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)速電動機(jī)與減速器組成。調(diào)速電動機(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，帶動螺旋喂料絞龍軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到無級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，由減速比為1∶4的減速器驅(qū)動旋轉(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。打開觀察窗可隨時觀察、掌握物料的調(diào)質(zhì)質(zhì)量，同時也可作為人工供料口。當(dāng)拉動斜槽機(jī)外手柄時，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壓輥旋轉(zhuǎn)，使物料進(jìn)入擠壓區(qū)，并入模孔成型。物料在強(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壓輥和壓模的擠壓區(qū)，以減小振動和受力不勻。環(huán)形壓模是具有數(shù)以千計(jì)個均勻分布小孔的環(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)通常由模孔直徑、壓模厚度、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的，其傳動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)的同時能及時潤滑軸承。

1.3.3 切刀是用來將模孔擠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 傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)的動力由主電機(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)一對齒輪到減速(或直接通過皮帶輪減速)后，使空軸連同傳動軸、壓模一起旋轉(zhuǎn)。壓模與傳動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，由于物料的摩擦作用帶動內(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，從壓模模孔中擠出整齊的顆粒。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，擠壓力會突增，超過常壓，而使壓輥停止轉(zhuǎn)動或隨壓模繞主軸軸線并帶動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)。導(dǎo)致行程開關(guān)工作，切斷電源，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，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，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，為避免打開壓制機(jī)門蓋，而在門蓋一側(cè)時，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)動或不能啟動，以保證人身安全。

1.5.4 機(jī)外排料時只要拉開機(jī)外排料手柄，就可使斜槽轉(zhuǎn)動，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)生故障時的緊急排料。待正常工作或故障排除后再推動排料手柄，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)，與同時加入的蒸汽(有時需加糖蜜、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，不斷從壓模孔中成條擠出。擠出時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)單級調(diào)質(zhì)制粒工藝的主要差別在于工藝中配有2臺顆粒機(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，通常孔徑比第2級制粒大50%，或使用第2級舊環(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級制粒前加調(diào)制器，冷卻器改為4層冷卻，在第一級調(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，同時保持物料表面濕潤，在飼料第2次通過壓模時起到潤滑作用。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