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影響顆粒料加工質(zhì)量因素的分析和解決方法

   日期:2017-04-12     瀏覽:698    評(píng)論:0    
核心提示:1 顆粒飼料加工質(zhì)量優(yōu)劣的鑒定顆粒料加工質(zhì)量的好壞,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: ① 顆粒的穩(wěn)定性。主要指顆粒料在成型后在冷卻、分
1 顆粒飼料加工質(zhì)量優(yōu)劣的鑒定顆粒料加工質(zhì)量的好壞,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:    ① 顆粒的穩(wěn)定性。主要指顆粒料在成型后在冷卻、分級(jí)、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存過程中保持原有幾何形狀的特性。    ②顆粒的外觀質(zhì)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(dòng)物,對(duì)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。    ④顆粒熟化程度。顆粒 的熟化程度高有利于動(dòng)物消化吸收,常通過檢測(cè)淀粉的糊化度來評(píng)判。    ⑤顆粒的水分。合理的水分有利于提高飼料的適口性和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益;而較低的水分是飼料 安全儲(chǔ)存的必要條件。

2 影響顆粒加工質(zhì)量的因素    
       根據(jù)美國大豆協(xié)會(huì)飼料技術(shù)顧問熊易強(qiáng)博士的研究表明,在顆粒質(zhì)量的影響因素中配方占40%,粉碎粒度占20%,調(diào)質(zhì)效果占20%,制粒過程控制占15%,冷卻條件占5%。我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本符合這個(gè)觀點(diǎn)。  
2.1 配方配方是保證顆粒質(zhì)量的重要因素。其中水分、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪粗纖維對(duì)顆粒的質(zhì)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(diào)質(zhì)原料吸收蒸汽后達(dá)到水分15%~17%。一般添加原料重量1%的蒸汽物料 對(duì)應(yīng)升高13~15℃。筆者通過測(cè)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(huì)比原料降低0.5% ~1.5%,冬季如果不對(duì)調(diào)質(zhì)器和冷卻器,保溫水分會(huì)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(diào)質(zhì)充分成 品料的水分反而比低溫調(diào)質(zhì)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(huì)導(dǎo)致制粒過程中堵塞環(huán)模,產(chǎn)生片狀的鍋巴了混入成品,甚至導(dǎo)致生產(chǎn)無 法連續(xù)進(jìn)行。如果原料水分過低,飼料成品顆粒易產(chǎn)生干脆現(xiàn)象,粉化率會(huì)提高;同時(shí)為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和動(dòng)物的適口性,可有條件地人工添加水分,詳細(xì)規(guī)定 在“調(diào)質(zhì)效果”中闡明。  
2.1.2 淀粉生淀粉表面粗糙,制粒阻力大,粘結(jié)性能差但通過蒸汽調(diào)質(zhì)、環(huán)模壓輥擠壓,淀粉會(huì)部分糊化。糊化淀粉粘結(jié)性能好,顆粒質(zhì)量好。所以有時(shí)為了滿足工藝上的要求而非營養(yǎng)指標(biāo)的要求也要在配方中添加一定量的淀粉原料。這在水產(chǎn)料的配方設(shè)計(jì)中尤其重要,例如在幼魚料的配方設(shè)計(jì)中,從營養(yǎng)的角度幼魚對(duì)淀粉的消化率極低,但為了保持幼魚料在水中的穩(wěn)定性配方中必需添加一定量的淀粉,或其它粘結(jié)劑。不同原料的淀粉糊化后粘結(jié)性能不同。例如大麥和小麥的粘結(jié)性能比玉米好,烘干玉米不如自然風(fēng)干玉米好。   2.1.3 蛋白質(zhì)配方中蛋白質(zhì)含量適量時(shí),易于制粒,顆粒質(zhì)量也較好,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)受熱后變性、粘性增大,制粒機(jī)產(chǎn)量提高、質(zhì)量好。蛋白質(zhì)含量過高時(shí),吸收蒸汽能力嚴(yán)重下降,調(diào)質(zhì)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(huán)模的摩擦阻力,從而減小環(huán)模磨損;也能使產(chǎn)量提高,能耗降低,顆粒表面光滑。但要控制在3%以內(nèi),脂肪含量過高顆粒質(zhì)量會(huì)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?yàn)樗陨淼恼迟N性差,使飼料粒子間的結(jié)合力下降;同時(shí)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(chǎn)量降低,也使設(shè)備磨損量和設(shè)備的振動(dòng)嚴(yán)重增大。    
2.2 原料的粉碎粒度粉碎細(xì)度是影響顆粒品質(zhì)和生產(chǎn)效率的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。粉碎細(xì)度決定著飼料組份的表面積。粒度細(xì),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(xì)致越均一,制出的顆粒質(zhì)量越好,環(huán)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(huì)引起制出的顆粒破裂和斷開,導(dǎo)致粉料增加。  
2.2.1 調(diào)質(zhì)效果 調(diào)質(zhì)是制粒前的重要環(huán)節(jié),好的調(diào)質(zhì)效果能極大地提高產(chǎn)量,降低制粒機(jī)振動(dòng)、降低能耗,提高顆粒質(zhì)量。調(diào)質(zhì)效果的好壞可以用三個(gè)指標(biāo)來反映,一是調(diào)質(zhì)后原料 的溫度:一般要求豬料不低于80℃;水產(chǎn)料不低于90℃;禽料不低于65℃。根據(jù)熊易強(qiáng)博士的研究:在不堵機(jī)的條件下調(diào)質(zhì)溫度越高越有利于保證顆粒質(zhì)量,和營養(yǎng)成份盡量少的被破壞。二是水分:通常配合飼料調(diào)質(zhì)后水分可達(dá)15%~17%。不同物料對(duì)水分的吸收能力不一樣;如果物料對(duì)水分的吸收能力差,加入過多的蒸汽,轉(zhuǎn)變成游離水后易造成堵機(jī)。三是時(shí)間:物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)需要30~40s以上的停留時(shí)間。  
       影響調(diào)質(zhì)效果的因素有3個(gè)方面:①物料本身的特性;②蒸汽的品質(zhì);③調(diào)質(zhì)設(shè)備的性能和參數(shù)調(diào)節(jié)。  
2.3 環(huán)模和制粒機(jī)因素    環(huán)模影響顆粒飼料質(zhì)量的因素主要是環(huán)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(hù)使用狀況等。不同品種飼料對(duì)環(huán)模的壓縮比及??字睆降囊?有所不同,壓制不同品種的飼料,需要選用相應(yīng)的壓縮比和孔徑,以獲得所需質(zhì)量的飼料顆粒。環(huán)模的維護(hù)使用狀況也會(huì)影響顆粒飼料質(zhì)量,如出現(xiàn)如下情況,顆粒 飼料質(zhì)量將會(huì)明顯下降:環(huán)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?nèi)表面出現(xiàn)斑點(diǎn)或刻痕等。   制粒機(jī)的因素主要是轉(zhuǎn)速。環(huán)模在制粒機(jī)上的線速度一般為4~8m/s(線速度在外徑上測(cè)量),能提供兩種壓模轉(zhuǎn)速的制粒機(jī)在生產(chǎn)品種廣泛的飼料時(shí)可獲得最佳效果。一般來說,制粒機(jī)的轉(zhuǎn)速越高,飼料顆粒的質(zhì)量越差。  
2.4 冷卻因素    顆粒飼料離開環(huán)模時(shí)的溫度達(dá)70℃~100℃,水分達(dá)15%~18%,為了安全儲(chǔ)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(nèi)。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(dāng)半成品水分高時(shí),可以通過提高進(jìn)入冷卻器的空氣溫度來調(diào)節(jié)顆粒成品的水分。目前被廣泛地與環(huán)模制粒機(jī)配套使用的是逆流式冷卻器,這種冷卻器自動(dòng)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(chǎn)生原因及改進(jìn)辦法   生產(chǎn)中,顆粒飼料產(chǎn)品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同程度的外觀質(zhì)量缺陷?,F(xiàn)將顆粒飼料中常出現(xiàn)的加工缺陷歸納如下,并分析缺陷產(chǎn)生的原因,提出各種改進(jìn)措施。  
3.1 顆粒彎曲且一面呈現(xiàn)許多裂紋    3.1.1 產(chǎn)生原因:這種現(xiàn)象通常是在顆粒離開環(huán)模時(shí)產(chǎn)生的。原因有:①當(dāng)切刀刀口位置離環(huán)模與壓輥嚙合區(qū)表面較遠(yuǎn)或切刀平面與嚙合區(qū)切線角度不合理或刀口較鈍時(shí),顆粒從模孔擠出時(shí)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(huì)造成有部分顆粒彎曲且一面呈現(xiàn)許多裂紋。    
3.1.2 改進(jìn)措施:①增大環(huán)模的壓縮比,增大環(huán)模、壓輥對(duì)物料的壓縮力;從而增加顆粒料的密度、硬度和強(qiáng)度;②提高粉碎細(xì)度;③如果添加了糖蜜或油脂應(yīng)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(shí)度,防止飼料松軟;④調(diào)節(jié)切刀與環(huán)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(chǎn)過程中磨損后要及時(shí)磨鋒利;⑥必要時(shí)使用粘結(jié)劑,改善顆粒料內(nèi)部的結(jié)合力;⑦減壓孔直徑與有效孔直徑差應(yīng)控制在0.2~0.4mm。   3.2 水平裂紋橫向貫穿整個(gè)顆粒    
3.2.1 產(chǎn)生原因:與顆粒彎曲顯現(xiàn)類似,裂紋發(fā)生于顆粒的橫切面,只是沒有彎曲。其產(chǎn)生原因主要:①含有較多纖維的蓬松飼料制粒時(shí),由于其中含有比孔徑長的纖維, 當(dāng)顆粒被擠出后,因纖維的膨脹作用使顆粒在橫切面上產(chǎn)生貫穿的裂紋。②調(diào)質(zhì)溫度低或時(shí)間短,調(diào)質(zhì)不充分,飼料熟化度不夠。③粘結(jié)性原料含量過少。④調(diào)質(zhì)后 水分高。    
3.2.2 改進(jìn)措施:①增大環(huán)模的壓縮比,增大環(huán)模壓輥對(duì)物料的壓縮力;從而增加顆粒料的密度、硬度和強(qiáng)度;②提高粉碎細(xì)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(chǎn)量以減小飼料通過??椎乃俣?,增加密實(shí)度。④提高調(diào)質(zhì)質(zhì)量:加長調(diào)質(zhì)時(shí)間,或使用多層調(diào)質(zhì)器或高效調(diào)質(zhì)器。⑤當(dāng)粉料的水分過高或含有尿素時(shí),也可能產(chǎn)生樅樹皮狀的裂紋,應(yīng)控制添加的水份和尿素含量。  
3.3 顆粒產(chǎn)生縱向裂紋    
3.3.1 產(chǎn)生原因:①配方中含有蓬松而略帶彈性的原料,在經(jīng)過調(diào)質(zhì)是會(huì)吸水膨脹,經(jīng)過環(huán)模壓縮制粒后,會(huì)因水分的作用及原料本身的彈性而彈開,產(chǎn)生縱向裂紋。②環(huán)模壓比過低。③調(diào)質(zhì)溫度低或時(shí)間短,調(diào)質(zhì)不充分,飼料熟化度不夠。  
3.3.2 改進(jìn)措施:①如果有必要而且配方成本允許,調(diào)整配方。②使用較飽和的干蒸汽降低粉料調(diào)質(zhì)后的水分。③降低產(chǎn)量或加大壓縮比,盡可能地延長飼料在環(huán)模中的時(shí)間;④有必要時(shí)添加粘結(jié)劑,也可以減少顆粒產(chǎn)生縱向裂紋。⑤提高調(diào)質(zhì)質(zhì)量:加長調(diào)質(zhì)時(shí)間,或使用多層調(diào)質(zhì)器或高效調(diào)質(zhì)器。⑥必要時(shí)增加后熟化工序。
3.9 顆粒料含粉多
3.9.1 養(yǎng)殖戶經(jīng)常因?yàn)轱暳现辛戏圻^多而投訴。粉料產(chǎn)生原因有3類:①因?yàn)轱暳项w粒表面不光滑、顆粒松散、切口不整齊等在運(yùn)輸過程中飼料易粉化;②分級(jí)篩粉料口被 堵塞,制粒冷卻產(chǎn)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(dòng)性好會(huì)先下,粉料流動(dòng)性差會(huì)積聚,到一定的時(shí)候會(huì)坍塌,這種坍塌 下來的顆粒料含粉特別高。如果接料時(shí)不注意檢查將這種料清出來,會(huì)造成一批料中有個(gè)別的幾包粉料特別重。   3.9.2 改進(jìn)措施:    ①針對(duì)飼料顆粒表面不光滑、顆粒松散、切口不整齊等原因,產(chǎn)生的粉料可以采取如下措施:根據(jù)原料的特性和顆粒要求選擇合適的環(huán)模開孔面積、壓縮 比和喂料量;在設(shè)計(jì)配方時(shí)考慮顆粒粉化的影響適當(dāng)減少脂肪、纖維的含量,增加淀粉含量;通過延長調(diào)質(zhì)時(shí)間、增加調(diào)質(zhì)水分和溫度等措施提高調(diào)質(zhì)質(zhì)量,提高飼 料熟化度;提高粉碎細(xì)度:調(diào)整或修磨切刀使顆粒切口整齊。    ②清理或檢修分級(jí)篩。    ③接料過程中注意檢查飼料含粉率;將含粉率,超標(biāo)的料重新篩分;針對(duì)魚料等 對(duì)含粉率,有嚴(yán)格要求的顆粒料,必要時(shí)在成品倉下,接料稱前加一臺(tái)震動(dòng)篩,對(duì)飼料進(jìn)行二次篩分。    
3.10 顆粒長短不一    
3.10.1 產(chǎn)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(huì)導(dǎo)致飼料不能充分被動(dòng)物利用,造成浪費(fèi)。顆粒長短不均勻的原因有:    ①在同一時(shí)刻制粒室內(nèi)物料分布不均勻;②制粒機(jī)的喂料量不均勻,調(diào)質(zhì)效果波動(dòng)很大;③模輥間隙不一致;④壓輥磨損不一致;⑤環(huán)模導(dǎo)料口的磨損量,沿軸向不一致或環(huán)模上被堵死的孔較多;⑥沿環(huán)模的軸向,兩端的出料速度小于中間的速度。    ⑦設(shè)計(jì)環(huán)模時(shí)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(huán)模因減壓孔長,尤其易產(chǎn)生顆粒長短不均 勻的現(xiàn)象。⑧切刀的位置或角度不合理。  
3.10.2 改進(jìn)措施:    ①調(diào)整布料刮刀的長短、寬窄或角度。    ②剛開設(shè)生產(chǎn)和快結(jié)束生產(chǎn)時(shí)喂料量小且不均勻,導(dǎo)致顆粒長度偏短,如果要求高要接出來。生產(chǎn)過程中要保持喂 料量、蒸汽調(diào)質(zhì)的穩(wěn)定,投入的切刀數(shù)量要和產(chǎn)量相匹配,必要時(shí)要犧牲產(chǎn)量保證得到合適的顆粒長度。    ③調(diào)節(jié)壓輥調(diào)節(jié)螺絲使每個(gè)模輥間隙一致。    ④新環(huán)模要配新壓輥,使用中的每個(gè)壓輥磨損量要一致;如果壓輥、環(huán)模軸向磨損不一致,必要時(shí)要將高的地方打磨掉。  ⑤修理環(huán)模的導(dǎo)料口;及時(shí)清理,環(huán)模上被堵死的孔。   ⑥在設(shè)計(jì)環(huán)模時(shí),沿環(huán)模的軸向,兩端的3排孔壓縮比可以比中間的小1~2mm(根據(jù)配方和粒徑選擇)。    ⑦在設(shè)計(jì)環(huán)模時(shí)對(duì)顆粒長短要求嚴(yán)格的產(chǎn)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(nèi)。    ⑧切刀厚度控制在1.5mm內(nèi),刀口鋒利,刀口位于壓輥和環(huán)模的嚙合線上,切刀平面于壓輥環(huán)模嚙 合面切線上翹3~5度角。    ⑨定期檢查環(huán)模與制粒機(jī)的同軸度,超標(biāo)時(shí)要修配環(huán)模、調(diào)節(jié)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(chǎn)生原因:飼料顆粒水分過高,不利于飼料的儲(chǔ)存,易發(fā)霉發(fā)酵。造成顆粒料水分過高的原因有:    ①原料水分過高。②蒸汽飽和度不夠,調(diào)質(zhì)后水分過高。③調(diào)質(zhì)溫度過低。④烘干或冷卻時(shí)間不夠。⑤烘干或冷卻設(shè)備產(chǎn)能不足或發(fā)生故障。 ⑥環(huán)境溫度低和相對(duì)濕度高。  
3.11.2 改進(jìn)措施:①控制原料水分夏季12%~14%,冬季10%~12%。②調(diào)質(zhì)后水分控制在15%~17%,冬季取下線;控制調(diào)質(zhì)溫度,特別是冬季調(diào)質(zhì)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(shí)間。⑤控制制粒機(jī)產(chǎn)量,使之與烘干機(jī)或冷卻器產(chǎn)能相匹配。⑥檢查冷卻風(fēng)網(wǎng)是否有短路或堵塞顯現(xiàn);檢查冷卻器的布料和下料是否均勻。⑦在冬季對(duì)冷卻器進(jìn)行保溫或加蒸汽盤管加熱冷卻風(fēng)。
 
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