淺談蝦料制粒機(jī)的壓輥數(shù)量對(duì)顆粒品質(zhì)的影響

■蘇京波 毛 杰

(常州思貝德機(jī)械有限公司，江蘇常州 213133)

蝦顆粒飼料是飼料工業(yè)中硬顆粒飼料的一種，其顆粒品質(zhì)要求高、配方成分多、工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備要求高。代表了飼料行業(yè)最高水平的一類硬顆粒飼料加工技術(shù)。每一個(gè)環(huán)節(jié)如果處理不好，都可能影響到顆粒的品質(zhì)。

其中，制粒機(jī)是蝦料生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，也是影響顆粒品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。因此，選擇設(shè)計(jì)合理，性能優(yōu)良的制粒機(jī)至關(guān)重要。制粒機(jī)主要包含以下部件：壓輥組件，環(huán)模，主軸部件，轉(zhuǎn)子部件，機(jī)座，傳動(dòng)裝置等。按壓輥數(shù)量來(lái)分，目前市場(chǎng)上蝦料制粒機(jī)可分為兩類，一類為兩輥制粒機(jī)，如圖1。一類為三輥制粒機(jī)，如圖2。制粒機(jī)中有多個(gè)部件對(duì)顆粒品質(zhì)有很大影響，關(guān)于此方面的公開(kāi)分析文獻(xiàn)也很多，本文不再贅述。但關(guān)于壓輥數(shù)量對(duì)顆粒品質(zhì)的分析文獻(xiàn)較少，故本文主要針對(duì)壓輥的數(shù)量對(duì)制粒品質(zhì)的影響做下分析。

蝦飼料行業(yè)顆粒品質(zhì)一個(gè)很重要的指標(biāo)就是顆粒的外觀質(zhì)量。通常好的外觀客觀反映了好的顆粒品質(zhì)，如調(diào)質(zhì)溫度不到位，則顏色發(fā)白，粉化率高，切口粗糙，淀粉糊化度低。再如水分添加不均勻，則顆粒顏色不均，長(zhǎng)短不一，成品水分不一，易發(fā)霉。如各壓輥擠壓區(qū)分料量不等且攤布不均勻，則擠壓區(qū)內(nèi)的?？咨厦娴牧蠈雍穸染筒痪鶆颍鋽D壓飼料量及擠壓力也就不均勻，這就容易造成顆粒色澤不一，長(zhǎng)短不齊等問(wèn)題。所以說(shuō)工藝上任何一處的不到位，都會(huì)直接通過(guò)顆粒外觀表現(xiàn)出來(lái)，而通過(guò)顆粒外觀來(lái)判定顆粒品質(zhì)好壞是最簡(jiǎn)單可行的，其在飼料加工行業(yè)也已普遍采用。

圖1 兩壓輥

首先，要想獲得好的顆粒外觀，每個(gè)壓輥的擠壓區(qū)飼料分配量要一樣。并且在擠壓區(qū)內(nèi)飼料要攤布均勻，兩者缺一不可。首先從分料量來(lái)看，兩壓輥和三壓輥哪個(gè)分配更均勻呢？現(xiàn)分別分析如下：兩壓輥有兩個(gè)擠壓區(qū)，兩擠壓區(qū)的飼料分配量分別為A,B,通常工況下A≠B,這時(shí)可以通過(guò)調(diào)整分料刀的角度，位置，長(zhǎng)度等方法，把量多的擠壓區(qū)飼料分配到量少的擠壓區(qū)中去，調(diào)節(jié)很方便。通過(guò)此舉可以有效保證兩個(gè)擠壓區(qū)飼料量近似相等。三壓輥有三個(gè)擠壓區(qū)，三個(gè)分料刀，飼料分配量分別為C,D,E，通常工況下C≠D≠E，此時(shí)通過(guò)調(diào)整分料刀增減擠壓區(qū)的飼料量，都會(huì)影響到其他擠壓區(qū)的飼料量，要想調(diào)整到近似C=D=E，通常需要多次調(diào)整，調(diào)整難度大，而且效果不理想。以上是對(duì)飼料分配量上的分析，可以看出兩壓輥的飼料分配量比三壓輥好調(diào)整，而且調(diào)整后的效果也很理想。各擠壓區(qū)飼料分配量調(diào)整近似相等后，還不算大功告成。還得考慮擠壓區(qū)內(nèi)軸向面域的飼料攤布均勻性，同一擠壓區(qū)攤布面沿軸向可近似分為三部分，在此分別稱其為外中內(nèi)三面域，理論上只要外中內(nèi)三面域料層厚度一致就可以保證出料均勻一致。兩壓輥兩個(gè)擠壓區(qū)，分別有6個(gè)面域需要保證飼料攤布均勻相等，同理，三壓輥有9個(gè)面域需要保證攤布均勻相等。所以三壓輥在環(huán)模軸向面域攤布均勻相等的調(diào)整難度要遠(yuǎn)高于兩壓輥。實(shí)際生產(chǎn)中因壓輥及環(huán)模的磨損程度不同，壓輥支撐剛度等因素影響，調(diào)整難度還要復(fù)雜。

圖2 三壓輥

其次，從擠壓效率上講，在相同的環(huán)模內(nèi)徑情況下，兩壓輥結(jié)構(gòu)的壓輥直徑比三壓輥結(jié)構(gòu)的壓輥直徑大。在相同產(chǎn)量下，即相同的料層厚度下，兩壓輥的擠壓楔形角要比三壓輥小，這有利于對(duì)擠壓區(qū)內(nèi)物料的擠壓，其所產(chǎn)生的擠壓力更大，擠壓面積大，攤布更均勻，且物料不容易產(chǎn)生滑動(dòng)，更利于出料。這類似于車的大輪子和小輪子過(guò)坎，大輪子如履平地，小輪子則可能就此止步不前。兩壓輥結(jié)構(gòu)的另一益處是，其轉(zhuǎn)速較三壓輥更慢，物料壓入時(shí)間長(zhǎng)、受壓緊密，更適合于小孔徑的蝦料制粒。如以市場(chǎng)上常用的SZLH550型2-3壓輥制粒機(jī)為例，環(huán)模內(nèi)徑為φ550 mm,兩壓輥的壓輥直徑為φ265 mm，三壓輥的壓輥直徑為φ248 mm。以相同產(chǎn)量即相同料層厚度如25 mm為例，通過(guò)計(jì)算或通過(guò)CAD軟件繪制示意圖量取楔形角β（過(guò)環(huán)模圓心O點(diǎn)引一射線，通過(guò)料層與壓輥交接點(diǎn)，分別交壓輥和環(huán)模于A，A1點(diǎn)，分別作壓輥表面A點(diǎn)和環(huán)模表面A1點(diǎn)的切線，兩切線交于C點(diǎn)，∠ACA1即為模輥對(duì)物流的楔形角β），如圖3所示。結(jié)果如下：兩壓輥的楔形角是25.59°，而三壓輥的楔形角是27.34°。在相同機(jī)械參數(shù)及工況下，兩壓輥形成的楔形角更小，其擠壓力，抗打滑能力，擠壓均勻性均優(yōu)于三壓輥型制粒機(jī)。

圖3 壓輥參數(shù)分析

環(huán)模制粒機(jī)是蝦飼料加工的主機(jī)設(shè)備，其對(duì)顆粒品質(zhì)的影響非常大，故選擇合適的制粒機(jī)，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)顆粒飼料的前提。目前市場(chǎng)上使用的制粒機(jī)主要有兩壓輥和三壓輥兩者類型。市場(chǎng)主要反映的問(wèn)題就是顆粒品質(zhì)不穩(wěn)定，如顆粒長(zhǎng)短不齊，粉化率高，色澤不一，耐水性差等諸多問(wèn)題，本文主要選取制粒機(jī)的壓輥數(shù)量進(jìn)行了淺析，得出如下結(jié)論：兩壓輥制粒機(jī)分料更均勻，擠壓力及擠壓面積更大，抗打滑性更強(qiáng)。較三壓輥制粒機(jī)，其更適合于蝦顆粒飼料的生產(chǎn)。近年來(lái)，常州思貝德公司在市場(chǎng)上幫助很多蝦料生產(chǎn)用戶把三壓輥改成了兩壓輥結(jié)構(gòu)，并配備了專門設(shè)計(jì)的分料刮刀機(jī)構(gòu)，分料更均勻，調(diào)整更方便，從制粒機(jī)的核心部件著手，解決了這一困擾業(yè)內(nèi)多年的難題，取得了很好的使用效果，更加印證了這一研究結(jié)論的實(shí)用性及可靠性。