解决饲料制粒调质问题的整体方案.ppt
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1、提升饲料制粒调质效果 系统解决水产饲料加工的品质和效率,封面,关于颗粒外观质量的内容的细分,颗粒外观质量的分类,颗粒外观质量的项目,几何外观:长短(均匀)度、粒径、切口,物理外观:耐水性、含粉率、光洁度、色泽、硬度,“颗粒硬度”不应该成为一项质量标准,外观质量行业要求的特点,颗粒外观质量的标准是“行业要求”,而非“行业标准”。 因此受主观因素影响较大,所以讨论颗粒外观质量必 须“就时、就地”分析。 所谓“行业要求”与“行业标准”的差异。 行业要求的典型差异: 中低档鱼料: 驯化养鱼的35分钟,散养鱼的1535分钟。 猪料: 长江以南很多地区在喂猪时,其猪料都要先泡水,且要求化水时间小于3分钟。
2、明显区别于通常所讲的“一盆料、一盆水”。,颗粒外观只是“行业要求”,控制颗粒外观质量错误的分析思路,颗粒硬度,长短控制,耐水性,含粉率,压缩比,切口平整,当前,对饲料颗粒含粉率的要求变得更高。尤其是在鸭料方面,很多厂家为追求低粉,简单地采用提高压缩比方法来增强颗粒硬度,造成较严重的产能偏低问题。,颗粒外观品质的经典误区,决定颗粒外观质量各要素之间的关系,解决颗粒外观质量的正确思路,决定颗粒品质的三层关系: 1、物理外观是前提: 只有先解决物理外观中的耐水性、含粉率等问题,才能保证几何外观中等切口、长短均匀度等问题。 2、调质是核心: 物料的调质是饲料颗粒质量的核心控制点。 3、稳定的生产效率也
3、是保证颗粒品质的必要条件。 在实际操作中,不能保证稳定的生产效率,也很难保证物料的调质效果。,热/湿条件 HOT/MOIST CONDITIONING,冷/干条件 COOL/DRY CONDITIONING,调质的作用,调质的作用,淀粉的存在:是以淀粉粒形式埋存在蛋白质的基质之中,淀粉粒有一定结构组织,内部的直链淀粉和支链淀粉分子整齐排列在淀粉粒中,形成层状结构,外层由蛋白质膜包裹。 双折射现象:由于淀粉粒内部整齐有序的分子排列结构,内部有类似晶体组织结构,有整齐的分子排列,在光学显微镜下可以看到纹理和脐点,在偏振光显微镜下可以看到双折射马耳它十字条纹,即所谓的双折射现象。 损伤淀粉:粉碎过程
4、中,淀粉内部结构和外表形状受到伤害,出现裂纹和碎片,受到伤害的淀粉粒称为损伤淀粉。,淀粉的特性,淀粉的特性,完整未损伤的淀粉粒在常温下饱和吸水量约为淀粉重量的40%,而损伤淀粉吸水量根据淀粉的损伤程度可达到80100%。 如果淀粉水悬浮液加热,吸水量会加大。当温度上升到淀粉糊化温度时,淀粉粒开始大量吸水,膨胀、破裂而解体,淀粉粒内部的淀粉分子溢出与水发生水合作用。 这时淀粉粒的折射十字条纹消失。 继续上升温度,所有的淀粉粒会全部破裂生成淀粉糊,粘度迅速上升。 如果糊化后的淀粉糊降温,其粘度值仍渐渐上升(为什么冷却后饲料会变硬、变得更结实)。,淀粉糊化的真实过程,淀粉糊化的过程,双折射现象的消失
5、,原料结构硬度是影响淀粉损伤的重要因素。 例如:硬质小麦蛋白质与淀粉粒之间的结合力强,结构紧密,质地坚硬;软质小麦(或玉米)蛋白质与淀粉粒之间结合力弱,结构与质地松软,胚乳中存在空气间隙。 加工过程,受到磨辊的机械力作用,硬麦易于产生损伤淀粉,而软麦所产生的损伤淀粉明显低于硬麦。 所以,与玉米相比,小麦更需要利用其容易产生损伤淀粉的特性,通过提高对小麦的粉碎细度来增强其吸水能力。 物料的吸水率与面粉损伤淀粉,蛋白质、水分含量有密切的关系。损伤淀粉、蛋白质含量越高,面粉吸水率越大,因为损伤淀粉的吸水量是非损伤淀粉的一倍左右, 蛋白质吸水后,可以吸收蛋白质重量二倍左右的水。 原料水分的高低也会影响
6、原料的吸水率。,原料硬度、淀粉及蛋白的吸水,原料的结构硬度与吸水,蛋白质的水合作用,蛋白质的水合作用,水合性质,包括水的吸收和保持、湿润性、溶胀性、黏附性、分散性、溶解度和黏度等, 水合性质:主要取决于蛋白质水的相互作用,蛋白质制品的许多功能性与水合作用有关。蛋白质的水合性质是食品化学上的重要性质。 饲料加工中影响蛋白水合性质的因素: 蛋白浓度:水的总吸收率随蛋白质浓度的增大而增大 虾料在制粒过程中需要更多的水份。 温度:蛋白质结合水的能力一般随温度升高而降低,这是因为蛋白质加热时发生变性和聚集,减少蛋白质的表面积和降低极性侧链对水结合的有效性。 虾料内部动物蛋白原料偏多,在混合机的低温环境加
7、水,有利于蛋白与水的结合。 结构紧密程度:这类蛋白质在加热时,会发生解离和伸展,从而提高了结合水的能力 各种结构紧密的植物蛋白需要高温加热增加其吸水能力。,趣味:列举出鸡蛋的三种吃法,CONDITIONING:调质,any modification or addition made to the mash after it leaves the mixer and before it reaches the pellet die chamber. 调质是指粉状饲料“离开”(或“进入”)混合机直至到达制粒机压制室前所做的任何改变或添加操作,国外关于调质的定义一,广义调质概念,PELLET QUA
8、LITY 颗粒质量,Pellet Quality is Primarily Established in the Conditioner, Not in the Pellet Die. 颗粒质量形成的第一位点是制粒机的调质器,而不是制粒机压模,国外关于调质的定义二,调质决定制粒品质,MAJOR FACTORS AFFECTING PRODUCTION RATE 影响生产率的主要因素:Steam Conditioning蒸汽调质 As a rule, the higher the level of conditioning, the higher the throughput and pelle
9、t quality. 通常来讲,调质的越充分制粒机产量越高,颗粒质量也越好。 Condensed steam acts as a lubricant (up to a point!) 冷凝蒸汽起到润滑剂的作用(至关重要!),国外关于调质的定义三,调质决定制粒效率,调质三要素,调质三要素,我们确定,所有改善调质效果的方法都是围绕这三个要素展开。 温度(热能的体现)蒸汽温度、调质器表温、物料温度三者之间的区别简单介绍判断方法 水份 饲料加工中“游离水”与“结合水”区别; 饲料加工过程中的“水循环”;所谓调质环节增加水份的真正意义。 进入调质器时物料的水份对调质效果的影响。 进入压制室时物料的水份对
10、制粒质量、效率的影响。 时间调质时间的内涵:蒸汽的自冷却时间、物料与蒸汽的接触时间、蒸汽冷凝的时间、物料在调质器内滞留时间。,方式一:调质器选型,调质器选型,国内畜禽制粒机调质器发展,国外畜禽制粒机调质器发展,自控技术运用,改良调质器,“失重法”控制喂料,延长调质时间,卫生型调质器,大型制粒系统,混合型调质器 ,充满系数高,加密封装置,两次制粒技术纤维重,难制粒,如木屑。,超级熟化器,类似原料膨胀器,双轴、或双层调质器,问题是残留和过渡调质。,改良:DCM调质器,调质时间可控的、保持并充分吸收的调质器,调质器选型之容积比,VS,小长度/直径比,大长度/直径比,调质器选型角度看,必须根据制粒机设
11、计产能来选择不同容积比的调质器,保证调质器充满系数。物料充满率 在40 70%是适宜的。 绍兴某著名企业的案例,调质器的容积比,方式二:调质器桨叶的作用,进料,阻料,推料,出料,送料,平桨叶,数量密集,平桨叶, 延缓物料前进,45桨叶, 保证物料前进,15/ 75,调质器桨叶的作用,垂直桨叶, 保证物料不结块,计算调质器桨叶角度标准一,桨叶角度确认标准一,计算调质器桨叶角度标准二,叶片的安装角度可按实际调整,必须时可用反角度(不大于电机的额定电流) 必须认识到,调质器桨叶角度对控制物料滞留时间、充满系数的双重作用。,桨叶角度确认标准二,新的桨叶形式如何发挥作用? 我们所需要的是蒸汽与物料更多的
12、有效接触。 与调质有关第一组时间概念: 1 物料在调质器内滞留时间; 2 物料与蒸汽的接触时间。,新型桨叶结构形式,桨叶形式的创新,调质轴桨叶的转速,转速低混合效果差 物料颗粒与蒸汽接触少,最佳转速(79 m/s),混合效果 好,物料颗粒与蒸汽接触最佳,转速高混合效果差 物料颗粒与蒸汽接触少,最佳速度 5 -7 m/s,合适的调质主轴转速,正昌新型桨叶排列,这是一种独创的桨叶安装方式,其目的也是为了控制物料通过调质器的过程,在其它条件不变的情况下,获得更长的调质器滞留时间。 请大家自己参悟!,桨叶排列的创新,方式三:蒸汽使用与蒸汽质量,改造,新产品,蒸汽的进汽方式,原进汽为筒体的下部,带蒸汽集
13、合筒 。 改进型为上部进汽和不带蒸汽集合筒 ,且由一个进口改为三个,带现场小汽包。 右下图出汽口方向调质器端盖的中下部。保证开槽面积大于主管的截面积。 新进汽方式的优点:与新型桨叶配合,最大程度地增加蒸汽与物料的接触。,正确的蒸汽管路,减压站仅使用在分汽缸前,两台制粒机共用一个减压站,正确的蒸汽管路,减压站:必须有,并保证有效。 减压站的位置:距离调质器进汽口56米。 为什么不宜远、也不宜近?蒸汽的自冷却。 每台用汽设备配置单独减压站,避免使用串联管路。 减压以后蒸汽管路要变径,比如,减压前是40管,减压后可以使用80100管。 根据用汽设备数量及用汽量大小,选择正确规格的汽缸。 疏水管必须畅
14、通。 主输送管路必须保温。在流动方向,管道应该有一定的坡度。 排水点的集水罐应正确选型,主蒸汽管路布置,主蒸汽管路布置要点,疏水点,长距离管道,下降管,分支管,管路变径,汽水分离器,使用偏心缩小管,什么是蒸汽?,1 压力,2 汽水转换,4 体积,3 蕴涵热量,蒸汽的三种形态,过热蒸汽:,饱和蒸汽:,湿蒸汽,在一定压力条件下,蒸汽自身的温度正好等于其汽、水转换的临界温度,就是饱和蒸汽。 1 kg干饱和蒸汽冷凝释放出的能量2066 kJ,如果6 bar g 压力下蒸汽温度是175 就出现了过热蒸汽,它在冷凝前。 必须冷却到饱和温度 6 bar g (165 )。 过热蒸汽的比热为1.186 kJ/
15、kg。 1 kg的蒸汽冷却到饱和温度165 会释放出: = 1 kg 1.186 kJ/kg 10 = 11.86 kJ,饲料调质为什么需要饱和蒸汽,小知识:什么地方需要过热蒸汽? 电厂发电,需要的是蒸汽的动力。,为什么饲料调质需要饱和蒸汽,不需要过热蒸汽? 原因一:制粒前调质过程中,蒸汽与物料必须发生热量与水的交换,蒸汽冷却,释放出“潜热”,才能供给足够热量。 原因二:和饱和蒸汽相比,过热蒸汽热容量低。(这不是关键原因) 原因三:传热性能差(关键原因) 在汽、水临界点,饱和蒸汽的冷凝是瞬间的,而过热蒸汽需要一个23分钟的自冷却过程,即从过热温度冷却到汽水临界点。 然而,物料在调质器内的滞留时
16、间一般小于三分钟,,为什么要使用减压阀,调质器是常压环境: 蒸汽通过阀门进入调质器后,面对的是常规大气压的环境,即表压为零,在这种情况下: 汽、水转换临界温度是100。 如果进入调质器的蒸汽自身温度高于100 ,蒸汽就无法在最快时间内冷却、释放。 必须要减压:所以控制减压后的用汽压力,就成为控制蒸汽释放地有效手段。,为什么要使用减压阀,蒸汽的自冷却,减压后的蒸汽自冷却: 尽管通过减压,但一般24bar压力的蒸汽自热温度仍有134 152 ,通过阀门进入调质器后,其实都是以“过热蒸汽”的形式存在。压力越高,蒸汽的饱和温度越高,那么进入调质器内蒸汽的自身温度(过热温度)也越高,其冷却到100所需地
17、时间也越久。 减压后蒸汽管路要变径: 减压后的蒸汽管路直径应该是减压前的2倍以上,有两个必要, 减压后蒸汽体积变大,管径变大能保证蒸汽流动顺畅; 有效减缓蒸汽流速,给蒸汽的自冷却足够的时间。 减压站的位置:距离调质器进汽口56米,也是为了保证蒸汽自冷却的时间。 不要保温:减压后的蒸汽管路不要保温。,蒸汽的自冷却,调质时间四层含义,滞留时间:通常所讲的调质时间实际上是物料在调质器内的滞留时间。一般畜禽饲料20秒以内;鱼料3040秒,虾料180秒左右。 接触时间:蒸汽只有与物料混合、接触,才能通过冷凝产生热量、水份的交换,所以最好,接触时间 滞留时间。 冷凝时间:真正的调质时间就是蒸汽在与物料接触
18、的过程中冷却,释放出水分和热量的过程,往往只有很短的23秒钟。 我们就需要:进入调质器的蒸汽能够100发生冷凝。 滞留时间 接触时间 100冷凝时间 自冷却时间:就是指,减压后蒸汽从压力环境下的温度冷却到常压状态的汽、水转换临界温度100 所需要的时间。,加压调质的探讨,加压调质的意义: 调质器内存在压力,蒸汽的汽、水转换临界温度就高,其作用: 1-调质过程中的蒸汽释放的比例要高于常压调质。 2-能取得更高调质温度,有利于物料熟化。,什么是湿蒸汽:蒸汽中携带冷凝水 怎么会产生湿蒸汽? 蒸汽负载的变化 锅炉运行压力过低,TDS(含盐量)控制不当 不合适的液位控制 蒸汽输送管道的保温不当,蒸汽分配
19、系统没有安装疏水阀. 湿蒸汽有什么不好: 湿蒸汽的热容量低,二次蒸汽的蒸发更加降低蒸汽热量。 游离水与原料混合后,易导致制粒时出现打滑现象。 但如果原料水分偏低,适当使用湿蒸汽也是一种好的办法。 在以下点进行疏水: 在蒸汽管道的每一低点;每隔30-50米之间;在主管和分支管道的末端;在可能关闭的阀门以前。,湿蒸汽,湿蒸汽与汽水分离器,1. 锅炉出口 2. 用汽设备的进口 3. 减压阀和流量计 的进口,高压供汽、低压使用,蒸汽使用的基本原则:高压供汽、低压使用,低压使用的必要性,在前文已详细论述。这里的优点是纯理论的。 压力降低可以提供蒸汽中更大比例的潜热 减少冷凝水所含热量,减少二次蒸汽压力降
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- 解决 饲料 制粒调 质问 整体 方案
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