顆粒飼料加工過程中常規(guī)水分控制技術(shù)分析

       顆粒飼料加工所用原料來源及品種的多樣性，帶來了飼料加工中間產(chǎn)品以及最終產(chǎn)品水分分布的差異和含水量的多變性。研究表明，混合后半成品粉料的水分變化一般在9％～14％之間；調(diào)質(zhì)前粉料的水分含量在12.5％左右；調(diào)質(zhì)后入模物料的水分含量在15.0％～16.5％之間比較合理，生產(chǎn)的顆粒飼料加工質(zhì)量較好，光潔度均勻，粉化率低，同時能耗也較低，最終產(chǎn)品的水分含量也易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求（一般加工后顆粒飼料的水分應(yīng)不高于12.5%）。

1水分控制技術(shù)

      原料本身的水分含量及調(diào)質(zhì)過程中水分添加量和冷卻效果是影響顆粒飼料產(chǎn)品最終水分含量的主要因素。在顆粒飼料加工過程中，應(yīng)根據(jù)不同的情況綜合控制這些因素，才能保證產(chǎn)品的最終水分含量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
 

1.1原料的水分控制

      顆粒飼料是由多種原料配合制成,成品飼料的水分與原料密切相關(guān)，當(dāng)原料水分超標(biāo)引起成品飼料水分超標(biāo)時,現(xiàn)行的顆粒飼料加工工藝無法解決,只有從控制原料的水分抓起,才能有效控制成品顆粒飼料的水分。首先必須有完善的原料管理制度，嚴(yán)格控制原料采購和進(jìn)庫關(guān)，常規(guī)原料的進(jìn)倉水分含量不應(yīng)超過正常指標(biāo)，凡不符合要求的一律不準(zhǔn)采購和進(jìn)庫，水分超標(biāo)的原料，一般情況下不得加工成品飼料。第二，易吸水的原料應(yīng)盡量不要壓倉，不能靠墻堆碼，應(yīng)根據(jù)原料品種制定適宜的存貯時間，超過存貯時間應(yīng)重新測量其水分含量。第三，注意倉庫管理，倉庫應(yīng)定時通風(fēng)，一般要設(shè)有控溫、控濕裝置，原料出庫遵循“先進(jìn)先出”原則，保證出庫原料的水分含量與其它質(zhì)量指標(biāo)在規(guī)定的波動范圍內(nèi)，應(yīng)根據(jù)正常生產(chǎn)條件下的原料用量限量進(jìn)料，盡量縮短原料庫存期。
 

1.2調(diào)質(zhì)過程中的水分控制

       調(diào)質(zhì)是制粒前對粉狀料進(jìn)行水熱處理，通過調(diào)質(zhì)可提高飼料的可消化性，提高顆粒硬度，降低顆粒粉化率，殺滅致病菌，節(jié)省制粒能耗，提高模、輥壽命。調(diào)質(zhì)時蒸汽（水分）的添加量會對調(diào)質(zhì)效果和成品顆粒飼料的水分含量產(chǎn)生較大影響。加入蒸汽過多，會使物料變得過軟，易堵塞模孔，影響生產(chǎn),成品顆粒水分含量偏高；若蒸汽添加不足,顆粒機(jī)產(chǎn)量低，壓模、壓輥磨損大，熟化度低，產(chǎn)品表面粗糙，粉化率高，電耗大。
 

       調(diào)質(zhì)后物料的水分含量是判斷調(diào)質(zhì)效果的重要指標(biāo)之一，可通過調(diào)節(jié)進(jìn)汽量和蒸汽的質(zhì)量來控制蒸汽的添加量。在生產(chǎn)過程中，要根據(jù)粉料的含水率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使入模物料能達(dá)到理想的溫度和水分含量。對于正常含水率的粉料,調(diào)質(zhì)需要的是干蒸汽，含水的蒸汽會對調(diào)質(zhì)、制粒等帶來不利的影響。一般按生產(chǎn)率的4%～6%來添加蒸汽量比較合理。對于水分含量較低的粉料，就要想辦法增加物料的水分含量，可通過降低蒸汽壓力、關(guān)閉所有或部分疏水閥、添加不飽和蒸汽、增加調(diào)質(zhì)時間等方法來增加調(diào)質(zhì)后物料的水分含量，以提高顆粒的水分。對于水分含量較高的粉料，應(yīng)采用高壓超飽和蒸汽，使調(diào)質(zhì)后粉料溫度達(dá)到要求而含水量不至于過高。
 

1.3冷卻過程中的水分控制

       冷卻是為了降低顆粒飼料的溫度，使其不超過室溫3～5℃，帶走顆粒中的水分，使顆粒飼料產(chǎn)品水分含量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。冷卻后顆粒飼料的溫度和水分必須都達(dá)到要求才能進(jìn)行包裝，否則成品在貯存過程中易發(fā)霉變質(zhì)。應(yīng)根據(jù)剛脫模出來的顆粒飼料的產(chǎn)量、溫度、水分、顆粒大小及其成分及時調(diào)整冷卻風(fēng)量和冷卻時間，對于較干、較小的顆粒飼料所用的冷卻風(fēng)量應(yīng)小些、冷卻時間應(yīng)短些；相反，較濕、較大的顆粒飼料則應(yīng)加大風(fēng)量、延長冷卻時間。要保證所有顆粒獲得相同的冷卻時間，應(yīng)嚴(yán)格按照冷卻器的使用要求來操作，保證其均勻地自動出料。在制粒開始和結(jié)束的過程中,冷卻器應(yīng)多工作幾分鐘,尤其制粒機(jī)停機(jī)后,冷卻器應(yīng)再工作10min左右，保證顆粒全部出機(jī)。
 

2水分添加技術(shù)

        當(dāng)原料本身含水量較低，使得混合后粉料的含水率遠(yuǎn)低于12.5%時，通過物料混合時噴加霧化水可提高制粒效率和顆粒飼料質(zhì)量，降低動力消耗，并可減少產(chǎn)品的重量損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。
       要想給粉料添加水分，必須對進(jìn)廠原料、混合粉料和最終產(chǎn)品的水分進(jìn)行實時監(jiān)控，只有當(dāng)混合粉料和最終產(chǎn)品的水分都低于12.5%時才能考慮水分添加。水的添加量由人工根據(jù)檢測結(jié)果設(shè)定，目標(biāo)水分應(yīng)設(shè)定在高于初始水分2個百分點處，但最高水分不得超過13%。如果混合粉料初始水分是11.2%，則目標(biāo)水分應(yīng)是13%；如果混合粉料初始水分是9.2%， 則目標(biāo)水分應(yīng)是11.2%。
   

       由于粉料水分存在一定的波動，在采用人工檢測進(jìn)行水分添加時，一定要時刻檢測顆粒飼料產(chǎn)品最終水分，在每批飼料生產(chǎn)初期更要勤查，根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整水分添加量和飼料在冷卻器內(nèi)停留時間，使產(chǎn)品最終水分達(dá)到目標(biāo)水分。對大多數(shù)制粒產(chǎn)品來說，目標(biāo)水分最好設(shè)定為12.5%，任何時候都不應(yīng)超過13%，否則容易發(fā)霉變質(zhì)。
 

       目前常用的水添加設(shè)備是水自動添加系統(tǒng)，適用于向混合機(jī)內(nèi)添加水，使粉料的水分增加，解決飼料廠原料水分過低，生產(chǎn)成本過高等問題。水添加系統(tǒng)主要由不銹鋼儲水罐、防銹電磁閥、水泵、防銹流量計和智能流量儀等組成，噴水量和噴水延時時間可在智能流量儀上設(shè)定。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的微電腦自動控制技術(shù)，具有自動化程度高、添加比例準(zhǔn)確、控制可靠、操作方便等特點，但對混合機(jī)內(nèi)噴嘴的要求很高，必須達(dá)到完全霧化，才能確保均勻添加。該技術(shù)存在的主要問題是水分添加量相對固定，不能根據(jù)原料、加工過程變化適時調(diào)整，容易造成成品顆粒飼料含水率偏高。
 

       還有一種加水方法是在制粒機(jī)壓縮室內(nèi)噴霧加水，在此處噴霧加水具有蒸發(fā)降溫的作用，可有效地抑制蒸汽逸出，使產(chǎn)品保留更多的原有水分，可使產(chǎn)品的水分增加量與此處的加水量一致。大量的試驗結(jié)果表明，此種方法加水量最多為0.5%，高于此值，產(chǎn)品質(zhì)量將會下降。安全使用這種系統(tǒng)的方法是使用水分在線檢測裝置，實時調(diào)節(jié)控制噴霧量，防止最終產(chǎn)品水分過高。
 

3水分在線檢測與控制技術(shù)

       顆粒飼料在加工過程中，物料水分受到粉碎、水及蒸汽等液體添加物、調(diào)質(zhì)、制粒和冷卻等因素的影響，不斷發(fā)生變化。即使同一批原料，在每一個工序水分變化也不相同，產(chǎn)品含水量與工藝過程中物料含水量呈非線性相關(guān)，根本無法預(yù)測出最終產(chǎn)品的水分含量。因此，飼料加工中最理想的水分測控方法應(yīng)該是在線的實時監(jiān)測與控制，動態(tài)預(yù)報產(chǎn)品水分含量，達(dá)到最佳控制飼料產(chǎn)品水分的目的。
 

       顆粒飼料加工水分在線檢測與控制技術(shù)有兩種控制方案，一種是反饋控制，另一種是前饋控制。反饋控制是在線檢測冷卻后顆粒飼料的水分，前饋控制在線檢測的是調(diào)質(zhì)前粉料的水分，兩者都是將檢測值與顆粒飼料產(chǎn)品水分的設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制調(diào)質(zhì)蒸汽（水分）添加量和在制粒機(jī)壓縮室噴霧加水量。前饋與反饋相比，采樣料與準(zhǔn)備加水料在時間上更為接近一些，實時性更強(qiáng)，所以一般選用前饋控制。顆粒飼料加工水分在線控制是一種質(zhì)的飛躍，使成品含水量保持在標(biāo)準(zhǔn)值最窄的區(qū)域內(nèi)，有利于產(chǎn)品的水分含量穩(wěn)定，提高經(jīng)濟(jì)效益。
 

      在線水分測量均為間接法，通過測量與水分相關(guān)的物性參數(shù)變化，尤其是電特性方面的改變，獲得物料的含水量值。在線水分測量除要求保證測量精度、滿足測量的實時性外,還要求重視測量數(shù)據(jù)的可重復(fù)性、測量信息的保真性以及測量與測量數(shù)據(jù)處理的智能化程度。通過分析比較當(dāng)今發(fā)展起來的水分在線測量方法，微波法被證明是一種理想的水分在線測量方法，已在許多方面得到了成功的應(yīng)用，且在國外也已應(yīng)用到飼料水分測量中。
 

       微波水分測量的誤差低于±0.4%，且重復(fù)性誤差小于±0.2%，瞬時采樣讀數(shù)為10次/s，精度高，性能穩(wěn)定，抗干擾和抗沖擊能力強(qiáng)，可以為飼料加工過程提供全程的水分監(jiān)控，使工廠效益最大化而損失極小化，是一種安全的、具有可觀性和可控性的系統(tǒng)，是飼料加工在線水分實時測控的一種最佳選擇。實際應(yīng)用中，微波水分測量與控制系統(tǒng)包括微波檢測單元、測量信號處理單元、系統(tǒng)邏輯控制單元、加水與水量控制單元、顯示與監(jiān)視單元等。
 

4小結(jié)

       顆粒飼料成品水分含量受原料、倉儲、飼料加工過程中每一個環(huán)節(jié)的影響，在加工過程中加強(qiáng)對加工對象的水分控制，能夠提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益，特別是通過在線控制粉料的水分含量，可提高顆粒飼料的質(zhì)量及均一性，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。