影響顆粒飼料水分含量的主要因素與控制方法

韓曉華，娜日娜，李 峰

(內蒙古自治區赤峰市農牧科學研究院，內蒙赤峰 024031)

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影響顆粒飼料水分含量的主要因素與控制方法

韓曉華，娜日娜，李 峰

(內蒙古自治區赤峰市農牧科學研究院，內蒙赤峰 024031)

顆粒飼料的水分含量是一項重要的質檢指標，直接影響到顆粒飼料的品質和經濟效益。顆粒飼料水分含量超過合理標準就會引起飼料發霉變質，加大保存難度；水分含量低于合理標準，則會影響飼料的適口性和產品質量及經濟效益。

飼料加工過程中，適宜的水分含量則有利于制粒和降低加工成本，提高顆粒飼料的質量和生產效率。

因此，在顆粒飼料加工過程中，水分含量控制極為重要，必須引起重視。

1 影響顆粒飼料水分含量的主要因素

顆粒飼料在生產過程中，受粉碎、混合、調質、制粒、冷卻等多種因素的影響，是比較復雜、不斷變化的檢測指標。

1.1 粉碎過程影響 粉碎工藝是飼料加工過程中的關鍵環節，水分在粉碎過程中會有一定的損失。通過對不同孔徑的粉碎機篩片，粉碎前后物料水分含量進行對比檢測分析發現，隨著物料粉碎粒度的減小，水分損耗明顯增加；同樣對不同梯度水分含量的物料，粉碎前后物料水分含量對比檢測分析發現，隨著物料水分含量的增加，粉碎后粉料的水分損耗增加，水分的最大損耗量可達1%左右，可使粉碎效率顯著降低，能耗明顯增加。

1.2 混合過程影響 如果混合后粉料的水分含量遠低于12.5%時，則可考慮在混合時噴加霧化水。但目前的噴水工藝還存在著不少問題：一是添加量不能超過2%；二是保水性能較差，添加2%的水分僅有40%～50%的保水率；三是最好使用熱水，以利防霉；四要考慮混合時間和水分添加時間的一致性，為保證噴水均勻，應及時調整噴頭位置和噴水口大小；五要隨時注意清理混合機的內壁。諸多因素可影響混合過程中的加水工藝，且噴加的游離水會使成品料的潛在發霉機會增加。

1.3 調質過程影響 調質水分、調質溫度、調質時間是控制最終物料調質效果的關鍵因素。在蒸汽調質過程中，水分是熱能的載體，調質水分的多少影響著調質溫度的高低，調質水分又可通過控制蒸汽添加量進行調節，調質時間則決定著蒸汽中水分和熱能的利用率。調質水分可以通過調節蒸汽量的多少和調節調質時間長短來控制，調質時間長短可以通過改變調質器內物料的充滿系數來調節。

1.4 制粒過程影響 制粒所用壓模設備的孔徑大小不同，生產的顆粒飼料產品水分含量也不同。壓模孔徑較小，則生產的飼料顆粒直徑較小，冷卻風容易穿透顆粒，因此冷卻時帶走的水分較多，產品水分含量較低。反之，壓模孔徑較大，則飼料顆粒直徑較大，冷風不易穿透顆粒，冷卻時帶走的水分較少，產品水分含量較高。

1.5 冷卻過程影響 冷卻是顆粒飼料加工工藝過程中控制產品水分含量的最后環節。在加工過程中，一是要保證產品含水量不能超過產品質量控制指標；二是應控制產品溫度在適當范圍之內，保證產品不會因溫度過高而帶來不利影響。顆粒飼料加工過程中，目前大多使用逆流式冷卻機，冷卻效果較好。在冷卻過程中，水分含量的降低和溫度的降低密切相關，一般水分的提高和溫度的升高呈對應關系。通常溫度每升高(或降低)10℃，物料中水分含量將增加(或減少)0.6%。

據生產實踐，同一批次的生產原料，采用相同的生產工序其水分變化也可能不盡完全相同，成品料含水量與生產流程中的原料含水量多呈非線性相關，尚無特別有效的方法可預測出最終產品中的水分含量。因此，顆粒飼料生產最有效的水分測控方法是在線水分實時檢測與控制，動態報告和調整產品的水分含量。

2 顆粒飼料水分測量控制的主要方法

顆粒飼料實時在線水分檢測與控制技術，一般可采用以下兩種方法。一是反饋型控制，即在線檢測已經冷卻后的顆粒飼料水分含量；二是前饋型控制，即在線檢測的是進行調質前粉料的水分含量。兩種方法檢測出數值后與預設定值進行對比，根據對比結果的誤差來控制調質蒸汽水分的添加量和制粒機壓縮室噴霧的加水量，兩種方案都可使顆粒飼料成品含水量保持在預定標準值范圍之內，有利于成品料水分含量的穩定性。據生產實踐，對最終產品質量的控制效果，前饋式比反饋式效果更好,實時性更強。

2.1 顆粒飼料合理的水分含量 生產所用原料的來源及品種的多樣性，導致了顆粒飼料產品含水量的多變性。混合后半成品粉料的水分變化應控制在9%～14%之間；調質前粉料的水分含量應控制在12.5%，任何時候都不應超過13%，否則容易引起發霉變質。調質后入模粉料的水分含量應控制在15%～16%之間，其生產的顆粒飼料質量較好，光潔度均勻，粉化率最低，成品料的水分含量則可達到標準要求。

2.2 顆粒飼料水分含量的調質 生產中要根據粉料的含水量進行調整，使入模粉料達到理想的溫度和水分含量。正常含水量的粉料,調質需要干蒸汽，含水的蒸汽會對調質、制粒帶來負面影響。對于水分含量較低的粉料增加粉料的水分含量，可通過降低蒸汽壓力、關閉所有或部分疏水閥、添加不飽和蒸汽、增加調質時間等方法來增加調質后物料的水分含量，以提高顆粒料的水分。對于水分含量較高的粉料，應采用高壓超飽和蒸汽，使調質后粉料溫度達到要求而含水量不至于過高。冷卻過程是為了降低顆粒飼料的溫度，使其不超過室溫3～5℃，且可帶走顆粒中的部分水分，使顆粒飼料產品水分含量符合規定標準。冷卻后顆粒飼料的溫度和水分必須達到要求才能進行包裝，否則成品在貯存過程中容易發霉變質。因此，必須根據脫模出來的顆粒飼料產量、溫度、水分、顆粒大小及其成分及時調整冷卻風量和冷卻時間，對較干、較小的顆粒飼料所用的冷卻風量應小些、冷卻時間應短些；對于較濕、較大的顆粒飼料則應加大風量、延長冷卻時間。當原料本身含水量較低，混合后粉料含水率遠低于12.5%時，可通過粉料混合時噴加霧化水以提高顆粒飼料質量，減少產品的重量損耗。

2.3 顆粒飼料水分的添加 目前最常用的是水分自動添加系統，適用于向混合機內加水，使粉料中的水分含量適當增加。加水系統主要由不銹鋼儲水罐、防銹電磁閥、水泵、防銹流量計和智能流量儀等部分組成，噴水量和噴水延時時間可在智能流量儀上根據具體情況進行設定。該系統采用PLC自動控制技術，具有自動化程度高、添加比例準確、控制可靠、操作方便等特點，該系統的前提是使用實時在線水分檢測裝置，實時調節控制噴霧量，防止最終產品水分過高。

3 顆粒飼料實時在線水分檢測

顆粒飼料水分控制精度的高低與在線水分傳感器的精度有著直接關系。傳感器分為靜態和實時在線兩種。靜態傳感器已經過時淘汰，在較新的飼料生產線中不再使用。在線水分傳感器能實時得到水分值，水分值通過4—20mA或 0—5V輸出到 PLC或其他控制模塊，實時在線水分傳感器檢測時間一般在0.03 s以內，且精度較高,誤差較小。

在線水分傳感器一般可分為接觸性測量系統和非接觸性測量系統。非接觸性在線測量系統可使用微波水分測量方式和紅外水分測量方式。一般微波水分測量方式的誤差低于±0.4%，且重復性誤差小于±0.2%，瞬時采樣讀數為10次/s，抗干擾和抗沖擊能力較強，可以為飼料加工過程提供全程水分監控，非常安全、具有可觀性和可控性系統。

微波實時在線水分測量與控制系統主要包括微波檢測單元、測量信號處理單元、系統邏輯控制單元、加水與水量控制單元、顯示與監視單元等。紅外水分測量方式使用光學轉換器和可被材料所含水分吸收的近紅外NIR光源，檢測效果誤差較小，準確率較高。被測材料越潮濕，被反射的光就越少。該測量系統由鹵元素燈發出的光束通過反射鏡和透鏡的組合被分成測量光束和參照光束，兩束光都會經過濾器過濾后排除無用的光譜范圍光。被測材料上突出的紅外線區域的光束被保留下來，將反射光束與參照光束對比用來判斷材料含水率，精度較高，誤差較小。

2014-09-03

S816.9

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1005-7307(2017)01-0027-002