膨化与制粒技术实践汇编

1饲料制粒生产岗位技术汇编饲料制粒与膨化技术实践策划：陈振兴正大康地集团生产总监指导：曹志建原广东正大生产部经理,高级工程师编辑撰稿：武勇原正大康地集团工程师江苏正昌集团膨化机专项组工程师(原正大康地集团生产部工程师)2前言20多年中，饲料加工业如雨后春笋般在中国的大地上绽放。中国的饲料设备加工也得到了蓬勃发展。顺应潮流，中国饲料同仁集数十年生产经验，凭借超人的谋略和胆识，走出了一条中国饲料设备生产的辉煌之路。随着改革开放政策的日益深入和中国进入世界贸易市场，行业的竞争日趋激烈。如同当初中国饲料生产先驱者“正大集团“一样，”一枝独秀”的历史已成为过去。面对众多同行业的挑战，面对进入WTO后的低利化冲击，如何看待昔日的辉煌、如何再创灿烂的明天，这是我们饲料行业每个人都要认真思考的问题。作为一个以科技含量和技术含量为主导的企业，“企业文化”和员工的技术素质是企业生存和发展的一个重要因素，为此，针对饲料加工业的特点以及饲料设备生产中的问题和重点编写了这个教材。本教材是依据、引用美国饲料谷物协会《饲料制粒和膨化技术》及“CPM制粒“《谷物挤压膨化技术及其应用》等资料及本人从事饲料、观赏宠物饲料生产之经验编辑撰写。由于触及的内容较多，文件编篡的工作量较大，图例多，加之时间关系，谬误之处在所难免，欢迎同行多多指正。——编者3第一章制粒系统（Sectiononepelletizesystem）引言颗粒饲料的定义是“通过机械作用将单一或混合的粉状饲料压实挤出规定尺寸的模孔所形成的粒状饲料”。制粒的基本目的是将细碎的、易扬尘的、不适口的和难以装运的饲料，利用热能、水份和压力运用机械及相应的技术制成一定大小的颗粒。同不经过制粒的饲料相比，颗粒饲料易于装运、更加适口，不但减少了包装、运输和喂养过程中的浪费，而且会提高饲喂效果。在早期的饲料加工业中，制粒被认为是一种“技巧”；是一种不需要精确测量调整，有着不确定结果和不明确的感观质量的加工过程。这种“技巧”是基于当时的客观环境条件。是人们对不同性质的饲料原料在制粒过程中的热、水份和压力作用下会产生不同的影响缺乏理解。如今，颗粒饲料已经得到广泛的使用和认可，饲养者对于饲料颗粒的内在质量(营养成份的配比等)、外观、颗粒规格等方面的要求愈来愈高。这就要求制粒机操作者应该对所从事的工作及生产工艺过程、设备制造原理，有一个较为深刻的了解。在现今的饲料生产企业中，对于一个仍然无知的制粒机操作者来讲是不能原谅的！现在，谷物加工科学已发展到一个相当的水平，我们通过了解饲料原料的性质（水份、原料的结构含量及纤维质、原料特性等），运用饲料加工研究人员所提供的科学方法，通过准确的调整、检测和使用设备，可以从制粒操作中排除任何推测。正是因为如此，对制粒机的操作人员就提出了更高的知识和能力要求。制粒机的操作人员的能力发挥，对饲料生产的效益起着至关重要的作用。在这一章节中，我们就制粒系统的原理、构造、饲料原料的特性以及制粒机的制粒原理、要求和操作、维护，采用图文并茂的形式，对制粒过程系统地加以阐述，旨在使我们的操作人员对饲料的加工制粒有一理性的认识和提高，希望使我们的生产操作者能认识到这一责任并知道他们能对一个高效率的饲料厂作出重要的贡献。4第一节制粒的目的饲料加工为什么要制粒呢？根据经验人们总结出，喂颗粒料与喂相同配方的粉料相比至少有六大好处，它们是：1、料肉比得以改进：在某些饲料中，制粒之前所进行的蒸汽调质导致饲料中发生理化变化，使被饲动物有可能更迅速地消化饲料并转化为体重增加。这一点对禽类和猪类的全价高能饲料则尤为适用。与粉料相比，调制适度的粒料所进行的喂养试验结果表明在饲料转换率方面要好10%。2、制粒能均衡饲料的营养成份避免被饲动物挑食：喂颗粒料的动物被迫摄入配方中所包括的原料成分，防止发生在喂料时所见的、被饲动物只拣自己所爱吃的、拒绝摄入其它成分的现象。从饲料报酬得以改进可以看出这一好处。3、使得储存运输更为经济：经制粒一般会使粉料的散装密度增大40%至100%，这样，就能以同样的比例减少所需的仓容。例如，对脱水紫花苜蓿进行制粒将使经破碎的紫花苜蓿的散装密度由大约为17磅/立方英尺增加至大约34磅/立方英尺。这样在同一料塔内就可储存相当于粉料量两倍的紫花苜蓿粒料。此外，在一个火车车皮或卡车中也可装运相当于粉料量两倍的粒料，可以大大节省运输费用。4、更易于搬运，流动性更好：许多类型的粉料，特别是轻抛型、带绒毛、加糖蜜或加大量脂肪以及尿素饲料往往会粘挂在客户的料仑内。粒料的流动性要好得多。而且，对那些应用小型、高速螺旋喂料器于奶牛或家禽业的客户说来，粒料容易被输送，而不会象粉料那样会出现堵塞、需要加以敲打之类的问题。5、减少由于风吹、包装运输和喂养过程中所造成的饲料损失：粉料在露天堆放或包装运输时易受风吹和其他影响而造成损失，在饲喂过程中由于细散会导致很大一部分饲料被风吹走或不能捡食而浪费，这在禽类喂养中尤为突出。经制粒后密度加大的料能很好地解决这一浪费问题。6、杀灭动物饲料中有害病菌：沙门氏菌在被动物摄入体内后留在动物组织内，入食后就会引发沙门氏杆菌病的肠道疾病采用制粒方法杀灭可能存在于动物饲料中的沙门氏菌来预防沙门氏杆菌病。对这种菌的杀灭是在调质过程（高温）再加上制粒过程中磨擦所生热量以及压力的状况下完成的。5第二节常见饲料制粒的规格与要求术语常见压制的饲料颗粒规格一般为Ф3mm—Ф8mm，长度略长于直径。当颗粒直径小于3mm以下时，从经济的角度出发，一般是制成Ф4mm或Ф5mm的颗粒；根据生产和产品的需要，再用破碎的方法破碎成所需的粒度。饲料的制粒过程是用机械动能将不同理化性质、结构和比例的原料以及矿物质等，通过添加热（蒸汽）和水进行混合搅拌而产生物理和化学变化，再施以足够的控制挤压压力，使其形成一密实的粒状。理论上这是一个较为复杂的过程，对其的要求有着各方面的因素和影响。要了解这一点，我们先熟悉一下制粒中常见的一些术语，这些术语常用于衡量制粒机操作时的效率和质量：1、摩擦力：摩擦力是饲料进入制粒机压模时的温度与从压模卸出时温度的差值。这个差值反映了生产颗粒饲料时所需的机械能。影响摩擦力的因素有以下几个方面：1）饲料原料的水份添加量：当摩擦力达到稳定状态时应停止增加水份含量（蒸汽、湿蜜糖、水等）。加水量超过这一平衡点会引起颗粒粉化而且不会提高产量。2）调质：调质是饲料在制粒加工中的一个重要环节，这一点我们将在后面的章节中着重阐述。3）饲料原料的粉碎机粒度。4）饲料原料的物理性质：如矿物质、水溶性、含油量、淀粉质和纤维含量等5）环模尺寸（即环模的孔径和厚度，称压缩比）：高摩擦力(超过~150Cْ）会导致降低环模、压棍寿命以及增加轴承和传动件的损耗和维护。2、细粉：由于原料的质量或机械摩擦导致颗粒粉化产生的物质。是因水份含量、高摩擦力、过大的饲料原料粒度或调质不当造成的。6第二节常见饲料制粒的规格与要求术语3、水份损耗：指饲料原料经制粒后的重量损耗。这个指标对于饲料加工的成本是很重要的。由于水份添加不足造成的高摩擦力会导致进入冷却器的颗粒具有较高的温度，这样一来更多的水份被蒸发掉（这一点我们在后面的章节里会着重的讨论）。以往认为水份的平衡点基本上是2%的水份添加，少了导致收缩，多了导致增重。但颗粒增重超过1.5%，将会产生粉化。这是基于饲料原料中的水份（结合水）以外的添加水份在蒸发后导致粉料粘合力降低而造成的。4、环模的选择（压缩比）：根据饲料原料的不同，在实际加工时应依据现场有所比较。1）水溶性原料1：12.5，2）玉米（含谷物和付产品）1：7-12，3）块料（Ø16-19）1：6-7一般地说，在摩擦温度为50Cْ—100Cْ时，制粒机负荷在60%——80%时，颗粒质量的粉率约为5%——10%。5、环模的速度：这取决于制粒的饲料的脂肪含量或50%—60%玉米含量的饲料，在通常情况下每分钟的线速度在470—740米，（200转/分±25%）是理想的。6、硬度（PDI）：这里所讲的“硬度”一词是指饲料在制成颗粒后，在冷却（结合水）器出料口采集的全料流的冷却料（冷却料是指粒料温度降到室温8度之内时的全流颗粒饲料），经粒料持久性测试器检验后，再经规定动作、时间筛选出的粒料称重后，用公式计算所得出的值。通常用于颗粒测试的测试器有2个小室或4个小室组成，每个小室都有一个带垫圈的密封盖。2个小室组成的测试器外尺寸约为37”×21”×16”(940×530×400mm)。4个小室组成的测试器外尺寸约为49”×21”×16”(1245×530×400mm)。分别由一个1/5马力（0.6Kw/380V)的电机和3/5马力(0.3Kw/220V)的两极电机拖动，减速比为50:1。时间控制器为1-10分钟.7第二节常见饲料制粒的规格与要求术语粒料持久性的测试方法:1）取样:在颗粒粒冷却器出料口处采12kG（最少量）全料流的冷却粒料，当粒料温度降到室温的±10度之内时被认为是冷却粒料。应用分样器将12kG样品分成6磅或7磅样品，每次都保留同样的另一半样品。将样品封入塑料袋.弃掉剩余的粒料。2）化验室的测试方法：将2.5-3kG样品一次倒入分样器。将分出的一份用于持久性恻试，其它分样品保留至持久性测试结束。将用于持久性测试分样品一次倒入分样器，分出两份500克（可以超出些）样品，在适当的筛网上用手筛每份分样品（见表1）。向每个方向振动12次，每次1/4圈，共转4次。弃掉微细粉屑，将两份分样品都整理成确切的500克重量。在50转/分的速度下摇滚每份分样品，把每份分样品中的整颗粒料（筛上物）筛选出来并加以称重。粒料持久性计算公式：粒料持久性~整颗粒粒料的重量；500×100%，如果两份样品之间差异超过±2%，要从你保留的样品中制备第3份分样品并重新测试。标出冷却和测试之间隔的时间间隔小时数，以作为粒料持久性数值的上标。注意：在最初8小时内，粒料窬易很快变硬，从第8~48小时，变硬速度转缓，48小时以后基本上没有什么变化。因此，所有的测试都应在取样后的大约同一时间内完成，以保证最可靠的比较结果。8第二节常见饲料制粒的规格与要求术语颗粒料和粗屑料持久性测试的筛网尺寸粒料和粗屑料的尺寸所需筛网尺寸分数值小数值筛号小数值（英寸）（英寸）（英寸）所有相关屑料、粒料No.120.06613/320.0938No.100.07871/80.1250No.70.11109/640.1406No.60.13205/320.1563No.60.13203/160.1875No.50.157013/640.2031No.40.18701/40.2500No.3.50.22305/160.3125No.40.26503/80.37505/160.31251/20.50007/160.43755/80.62500.5300.53003/40.75005/80.62507/80.87503/40.750011.0007/80.87509制粒流程图解1、待制粒仓2、制粒机3、立式或卧式冷却器4、颗粒破碎机5、斗式提升机6、颗粒分级筛7、刹克龙集尘器8、由刹克龙出来的细粉返回到待制粒仓或到制粒机喂料器9、分级筛上层筛筛上物流至待制粒仓或至颗粒破碎机再破碎。10、分组筛底层筛筛上物流至碎粒料仓或待制粒仓或制粒机喂料器再粒。11、细粉返回到待制粒仓或制粒机喂料器再制粒。10第三节制粒机11第三节制粒机的组成喂料电机螺旋喂料器调质器电机减速机箱电机制粒主电机调质器调质器出口制粒室进料口制粒室切料刀12第三节制粒机的组成--3000系列制粒机分解图示13第三节制粒机的组成--7700系列制粒机分解图示14第三节制粒机的组成--喂料器经混合机混合的饲料组份，又称为“粉状饲料”，经提升机分配到待料仓以依重力流入喂料器上的缓冲仓进入喂料器。喂料器通常装备有某种速度控制装置（如滑差式调速电机或调频调速电机等）。喂料器的目的是提供一衡定的，受控制的均匀料流给调质和制粒作业。因为在料流上的任何波动会导致调质效果不佳和产品质量的不稳定。喂料器将一衡定的、规定流量的“粉状饲料”喂入“调