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顆粒飼料加工常用調(diào)質(zhì)器的工作原理和正確使用

   日期:2016-12-13     瀏覽:313    評論:0    
核心提示:  調(diào)質(zhì)是對顆粒飼料制粒前的粉狀物料進(jìn)行水熱處理的一道加工工序,國內(nèi)外研究表明調(diào)質(zhì)是影響顆粒飼料質(zhì)量的重要因素之一,它在顆粒
     調(diào)質(zhì)是對顆粒飼料制粒前的粉狀物料進(jìn)行水熱處理的一道加工工序,國內(nèi)外研究表明調(diào)質(zhì)是影響顆粒飼料質(zhì)量的重要因素之一,它在顆粒飼料總體質(zhì)量中所起的作用為20%左右。隨著市場對顆粒飼料品質(zhì)要求的提高,各飼料加工企業(yè)也越來越重視飼料加工中的調(diào)質(zhì)工序,改進(jìn)升級調(diào)質(zhì)設(shè)備是他們當(dāng)前改善顆粒飼料產(chǎn)品質(zhì)量、提高市場競爭力的重要手段之一。 

  一、調(diào)質(zhì)器在顆粒飼料加工中的作用 

  1、對粉狀物料作熟化處理。大多數(shù)動物消化淀粉的能力很低,但能較大程度的消化熟淀粉,調(diào)質(zhì)器使物料在水熱作用下,淀粉的糊化度大幅度增加,同時還促進(jìn)物料中的蛋白質(zhì)受熱變性,變性的蛋白易于被酶解,從而提高了顆粒飼料的消化利用率。 

  2、對粉狀物料進(jìn)行滅菌處理。大部分致病菌像大腸桿菌及沙門氏菌等有害病菌,不耐熱,采用調(diào)質(zhì)器對物料在一定溫度下進(jìn)行調(diào)質(zhì)可以殺死這些病菌,使飼料衛(wèi)生水平得到保證,這種通過調(diào)質(zhì)器對物料進(jìn)行滅菌的方法與藥物防病相比,具有成本低、無污染、無藥物殘留和副作用等優(yōu)點。 

  3、調(diào)質(zhì)設(shè)備可顯著提高顆粒飼料的耐水性,在調(diào)質(zhì)過程中通過通過蒸汽的水熱作用,物料中的粘性組份糊化淀粉、變性蛋白可以充分發(fā)揮粘結(jié)劑的作用,能有效粘結(jié)周邊其他的組份,在壓模壓輥的擠壓作用下,粒子與粒子相互結(jié)合得更為緊密,從而使顆粒飼料變得更為密實,外表光潔,在飼養(yǎng)過程中不易被水分侵蝕,增加了水中的穩(wěn)定性。 

  4、調(diào)質(zhì)設(shè)備可改善物料的制粒性,提高產(chǎn)量,節(jié)省制粒的能耗,提高制粒機(jī)壓模、壓輥的壽命。通過調(diào)質(zhì),物料得以軟化,更具可塑性,在與??妆?、壓模內(nèi)壁和壓輥外表的擠壓過程中,摩擦力減小,避免了在制粒過程中大量的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,同時減緩了壓模和壓輥的磨損。 

  二、調(diào)質(zhì)器的種類及工作原理 

  1、單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器 

  這種調(diào)質(zhì)器是國內(nèi)外飼料加工中使用最早、應(yīng)用量最廣的調(diào)質(zhì)器,結(jié)構(gòu)較簡單,其圓柱型殼體中間裝有一條攪動軸,攪動軸上安裝多個可以調(diào)節(jié)、更換的漿葉。調(diào)質(zhì)器工作時,粉料顆粒在槳葉攪動下進(jìn)行兩個方向的運動,一是繞軸轉(zhuǎn)動,二是沿軸向推移,運動軌跡近似于螺旋線。一般調(diào)質(zhì)器的轉(zhuǎn)速為150-450r/min,物料的推進(jìn)速度與軸轉(zhuǎn)速和漿葉的拾物角度有關(guān),在轉(zhuǎn)速一定的條件下,可以通過調(diào)整漿葉的拾物角度來控制物料的調(diào)質(zhì)時間,如果將漿葉的角度減小到比較中間的位置,即與漿葉軸成為750~850的夾角,這樣就可以減弱每個漿葉對物料的推出作用從而延長物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的滯留時間。一般單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器長2-3米,粉料可以在調(diào)質(zhì)室內(nèi)滯留20-30秒,熟化度達(dá)20%左右,基本可以滿足一些普通顆粒飼料的調(diào)質(zhì)要求。 

  2、蒸汽夾套調(diào)質(zhì)器 

  此類調(diào)質(zhì)器大體結(jié)構(gòu)與單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器相似,不同的是殼體采用雙層夾套,夾套內(nèi)通入蒸汽起保溫作用。這種蒸汽夾套調(diào)質(zhì)器在工作中對粉料的加熱作用有限,因為熱量只通過調(diào)質(zhì)器的的表面?zhèn)鹘o粉料,而這一表面積與容量之比通常很低,加之一般調(diào)質(zhì)粉料的導(dǎo)熱性能差,以至于沒有多少熱量可以傳遞給粉料,但是蒸汽夾套阻止了調(diào)質(zhì)室與室外常溫大氣直接進(jìn)行熱交換,有效地減少了熱損失,使調(diào)質(zhì)器內(nèi)部能保持較高溫度,因此在寒冷的冬天和氣溫較低的地區(qū)使用這種調(diào)質(zhì)器作用較顯著。

  3、二通、三通調(diào)質(zhì)器 

  為了延長和控制粉料在調(diào)質(zhì)器內(nèi)的滯留時間,在制粒機(jī)的上方疊加2-3個標(biāo)準(zhǔn)的單軸槳葉式調(diào)質(zhì)器,就是我們通常所說的二通、三通多層調(diào)質(zhì)器。這種調(diào)質(zhì)器的特點是互相串聯(lián),有多重蒸汽注入口,工作時粉料依次通過各個調(diào)質(zhì)器,延長了粉料的調(diào)質(zhì)時間,物料與蒸汽能更充分接觸混合,可將粉料的熟化度提高到40%左右。 

  4、雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器 

  雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器又稱DDC預(yù)調(diào)質(zhì)器,它是在單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其殼體由半徑不同的兩個大半圓焊接而成,殼體內(nèi)裝有兩根轉(zhuǎn)速不同的葉片攪動軸,殼體中部設(shè)有多個可單獨調(diào)節(jié)蒸汽量的蒸汽注入口和液體添加口,工作時由于雙軸轉(zhuǎn)速不等、旋向相反、漿葉差速搓動運動,使粉料和添加液從兩攪動軸中間向上拋起并與蒸汽一起形成對流,又充分剪切和交錯混合,粉料在槳葉的作用下,局部運動軌跡呈“8”字型,并繞軸旋轉(zhuǎn)向前推進(jìn),運動路線大為增長,因此粉料的軸向移動速度有更大的可調(diào)范圍。一般長2米左右的調(diào)質(zhì)器,調(diào)質(zhì)時間可以控制在幾十秒至240秒,可滿足特殊顆粒飼料高熟化率和高殺菌率的要求,熟化度通??蛇_(dá)50-60%,同時具有較高相對運動的漿葉能相互“洗刷”,使這一類型的調(diào)質(zhì)器有較高的自清潔能力,粉料在調(diào)質(zhì)室的殘留現(xiàn)象也有所改善。 

  5、膨脹器 

  膨脹器也稱EXPANDER,國內(nèi)又名環(huán)隙擠壓機(jī),其工作原理與擠壓機(jī)相同,都是用機(jī)械能來增加制粒之前加入粉料中的熱量。粉料在壓力的作用下被迫通過螺桿和壓模之間的狹窄間隙,產(chǎn)生壓實和剪切,與螺桿和缸體發(fā)生激烈的摩擦,并產(chǎn)生大量的熱量,以此達(dá)到熟化、殺菌和改善制粒狀況的目的。不同之處在于膨脹器的壓模間隙可調(diào),工作中可以通過調(diào)整壓模間隙,控制粉料在調(diào)質(zhì)室的擠壓、摩擦、剪切強(qiáng)度,從而控制擴(kuò)散入粉料的熱量。一般膨脹器可以對物料產(chǎn)生40帕的壓力和120℃-130℃的溫度,物料在這些條件下滯留3至5秒,非常快的發(fā)生物理變化,使物料的淀粉糊化程度和蛋白質(zhì)的可溶度都得到顯著提高,然而,物料中的熱敏性營養(yǎng)成分也會在這一高溫過程中受到較大損失。 

  6、通用顆粒熟化機(jī) 

  通用顆粒熟化機(jī)即UniversalPelletCooker,簡稱UPC,是由美國Wenger制造廠首先提出的新型調(diào)質(zhì)制粒設(shè)備,這一系統(tǒng)基本上是由高效的調(diào)質(zhì)器和一臺短滯留時間的改進(jìn)型擠壓機(jī)組合而成。在工作過程中,調(diào)質(zhì)器提供滯留和接觸時間以優(yōu)化飼料的質(zhì)量,而改進(jìn)的擠壓機(jī)則迫使粉料通過具有適當(dāng)大小空洞的壓模從而使其形成顆粒飼料。這種設(shè)備的淀粉糊化程度相當(dāng)高,一般大于70%,飼料顆粒品質(zhì)優(yōu)良,耐水持久,即使在粉料中加入大于10%的脂肪,所生產(chǎn)顆粒飼料的質(zhì)量仍然可以接受。此系統(tǒng)還有一個特點就是更換壓模非常簡易方便。目前這種調(diào)質(zhì)制粒設(shè)備在水產(chǎn)飼料、幼畜飼料和寵物飼料方面有廣泛的應(yīng)用前景。 

  除了上述的調(diào)質(zhì)器外還有壓力調(diào)質(zhì)器,其基本概念是提高調(diào)質(zhì)室的工作壓力,從而溫度也隨之上升,高壓可以迫使水分和熱量更快更徹底地進(jìn)入粉料顆粒內(nèi)部,從而改善調(diào)質(zhì)效果。 

  另外還有調(diào)質(zhì)罐等,這里就不作詳細(xì)介紹了。 
  三、常用調(diào)質(zhì)器的選擇 

  一般普通的畜禽飼料廠可選用單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器,保證30秒左右的調(diào)質(zhì)時間,可使淀粉糊化度達(dá)20%左右,基本滿足普通畜禽飼料的加工要求;水產(chǎn)飼料廠應(yīng)選用二級、三級調(diào)質(zhì)器或雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器,確保調(diào)質(zhì)飼料的熟化度達(dá)到50%以上。 

  膨脹器又稱為超級調(diào)質(zhì)器,用膨脹器膨化大豆和玉米等原料可提高飼料的適口性及消化率,同時改變飼料內(nèi)的抗原物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子;還可以用膨脹器配合制粒機(jī)進(jìn)行二次制粒,使粉料先通過膨脹器經(jīng)螺桿和壓模的強(qiáng)烈擠壓和剪切形成短時高溫,促使淀粉充分糊化,改善顆粒質(zhì)量;一些飼料企業(yè)直接使用膨脹器生產(chǎn)乳豬料和肉雞飼料等片狀飼料,營養(yǎng)全面、適口性好,有較大的市場空間。 

  四、漿葉式調(diào)質(zhì)器的正確使用 

  目前顆粒飼料的調(diào)質(zhì)器最常用的是單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器和雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器,下面從幾個方面談?wù)勥@些調(diào)質(zhì)器在使用中應(yīng)注意的問題。 

  1、蒸汽壓力和添加量的控制 

  蒸汽是調(diào)質(zhì)時水分和熱量的來源,因此其質(zhì)量的好壞直接影響調(diào)質(zhì)的效果,漿葉式調(diào)質(zhì)器在安裝時必須合理的設(shè)計蒸汽管路,使用穩(wěn)定可靠的蒸汽減壓閥和疏水閥,保證進(jìn)入調(diào)質(zhì)器的是壓力穩(wěn)定的干飽和蒸汽;蒸汽應(yīng)從切線進(jìn)入調(diào)質(zhì)器,沿軸向噴出使之與粉料混合更強(qiáng)烈;蒸汽方向不可垂直對著調(diào)質(zhì)器軸,那樣不僅達(dá)不到好的混和效果,反而使蒸汽對調(diào)制質(zhì)器軸產(chǎn)生“汽蝕”而割斷調(diào)質(zhì)器軸。調(diào)質(zhì)時根據(jù)原料和配方以及氣候的變化選用合適的蒸汽壓力和添加量,濕度大的季節(jié)、原料水分含量高時應(yīng)適當(dāng)提高蒸汽壓力,減少蒸汽添加量;干燥季節(jié)、原料水分含量低時應(yīng)降低蒸汽壓力、增加蒸汽添加量;夏天室溫較高可降低蒸汽壓力,因為低壓蒸汽釋放熱量和水分更為迅速;冬季氣溫低可提高蒸汽壓力,增強(qiáng)調(diào)質(zhì)溫度,減少蒸汽管道中的冷凝水,有助于粉料的熟化。 

  2、調(diào)質(zhì)時間的控制 

  (1)單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時間的控制 

  一般單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時間短,可同時采用減小攪動軸轉(zhuǎn)速和改變漿葉角度的方式來增加調(diào)質(zhì)時間。攪動軸的驅(qū)動馬達(dá)采用變頻器或電磁調(diào)速器來控制,漿葉的調(diào)節(jié)建議在進(jìn)料口處(即調(diào)質(zhì)器漿葉軸從開始端到后1/4或1/3處)的漿葉保持在出廠時的設(shè)置,這樣可以確保粉料被迅速向前驅(qū)趕進(jìn)入與調(diào)質(zhì)室;漿葉角度的調(diào)整應(yīng)在調(diào)制器長度方向1/3以后開始,對于單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器并非轉(zhuǎn)越慢、漿葉角度越垂直于攪動軸越好,這樣雖然增加了調(diào)質(zhì)時間,但過慢的轉(zhuǎn)速和幾乎垂直于攪動軸的葉片不足以使粉料拋起,這樣粉料會沉積在調(diào)質(zhì)室底部而被輕柔推過調(diào)質(zhì)室,蒸汽在調(diào)質(zhì)時上部自由流動而不會與粉料發(fā)生強(qiáng)烈的混合,效果差,而且由于粉料的運動速度過低,更容易在調(diào)質(zhì)室殼體周圍形成粘壁滯留,因此一般單軸漿葉式調(diào)質(zhì)器轉(zhuǎn)速不應(yīng)低于150r/min,最低不低于100r/min,用變頻器或電磁調(diào)速器控制轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)過程中,調(diào)質(zhì)器也不宜長時間工作在超低的轉(zhuǎn)速下。 

  (2)雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)時間的控制 

  這種調(diào)質(zhì)器單獨通過對其漿葉角度的調(diào)節(jié)可以使調(diào)質(zhì)時間在幾十秒至240秒內(nèi)變動,所以一般工作中不需要改變槳葉軸的轉(zhuǎn)速,漿葉角度的調(diào)節(jié)可以從入料口處調(diào)質(zhì)器長度方向上1/3以后的漿葉開始,如需增加調(diào)質(zhì)時間,可增加大徑低速正漿葉片與槳葉軸的夾角。雙軸異徑差速漿葉式調(diào)質(zhì)器雖然粘壁滯留現(xiàn)象有所改善,但是有的物料粘壁滯留現(xiàn)象還是比較嚴(yán)重,此時可以適當(dāng)減小小徑高速反漿葉片與攪動軸的的夾角,以此來加劇反漿葉片對粉料的逆向搓動,減少殘留量。 
 
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