顆粒飼料的水分含量是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo),它直接影響到顆粒飼料的品質(zhì)和加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)其進(jìn)行有效控制是保證飼料產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)鍵之一。水分含量超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),顆粒飼料容易發(fā)霉變質(zhì),不利于保存,還會(huì)使?fàn)I養(yǎng)成分的含量相對(duì)減少,降低了飼料的能量;水分含量太低,會(huì)影響飼料口味并造成過(guò)大的重量損失,加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯下降。在飼料加工過(guò)程中,適宜的水分含量有利于制粒,能提高顆粒飼料產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率,降低加工成本。如何控制顆粒飼料的水分含量,成為飼料加工企業(yè)普遍關(guān)心的問(wèn)題。
顆粒飼料加工所用原料來(lái)源及品種的多樣性,帶來(lái)了飼料加工中間產(chǎn)品以及最終產(chǎn)品水分分布的差異和含水量的多變性。研究表明,混合后半成品粉料的水分變化一般在9%~14%之間;調(diào)質(zhì)前粉料的水分含量在12.5%左右;調(diào)質(zhì)后入模物料的水分含量在15.0%~16.5%之間比較合理,生產(chǎn)的顆粒飼料加工質(zhì)量較好,光潔度均勻,粉化率低,同時(shí)能耗也較低,最終產(chǎn)品的水分含量也易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求(一般加工后顆粒飼料的水分應(yīng)不高于12.5%)。
1水分控制技術(shù)
1水分控制技術(shù)
原料本身的水分含量及調(diào)質(zhì)過(guò)程中水分添加量和冷卻效果是影響顆粒飼料產(chǎn)品最終水分含量的主要因素。在顆粒飼料加工過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)不同的情況綜合控制這些因素,才能保證產(chǎn)品的最終水分含量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
1.1原料的水分控制
顆粒飼料是由多種原料配合制成,成品飼料的水分與原料密切相關(guān),當(dāng)原料水分超標(biāo)引起成品飼料水分超標(biāo)時(shí),現(xiàn)行的顆粒飼料加工工藝無(wú)法解決,只有從控制原料的水分抓起,才能有效控制成品顆粒飼料的水分。首先必須有完善的原料管理制度,嚴(yán)格控制原料采購(gòu)和進(jìn)庫(kù)關(guān),常規(guī)原料的進(jìn)倉(cāng)水分含量不應(yīng)超過(guò)正常指標(biāo),凡不符合要求的一律不準(zhǔn)采購(gòu)和進(jìn)庫(kù),水分超標(biāo)的原料,一般情況下不得加工成品飼料。第二,易吸水的原料應(yīng)盡量不要壓倉(cāng),不能靠墻堆碼,應(yīng)根據(jù)原料品種制定適宜的存貯時(shí)間,超過(guò)存貯時(shí)間應(yīng)重新測(cè)量其水分含量。第三,注意倉(cāng)庫(kù)管理,倉(cāng)庫(kù)應(yīng)定時(shí)通風(fēng),一般要設(shè)有控溫、控濕裝置,原料出庫(kù)遵循“先進(jìn)先出”原則,保證出庫(kù)原料的水分含量與其它質(zhì)量指標(biāo)在規(guī)定的波動(dòng)范圍內(nèi),應(yīng)根據(jù)正常生產(chǎn)條件下的原料用量限量進(jìn)料,盡量縮短原料庫(kù)存期。
1.2調(diào)質(zhì)過(guò)程中的水分控制
調(diào)質(zhì)是制粒前對(duì)粉狀料進(jìn)行水熱處理,通過(guò)調(diào)質(zhì)可提高飼料的可消化性,提高顆粒硬度,降低顆粒粉化率,殺滅致病菌,節(jié)省制粒能耗,提高模、輥壽命。調(diào)質(zhì)時(shí)蒸汽(水分)的添加量會(huì)對(duì)調(diào)質(zhì)效果和成品顆粒飼料的水分含量產(chǎn)生較大影響。加入蒸汽過(guò)多,會(huì)使物料變得過(guò)軟,易堵塞模孔,影響生產(chǎn),成品顆粒水分含量偏高;若蒸汽添加不足,顆粒機(jī)產(chǎn)量低,壓模、壓輥磨損大,熟化度低,產(chǎn)品表面粗糙,粉化率高,電耗大。
調(diào)質(zhì)后物料的水分含量是判斷調(diào)質(zhì)效果的重要指標(biāo)之一,可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)汽量和蒸汽的質(zhì)量來(lái)控制蒸汽的添加量。在生產(chǎn)過(guò)程中,要根據(jù)粉料的含水率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,使入模物料能達(dá)到理想的溫度和水分含量。對(duì)于正常含水率的粉料,調(diào)質(zhì)需要的是干蒸汽,含水的蒸汽會(huì)對(duì)調(diào)質(zhì)、制粒等帶來(lái)不利的影響。一般按生產(chǎn)率的4%~6%來(lái)添加蒸汽量比較合理。對(duì)于水分含量較低的粉料,就要想辦法增加物料的水分含量,可通過(guò)降低蒸汽壓力、關(guān)閉所有或部分疏水閥、添加不飽和蒸汽、增加調(diào)質(zhì)時(shí)間等方法來(lái)增加調(diào)質(zhì)后物料的水分含量,以提高顆粒的水分。對(duì)于水分含量較高的粉料,應(yīng)采用高壓超飽和蒸汽,使調(diào)質(zhì)后粉料溫度達(dá)到要求而含水量不至于過(guò)高。
1.3冷卻過(guò)程中的水分控制
冷卻是為了降低顆粒飼料的溫度,使其不超過(guò)室溫3~5℃,帶走顆粒中的水分,使顆粒飼料產(chǎn)品水分含量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。冷卻后顆粒飼料的溫度和水分必須都達(dá)到要求才能進(jìn)行包裝,否則成品在貯存過(guò)程中易發(fā)霉變質(zhì)。應(yīng)根據(jù)剛脫模出來(lái)的顆粒飼料的產(chǎn)量、溫度、水分、顆粒大小及其成分及時(shí)調(diào)整冷卻風(fēng)量和冷卻時(shí)間,對(duì)于較干、較小的顆粒飼料所用的冷卻風(fēng)量應(yīng)小些、冷卻時(shí)間應(yīng)短些;相反,較濕、較大的顆粒飼料則應(yīng)加大風(fēng)量、延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。要保證所有顆粒獲得相同的冷卻時(shí)間,應(yīng)嚴(yán)格按照冷卻器的使用要求來(lái)操作,保證其均勻地自動(dòng)出料。在制粒開(kāi)始和結(jié)束的過(guò)程中,冷卻器應(yīng)多工作幾分鐘,尤其制粒機(jī)停機(jī)后,冷卻器應(yīng)再工作10min左右,保證顆粒全部出機(jī)。
2水分添加技術(shù)
當(dāng)原料本身含水量較低,使得混合后粉料的含水率遠(yuǎn)低于12.5%時(shí),通過(guò)物料混合時(shí)噴加霧化水可提高制粒效率和顆粒飼料質(zhì)量,降低動(dòng)力消耗,并可減少產(chǎn)品的重量損耗,提高經(jīng)濟(jì)效益。
要想給粉料添加水分,必須對(duì)進(jìn)廠原料、混合粉料和最終產(chǎn)品的水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,只有當(dāng)混合粉料和最終產(chǎn)品的水分都低于12.5%時(shí)才能考慮水分添加。水的添加量由人工根據(jù)檢測(cè)結(jié)果設(shè)定,目標(biāo)水分應(yīng)設(shè)定在高于初始水分2個(gè)百分點(diǎn)處,但最高水分不得超過(guò)13%。如果混合粉料初始水分是11.2%,則目標(biāo)水分應(yīng)是13%;如果混合粉料初始水分是9.2%, 則目標(biāo)水分應(yīng)是11.2%。
要想給粉料添加水分,必須對(duì)進(jìn)廠原料、混合粉料和最終產(chǎn)品的水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,只有當(dāng)混合粉料和最終產(chǎn)品的水分都低于12.5%時(shí)才能考慮水分添加。水的添加量由人工根據(jù)檢測(cè)結(jié)果設(shè)定,目標(biāo)水分應(yīng)設(shè)定在高于初始水分2個(gè)百分點(diǎn)處,但最高水分不得超過(guò)13%。如果混合粉料初始水分是11.2%,則目標(biāo)水分應(yīng)是13%;如果混合粉料初始水分是9.2%, 則目標(biāo)水分應(yīng)是11.2%。
由于粉料水分存在一定的波動(dòng),在采用人工檢測(cè)進(jìn)行水分添加時(shí),一定要時(shí)刻檢測(cè)顆粒飼料產(chǎn)品最終水分,在每批飼料生產(chǎn)初期更要勤查,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整水分添加量和飼料在冷卻器內(nèi)停留時(shí)間,使產(chǎn)品最終水分達(dá)到目標(biāo)水分。對(duì)大多數(shù)制粒產(chǎn)品來(lái)說(shuō),目標(biāo)水分最好設(shè)定為12.5%,任何時(shí)候都不應(yīng)超過(guò)13%,否則容易發(fā)霉變質(zhì)。
目前常用的水添加設(shè)備是水自動(dòng)添加系統(tǒng),適用于向混合機(jī)內(nèi)添加水,使粉料的水分增加,解決飼料廠原料水分過(guò)低,生產(chǎn)成本過(guò)高等問(wèn)題。水添加系統(tǒng)主要由不銹鋼儲(chǔ)水罐、防銹電磁閥、水泵、防銹流量計(jì)和智能流量?jī)x等組成,噴水量和噴水延時(shí)時(shí)間可在智能流量?jī)x上設(shè)定。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的微電腦自動(dòng)控制技術(shù),具有自動(dòng)化程度高、添加比例準(zhǔn)確、控制可靠、操作方便等特點(diǎn),但對(duì)混合機(jī)內(nèi)噴嘴的要求很高,必須達(dá)到完全霧化,才能確保均勻添加。該技術(shù)存在的主要問(wèn)題是水分添加量相對(duì)固定,不能根據(jù)原料、加工過(guò)程變化適時(shí)調(diào)整,容易造成成品顆粒飼料含水率偏高。
還有一種加水方法是在制粒機(jī)壓縮室內(nèi)噴霧加水,在此處噴霧加水具有蒸發(fā)降溫的作用,可有效地抑制蒸汽逸出,使產(chǎn)品保留更多的原有水分,可使產(chǎn)品的水分增加量與此處的加水量一致。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明,此種方法加水量最多為0.5%,高于此值,產(chǎn)品質(zhì)量將會(huì)下降。安全使用這種系統(tǒng)的方法是使用水分在線檢測(cè)裝置,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制噴霧量,防止最終產(chǎn)品水分過(guò)高。
3水分在線檢測(cè)與控制技術(shù)
顆粒飼料在加工過(guò)程中,物料水分受到粉碎、水及蒸汽等液體添加物、調(diào)質(zhì)、制粒和冷卻等因素的影響,不斷發(fā)生變化。即使同一批原料,在每一個(gè)工序水分變化也不相同,產(chǎn)品含水量與工藝過(guò)程中物料含水量呈非線性相關(guān),根本無(wú)法預(yù)測(cè)出最終產(chǎn)品的水分含量。因此,飼料加工中最理想的水分測(cè)控方法應(yīng)該是在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制,動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)產(chǎn)品水分含量,達(dá)到最佳控制飼料產(chǎn)品水分的目的。
顆粒飼料加工水分在線檢測(cè)與控制技術(shù)有兩種控制方案,一種是反饋控制,另一種是前饋控制。反饋控制是在線檢測(cè)冷卻后顆粒飼料的水分,前饋控制在線檢測(cè)的是調(diào)質(zhì)前粉料的水分,兩者都是將檢測(cè)值與顆粒飼料產(chǎn)品水分的設(shè)定值進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果控制調(diào)質(zhì)蒸汽(水分)添加量和在制粒機(jī)壓縮室噴霧加水量。前饋與反饋相比,采樣料與準(zhǔn)備加水料在時(shí)間上更為接近一些,實(shí)時(shí)性更強(qiáng),所以一般選用前饋控制。顆粒飼料加工水分在線控制是一種質(zhì)的飛躍,使成品含水量保持在標(biāo)準(zhǔn)值最窄的區(qū)域內(nèi),有利于產(chǎn)品的水分含量穩(wěn)定,提高經(jīng)濟(jì)效益。
在線水分測(cè)量均為間接法,通過(guò)測(cè)量與水分相關(guān)的物性參數(shù)變化,尤其是電特性方面的改變,獲得物料的含水量值。在線水分測(cè)量除要求保證測(cè)量精度、滿(mǎn)足測(cè)量的實(shí)時(shí)性外,還要求重視測(cè)量數(shù)據(jù)的可重復(fù)性、測(cè)量信息的保真性以及測(cè)量與測(cè)量數(shù)據(jù)處理的智能化程度。通過(guò)分析比較當(dāng)今發(fā)展起來(lái)的水分在線測(cè)量方法,微波法被證明是一種理想的水分在線測(cè)量方法,已在許多方面得到了成功的應(yīng)用,且在國(guó)外也已應(yīng)用到飼料水分測(cè)量中。
微波水分測(cè)量的誤差低于±0.4%,且重復(fù)性誤差小于±0.2%,瞬時(shí)采樣讀數(shù)為10次/s,精度高,性能穩(wěn)定,抗干擾和抗沖擊能力強(qiáng),可以為飼料加工過(guò)程提供全程的水分監(jiān)控,使工廠效益最大化而損失極小化,是一種安全的、具有可觀性和可控性的系統(tǒng),是飼料加工在線水分實(shí)時(shí)測(cè)控的一種最佳選擇。實(shí)際應(yīng)用中,微波水分測(cè)量與控制系統(tǒng)包括微波檢測(cè)單元、測(cè)量信號(hào)處理單元、系統(tǒng)邏輯控制單元、加水與水量控制單元、顯示與監(jiān)視單元等。
4小結(jié)
顆粒飼料成品水分含量受原料、倉(cāng)儲(chǔ)、飼料加工過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的影響,在加工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)加工對(duì)象的水分控制,能夠提高生產(chǎn)率,增加經(jīng)濟(jì)效益,特別是通過(guò)在線控制粉料的水分含量,可提高顆粒飼料的質(zhì)量及均一性,對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。