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顆粒飼料加工常用調(diào)質(zhì)器的工作原理和正確使用

發(fā)布日期: 2008-2-3 9:44:17 　　查看次數(shù)：4499 次

調(diào)質(zhì)是對顆粒飼料制粒前的粉狀物料進(jìn)行水熱處理的一道加工工序，國內(nèi)外研究表明調(diào)質(zhì)是影響顆粒飼料質(zhì)量的重要因素之一，它在顆粒飼料總體質(zhì)量中所起的作用為20%左右。隨著市場對顆粒飼料品質(zhì)要求的提高，各飼料加工企業(yè)也越來越重視飼料加工中的調(diào)質(zhì)工序，改進(jìn)升級調(diào)質(zhì)設(shè)備是他們當(dāng)前改善顆粒飼料產(chǎn)品質(zhì)量、提高市場競爭力的重要手段之一。

一、調(diào)質(zhì)器在顆粒飼料加工中的作用
1、對粉狀物料作熟化處理。大多數(shù)動(dòng)物消化淀粉的能力很低，但能較大程度的消化熟淀粉，調(diào)質(zhì)器使物料在水熱作用下，淀粉的糊化度大幅度增加，同時(shí)還促進(jìn)物料中的蛋白質(zhì)受熱變性，變性的蛋白易于被酶解，從而提高了顆粒飼料的消化利用率。
2、對粉狀物料進(jìn)行滅菌處理。大部分致病菌像大腸桿菌及沙門氏菌等有害病菌，不耐熱，采用調(diào)質(zhì)器對物料在一定溫度下進(jìn)行調(diào)質(zhì)可以殺死這些病菌，使飼料衛(wèi)生水平得到保證，這種通過調(diào)質(zhì)器對物料進(jìn)行滅菌的方法與藥物防病相比，具有成本低、無污染、無藥物殘留和副作用等優(yōu)點(diǎn)。
3、調(diào)質(zhì)設(shè)備可顯著提高顆粒飼料的耐水性，在調(diào)質(zhì)過程中通過通過蒸汽的水熱作用，物料中的粘性組份糊化淀粉、變性蛋白可以充分發(fā)揮粘結(jié)劑的作用，能有效粘結(jié)周邊其他的組份，在壓模壓輥的擠壓作用下，粒子與粒子相互結(jié)合得更為緊密，從而使顆粒飼料變得更為密實(shí)，外表光潔，在飼養(yǎng)過程中不易被水分侵蝕，增加了水中的穩(wěn)定性。
4、調(diào)質(zhì)設(shè)備可改善物料的制粒性，提高產(chǎn)量，節(jié)省制粒的能耗，提高制粒機(jī)壓模、壓輥的壽命。通過調(diào)質(zhì)，物料得以軟化，更具可塑性，在與?？妆?、壓模內(nèi)壁和壓輥外表的擠壓過程中，摩擦力減小，避免了在制粒過程中大量的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，同時(shí)減緩了壓模和壓輥的磨損。
二、調(diào)質(zhì)器的種類及工作原理
1、單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器
這種調(diào)質(zhì)器是國內(nèi)外飼料加工中使用最早、應(yīng)用量最廣的調(diào)質(zhì)器，結(jié)構(gòu)較簡單，其圓柱型殼體中間裝有一條攪動(dòng)軸，攪動(dòng)軸上安裝多個(gè)可以調(diào)節(jié)、更換的漿葉。調(diào)質(zhì)器工作時(shí)，粉料顆粒在槳葉攪動(dòng)下進(jìn)行兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，一是繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，二是沿軸向推移，運(yùn)動(dòng)軌跡近似于螺旋線。一般調(diào)質(zhì)器的轉(zhuǎn)速為150-450r/min，物料的推進(jìn)速度與軸轉(zhuǎn)速和漿葉的拾物角度有關(guān)，在轉(zhuǎn)速一定的條件下，可以通過調(diào)整漿葉的拾物角度來控制物料的調(diào)質(zhì)時(shí)間，如果將漿葉的角度減小到比較中間的位置，即與漿葉軸成為750～850的夾角，這樣就可以減弱每個(gè)漿葉對物料的推出作用從而延長物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的滯留時(shí)間。一般單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器長2-3米，粉料可以在調(diào)質(zhì)室內(nèi)滯留20-30秒，熟化度達(dá)20%左右，基本可以滿足一些普通顆粒飼料的調(diào)質(zhì)要求。
2、蒸汽夾套調(diào)質(zhì)器
此類調(diào)質(zhì)器大體結(jié)構(gòu)與單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器相似，不同的是殼體采用雙層夾套，夾套內(nèi)通入蒸汽起保溫作用。這種蒸汽夾套調(diào)質(zhì)器在工作中對粉料的加熱作用有限，因?yàn)闊崃恐煌ㄟ^調(diào)質(zhì)器的的表面?zhèn)鹘o粉料，而這一表面積與容量之比通常很低，加之一般調(diào)質(zhì)粉料的導(dǎo)熱性能差，以至于沒有多少熱量可以傳遞給粉料，但是蒸汽夾套阻止了調(diào)質(zhì)室與室外常溫大氣直接進(jìn)行熱交換，有效地減少了熱損失，使調(diào)質(zhì)器內(nèi)部能保持較高溫度，因此在寒冷的冬天和氣溫較低的地區(qū)使用這種調(diào)質(zhì)器作用較顯著。
3、二通、三通調(diào)質(zhì)器
為了延長和控制粉料在調(diào)質(zhì)器內(nèi)的滯留時(shí)間，在制粒機(jī)的上方疊加2-3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器，就是我們通常所說的二通、三通多層調(diào)質(zhì)器。這種調(diào)質(zhì)器的特點(diǎn)是互相串聯(lián)，有多重蒸汽注入口，工作時(shí)粉料依次通過各個(gè)調(diào)質(zhì)器，延長了粉料的調(diào)質(zhì)時(shí)間，物料與蒸汽能更充分接觸混合，可將粉料的熟化度提高到40%左右。
4、雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器
雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器又稱DDC預(yù)調(diào)質(zhì)器，它是在單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其殼體由半徑不同的兩個(gè)大半圓焊接而成，殼體內(nèi)裝有兩根轉(zhuǎn)速不同的葉片攪動(dòng)軸，殼體中部設(shè)有多個(gè)可單獨(dú)調(diào)節(jié)蒸汽量的蒸汽注入口和液體添加口，工作時(shí)由于雙軸轉(zhuǎn)速不等、旋向相反、漿葉差速搓動(dòng)運(yùn)動(dòng)，使粉料和添加液從兩攪動(dòng)軸中間向上拋起并與蒸汽一起形成對流，又充分剪切和交錯(cuò)混合，粉料在槳葉的作用下，局部運(yùn)動(dòng)軌跡呈“8”字型，并繞軸旋轉(zhuǎn)向前推進(jìn)，運(yùn)動(dòng)路線大為增長，因此粉料的軸向移動(dòng)速度有更大的可調(diào)范圍。一般長2米左右的調(diào)質(zhì)器，調(diào)質(zhì)時(shí)間可以控制在幾十秒至240秒，可滿足特殊顆粒飼料高熟化率和高殺菌率的要求，熟化度通常可達(dá)50-60%，同時(shí)具有較高相對運(yùn)動(dòng)的漿葉能相互“洗刷”，使這一類型的調(diào)質(zhì)器有較高的自清潔能力，粉料在調(diào)質(zhì)室的殘留現(xiàn)象也有所改善。
5、膨脹器
膨脹器也稱EXPANDER，國內(nèi)又名環(huán)隙擠壓機(jī)，其工作原理與擠壓機(jī)相同，都是用機(jī)械能來增加制粒之前加入粉料中的熱量。粉料在壓力的作用下被迫通過螺桿和壓模之間的狹窄間隙，產(chǎn)生壓實(shí)和剪切，與螺桿和缸體發(fā)生激烈的摩擦，并產(chǎn)生大量的熱量，以此達(dá)到熟化、殺菌和改善制粒狀況的目的。不同之處在于膨脹器的壓模間隙可調(diào)，工作中可以通過調(diào)整壓模間隙，控制粉料在調(diào)質(zhì)室的擠壓、摩擦、剪切強(qiáng)度，從而控制擴(kuò)散入粉料的熱量。一般膨脹器可以對物料產(chǎn)生40帕的壓力和120℃-130℃的溫度，物料在這些條件下滯留3至5秒，非?？斓陌l(fā)生物理變化，使物料的淀粉糊化程度和蛋白質(zhì)的可溶度都得到顯著提高，然而，物料中的熱敏性營養(yǎng)成分也會(huì)在這一高溫過程中受到較大損失。

6、通用顆粒熟化機(jī)
通用顆粒熟化機(jī)即Universal Pellet Cooker，簡稱ＵPC，是由美國Wenger制造廠首先提出的新型調(diào)質(zhì)制粒設(shè)備，這一系統(tǒng)基本上是由高效的調(diào)質(zhì)器和一臺短滯留時(shí)間的改進(jìn)型擠壓機(jī)組合而成。在工作過程中，調(diào)質(zhì)器提供滯留和接觸時(shí)間以優(yōu)化飼料的質(zhì)量，而改進(jìn)的擠壓機(jī)則迫使粉料通過具有適當(dāng)大小空洞的壓模從而使其形成顆粒飼料。這種設(shè)備的淀粉糊化程度相當(dāng)高，一般大于70%，飼料顆粒品質(zhì)優(yōu)良，耐水持久，即使在粉料中加入大于10%的脂肪，所生產(chǎn)顆粒飼料的質(zhì)量仍然可以接受。此系統(tǒng)還有一個(gè)特點(diǎn)就是更換壓模非常簡易方便。目前這種調(diào)質(zhì)制粒設(shè)備在水產(chǎn)飼料、幼畜飼料和寵物飼料方面有廣泛的應(yīng)用前景。
除了上述的調(diào)質(zhì)器外還有壓力調(diào)質(zhì)器，其基本概念是提高調(diào)質(zhì)室的工作壓力，從而溫度也隨之上升，高壓可以迫使水分和熱量更快更徹底地進(jìn)入粉料顆粒內(nèi)部，從而改善調(diào)質(zhì)效果。
另外還有調(diào)質(zhì)罐等，這里就不作詳細(xì)介紹了。
三、常用調(diào)質(zhì)器的選擇
一般普通的畜禽飼料廠可選用單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器，保證30秒左右的調(diào)質(zhì)時(shí)間，可使淀粉糊化度達(dá)20%左右，基本滿足普通畜禽飼料的加工要求；水產(chǎn)飼料廠應(yīng)選用二級、三級調(diào)質(zhì)器或雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器，確保調(diào)質(zhì)飼料的熟化度達(dá)到50%以上。
膨脹器又稱為超級調(diào)質(zhì)器，用膨脹器膨化大豆和玉米等原料可提高飼料的適口性及消化率，同時(shí)改變飼料內(nèi)的抗原物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子；還可以用膨脹器配合制粒機(jī)進(jìn)行二次制粒，使粉料先通過膨脹器經(jīng)螺桿和壓模的強(qiáng)烈擠壓和剪切形成短時(shí)高溫，促使淀粉充分糊化，改善顆粒質(zhì)量；一些飼料企業(yè)直接使用膨脹器生產(chǎn)乳豬料和肉雞飼料等片狀飼料，營養(yǎng)全面、適口性好，有較大的市場空間。
四、漿葉式調(diào)質(zhì)器的正確使用
目前顆粒飼料的調(diào)質(zhì)器最常用的是單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器和雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器，下面從幾個(gè)方面談?wù)勥@些調(diào)質(zhì)器在使用中應(yīng)注意的問題。
1、蒸汽壓力和添加量的控制
蒸汽是調(diào)質(zhì)時(shí)水分和熱量的來源，因此其質(zhì)量的好壞直接影響調(diào)質(zhì)的效果，漿葉式調(diào)質(zhì)器在安裝時(shí)必須合理的設(shè)計(jì)蒸汽管路，使用穩(wěn)定可靠的蒸汽減壓閥和疏水閥，保證進(jìn)入調(diào)質(zhì)器的是壓力穩(wěn)定的干飽和蒸汽；蒸汽應(yīng)從切線進(jìn)入調(diào)質(zhì)器，沿軸向噴出使之與粉料混合更強(qiáng)烈；蒸汽方向不可垂直對著調(diào)質(zhì)器軸，那樣不僅達(dá)不到好的混和效果，反而使蒸汽對調(diào)制質(zhì)器軸產(chǎn)生“汽蝕”而割斷調(diào)質(zhì)器軸。調(diào)質(zhì)時(shí)根據(jù)原料和配方以及氣候的變化選用合適的蒸汽壓力和添加量，濕度大的季節(jié)、原料水分含量高時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高蒸汽壓力，減少蒸汽添加量；干燥季節(jié)、原料水分含量低時(shí)應(yīng)降低蒸汽壓力、增加蒸汽添加量；夏天室溫較高可降低蒸汽壓力，因?yàn)榈蛪赫羝尫艧崃亢退指鼮檠杆伲欢練鉁氐涂商岣哒羝麎毫?，增?qiáng)調(diào)質(zhì)溫度，減少蒸汽管道中的冷凝水，有助于粉料的熟化。
2、調(diào)質(zhì)時(shí)間的控制
（1）單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時(shí)間的控制
一般單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時(shí)間短，可同時(shí)采用減小攪動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和改變漿葉角度的方式來增加調(diào)質(zhì)時(shí)間。攪動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)采用變頻器或電磁調(diào)速器來控制，漿葉的調(diào)節(jié)建議在進(jìn)料口處（即調(diào)質(zhì)器漿葉軸從開始端到后1/4或1/3處）的漿葉保持在出廠時(shí)的設(shè)置，這樣可以確保粉料被迅速向前驅(qū)趕進(jìn)入與調(diào)質(zhì)室；漿葉角度的調(diào)整應(yīng)在調(diào)制器長度方向1/3以后開始，對于單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器并非轉(zhuǎn)越慢、漿葉角度越垂直于攪動(dòng)軸越好，這樣雖然增加了調(diào)質(zhì)時(shí)間，但過慢的轉(zhuǎn)速和幾乎垂直于攪動(dòng)軸的葉片不足以使粉料拋起，這樣粉料會(huì)沉積在調(diào)質(zhì)室底部而被輕柔推過調(diào)質(zhì)室，蒸汽在調(diào)質(zhì)時(shí)上部自由流動(dòng)而不會(huì)與粉料發(fā)生強(qiáng)烈的混合，效果差，而且由于粉料的運(yùn)動(dòng)速度過低，更容易在調(diào)質(zhì)室殼體周圍形成粘壁滯留，因此一般單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器轉(zhuǎn)速不應(yīng)低于150r/min，最低不低于100r/min，用變頻器或電磁調(diào)速器控制轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)過程中，調(diào)質(zhì)器也不宜長時(shí)間工作在超低的轉(zhuǎn)速下。
（2）雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時(shí)間的控制
這種調(diào)質(zhì)器單獨(dú)通過對其漿葉角度的調(diào)節(jié)可以使調(diào)質(zhì)時(shí)間在幾十秒至240秒內(nèi)變動(dòng)，所以一般工作中不需要改變槳葉軸的轉(zhuǎn)速，漿葉角度的調(diào)節(jié)可以從入料口處調(diào)質(zhì)器長度方向上1/3以后的漿葉開始，如需增加調(diào)質(zhì)時(shí)間，可增加大徑低速正漿葉片與槳葉軸的夾角。雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器雖然粘壁滯留現(xiàn)象有所改善，但是有的物料粘壁滯留現(xiàn)象還是比較嚴(yán)重，此時(shí)可以適當(dāng)減小小徑高速反漿葉片與攪動(dòng)軸的的夾角，以此來加劇反漿葉片對粉料的逆向搓動(dòng)，減少殘留量。

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