颗粒生产的压制室组件选择与现场操控

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　　颗粒生产的压制室组件选择与现场操控

　　杨柳江

　　摘要：在颗粒饲料的加工过程中，影响颗粒质量的因素很多，其中制粒机压制室的组件选择与生产现场操作是不容忽视的控制细节。环模、压辊、喂料刮刀、切刀以及蒸汽调质都会对制粒效率与效果产生影响，系统掌握这些配件的选用标准与操作标准是做好颗粒饲料加工、提升产品质量的基础。
　　关键词：制粒工艺 环模 喂料刮刀 切刀 蒸汽调质
　　在颗粒饲料的加工过程中，影响颗粒质量的因素很多。除去与粉状饲料相似的质量标准外，对颗粒饲料还有色泽、粒径、长度、表面光洁度、硬度、含粉率、粉化率等方面的要求。通过对颗粒持久性(PDI)指数的研究分析，人们发现，在决定颗粒饲料质量的诸多因素中，配方决定40%(原料组成与配比)、制粒前粉碎粒度决定20%、调质决定20%(配方组成与调质长度决定调质效果)、模孔参数决定15%(产品与配方决定模具)、冷却决定5%(孔径与配方组成决定冷却时间)。除去上述因素外, 影响颗粒饲料质量的加工工艺还包括原料的膨化和膨胀工艺，原料的混合、加水、喷油工艺，蒸汽预调质工艺，后熟化、后喷涂工艺等。本文重点从生产现场调控的角度讨论制粒机压制室组件及现场操作对颗粒生产的影响。
　　1. 环模对制粒效果的影响
　　环模对制粒效果影响，主要表现在模孔有效长度、孔径的大小、模孔的粗糙度、模孔间距、模孔形状等方面。
　　1.1模孔的深度和孔径比：模孔的深度是对于一定厚度的环模减去释放孔的长度，其孔径的大小就形成了一定的孔径比。孔径比小，物料在模孔中受到地挤压时间短，易于挤出，生产效率大，电耗低，但是生产出的颗粒质量松散，易造成含粉偏高，颗粒长度不整齐等质量问题;反之：孔径比越大，物料在模孔中挤压的时间越长，生产效率就低，电耗也随之增加，生产出的颗粒硬度高。随着模孔的有效孔加长，制粒产量明显下降，甚至产生堵模现象，为了获得最佳的制粒性能，使产量和质量都能达到最佳状态，选用适宜的环模压缩比是非常重要的。每种配方都会有一个适宜的压缩比范围，在确定压缩比时，要参考配方原料组成、粉碎细度、原料特性等因素合理选用环模。如果环模孔径比不能很好地适宜配方制粒要求时，适度地调整配方组成及原料比例是较为实际的做法，要想达到最佳的制粒效率，配方与环模之间必须做到和谐的统一。
　　1.2模孔的粗糙度：模孔的粗糙度越低(即光洁度愈高)，物料在模孔内受到的摩擦力就小，易于挤出，生产效率高，而且成形后的颗粒表面光滑，不易开裂，颗粒质量好。因此建议优先考虑使用不锈钢环模。
　　1.3模孔的间距：模孔的间距是根据压制的饲料性质有关，如压制磨损性小的饲料，可用孔距较近的环模。压制磨损性大的饲料，如含矿物质高的饲料和高纤维饲料可用模孔间距较大的环模。这样可提高制粒效率和环模的使用寿命。
　　1.4模孔的形状：模孔的形状主要有内锥形孔、外锥形孔、阶梯形孔、直形孔、外锥阶梯形孔。内锥形孔便于物料进入，压缩力强，颗粒硬度高，粉化率低，但生产效率不高，而且环模使用的寿命短。外锥形孔有利于物料通过，但不利于物料进入模孔，压制的颗粒松散，粉化率高。直形孔和阶梯形孔，性能适中，生产效率和颗粒成形率高，故应用最为普遍。外锥形阶梯孔环模，在生产畜禽料的应用中，能够发挥出很好的效果，解决了环模在后期使用中的颗粒料含粉偏高、质地松散的问题，使环模在整个生产过程中，产出的颗粒硬度均匀，耗电量降低。
　　2. 模辊间隙对制粒效率的影响
　　2.1间隙过大：模辊间隙过大时，制粒的压制区料层便会增厚，使压制区的压力加大，主电机电流增高，压辊运转的阻力增大，产生压辊打滑和制粒机振动现象，制粒产量下降，有时还会不出粒。
　　2.2间隙更小：模辊间隙过小时，模辊直接接触，产生机械磨损，严重影响使用寿命，环模导向口会因压辊壳的机械性磨损而变形，使模孔进料困难，制粒产量逐渐下降，最后导致制粒困难，甚至停产。
　　2.3正常的模辊间隙：应调整到人工转动环模一周，有分四分之一工作面能带动辊壳运转，或是断续带动，这样的间隙才能符合制粒要求。
　　3. 喂料刮刀对制粒的影响：
　　3.1喂料刮刀会随着使用时间的延长而逐渐磨损变小，而这种磨损又很容易被人们忽略，经常是当发现制粒产能下降，或是环模工作面磨损异常，寿命降低时，才想到检查喂料刮刀的磨损情况。
　　3.2喂料刮刀还会因为生产时的堵机，拆装环模不小心地碰撞和其它原因，使其导向的角度改变，也将导致环模工作面喂料不均匀，使产量下降，环模寿命降低。正确的做法是，定期对制粒机的易损件进行检查，包括喂料刮刀。
　　3.3喂料刮刀磨损或角度不标准对制粒的影响：将使环模和压辊的压制区喂料不均匀，最后造成环模工作面磨损不均匀(高低不平)，使模辊之间的间隙不一致，自然料层也薄厚不均匀。间隙小的地方料层薄，模孔的导向口容易磨损变形，使喂料困难;间隙大的地方虽然喂料正常，但是由于料层太厚，减少了压辊对物料地挤压力，使出料困难，主机电流上升，同样降低了生产能力。同时由于环模工作面喂料不均匀，导致模孔磨损的不一致(有大有小)，颗粒料的粗细差别很大。
　　4. 喂料量对制粒的影响：每种功率的主电机都标有额定的电流值，喂料量增加电流会随之增高，生产能力也高，应根据原料的水分、配方性质、调质效果和颗粒直径的大小，合理调节喂料量，争取达到最佳效果。应当注意的一点是，在调节主电机电流时，不能超过其额定电流值。
　　5. 切料刀对颗粒质量的影响：制粒机的切刀不锋利时，从环模孔中出来的柱状料是被打断的，而不是被切断的，因此颗粒两端面比较粗糙，颗粒成弧形状，导致成品含粉率增高，降低颗粒质量。切刀的调整，主要影响到颗粒的长度，颗粒的长度一般为料径的1.5～2.5倍，也可根据用户的需要进行适当调节。调整颗粒长度的做法是：调节切刀与环模之间的距离，切刀退出时，刀口与环模之间的距离变大，颗粒变长，反之，颗粒变短。应当注意的一点是：切刀与环模之间的距离最小不得小于3㎜，否则刀头碰撞到环模，会发生意外事故。以水产料专用切刀为例：水产料专用切刀是一种超薄型的刀片，一般厚度在0.4㎜～0.8㎜，调整时刀口应贴紧环模，颗粒长度靠喂料量来控制，喂料量增加颗粒随之变长，喂料量减少颗粒变短。这种切刀只适用于4.5㎜以下的颗粒料。
　　6. 蒸汽对制粒的作用：使用蒸汽对饲料进行调质，能使物料升温，淀粉糊化，蛋白质和糖分塑化，同时也增加了饲料的水分，因水分在制粒时能起到粘合剂的作用，故不仅可提高制粒质量，又能使模孔得到润滑，减少了模孔对饲料的摩擦力，从而提高了制粒产量。
　　6.1蒸汽质量好坏和进汽量的控制对颗粒质量和制粒效率的影响：蒸汽必须要有适合的压力、温度和水分。蒸汽压力由减压阀来控制，减压阀是蒸汽管路中很重要的附件，性能一定要可靠，出口压力波动要小。减压阀前面安装蒸汽过滤器(内置40～200目滤网)，以保证减压阀不被蒸汽中的悬浮物和杂质堵塞。蒸汽压力应保证在0.2~0.4Mpa，并且是不带冷凝水的干饱和蒸汽，温度在130～150℃;生产小颗粒水产料时蒸汽压力保持在0.1～0.2 Mpa，温度在115～130℃时，最适合操作，更能提高颗粒的品质;蒸汽压力越大，则温度越高，调质后物料的温度一般在65～85℃，有些饲料(如水产料)需要达到90℃以上才能满足制粒要求。随着调质温度的增加，其湿度也相应提高，最适合制粒的水分为15.5%，应根据各种饲料的配方性质，和模孔长径比的配置等情况，合理调节蒸汽的添加量。如果蒸汽量过多，会导致颗粒变形、料温过高、添加剂等营养成分破坏，甚至会在挤压时产生焦化现象，影响颗粒质量。
　　6.2生产中对蒸汽用量的正确控制：制粒过程中，随着喂料量的改变，蒸汽量也要相应改变，堵塞环模蒸汽的用量为制粒机生产能力的4%~6%。例如某种配方原料水分为13%，制粒湿度为15.5%，应添加水分为2.5%，按每增加1%的水分，温度会随之提高11℃计算，室温为30℃，则调质后的温度为2.5×11℃+35℃=62.5℃。另如：某配方原料水分10%，室温为30℃，则调质后的饲料温度为5.5×11℃+35℃=95.5℃，这种估算方法仅用于室温(20～30℃)情况下的普通畜禽料和水产料。
　　7.异常颗粒的产生及处理：由于原料、配方、加工工艺间的不适宜性以及调质时蒸汽用量及压力不恰当，经常会压制出异常颗粒。见下表。
　　异常颗粒的外形特点、产生原因及改进办法

外形特点	产生原因	改进方法
颗粒弯曲，外侧面呈许多裂隙	１．刀太远太钝 ２．粉碎太粗 ３．饲料压缩力不够	１．移动切刀，磨锐刀口 ２．减小粉碎粒度 ３．更换加厚环模
颗粒出现横向水平裂隙	１．纤维过长 ２．调质时间太短 ３．湿度过大	１．控制纤维细粉碎 ２．延长调质时间 ３．控制原料湿度，减少调质水分
颗粒出现垂直裂隙	１．原料具有弹性，即压缩后会膨胀，如棕树粉 ２．水分过多，冷却时出现裂隙 ３．在模孔中停留时间太短	１．改进配方，增加原料密度 ２．调质时用干热蒸汽，减少水分 ３．更换加厚环模
由一点产生辐射式裂纹	１．有大颗粒原料（如半粒或整粒玉米）	１．粉碎原料，控制原料粒度
颗粒表面凹凸不平	１．有大颗粒原料未粉碎，并调质不充分，大粒未软化，而凸出表面 ２．蒸汽中有气泡，制粒后气泡破裂，，出现凹坑	１．粉碎原料，控制粒度（注意粉碎机筛片是否有破损） ２．改善蒸汽质量
颗粒呈须状	１．蒸汽过多，压力过大，颗粒离开模孔产生爆裂，使颗粒中纤维凸出表面成须状	１．减少蒸汽压力。用低压蒸汽（０0.15～0.2Mpa）

　　小结：生产现场的操作与压制室组件选择对制粒生产性能与产品质量有着非常大的影响，在配方设计与选用原料时，就应充分考虑制粒生产工艺的实际情况，做到配方、原料、工艺与设备的和谐统一，最大化地达到质量要求，并提升生产效率与降低生产成本。

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