颗粒质量控制技术（PPT76页)

1颗粒质量控制技术2一、影响颗粒质量产量的主要因素3颗粒饲料质量的界定：1.颗粒饲料的长度：长短均匀、断面整齐；2.颗粒的外观质量、气味、色泽：具有光滑表面的圆柱体、无腐败、发霉及其它异味，表面无开裂、颗粒色泽均匀；3.颗粒饲料的水分：北方≤14%，南方≤12.5%；44.颗粒饲料的含粉率：颗粒饲料成品中粉状饲料所占的重量百分比，鱼虾料≤6%，畜禽料≤10%；5.颗粒饲料的PDI(粉化率，回转箱法）：鱼虾料≥92%，畜禽料≥88%；6.水中稳定性：影响水产动物的采食，如鱼饲料应在水中保持15分钟不溃散，水中散失率小于20%（浸泡30min）；虾饲料应在水中15-30分钟变软，2-3小时不溃散，虾饲料的水中散失率小于12%（浸泡2h）。5影响因素之一：配方•配方是保证颗粒质量的重要因素：•水份：原料11%-13%，调质后15%-18%，一般1%对应11℃；•淀粉：生淀粉表面粗糙，制粒阻力大，粘结性能差；糊化淀粉粘结性能好，颗粒质量好。大麦和小麦的比玉米好；•蛋白质：配方中蛋白质含量较高时，较易于制粒，颗粒质量也较好，因为蛋白质受热后可塑性、粘性增大，使制粒产量提高、质量好；蛋白质含量过高时，制粒效果下降，因吸收蒸汽能力严重降低，调质温度低；6•脂肪：适量的脂肪，摩擦阻力小，环模磨损小，能耗低，颗粒质量好，3%以内；脂肪含量过高，颗粒质量下降，颗粒易碎，可采用制粒后喷涂；•粗纤维：粗纤维含量不宜超过10%。纤维自身的粘结力差，使饲料粒子间的结合力下降，同时也影响饲料吸收蒸汽的能力，使饲料颗粒的硬度、成形率和产量降低，设备磨损严重增大。7根据经验和制粒工艺给每种原料确定一个颗粒质量参数（简称PQF），好的就为10，差的就为0，负作用的就为负数。下表为普通制粒工艺条件下几种常用原料的PQF值，仅供参考。原料名称小麦面粉全麦粉玉米粉稻谷粉豆粕菜粕麸皮肉骨粉鱼粉米糠酒糟多维矿物质油脂PQF值10.08.05.05.04.03.55.05.04.03.02.52.00.0-40表10常用原料的PQF值8计算配方的FPQF值•根据上述的FPQ值，就能计算出一个给定配方的“颗粒饲料质量因素”（简称FPQF）计算公式为：•FPQF=FPQ1×η1+FPQ2×η2+FPQ3×η3+……+FPQN×ηN•式中：•FPQ——配方中各原料的颗粒质量因素•η——配方中各原料的百分配比，•一般若FPQF值在4.7—5.0之间，就可认为此配方能制得较好质量的颗粒。当然，颗粒饲料的生产，各厂家应根据自己对颗粒质量的要求、原料品种、粉碎粒度、调质条件和营养状况来决定自己的FPQF值。9某罗非鱼饲料颗粒饲料质量因素计算示例物料名称配比（%）PQF值FPQF值皮革粉34.000.12鱼粉24.000.08谷物酒糟1.93.000.06油脂1.15-40.00-0.46矿物质2.510.000.00菜粕53.500.17麦麸155.000.75小麦278.002.16豆粕25.64.001.02葵花籽粕16.846.001.00总计100PQF值4.9010动力输入、FPQF、PDI关系11影响因素之二：原料粉碎粒度•粉碎过程是控制颗粒品质的一个重要因素；•粒度细，表面积大，吸收蒸汽的水份均匀快速，淀粉糊化程度高，制出的颗粒质量好，环模、压辊磨损小；•粉碎不好的粗粉含有大颗粒，制出的颗粒易破裂，粉料多，品质差；同时颗粒机振动厉害，影响产量；•粉碎过细，物料摩擦系数减小，影响产量，电耗增加；12图1中的两条曲线，一条曲线为粉料中心水分达到所需值时的时间；另一条曲线为粉料中心温度达到所需值时的时间。由此可见，粉粒的粒度减小，可增加水分进入粒子内部的通道和减小水分达到粒心的距离，是缩短渗透所需时间的有效措施，从而提高调质效果。13•畜禽料：φ4-5颗粒料，用φ2.5-3筛孔；φ3-3.5颗粒料，用φ2-2.5筛孔；φ2-2.5颗粒料，用φ1.2-1.5筛孔；•水产料:一般要求全部通过40目标准筛，60目标准筛筛上物不大于20%；多选择筛孔直径为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm的筛片；•虾料：对虾原料一般要求全部通过60目标准筛，95%通过80目标准筛，多采用超微粉碎。14影响因素之三：环模的影响1.物料在模孔中的滞留时间•环模的压缩比越大，颗粒料在模孔中滞留时间就越长；颗粒的PDI就越高；•计算方法：例如∮3.0×50mm的环模、共有9360个孔、产量是10000kg/h(10t/h）、取颗粒的密度是1.1kg/dm3,则整个环模模孔都充满料时的料重：（п×2.25×50×1.1/1000000)×9360=3.64kg；每秒钟的产量是10000/3600=2.78kg/s；滞留时间为3.64/2.78=1.3s；•如果产量减半，那么滞留时间就是原来的2倍；如果环模有效厚度减少20%，那么滞留时间也会降低20%；152.环模材料及热处理•环模的材料采用高铬合金滚锻毛坯，采用专用深孔枪钻和真空热处理系统。•为了控制环模热处理后的硬度均匀性，每个环模热处理后，在圆周方向三等分处的每个部位，取不少于三点测硬度平均值，其各部位的硬度值之差不大于HRC4。16环模加工及热处理设备真空热处理4工位枪钻8工位枪钻倒角机钻头173.环模模孔构造18模孔结构和制粒的关系•直形孔和释放式阶梯形孔适于加工配合饲料；•外锥形孔适合加工脱脂糠等高纤维的饲料；•内锥形孔和压缩式阶梯孔宜加工草粉料类比重轻的饲料；•应尽量避免采用释放式阶梯孔（减压孔）；•由于环模靠边缘的几排孔较难出料，可以设计有减压孔。19环模模孔构造•环模边上两排孔通常出料困难，通过释放孔来降低模孔的摩擦阻力。•环模外表面减压孔：减压孔的存在会导致颗粒长短不一，但是为了满足环模的强度在某些情况下减压孔是不可避免的。20环模孔的排列方式A方式排列B方式排列21环模孔的开孔率•A方式排列开孔率：如果设小孔的直径为d，小孔与小孔之间的壁厚为a，环模开孔率为ψ,则ψ≈0.9d2/(d+a)2；•B方式排列开孔率：如果设小孔的直径为d，小孔与小孔之间的壁厚为a，环模开孔率为ψ,则ψ≈0.78d2/(d+a)2；•A方式排列开孔率＞B方式排列开孔率22环模孔的压缩比及粗糙度•环模压缩比：是指环模孔的有效长度和环模孔的最小直径的比值，它是反映颗粒饲料挤压强度的一个指标。压缩比越大，挤出的颗粒饲料越结实；普通畜禽料9.5～12.5；鱼饲料14～16；虾饲料20～25；热敏饲料4.8～8.0；•粗糙度：在同样的压缩比下，粗糙度值越大，饲料挤出阻力越大，出料越困难，过大的粗糙度也影响颗粒表面的质量。合适的粗糙度值应在0.8~1.6之间。23影响颗粒料长度的因素分析•设制粒机的产量为Q（kg/h），环模内径为D（mm），环模有效宽度为W（mm），环模线速度为V（m/s），环模转速为n（r/min），环模孔径为d（mm），环模开孔率为ψ，开孔数为N（个），每转一圈制出的颗粒在未切断时的长度为L（mm），颗粒密度为ρ（kg/m3），则可以计算出未切断时的颗粒料的长度为：106Q60×109Q109Q•L===3600W·V·ψ·ρ3600πD·W·n·ψ·ρ15πd2·n·N·ρ•对于上式，我们不难分析出影响制粒机颗粒长度L的因素：24影响颗粒料长度的因素•制粒机产量的影响；•环模线速度或转速的影响；•环模孔径及开孔率的影响；•环模内径、环模有效宽度及颗粒密度的影响；•切刀的影响（数量、结构、调整）；•环模模孔结构的影响；•压辊外表面结构的影响；•制粒后筛分系统的影响。25环模的安装方式（锥面，抱箍）26环模内表面喇叭口2728影响因素之四：压辊壳的选择•压辊壳由耐磨合金材料经金加工和热处理而成。•压辊壳的齿面形式对制粒性能有一定的影响。•三种齿面的压辊壳：蜂窝形、齿槽形、有封边的齿槽形。•蜂窝形和齿槽形压辊主要用于畜禽料的制粒。•蜂窝形压辊的优点是环模磨损均匀，但卷料性能差。•齿槽形压辊卷料性能好，饲料厂普遍采用，但环模的磨损不甚均匀。•有封边的齿槽形压辊主要适用于水产料的制粒，饲料挤压时不容易往两侧滑动。29压辊壳不同的齿形30影响因素之五：压辊与环模间的间隙•压辊与环模间隙调的太紧就会引起过多的金属与金属的接触和环模擦击，擦击其间破坏了压模孔的入口角；•压辊与环模间隙调的太松就会引起压辊打滑、堵机。•正确的调整会使制粒机获得最大的生产能力，延长压辊和环模的使用寿命，从而降低生产成本，提高经济效益。31液压式压辊调节器•液压式压辊调节器是自动调整辊模间隙的调节装置，可以在制粒机正常工作中遥控连续的调节辊模间隙。常用可编程逻辑控制器控制辊模间隙，数字式显示。•自动压辊调节装置有如下优点：改善并稳定了颗粒料的质量；改进了制粒机的生产能力；使压辊调节变得容易，减少操作员的危险，使堵机后比较容易起动。32压辊自动调节环模快速拆装33影响因素之六：切刀、喂料刮刀的影响•刀刃是否位于压辊与环模的啮合处；•刀刃离环模的距离；•分布于压辊与环模间料层的厚度；34影响因素之七：调质设备及蒸汽系统调质是制粒或膨化不可缺少的工序,没有良好的调质系统,就没有优良制粒或膨化效果,而影响调质器调质效果的因素较多,主要取决于:1.物料性能;(1)物料性质；(2)物料的颗粒大小和均匀程度；(3)物料水份；2.调质器性能:(1)调质器结构和工艺参数；(2)调质时间；3.调质蒸汽的质量35调制器种类1.一般普通调质器2.加长、加粗调质器3.夹套调质器4.釜式调质器5.双轴差速调质器6.高效(速)调质器36调质效果•好的调质能极大地提高产量，降低能耗，提高颗粒质量；•温度：畜禽料，80-90℃；水产料，90-100℃，热敏性，35-50℃；•水份：通常的混合饲料，尤其低蛋白饲料，谷物含量在50%以上，调质后水份可达15-17%；对于高纤维饲料或高自然蛋白饲料，含水量限制在13-14%。37高效(速)调质器上下双筒调质器,其性能的原理:高速调质与保温均质分开，二者功能分工明确,效果明显。上筒是高速调质,而高速调质,就提高了温度梯度、速度梯度、湿度梯度、从而就提高调质效果。下筒是保温均质,使物料调质更均匀,确保调质性能优良,上下高速调质,均质保温的双筒调质器的调质效果优于多级调质器。3839调质原理40多层调质器41421.轴承2.密封圈3.长桨叶4.慢轴5.短桨叶6.快轴调质器内部示图及通常运转方向进料出料输送方向12345643DDC调质器两轴间角度的调整•必须避免两个主轴上的浆叶之间相碰撞！44双轴差速调质器:大、小浆叶在直径方向相交,相交量接近小浆叶叶片的长度,浆叶端部和浆叶杆部形状大小相同。所以,该机型调质时间一般为1-3分钟,调质效果较好,调质后淀粉糊化度可达40%-50%以上,而且可添加多种液体。45调质时间与淀粉糊化度的关系46二、颗粒料异常外观的产生原因及改进办法471.颗粒料弯曲且一面呈现许多裂纹•这种现象通常是在颗粒离开环模时产生的，当切刀位置调得离环模表面较远并且刀口较钝时，颗粒从模孔挤出时是被切刀碰断或撕裂而非被切断，此时有部分颗粒料弯向一面并且另一面呈现许多裂纹。•改进办法：•增加环模对饲料的压缩力，即增大环模的压缩比，从而增加颗粒料的密度及硬度值；•将饲料原料粉碎得更细些，如果添加了糖蜜或脂肪，应改善糖蜜或脂肪的散布均匀度并且控制其添加量，以提高颗粒料的密实度，防止饲料松软；•调节切刀离环模表面的距离或更换使用较锋利的切刀片；•使用粘结类的制粒助剂,改善颗粒内部的结合力。482.水平裂纹横过整个颗粒料•与情形1中的现象有些类似，裂纹发生于颗粒的横切面，只是颗粒没有弯曲。当将含有较多纤维的蓬松饲料制粒时，就有可能发生此种情况。由于其中含有比孔径长的纤维，当颗粒被挤出后，因纤维的膨胀作用使颗粒料在横截面上产生横贯裂纹，产生枞树皮状的饲料外观。•改进办法:•增加环模对饲料的压缩力，即增大环模的压缩比；•控制纤维的粉碎细度，其最大长度不能超过粒径的三分之一；•降低产量以减低饲料通过模孔时的速度，增加密实度；•加长调质的时间，使用多层调