。按照图4的流程，建立物场模型，如图5，S．管内壁是水汽，S2是水汽，F是热力场。 水凝结于管壁，对于进料管来说是产生有害作用，按照物场分析的理论，S2水汽黏结于管壁是由于温度场的作用造成的，按照图5，产生有害作用，应用1.2级标准解来解决问题。 根据TRIZ理论的76个标准解的第一级“消除有害作用”的方法第九至第十三个标准解（见图6），解法9是引入S3消除有害作用，解法10是引入改进的S，或（和）S2消除有害作用，解法11是排除有害作用，解法12是用场F2来消除有害作用，解法13是切断有害影响。 结合本案例，解法9是引入S3消除有害作用，运用本解，S1与S2将被S3分开，不适合本例；解法10引入改进的S，或（和）S：消除有害作用，这一方法要求对蒸汽或者管壁进行改进，蒸汽改进的可能性较小，改进管壁的化学状态成本较高；解法11是切断有害影响，要求引入S2，本例中已经有S2，也不适用。 解法12是排除有害作用，解释为：系统中存在着有害作用和有益作用，且S．与S2必须接触，通过引入F2来抵消F1的有害作用，将有害作用转化为有益作用，与本案例较贴切。本案中低温的温度场是促成蒸汽凝结的主要原因。通过再引入～个温度场抵消引入排除温度场对的水蒸气凝结的作用，核心是消除F1低温热力场的有害作用。 技术方案确定 根据以上的分析，需要引进一个场F2，来消除低温场F1有害作用，该场同样是温度场，该场产生高温，抵消低温场的影响，如图7。 根据制粒机本身的技术特点，将物场模型转化为技术方案，较为可行的方案有： (1)将下料管用保温材料包好，减少下料管壁与物料的温差。 (2)利用一种可以给下料管壁加热控温的物质，黏贴于下料管外壁，使下料管温度保持恒温，使析出的蒸汽无法在壁上结成水珠。 (3)利用自身系统的能量，用系统自身的蒸汽，对下料管图7改进模型进行加热，加热后的蒸汽用作对物料预处理用，从而使物料无法结壁，保持了内壁的清洁卫生，保证了产品的质量，也实现了连续化生产。 方案(1)只是减轻了结壁现象，没有彻底消除物料黏结现象。方案(2)使用电加热，使用起来不安全，且引入了新的能耗，并且使系统变得复杂。不是一种理想的方案。方案(3)运用热蒸汽，由于热蒸汽是生产中已经有的资源，本身最经济，对系统改变较小。经过对比，认为方案(3)最可行。 最终方案确定为利用自身系统的能量，用系统自身的蒸汽对下料管进行加热，具体方案是在进料管的外侧增加一个蒸汽套管（图8），让蒸汽通过套管，彻底隔断低温对管内蒸汽的作用，加热后的蒸汽用作对物料预处理用。 通过运用物场模型分析和76个标准解，采用物场有害作用模型的解法，提出可行的方案，基本解决了进料管堵塞问题，该方案经过技术试验，已经实现规模化生产。转载请注明：河南省同创新能源制粒机