繩志生，孫德欣，娜日娜，李峰*

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧業(yè)綜合執(zhí)法支隊(duì)，內(nèi)蒙古赤峰 024005；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古赤峰 024031）

制粒機(jī)的高效使用與制粒效果的提升

繩志生1，孫德欣2，娜日娜2，李峰2*

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧業(yè)綜合執(zhí)法支隊(duì)，內(nèi)蒙古赤峰 024005；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古赤峰 024031）

顆粒飼料由于其營(yíng)養(yǎng)均衡，運(yùn)輸方便，適口性好等特點(diǎn)，越來(lái)越受到養(yǎng)殖場(chǎng)戶的歡迎，但顆粒飼料由于工藝的差別和設(shè)備限制，其質(zhì)量參差不齊。文章綜述了如何在制粒過(guò)程中充分發(fā)揮設(shè)備工藝優(yōu)勢(shì)，提高調(diào)質(zhì)效果，保證產(chǎn)品質(zhì)量等重要現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

顆粒飼料；制粒機(jī)；產(chǎn)品質(zhì)量；調(diào)質(zhì)工藝

1 制粒機(jī)的原理

在飼料制粒工藝中，制粒機(jī)是最主要的設(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)兩種類(lèi)型。成型機(jī)是在一個(gè)密閉的機(jī)體內(nèi)壓制飼料原料；擠壓機(jī)則是利用對(duì)壓粒器模壁壓擠的摩擦力而產(chǎn)生的一種抗力來(lái)壓制形成飼料顆粒。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、平模式制粒機(jī)[1-4]。

2 制粒機(jī)的組成結(jié)構(gòu)

一般制粒機(jī)主要由無(wú)級(jí)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)等部分組成。

2.1 無(wú)級(jí)調(diào)速喂料系統(tǒng)

無(wú)級(jí)調(diào)速喂料系統(tǒng)是由變速器和喂料絞龍兩大部分組成。變速器通常是由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)是由三相異步交流電機(jī)、渦流離合器與測(cè)速發(fā)電機(jī)組成，與JZTY控制器配合使用。通過(guò)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)減速比l∶10的減速器減速后，帶動(dòng)螺旋喂料絞龍軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到無(wú)級(jí)變速喂料和控制不同喂料量的目的。喂料絞龍是由絞龍簡(jiǎn)體、絞龍軸、帶座軸承等組成，其作用是通過(guò)絞龍軸的旋轉(zhuǎn)將存料斗中的粉狀物料輸送到攪拌器中。絞龍簡(jiǎn)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簡(jiǎn)體中抽出，以便于對(duì)內(nèi)部及絞龍軸的清理。

2.2 攪拌調(diào)質(zhì)系統(tǒng)

攪拌調(diào)質(zhì)系統(tǒng)主要是由簡(jiǎn)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。其功能是使通入的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)也可通過(guò)糖蜜添加口加入適量的糖蜜，升溫至80～100℃，由油泵加壓成霧狀的泊脂和糖蜜。攪拌調(diào)質(zhì)器的簡(jiǎn)體與攪拌軸及漿葉片等均用不銹鋼制成，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。

2.3 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。

下料斜槽是由斜槽、手柄、觀察窗門(mén)和完體組成，其目的是將攪拌調(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(kāi)觀察窗門(mén)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(chē)和排除故障。

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(mén)蓋等組成。其功能是將由下料斜槽所送入的待制粒物料，經(jīng)分配器分配到轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)型壓模中。壓模和柱狀壓輥之間的工作面，由旋轉(zhuǎn)的壓模把物料填入壓縮區(qū)，再通過(guò)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?。物料在強(qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁的阻力，不斷從?？字谐蓷l地?cái)D出，擠出時(shí)被裝置在環(huán)模外，被位置可以調(diào)節(jié)的切刀切成長(zhǎng)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(guò)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(guò)這些小孔而壓實(shí)成型的，因此壓模應(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。其結(jié)構(gòu)特性參數(shù)通常由?？字睆?、壓模厚度、有效工作長(zhǎng)度、減壓料孔深度、進(jìn)料孔口直徑、進(jìn)料孔口角度、壓模開(kāi)孔率、壓縮比和長(zhǎng)徑比來(lái)表示。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。壓輥與壓模的直徑比約為0.4∶1，而兩者的線速度基本上相等，因此壓輥的磨損率比壓模高約250%。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(rùn)滑注油孔，以便在制粒機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)能及時(shí)地潤(rùn)滑軸承。

切刀是用來(lái)將?？讛D壓后的物料切割成所要求的長(zhǎng)度及形狀均勻一致的顆粒料的工具，每個(gè)壓輥配備一把切刀，切刀架一般固定在門(mén)蓋上，與壓模外表面的間距可根據(jù)顆粒長(zhǎng)度的要求適當(dāng)調(diào)節(jié)。其材料一般選用含鎳的硬質(zhì)合金鋼。

2.4 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(guò)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(guò)其間的擠壓，從壓模?？字袛D出整齊的顆粒。壓模和壓輥的間距可通過(guò)調(diào)整調(diào)隙輪改變，其最大調(diào)節(jié)距離一般為10 mm，使偏心的壓輥軸繞主軸與壓板上的同軸孔旋轉(zhuǎn)來(lái)獲得[5]。

2.5 保安系統(tǒng)

保安系統(tǒng)包括過(guò)載保護(hù)、保安磁鐵、壓制室門(mén)蓋保護(hù)開(kāi)關(guān)和機(jī)外排料4部分。

2.5.1 過(guò)載保護(hù)

過(guò)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(guò)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(xiāo)（或者內(nèi)摩擦盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)）。此時(shí)行程開(kāi)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(guò)載保護(hù)的作用。

2.5.2保安磁鐵

保安磁鐵是指當(dāng)有金屬磁性雜質(zhì)混入物料中時(shí)，可通過(guò)安裝在攪拌器簡(jiǎn)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，并可通過(guò)手柄達(dá)到速拆。

2.5.3 壓制室門(mén)蓋保護(hù)

壓制室門(mén)蓋保護(hù)開(kāi)關(guān)在正常工作時(shí)，為避免打開(kāi)壓制機(jī)門(mén)蓋，而在門(mén)蓋一側(cè)時(shí)，則行程開(kāi)關(guān)斷開(kāi)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)，以保證人員安全。

2.5.4 機(jī)外排料

機(jī)外排料時(shí)只要拉開(kāi)機(jī)外排料手柄，就可使斜槽轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)調(diào)質(zhì)器的物料全部流入機(jī)外，而不進(jìn)入壓制室內(nèi)。主要用于制粒機(jī)在正常工作前的試機(jī)以及在發(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，正常下料[6]。

3 制粒過(guò)程

制粒的過(guò)程是將粉狀配合飼料通過(guò)磁選裝置除去鐵質(zhì)后，經(jīng)無(wú)級(jí)變速的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)和淀粉在熱力作用下被水稀釋，變成了可塑性強(qiáng)的料體，粗纖維被加溫軟化。這時(shí)，飼料水分達(dá)到了15%～17%，溫度為65～85℃[7]。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的物料，被送到運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)模和壓輥工作面之間。旋轉(zhuǎn)的壓模通過(guò)與物料的摩擦帶動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，物料在強(qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁的阻力，并不斷從壓?？字谐蓷l地?cái)D出。擠出時(shí)被裝置在壓模外的切刀切成長(zhǎng)度適宜的顆粒，而切刀的位置是可以調(diào)節(jié)的，以控制顆粒的長(zhǎng)短。

4 利用二次制粒工藝提高質(zhì)量

環(huán)模制粒機(jī)在我國(guó)經(jīng)過(guò)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兩臺(tái)顆粒機(jī)，調(diào)制后的分裝原料經(jīng)過(guò)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)化制粒的調(diào)質(zhì)，以改善最終顆粒的質(zhì)量。其原理是物料由原料倉(cāng)經(jīng)過(guò)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%，或者使用第2級(jí)磨損的舊環(huán)模重新修正后利用，再進(jìn)入顆粒機(jī)進(jìn)行第2次制粒。制粒后的工藝過(guò)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)的一種方法，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被基本吸收，可生產(chǎn)出高品質(zhì)的顆粒飼料[8]。在具體的工藝配置上有直接串聯(lián)式和加帶式熟化槽式，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)量很低；然后在熟化器內(nèi)，由冷卻器通過(guò)熱交換器輸入的熱干風(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(rùn)，在飼料第2次通過(guò)壓模時(shí)起到潤(rùn)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，尤其適用于牛飼料和草食動(dòng)物飼料的加工。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)量明顯改善[9]。

5 小結(jié)

制粒機(jī)是顆粒飼料品質(zhì)保證的關(guān)鍵設(shè)備，通過(guò)掌握制粒機(jī)的工作原理來(lái)達(dá)到制粒效果的改善，提高顆粒飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)均衡性，是提高飼料品質(zhì)的基礎(chǔ)。

[1]劉謙儒.環(huán)模顆粒機(jī)部分結(jié)構(gòu)參數(shù)分析[J].飼料工業(yè),1989 （7）:34-35.

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[8]黃傳海.環(huán)模制粒機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)[J].廣東飼料,1996（5）: 30-32.

[9]蔣彐平.大型制粒機(jī)的研制[J].糧食與食品工業(yè),1995（3）:22-24.

Efficient Use of Granulator and Enhance of the Granulating Effect

SHENG Zhisheng1,SUN Dexin2,NA Rina2,LI Feng2*
（1.Chifeng Agriculture and Animal Husbandry Comprehensive Adiminstrative Law Enforcement Detachment Chifeng 024005,Inner Mongolia,China; 2.Chifeng Institute of Agriculture and Animal Husbandry,Chifeng 024031,Inner Mongolia,China）

Because of pellet feed convenient transportation,balanced nutrition,good palatability characteristics, it is more and more loved by farms.Because of the difference and pellet feed process equipment limit,the quality is uneven.This paper reviewed how to make full use of the equipment and technology advantages in the process of granulating and improving hardening effectto ensure the quality of products.

pellet feed;Granulating machine;product quality;tempering process

S816.8；S817.12+4

A

1001-0084（2017）01-0043-03

2016-11-21

繩志生（1978-），男，內(nèi)蒙古赤峰人，副研究員，主要從事動(dòng)物科學(xué)的研究。

*通訊作者：