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1、,7 饲料成形,目的要求,1 掌握环模制粒机的结构组成、工作原理及影响制粒效果的因素。 2 了解膨化机的结构和比较掌握膨化与普通制粒工艺的异同。 3 学习掌握影响制粒后颗粒质量的因素。,7.1 制 粒,将粉状配合饲料或单一原料经挤 压而成为颗粒饲料的过程,成形饲料的特点 1 营养全面,饲料储运、饲喂均一,有利于药物的固定 2 调质可杀死大部分细菌,特别是沙门氏菌,有利于饲料的安全 3 淀粉糊化、蛋白组织化,可提高蛋白,淀粉等营养物质的消化率 4 制粒使饲料体积减少1/22/3,有利于储藏,减少饲喂过程损失 5 调质,制粒对某些营养物质,如维生素,酶有破坏作用;这类物质可能超量添加,增加了饲料成
2、本。,7.1.1 概 述,2 含水率在13%左右,1 颗粒形状均匀,表面光泽,硬度适宜,3 粉化率5% 4 颗粒密度:硬颗粒1.21.3g/cm3,强度0.81.0kg.f/cm2 5 水生动物 饵料水中稳定性3小时以上,对颗粒饲料生产的要求:,按成形原理:型压式,挤压式,冲压式 按结构特征:辊式,螺杆式,环模式,平模式,活塞式 按产品形式:硬颗粒机,软颗粒机,微粒制粒机,压块机,一 制粒机械分类,制粒三区:供料区-压紧区-挤压区,二 制粒原理挤出制粒,成形的条件:1)物料能够进入压缩区 2)物料能够被挤出模孔,三 制粒工艺流程图,方框图,混合粉料仓,磁体,调质器,冷却器,破碎机,分级筛,颗粒
3、成品仓,制粒机,1 提升机 2 永磁筒 3 粉碎机 4 辅助吸风系统 5 地绞龙 6 提升机 7 搅拌机 8 出料螺旋 9 提升机 10 颗粒机 11 冷却器 12 破碎机 13 提升机 14 分级筛 15 成品仓 16 高压风机 17 配电柜 18 钢架结构,工艺流程图,典型工艺流程图: 待制粒仓的设计:,一 液体添加 (一)添加的目的 (二)添加方法及添加量 1 混合机 3%部分,7.1.2 饲料调质和液体添加,二 调质,对饲料进行水热处理,使物料软化,其淀粉糊化,蛋白变性,提高饲料压制颗粒的质量和效果,并改善饲料适口性,提高饲料消化率,(一)调质的作用 1 热压,水分促使淀粉糊化,蛋白质
4、变性,提高消化率 2 水分增加,粘着性提高,制粒效率高,提高生产率 3 润滑作用,减小辊模磨损,节约电耗,(二)影响调质质量的因素,主要影响因素:液料添加 蒸汽质量 饲料原料组成 调质设备,1 蒸汽质量、压力 采用干饱和蒸汽,压力应稳定。 锅炉工作.压力0.60.8 Mpa,调质器蒸汽压力0.20.4MPa 2 调质的温度和水分 与蒸汽添加量有关,一般按进料的36%添加;物料每吸收1%水分,温度升高11C。,3 调质时间 一般1030秒,但受制粒机调质器尺寸限制。改变调质时间方法: (1)采用调频技术 (2)增加调质器长度,如三级调质,采用调质罐 (3)加入熟化罐 (4)调整筒内叶片与掌轴的夹
5、角,4 桨叶与调质器内壁的间隙 一般以5mm为佳。小于此,摩擦加大,影响物料进入制粒机的时间;大于此,物料易沉积在底部,影响调质的均匀度 5 被调质的原料 粒度细且均匀,有利于物料吸收蒸汽,调质效果好。原料的化学组成,特别是CP,CF,Starch影响较大,1 蒸汽供给系统,(三)供气添液和调质系统,组成:冷凝器,汽水分离器,减压阀, 安全阀,压力表,截止阀,疏水器,液料经加热,输送经过过滤,计量,与蒸汽一起进入调质器。,2 液体添加系统,(1)普通供料调质器 a 螺旋供料螺旋调质连轴器 b 螺旋供料桨叶调质连轴器 c 螺旋供料桨叶调质组合式 (2)三级调质器 增加调质时间,使淀粉高度糊化,蛋
6、白变性,提高饲料在水中的稳定性。 适用于水生动物和乳猪饲料,3 供料,调质系统,(4)配熟化罐的调质系统 延长调质时间,可多吸收蒸汽和液料,对高淀粉,高纤维作用良好。 (5)挤压调质系统 可以采用螺杆挤压,模辊挤压。高温短时,杀菌效果好,并且对营养物质破坏作用不大,对于提高淀粉消化率作用巨大。,图6: 图7: 返回8 返回9,一 软颗粒饲料机 1 组成:螺杆,机筒,模板, 切刀,传动装置,机架 2 应用:大型养殖场,现制现喂。 含水量高达2030%。 软颗粒储存时间长易变质,不适宜烘干,模孔可选直径2.5,4.0,6.0mm等,压缩比4:1,出料端压力12kg.f/cm2,7.1.3 制粒机械
7、,(一)构造及工作过程 1 环模制粒机 组成:压模,压辊,匀料板 ,切刀,调质器,传动装置 工作:物料经调质后进入制粒室,经匀料板均匀分配到压辊和压模之间,电机带动压模旋转,压辊在摩擦力的作用下自转。物料不停被摄入模辊间,在压辊的挤压下,把物料从模孔中压出。模外固定的切刀把挤压出的颗粒切成一定长度。,二 硬颗粒饲料机,1 压模,(二)主要工作部件,压模,(1)材质及加工:考虑其耐磨性,耐腐蚀性,提高表面硬度。 国外采用:优质合金钢,不锈钢。其中优质合金钢主选低合金渗碳钢,如18NiCrMo5,20CrNiMo。 国内:45#,低合金渗碳钢。经渗碳或碳氮共渗, 火调制处理提高透性和机械性能,加入
8、稀土可使渗层C、N增加,减少磨损中应力过度集中。,(2)模孔 开孔率:考虑产量及强度,经验上模孔孔径为212mm的模,开孔率为20%30% 等边三角形:K=90.7*d2/t2 % 等腰三角形 K=d2/4(+d)L 其中:相邻壁厚,d孔直径,L相邻中心距,长径比:直径与孔长之比常取值1:513 比值增大,则制出的颗粒密度大,表面硬度高, 回弹 率小,为保证顺利出料,常取值1:58 形状:直孔,阶梯孔,外锥孔,内锥孔。 阶梯孔有利于物料压入,有利于颗粒的形成 孔径10mm采用内大外小孔,(3)厚度 压模厚度与加工饲料的化学组成有关; 厚度越大,颗粒密度越大,摩擦阻力越大。常选32127mm,2
9、 压辊,(1)压辊的作用 将物料挤压入模孔,在模孔中受压成型。 A 拉丝辊面:防滑力强,物料有滑移 B 带凹穴辊面:摩檫系数小 C 槽沟辊面:物料不易侧滑 D 碳化钨辊面:质硬耐磨,数量:环模2-3只;平模2-5只,常用4只 直径:二辊式辊模径比0.43-0.55,三辊0.39-0.46 表面硬度:低于压模HRC2-3,(2) 压辊的技术参数,(三)饲料被抓入的条件及生产率计算,1 饲料被抓入的条件 饲料被制成颗粒的条件: (1)模辊把物料抓入变形区; (2)压辊对物料压力大于物料在模孔中的摩擦阻力,2 生产率Q Q=60nvrk 其中:n:模转速(r/min); v:每转一圈喂入压模内饲料体
10、积(m3); r:容重(t/m3); k:开孔率; :饲料入孔率(0.40.8); v=(D2D12)b/4 其中: D:压模内径(m); D1:饲料层内径(m); b:压模工作宽度(m),(四)制粒机的使用与维护,1 新模的抛光处理 10%磨砂+10%油+10%豆饼粉+70%糠麸反复研磨,使模孔光滑畅通。,空载启动,逐量稳定连续加料,主机电流指针平稳下降。 注意物料增加时,调节相应的蒸汽压力和蒸汽量。颗粒料出模温度达80C以上时,喂料量加至最大。 制粒机工作时最好满负荷,以主机电流为指示. 关机前,先停止蒸汽进入。用干粉料挤出模孔中的湿颗粒或加入含油粉料,留于模孔,有利于下次启动,2 合理掌
11、握制粒机负荷,进入制粒机物料水分含量一般为1618% 水分18%,压辊摩擦力小,易打滑,物料易堵塞 颗粒经冷却干燥后水分含量在13%以下,3 控制水分含量,模辊间隙 调节压辊偏心轴 测量一般采用塞规 生产上采用放入一页纸于模辊间,转动看压痕 修复压模 合理及时更换模辊,4 模辊使用与维修,5 去除金属杂质,(一)工作原理 对流干燥。物料与空气接触,物料表面水分汽化,颗粒内部与表面形成水分浓度差,于是水分向表面扩散,由不饱和介质空气带走水分,同时带走热量。 气流从冷却器底部逐渐上升,空气介质与湿热颗粒进行质热交换,湿热空气又提高载水能力,且避免过冷应激状况。,7.1.6 饲料成形后处理,一 冷却
12、器,1 立式冷却器 组成:内筛网,吸风口,分配盘,往复式排料器 特点:结构简单,占地面积小,动力消耗小 冷却不太均匀,易出碎粒,(二)构造及特点,2 卧式冷却器 组成:链板输送带,进出料口,进风口,出风口,机架 特点:适宜冷却易碎颗粒和块状饲料 物料厚度均匀,冷却效果好 占地面积大,结构复杂,(三)冷却时间和所需空气量,冷却时间:与颗粒大小,饲料组成,通风量,通风速度有关 计算式: T=60Vr/Q (min) 其中 V冷却器容量(m3)r物料容重(kg/m3) Q生产率(kg/h),冷却空气量:与冷却器的产量有关 风速,立式1.8m/s; 卧式3m/s 风机:大风量低压风机,颗粒在冷却器内最
13、少停留时间和最小空气量,物料的组成:纤维,亲水性物质 物料的特性 调质时加入的蒸汽量和液体原料的添加 颗粒的大小 冷却干燥时间 通风量及风速 气候条件,空气湿度 冷却器的材料,热传导性能,(四)影响颗粒干燥冷却的主要因素,二 颗粒破碎机,1 常安装于冷却器下方,具有旁通措施解决不用破碎的物料 2 结构与对辊式粉碎机相似,有固定的 快辊,可调的慢辊,轧距调节机构, 传动装置等,三 分级筛,结构:筛网,振动电机,进出料口,吸风口 特点:分级较细,工作平稳,封闭无粉尘飞扬,1 转盘式涂脂机:转盘旋转,利用离心力抛洒物料,喷嘴喷出油脂成雾状,与下降物料结合,在螺旋输送过程中使其混合均匀 卧式转筒涂脂机
14、 利用转筒转动,颗粒沿筒壁上下移动,与喷出的油脂混合均匀,四 涂脂设备,二 容重 r=m/V 其中:m样品的质量(g);V样品的容积(cm3),7.1.7 成形饲料的质量检测,一 含水率:105C 恒温下烘干至恒重 Hj=(Ws-Wg)/Ws *100% 其中:Hj相对含水率(%);Ws烘干前重(g); Wg烘干后重(g),三 密度 =4m/D2H 其中:m单个颗粒样品质量(g); D,H单个颗粒的直径,长度(cm),四 坚实度:反映颗粒抗粉化特性。采用回转箱法(图25)测定,500 g样品在50r/min转速下运转10min,在筛孔小于1mm的编织筛上筛分,测定颗粒的坚实度或粉化率。 坚实度
15、:Xz=m/500 *100% 粉化率:Xf=(1m/500)*100% 其中:m回转后筛上颗粒料的质量(g),五 硬度:采用硬度计测定 六 水中稳定性 常以颗粒放入清净水中50%颗粒下沉时间计算,7.2.1膨化加工原理与优越性 1)加工原理 挤压膨化、气体热压膨化,7.2 饲料膨化(Extrude),1.淀粉在高温、高压、高湿、高剪切作用下充分糊化 2.挤压腔与外界大气压压差使水分闪蒸,形成多孔颗粒 3.破坏抗营养因子作用力强 4.杀菌力强,特别是沙门氏菌 5.对宠物可生产不同形状产品,对鱼虾可生产漂浮时间长的颗粒 6.膨化过程,水分变化范围大 7.膨化产品易吸湿,注意保藏,2)膨化过程的特
16、点,(一)工作原理 组成:进料装置,调质器,螺杆挤压腔,模板,切刀,驱动装置。 工作:螺旋给料器均匀喂料。桨叶片调质器,提高物料温度,湿度,螺杆变直径变螺距,推动物料, 压力增大,螺杆旋转产生挤压、剪切、 揉和、搓擦,腔外壁夹套加热,使物料 熔溶,经模板水分闪蒸,体积膨胀, 切刀切成所需长度。,7.2.2螺杆式挤压膨化机及工作原理,(二)主体结构 1.进料装置,调质器 调质以后水分变化1530%。生水入口在调质器轴线以上,蒸汽入口在调质器轴线以下。,2.螺杆挤压腔 挤压腔分为三区段(压力): 进料输送段,挤压升温段,糊化挤出段。 腔壁开设环槽和直槽,增加轴向推力。 螺杆采用变直径,变螺距,提高
17、压缩比。,螺杆结构参数影响其工作性能 长径比(L/D)上升,挤压时间上升, 糊化度上升,齿槽深,齿宽小,螺距大, 则容积大,产量大,多头螺杆与物料接 触面大,传热均匀。 挤压腔外常设夹套,保温120200C,3.模板 形状:具有不同形状,柱体,环行孔等。 作用:节流增压。 4.切割机构 电机功率小;切刀转速越快,颗粒长度越短。,(三)操作特性,原料及其膨化产品的品种、湿度、粒度和 面团流变学等特性参数是选择和确定膨化机类 型、操作参数的重要原因 干法膨化(H2O10%):高剪切揉和作用 的机型,高温(150200C)操作参数。增加螺杆转速,采用矮齿形的螺杆可获得高剪切作用,湿法膨化(H2O25
18、%):选择低剪切作用机型和低温参数。可以降低转速,采用高齿形螺杆;操作温度90C。 膨化的一般操作参数: 1 原料湿度一般1220% 2 原料粒度:0.51.4mm(12目筛下物至32目筛上物) 3 挤压腔工作压力:25100kg.f/cm2(2.510MPa) 4 挤压腔内最高工作温度:120200C 5 物料在挤压过程中在挤压腔内停留时间:1040s 6 单位产品输入的能量(机械能+热能):0.250.4MJ/kg,(四)单螺杆挤压膨化机的驱动功率,电机理论驱动功率: N0=Q/T (kW) 其中:Q由机械能转化的热能值(kJ) ;T能量转化的时间(s) Q=Q水+Q料+Q筒 其中:Q水加
19、热物料中所含水分需要的热量(kJ) Q料加热干物料所需热量(kJ) Q筒机筒表面散失的热量(kJ) 电机实际驱动功率:N=kN0/ 其中:k电机功率贮备系数;机械传动效率,(五)双螺杆挤压膨化机(图34) 有 非啮合型,部分啮合型,全啮合型 有向内反向旋转,向外反向旋转,同向旋转 单,双螺杆挤压机比较见表9 (六)螺杆挤压膨化机性能参数(表10),图34,表9 单、双螺杆挤压机的比较,返回,表10 膨化颗粒饲料机技术性能参数,返回,物料粒度(16目筛上物9%), 推荐1/16英寸(1.59mm)筛孔 直径筛板的锤片式粉碎机 调质含水量2030% 挤压室温度150200C,停留 时间520s,三 膨化工艺,与制粒工艺比较异同 1、 油脂在调质器添加量5% 2、 操作参数影响产品质量 3、 干燥常采用热风,连续带式输送干燥机 4、 冷却:强制冷却。目前采用通风冷却 5、 旋风分离器分离干燥冷却所带走的粉粒 6 、筛离后产品涂脂,维生素,酶,色素,The End,
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