影響顆粒料加工質量因素的分析和解決方法

小馬哥 · 發表于 2007-9-22 13:35:52

　　1 顆粒飼料加工質量優劣的鑒定顆粒料加工質量的好壞，主要表現在以下幾個方面：

　?、?顆粒的穩定性。主要指顆粒料在成型后在冷卻、分級、轉運、儲存過程中保持原有幾何形狀的特性。

　?、陬w粒的外觀質量。主要指顆粒表面是否光滑，顆粒的顏色、長度是否一致等。

　　③顆粒的硬度。飼喂不同的動物，對顆粒料的硬度要求是不一樣的。例如豬料的硬度要求較低，鴨料、魚料的硬度要求較高。

　?、茴w粒熟化程度。顆粒的熟化程度高有利于動物消化吸收，常通過檢測淀粉的糊化度來評判。

　?、蓊w粒的水分。合理的水分有利于提高飼料的適口性和企業的經濟效益；而較低的水分是飼料安全儲存的必要條件。

　　2 影響顆粒加工質量的因素

　　根據美國大豆協會飼料技術顧問熊易強博士的研究表明，在顆粒質量的影響因素中配方占40%，粉碎粒度占20%，調質效果占20%，制粒過程控制占15%，冷卻條件占5%。我們在生產實踐中得到的經驗數據基本符合這個觀點。

　　2.1 配方配方是保證顆粒質量的重要因素。其中水分、淀粉、蛋白質、脂肪粗纖維對顆粒的質量影響尤其明顯。

　　2.1.1 水分原料混合以后綜合樣的理想水分夏季12%～14%，冬季10%～12%，通過調質原料吸收蒸汽后達到水分15%～17%。一般添加原料重量1%的蒸汽物料對應升高13～15℃。筆者通過測量在四川的氣候條件下使用“逆流式冷卻器”如果蒸汽飽和度較高，夏季通過制粒冷卻后顆粒水分會比原料降低0.5% ～1.5%,冬季如果不對調質器和冷卻器，保溫水分會上升0.5%～1.5%。只要蒸汽的飽和度足夠，不管是冬季還是夏季添加較多的蒸汽使物料調質充分成品料的水分反而比低溫調質低。所以要控制成品水分必須控制原料水分。原料水分過高還會導致制粒過程中堵塞環模，產生片狀的鍋巴了混入成品，甚至導致生產無法連續進行。如果原料水分過低，飼料成品顆粒易產生干脆現象，粉化率會提高；同時為提高企業的經濟效益和動物的適口性，可有條件地人工添加水分，詳細規定在“調質效果”中闡明。

　　2.1.2 淀粉生淀粉表面粗糙，制粒阻力大，粘結性能差但通過蒸汽調質、環模壓輥擠壓，淀粉會部分糊化。糊化淀粉粘結性能好，顆粒質量好。所以有時為了滿足工藝上的要求而非營養指標的要求也要在配方中添加一定量的淀粉原料。這在水產料的配方設計中尤其重要，例如在幼魚料的配方設計中，從營養的角度幼魚對淀粉的消化率極低，但為了保持幼魚料在水中的穩定性配方中必需添加一定量的淀粉，或其它粘結劑。不同原料的淀粉糊化后粘結性能不同。例如大麥和小麥的粘結性能比玉米好，烘干玉米不如自然風干玉米好。

　　2.1.3 蛋白質配方中蛋白質含量適量時，易于制粒，顆粒質量也較好，因為蛋白質受熱后變性、粘性增大，制粒機產量提高、質量好。蛋白質含量過高時，吸收蒸汽能力嚴重下降，調質溫度降低，制粒的效果下降。

　　2.1.4 脂肪：適量的脂肪能減小物料和環模的摩擦阻力，從而減小環模磨損；也能使產量提高，能耗降低，顆粒表面光滑。但要控制在3%以內，脂肪含量過高顆粒質量會下降，特別易脆。如果配方需要的脂肪含量超過5%可采用后噴涂工藝。

　　2.1.5 粗纖維：粗纖維含量不宜超過10%～15%。因為它自身的粘貼性差，使飼料粒子間的結合力下降；同時也影響飼料吸收蒸汽的能力，使飼料的硬度升高、成型率和產量降低，也使設備磨損量和設備的振動嚴重增大。

　　2.2 原料的粉碎粒度粉碎細度是影響顆粒品質和生產效率的一個重要環節。粉碎細度決定著飼料組份的表面積。粒度細，表面積大，吸收蒸汽的水分均勻而快速，原料中淀粉糊化度高。粉碎度越細致越均一，制出的顆粒質量越好，環模和壓輥磨損越小。相反粉碎粒度粗的原料由于含有大顆粒，會引起制出的顆粒破裂和斷開，導致粉料增加。

　　2.2.1 調質效果調質是制粒前的重要環節，好的調質效果能極大地提高產量，降低制粒機振動、降低能耗，提高顆粒質量。調質效果的好壞可以用三個指標來反映，一是調質后原料的溫度：一般要求豬料不低于80℃；水產料不低于90℃；禽料不低于65℃。根據熊易強博士的研究：在不堵機的條件下調質溫度越高越有利于保證顆粒質量，和營養成份盡量少的被破壞。二是水分：通常配合飼料調質后水分可達15%～17%。不同物料對水分的吸收能力不一樣；如果物料對水分的吸收能力差，加入過多的蒸汽，轉變成游離水后易造成堵機。三是時間：物料在調質室內需要30～40s以上的停留時間。

　　影響調質效果的因素有3個方面：①物料本身的特性；②蒸汽的品質；③調質設備的性能和參數調節。

　　2.3 環模和制粒機因素

　　環模影響顆粒飼料質量的因素主要是環模的壓縮比、孔徑、孔壁粗糙度、減壓孔的直徑和深度以及維護使用狀況等。不同品種飼料對環模的壓縮比及模孔直徑的要求有所不同，壓制不同品種的飼料，需要選用相應的壓縮比和孔徑，以獲得所需質量的飼料顆粒。環模的維護使用狀況也會影響顆粒飼料質量，如出現如下情況，顆粒飼料質量將會明顯下降：環模的工作面不均勻的磨損、過多的蜂窩孔、有效厚度降低和?？變缺砻娉霈F斑點或刻痕等。

　　制粒機的因素主要是轉速。環模在制粒機上的線速度一般為4～8m/s（線速度在外徑上測量），能提供兩種壓模轉速的制粒機在生產品種廣泛的飼料時可獲得最佳效果。一般來說，制粒機的轉速越高，飼料顆粒的質量越差。

　　2.4 冷卻因素

　　顆粒飼料離開環模時的溫度達70℃～100℃，水分達15%～18%，為了安全儲存和輸送，確保顆粒的耐久性，減少顆粒的破碎，顆粒料溫度要降低到不高于室溫5℃，最好控制在3℃以內。水分降低到10%～12.5%，這一過程是通過冷卻器來完成的。一般空氣溫度每升高約11 ℃，其持水能力就可提高一倍，故當半成品水分高時，可以通過提高進入冷卻器的空氣溫度來調節顆粒成品的水分。目前被廣泛地與環模制粒機配套使用的是逆流式冷卻器，這種冷卻器自動化程度高，顆粒冷卻后表里如一、無裂縫、外觀光滑。

　　3 顆粒料異常外觀的產生原因及改進辦法

　　生產中，顆粒飼料產品有時會出現不同程度的外觀質量缺陷。現將顆粒飼料中常出現的加工缺陷歸納如下，并分析缺陷產生的原因，提出各種改進措施。

　　3.1 顆粒彎曲且一面呈現許多裂紋

　　3.1.1 產生原因：這種現象通常是在顆粒離開環模時產生的。原因有：①當切刀刀口位置離環模與壓輥嚙合區表面較遠或切刀平面與嚙合區切線角度不合理或刀口較鈍時，顆粒從?？讛D出時是被切刀碰斷的或撕裂而非被切斷的；②減壓孔過大。這2種情況會造成有部分顆粒彎曲且一面呈現許多裂紋。

　　3.1.2 改進措施：①增大環模的壓縮比，增大環模、壓輥對物料的壓縮力；從而增加顆粒料的密度、硬度和強度；②提高粉碎細度；③如果添加了糖蜜或油脂應控制添加量并改善糖蜜或油脂的散布均勻度。以提高飼料的密實度，防止飼料松軟；④調節切刀與環模表面的距離和角度；⑤使用較比較薄的切刀（1～1.2mm厚的錳鋼片性能較好）并且生產過程中磨損后要及時磨鋒利；⑥必要時使用粘結劑，改善顆粒料內部的結合力；⑦減壓孔直徑與有效孔直徑差應控制在0.2～0.4mm。

　　3.2 水平裂紋橫向貫穿整個顆粒

　　3.2.1 產生原因：與顆粒彎曲顯現類似，裂紋發生于顆粒的橫切面，只是沒有彎曲。其產生原因主要：①含有較多纖維的蓬松飼料制粒時，由于其中含有比孔徑長的纖維，當顆粒被擠出后，因纖維的膨脹作用使顆粒在橫切面上產生貫穿的裂紋。②調質溫度低或時間短，調質不充分，飼料熟化度不夠。③粘結性原料含量過少。④調質后水分高。

　　3.2.2 改進措施：①增大環模的壓縮比，增大環模壓輥對物料的壓縮力；從而增加顆粒料的密度、硬度和強度；②提高粉碎細度，使其中最長的纖維長度不超過粒徑的三分之一；③降低產量以減小飼料通過?？椎乃俣?，增加密實度。④提高調質質量：加長調質時間，或使用多層調質器或高效調質器。⑤當粉料的水分過高或含有尿素時，也可能產生樅樹皮狀的裂紋，應控制添加的水份和尿素含量。

　　3.3 顆粒產生縱向裂紋

　　3.3.1 產生原因：①配方中含有蓬松而略帶彈性的原料，在經過調質是會吸水膨脹，經過環模壓縮制粒后，會因水分的作用及原料本身的彈性而彈開，產生縱向裂紋。②環模壓比過低。③調質溫度低或時間短，調質不充分，飼料熟化度不夠。

　　3.3.2 改進措施：①如果有必要而且配方成本允許，調整配方。②使用較飽和的干蒸汽降低粉料調質后的水分。③降低產量或加大壓縮比，盡可能地延長飼料在環模中的時間；④有必要時添加粘結劑，也可以減少顆粒產生縱向裂紋。⑤提高調質質量：加長調質時間，或使用多層調質器或高效調質器。⑥必要時增加后熟化工序。

　　3.4  顆粒產生輻射式裂紋

　　3.4.1 產生原因這種外觀主要是由于顆粒中含有較大的顆粒，這些大顆粒在調質時，很難充分吸收水蒸汽中的水分和熱量，不象其它較細的原料那么易軟化，而在冷卻時，由于軟化程度不同，導致收縮量的差異，以致產生輻射式裂紋。

　　3.4.2 改進措施：①控制原料的粉碎細度和顆粒均勻度。②使調質充分均勻，讓原料各組分都能充分均勻軟化。③減少冷卻風量，延長冷卻時間。④必要時增加后熟化工序。

　　3.5  顆粒表面凹凸不平

　　3.5.1 產生原因：飼料中的表面凹凸不平，影響了飼料的美觀，投喂到水中，飼料各部分的耐水性不同，使飼料在短時間內潰散。原因在于：①制粒的粉料中含有沒有粉碎過或半碎的大顆粒原料，調質過程中未能充分軟化，在通過?？讜r就不能很好地和其它原料結合在一起，使顆粒顯得凹凸不平。②調質后的原料中夾雜有蒸汽泡，蒸汽泡使飼料在壓制成顆粒的過程中產生氣泡，當顆粒被擠出環模的一瞬間，由于壓力的變化導致氣泡破裂而在顆粒表面產生凹凸不平現象。任何含有纖維的飼料皆可能發生此種情況。

　　3.5.2 改進措施：①妥善控制粉料的細度、改善調質效果從而在調質時使所有原料都能充分軟化。②對于含纖維比較多的原料，由于容易夾雜蒸汽泡，因此不要在這種配方中加入太多的蒸汽。

　　3.6  顆粒出現腮須狀3.6.1 產生原因如果加入的蒸汽量過多，過多的蒸汽游離于纖維或粉料中未被充分吸收，而在顆粒擠出環模時，因壓力的急劇變化蒸汽泡爆裂而將纖維或顆粒原料凸出表面，形成腮須，尤其在生產高淀粉、高纖維含量的飼料時，使用的蒸汽過多，情況越嚴重。

　　3.6.2 改進措施改善調質質量。高淀粉、高纖維含量的飼料，應使用（0.1～0.2MPa）的低壓蒸汽。蒸汽壓力越低，開始凝結的時間越短，有利讓蒸汽中的水分與熱量能充分釋放給飼料吸收。假若蒸汽壓力太高，帶壓的蒸汽進入調質器的瞬間易出現閃蒸，在溫度降到100℃之前不會則蒸汽不會凝結。于是有部分蒸汽儲積在調質后的飼料原料中，當制粒時就導致上面所述的腮須狀顆粒效應，總之應特別注意蒸汽的壓力調節。另外要注意改善調質質量讓添加的蒸汽充分被原料吸收。

　　3.7  單個顆?；騻€體間顆粒顏色不一致，俗稱“花料”

　　3.7.1 產生原因飼料的顏色不均勻容易使養殖戶對產品的質量產生懷疑。一般來說，飼料顏色不均勻與熟化和混合調質過程相關。原料的粉碎粒度不夠容易導致原料混合不均勻，從而影響飼料顆粒不同部位的熟化程度。另外，熟化過程中溫度過高、顆粒大小不一等因素也會影響飼料顆粒的顏色。主要表現為從環模擠出的個別顆粒的顏色比其它正常顆粒的顏色深或者淺，或者單個顆粒的表面顏色不一致，從而影響整批飼料的外觀質量。綜合而言，原因主要有：①飼料配方成分復雜，原料品種多；①混合不均勻；③調質不均勻，制粒前的粉料水分含量不一致；④重復制粒的回機料添加量過大；⑤環模孔內壁粗糙度、模輥間隙、模輥磨損量不一致，環模內布料不均勻等造成環模出料不均勻；⑥粉碎細度達不到要求；⑦粉料在料倉中有分級現象。

　　3.7.2 改進措施：①改善混合效果；②提高調質質量：加長調質時間、使用多層調質器或高效調質器、延長調質時間；③控制粉料的細度和均勻度；④制回機料添加量，添加回機料必須經過混合；⑤修整或更換環模、壓輥；⑥調整模輥間隙到最佳位置，并且使所有的間隙一致。

　　3.8  顆粒耐水性差

　　3.8.1 產生原因飼料的耐水性是指飼料在水中的抗溶蝕能力，通常以規定條件下飼料在水中的溶失率表示。國家標準中規定對蝦飼料的耐水性要達到30 min。飼料耐水性差會導致飼料在未被攝食前就溶散在水中，造成飼料的浪費，并且污染水質。顆粒耐水性差的原因有：①調質時間短、調質溫度低，造成調質不充分溫度低熟化度不夠、水分不足。②淀粉等粘結性原料含量不足。③環模的壓縮比過低。④脂肪含量過高或粗纖維含量過高。⑤粉碎細度不夠。

　　3.8.2 改進措施：①提高原料水分、調整漿葉角度延長調質時間、增加調質蒸汽。②對調質器夾層加蒸汽加熱、必要時增加后熟化穩定設備。③調整配方適當增加淀粉含量、減少脂肪、粗纖維的含量；必要時添加粘結劑。④加大環模的壓縮比、提高粉碎細度。

　　3.9 顆粒料含粉多3.9.1 養殖戶經常因為飼料中料粉過多而投訴。粉料產生原因有3類：①因為飼料顆粒表面不光滑、顆粒松散、切口不整齊等在運輸過程中飼料易粉化；②分級篩粉料口被堵塞，制粒冷卻產生的粉料沒有被篩分出來。③成品倉中物料是呈漏斗型下料的，顆粒料的流動性好會先下，粉料流動性差會積聚，到一定的時候會坍塌，這種坍塌下來的顆粒料含粉特別高。如果接料時不注意檢查將這種料清出來，會造成一批料中有個別的幾包粉料特別重。

　　3.9.2 改進措施：

　　①針對飼料顆粒表面不光滑、顆粒松散、切口不整齊等原因，產生的粉料可以采取如下措施：根據原料的特性和顆粒要求選擇合適的環模開孔面積、壓縮比和喂料量；在設計配方時考慮顆粒粉化的影響適當減少脂肪、纖維的含量，增加淀粉含量；通過延長調質時間、增加調質水分和溫度等措施提高調質質量，提高飼料熟化度；提高粉碎細度：調整或修磨切刀使顆粒切口整齊。

　?、谇謇砘驒z修分級篩。

　?、劢恿线^程中注意檢查飼料含粉率；將含粉率，超標的料重新篩分；針對魚料等對含粉率，有嚴格要求的顆粒料，必要時在成品倉下，接料稱前加一臺震動篩，對飼料進行二次篩分。

　　3.10 顆粒長短不一

　　3.10.1 產生原因長短不一的飼料顆粒影響飼料的整體外觀，另外也會導致飼料不能充分被動物利用，造成浪費。顆粒長短不均勻的原因有：

　?、僭谕粫r刻制粒室內物料分布不均勻；②制粒機的喂料量不均勻，調質效果波動很大；③模輥間隙不一致；④壓輥磨損不一致；⑤環模導料口的磨損量，沿軸向不一致或環模上被堵死的孔較多；⑥沿環模的軸向，兩端的出料速度小于中間的速度。

　?、咴O計環模時減壓孔相比有效孔過大，有的顆粒在減壓孔中被摔斷；小粒徑的環模因減壓孔長，尤其易產生顆粒長短不均勻的現象。

　　⑧切刀的位置或角度不合理。

　　3.10.2 改進措施：

　?、僬{整布料刮刀的長短、寬窄或角度。

　　②剛開設生產和快結束生產時喂料量小且不均勻，導致顆粒長度偏短，如果要求高要接出來。生產過程中要保持喂料量、蒸汽調質的穩定，投入的切刀數量要和產量相匹配，必要時要犧牲產量保證得到合適的顆粒長度。

　?、壅{節壓輥調節螺絲使每個模輥間隙一致。

　　④新環模要配新壓輥，使用中的每個壓輥磨損量要一致；如果壓輥、環模軸向磨損不一致，必要時要將高的地方打磨掉。

　?、菪蘩憝h模的導料口；及時清理，環模上被堵死的孔。

　　⑥在設計環模時，沿環模的軸向，兩端的3排孔壓縮比可以比中間的小1～2mm（根據配方和粒徑選擇）。

　　⑦在設計環模時對顆粒長短要求嚴格的產品，例如魚料有效孔直徑與減壓孔直徑差要控制在0.2～0.4mm范圍內。

　　⑧切刀厚度控制在1.5mm內,刀口鋒利,刀口位于壓輥和環模的嚙合線上,切刀平面于壓輥環模嚙合面切線上翹3～5度角。

　　⑨定期檢查環模與制粒機的同軸度，超標時要修配環模、調節主軸承間隙或更換主軸和空軸軸承。

　　3.11 成品水分過高

　　3.11.1 產生原因：飼料顆粒水分過高，不利于飼料的儲存，易發霉發酵。造成顆粒料水分過高的原因有：

　?、僭纤诌^高。

　　②蒸汽飽和度不夠，調質后水分過高。

　?、壅{質溫度過低。

　?、芎娓苫蚶鋮s時間不夠。

　?、莺娓苫蚶鋮s設備產能不足或發生故障。

　?、蕲h境溫度低和相對濕度高。

　　3.11.2 改進措施：①控制原料水分夏季12%～14%，冬季10%～12%。②調質后水分控制在15%～17%，冬季取下線；控制調質溫度，特別是冬季調質溫度最好控制在80℃以上。③提高蒸汽的飽和度。④延長烘干或冷卻時間。⑤控制制粒機產量，使之與烘干機或冷卻器產能相匹配。⑥檢查冷卻風網是否有短路或堵塞顯現；檢查冷卻器的布料和下料是否均勻。⑦在冬季對冷卻器進行保溫或加蒸汽盤管加熱冷卻風。

　　摘自：廣安萬千集團　　作者：彭毅敏