高效飼料制粒機(jī)的使用和制粒效果提升

李 峰，車 璐，孫德欣，娜日娜

(1.內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，024031； 2.內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊(duì))

高效飼料制粒機(jī)的使用和制粒效果提升

李 峰1*，車 璐2，孫德欣1，娜日娜1

(1.內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，024031； 2.內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊(duì))

飼料加工過程中的制粒工藝，制粒機(jī)是最主要的生產(chǎn)設(shè)備，根據(jù)壓粒機(jī)構(gòu)的工作原理，一般可分為成型機(jī)和擠壓機(jī)兩類。成型機(jī)是在密閉的機(jī)體內(nèi)壓制飼料原料；擠壓機(jī)則利用模壁壓擠摩擦力壓制飼料顆粒。按壓粒部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將壓粒機(jī)分為柱塞式、螺桿式、環(huán)模式、平模式等。

1 制粒機(jī)的組成結(jié)構(gòu)

一般制粒機(jī)主要由調(diào)速喂料系統(tǒng)、攪拌調(diào)質(zhì)系統(tǒng)、制粒系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、保安系統(tǒng)等組成。

1.1 調(diào)速喂料系統(tǒng) 調(diào)速喂料系統(tǒng)由變速器和喂料絞龍兩大部分組成。變速器，通常由JZTY型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)與減速器組成。調(diào)速電動(dòng)機(jī)由三相異步交流電機(jī)、渦流離合器與測速發(fā)電機(jī)組成，與JZTY控制器配合使用。通過JZTY型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制器，可以改變其輸出轉(zhuǎn)速，并經(jīng)減速器減速后，帶動(dòng)螺旋喂料絞龍軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到無級(jí)變速喂料和控制不同喂料量的目的。喂料絞龍由絞龍筒體、絞龍軸、帶座軸承等組成，其作用是通過絞龍軸的旋轉(zhuǎn)將存料斗中的粉狀物料輸送到攪拌器中。絞龍筒體、絞龍軸及其葉片均由不銹鋼制成，絞龍軸葉片為滿面式。絞龍軸可連同軸承座一起從絞龍筒體中抽出，以便對(duì)內(nèi)部及絞龍軸的清理。

1.2 攪拌調(diào)質(zhì)系統(tǒng) 攪拌調(diào)質(zhì)系統(tǒng)主要由筒體、攪拌軸、帶座軸承、減速器、電機(jī)、加蒸汽口、糖蜜添加口、保安磁鐵、起吊器等部分組成。其功能使通入的0.1～0.4 MPa的蒸汽和飼料進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，使物料軟化；同時(shí)可通過糖蜜添加口加入適量升溫至80℃～100℃，由油泵加壓成霧狀的油脂和糖蜜。攪拌調(diào)質(zhì)器的筒體與攪拌軸及漿葉片等均由不銹鋼制成，其攪拌軸和軸承座可以抽出機(jī)外，以便維護(hù)清理。攪拌軸由電機(jī)帶動(dòng)，由減速比為1∶4的減速器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到攪拌輸送物料的目的。

1.3 制粒系統(tǒng) 制粒系統(tǒng)主要由下料斜槽、壓制室、切刀等部分組成，是整個(gè)制粒機(jī)的核心，也是制粒工藝和制粒效果的決定因素。

1.3.1 下料斜槽由斜槽、手柄、觀察窗和殼體等組成，目的是將攪拌調(diào)質(zhì)器內(nèi)經(jīng)調(diào)質(zhì)后的物料送進(jìn)壓制室內(nèi)進(jìn)行壓制，起著承上啟下的作用。打開觀察窗可隨時(shí)觀察、掌握物料的調(diào)質(zhì)質(zhì)量，同時(shí)也可作為人工供料口。當(dāng)拉動(dòng)斜槽機(jī)外手柄時(shí)，可以進(jìn)行機(jī)外排料，以便試車和排除故障。

1.3.2 壓制室是制粒機(jī)的心臟，由壓模罩、喂料刮板、分配器、環(huán)形壓模、柱狀壓輥、切刀和門蓋等組成，其功能是將下料斜槽送入的待制粒物料，經(jīng)分配器分配到轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)型。壓模和柱狀壓輥之間的工作面上，由旋轉(zhuǎn)的壓模將物料填入壓縮區(qū)，再通過與物料的摩擦帶動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，使物料進(jìn)入擠壓區(qū)，并入?？壮尚汀Ｎ锪显趶?qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁阻力，不斷從模孔中成條擠出，擠出時(shí)被裝置在環(huán)模外，位置可以調(diào)節(jié)的切刀切成長度適宜的顆粒飼料。喂料刮板是將料流均勻地分配到每個(gè)壓輥和壓模的擠壓區(qū)，以減小振動(dòng)和受力不勻。環(huán)形壓模是具有數(shù)以千計(jì)個(gè)均勻分布小孔的環(huán)型模具。在壓制顆粒過程中，物料是在壓模與壓輥的強(qiáng)烈擠壓作用下強(qiáng)制通過這些小孔而壓實(shí)成型，所以壓模應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼、鉻鋼(含鉻12%～14%)和滲碳不銹鋼。結(jié)構(gòu)特性參數(shù)通常由?？字睆健耗：穸?、有效工作長度、減壓料孔深度、進(jìn)料孔口直徑、進(jìn)料孔口角度、壓模開孔率、壓縮比和長徑比表達(dá)。壓輥一般多半是惰性或傳動(dòng)的，其傳動(dòng)力是壓模與壓輥間的摩擦力。因此，要確保壓輥具有足夠的牽引力，防止壓輥“打滑”。壓輥的主要零件包括輥軸、軸承、密封件和輥殼。鑒于壓輥與壓模的直徑比約為0.4∶1，而兩者的線速度基本相等，所以壓輥的磨損率比壓模高2.5倍左右。因此，壓輥內(nèi)套要加工成具有可調(diào)節(jié)的偏心裝配面，以便裝拆和整修。輥軸上還有潤滑注油孔，以便在制粒機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)能及時(shí)潤滑軸承。

1.3.3 切刀是用來將?？讛D壓后的物料切割成所要求長度及形狀均勻一致顆粒料的工具，每個(gè)壓輥配備一把切刀，切刀架一般固定在門蓋上，與壓模外表面的間距可根據(jù)顆粒長度要求予以調(diào)節(jié)。其材質(zhì)一般選用含鎳的硬質(zhì)合金鋼。

1.4 傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力由主電機(jī)輸出，經(jīng)內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸器，使齒軸隨電機(jī)同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，再經(jīng)一對(duì)齒輪到減速(或直接通過皮帶輪減速)后，使空軸連同傳動(dòng)軸、壓模一起旋轉(zhuǎn)。壓模與傳動(dòng)輪之間用螺旋和鍵連接(或用抱箍固定)。帶有偏心的壓輥軸安裝在主軸的壓輥襯套內(nèi)，由壓板壓緊固定。壓輥軸上裝有壓軸，當(dāng)壓模旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于物料的摩擦作用帶動(dòng)內(nèi)切的壓輥旋轉(zhuǎn)，被離心力帶進(jìn)去的物料通過其間的擠壓，從壓模?？字袛D出整齊的顆粒。壓模和壓輥之間距可通過調(diào)整調(diào)隙輪改變，其最大調(diào)節(jié)距離一般為10 mm左右，使偏心的壓輥軸繞主軸與壓板上的同軸孔旋轉(zhuǎn)獲得。

1.5 保安系統(tǒng) 保安系統(tǒng)包括過載保護(hù)、保安磁鐵、壓制室門蓋保護(hù)開關(guān)和機(jī)外排料等。

1.5.1 過載保護(hù)是指當(dāng)有異物突然進(jìn)入模、輥之間時(shí)，擠壓力會(huì)突增，超過常壓，而使壓輥停止轉(zhuǎn)動(dòng)或隨壓模繞主軸軸線并帶動(dòng)原靜止的主軸一起旋轉(zhuǎn)，從而折斷安全銷(或內(nèi)摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng))。導(dǎo)致行程開關(guān)工作，切斷電源，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證機(jī)器的其他零件不受損壞，起到過載保護(hù)作用。

1.5.2 保安磁鐵是指當(dāng)有金屬磁性雜質(zhì)混入物料時(shí)，可通過安裝在攪拌器筒體(或下料斜槽)上的保安磁鐵清除。保安磁鐵為不銹鋼全封閉型，有較高的壽命和可靠性。

1.5.3 壓制室門蓋保護(hù)開關(guān)在正常工作時(shí)，為避免打開壓制機(jī)門蓋，而在門蓋一側(cè)時(shí)，則行程開關(guān)斷開制粒機(jī)的全部控制線路，使制粒機(jī)全部停止轉(zhuǎn)動(dòng)或不能啟動(dòng)，以保證人身安全。

1.5.4 機(jī)外排料時(shí)只要拉開機(jī)外排料手柄，就可使斜槽轉(zhuǎn)動(dòng)，使調(diào)質(zhì)器物料全部流入機(jī)外，而不進(jìn)人壓制室內(nèi)。主要用于制粒機(jī)在正常工作前的試機(jī)及發(fā)生故障時(shí)的緊急排料。待正常工作或故障排除后再推動(dòng)排料手柄，使斜槽復(fù)位，下料正常。

2 制粒過程

制粒過程是將粉狀配合飼料通過磁選裝置除去鐵質(zhì)后，經(jīng)螺旋喂料器送至攪拌調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，與同時(shí)加入的蒸汽(有時(shí)需加糖蜜、脂肪)進(jìn)行攪拌混合，使飼料中的蛋白質(zhì)和淀粉在熱能作用下被水稀釋，變成可塑性較強(qiáng)的料體，粗纖維被加溫軟化。

飼料水分達(dá)到15%～17%，溫度為65℃～85℃。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的物料，被送入運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)模和壓輥工作面之間。旋轉(zhuǎn)的壓模通過與物料的摩擦帶動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，物料在強(qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁阻力，不斷從壓?？字谐蓷l擠出。擠出時(shí)被裝置在壓模外的切刀，切成長度適宜的顆粒，切刀位置則可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制顆粒長短。

3 利用二次制粒工藝提高質(zhì)量

環(huán)模制粒機(jī)在我國經(jīng)過多年的發(fā)展，其規(guī)格已經(jīng)比較齊全。環(huán)模制粒機(jī)組二次制粒工藝和常規(guī)單級(jí)調(diào)質(zhì)制粒工藝的主要差別在于工藝中配有2臺(tái)顆粒機(jī)，調(diào)制后的分裝原料經(jīng)過第1次粗制粒后再進(jìn)行第2次精制粒，其實(shí)質(zhì)也是強(qiáng)化制粒調(diào)質(zhì)，以改善顆粒質(zhì)量。

二次制粒工藝的主要原理是物料由原料倉經(jīng)過調(diào)制器進(jìn)入顆粒機(jī)進(jìn)行第1次制粒，通?？讖奖鹊?級(jí)制粒大50%，或使用第2級(jí)舊環(huán)模重新修正后利用，進(jìn)入顆粒機(jī)進(jìn)行第2次制粒。制粒后的工藝過程同常規(guī)制粒工藝基本一致。二次制粒工藝提供了強(qiáng)化調(diào)質(zhì)方法，能滿足添加液體滲透原料所必須的壓力，溫度和時(shí)間等主要條件。水分在二次制粒前已基本吸收，可生產(chǎn)出高品質(zhì)的顆粒飼料。

二次制粒工藝在具體的工藝配置上有直接串聯(lián)式和加帶式熟化槽式兩種。直接串聯(lián)式使用效果較好，投資成本較低；加帶式熟化槽式是在第2級(jí)制粒前加調(diào)制器，冷卻器改為4層冷卻，在第一級(jí)調(diào)制器中加入蒸汽外的所有液體添加物，初制顆粒質(zhì)量較低。然后在熟化器內(nèi)，由冷卻器通過熱交換器輸入熱干風(fēng)使物料保持溫度，確保物料得到充分調(diào)質(zhì)，在第2極調(diào)制器再加蒸汽，使物料進(jìn)一步升溫，同時(shí)保持物料表面濕潤，在飼料第2次通過壓模時(shí)起到潤滑作用。臥式4層冷卻器既可以為熟化器提供熱濕空氣，又可以提高冷卻效果。這種方式能大批量添加糖蜜，油脂，尤其適用于草食動(dòng)物飼料加工。雖然二次制粒的投資費(fèi)用和運(yùn)行成本偏高，但工藝容易控制，顆粒質(zhì)量改善明顯。

制粒機(jī)是顆粒飼料品質(zhì)保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過掌握制粒機(jī)的工作原理來達(dá)到改善制粒效果，可明顯提高顆粒飼料的適口性和營養(yǎng)的均衡性。

2017-02-26

S817.12+4

B

1005-7307(2017)04-0031-002