7饲料制粒与膨化.ppt

目的要求1 掌握环模制粒机的结构组成、工作原理及影响制粒效果的因素2 了解膨化机的结构和比较掌握膨化与普通制粒工艺的异同3 学习掌握影响制粒后颗粒质量的因素 7.1 制制 粒粒将粉状配合饲料或单一原料经挤 压而成为颗粒饲料的过程n成形饲料的特点成形饲料的特点1 营养全面，饲料储运、饲喂均一，有利于药物的固定2 调质可杀死大部分细菌，特别是沙门氏菌，有利于饲料的安全3 淀粉糊化、蛋白组织化，可提高蛋白，淀粉等营养物质的消化率4 制粒使饲料体积减少1/2—2/3，有利于储藏，减少饲喂过程损失5 调质，制粒对某些营养物质，如维生素，酶有破坏作用；这类物质可能超量添加，增加了饲料成本7.1.1 概概 述述2 含水率在13%左右1 颗粒形状均匀，表面光泽，硬度适宜3 粉化率<5%4 颗粒密度：硬颗粒1.2—1.3g/cm3，强度0.8—1.0kg.f/cm25 水生动物 饵料水中稳定性3小时以上对颗粒饲料生产的要求对颗粒饲料生产的要求:•按成形原理：型压式，挤压式，冲压式• 按结构特征：辊式，螺杆式，环模式，平模式，活塞式• 按产品形式：硬颗粒机，软颗粒机，微粒制粒机，压块机 一一 制粒机械分类制粒机械分类制粒三区:供料区-压紧区-挤压区二 制粒原理—挤出制粒成形的条件：1）物料能够进入压缩区 2）物料能够被挤出模孔三三 制粒工艺流程图制粒工艺流程图方框图混合粉料仓磁体调质器冷却器破碎机分级筛颗粒成品仓制粒机1　提升机 2　永磁筒 3　粉碎机 4　辅助吸风系统 5　地绞龙 6　提升机 7　搅拌机 8　出料螺旋 9 提升机 10 颗粒机 11 冷却器 12 破碎机 13 提升机 14 分级筛 15 成品仓 16 高压风机 17 配电柜 18 钢架结构工艺流程图典型工艺流程图： 待制粒仓的设计： 一一 液体添加液体添加（一）添加的目的（二）添加方法及添加量1 混合机 <3%2 调质器 <3%，熟化罐 5——8%3涂脂机 > 3%部分7.1.2 饲料调质和液体添加饲料调质和液体添加二二 调质调质 对饲料进行水热处理,使物料软化,其淀粉糊化,蛋白变性,提高饲料压制颗粒的质量和效果,并改善饲料适口性,提高饲料消化率（一）调质的作用1 热压，水分促使淀粉糊化，蛋白质变性，提高消化率2 水分增加，粘着性提高，制粒效率高，提高生产率3 润滑作用，减小辊模磨损，节约电耗（二）影响调质质量的因素（二）影响调质质量的因素主要影响因素：液料添加 蒸汽质量 饲料原料组成 调质设备1 蒸汽质量、压力 采用干饱和蒸汽，压力应稳定。

锅炉工作.压力0.6——0.8 Mpa，调质器蒸汽压力0.2——0.4MPa2 调质的温度和水分 与蒸汽添加量有关，一般按进料的3——6%添加；物料每吸收1%水分，温度升高11°C3 调质时间一般10——30秒，但受制粒机调质器尺寸限制改变调质时间方法：（1）采用调频技术（2）增加调质器长度，如三级调质，采用调质罐（3）加入熟化罐（4）调整筒内叶片与掌轴的夹角4 桨叶与调质器内壁的间隙 一般以5mm为佳小于此，摩擦加大，影响物料进入制粒机的时间；大于此，物料易沉积在底部，影响调质的均匀度5 被调质的原料 粒度细且均匀，有利于物料吸收蒸汽，调质效果好原料的化学组成，特别是CP,CF,Starch影响较大1 蒸汽供给系统 （三）供气添液和调质系统（三）供气添液和调质系统组成：冷凝器，汽水分离器，减压阀， 安全阀，压力表，截止阀，疏水器液料经加热，输送经过过滤，计量，与蒸汽一起进入调质器2 液体添加系统（1）普通供料调质器 a 螺旋供料——螺旋调质连轴器 b 螺旋供料——桨叶调质连轴器 c 螺旋供料——桨叶调质组合式（2）三级调质器 增加调质时间，使淀粉高度糊化，蛋白变性，提高饲料在水中的稳定性。

适用于水生动物和乳猪饲料3 供料，调质系统（4）配熟化罐的调质系统 延长调质时间，可多吸收蒸汽和液料，对高淀粉，高纤维作用良好5）挤压调质系统 可以采用螺杆挤压，模辊挤压高温短时，杀菌效果好，并且对营养物质破坏作用不大，对于提高淀粉消化率作用巨大图6： 图7：返回8 返回9一一 软颗粒饲料机软颗粒饲料机1 组成：螺杆，机筒，模板， 切刀，传动装置，机架2 应用：大型养殖场，现制现喂 含水量高达20—30%软颗粒储存时间长易变质，不适宜烘干，模孔可选直径2.5，4.0，6.0mm等，压缩比4：1，出料端压力1—2kg.f/cm2 7.1.3 制粒机械制粒机械（一）构造及工作过程（一）构造及工作过程 1 环模制粒机环模制粒机 组成：压模，压辊，匀料板 ，切刀，调质器，传动装置工作：物料经调质后进入制粒室，经匀料板均匀分配到压辊和压模之间，电机带动压模旋转，压辊在摩擦力的作用下自转。

物料不停被摄入模辊间，在压辊的挤压下，把物料从模孔中压出模外固定的切刀把挤压出的颗粒切成一定长度 二二 硬颗粒饲料机硬颗粒饲料机1 压模压模（二）主要工作部件（二）主要工作部件压模（（1）材质及加工）材质及加工：考虑其耐磨性，耐腐蚀性，提高表面硬度 国外采用：优质合金钢，不锈钢其中优质合金钢主选低合金渗碳钢，如18NiCrMo5,20CrNiMo 国内：45#，低合金渗碳钢经渗碳或碳氮共渗， 火调制处理提高透性和机械性能，加入稀土可使渗层C、N增加，减少磨损中应力过度集中（（2）模孔）模孔 开孔率：考虑产量及强度，经验上模孔孔径为2—12mm的模，开孔率为20%—30% 等边三角形：K=90.7*d2/t2 % 等腰三角形 K=d2/4(+d)L 其中：——相邻壁厚，d——孔直径，L——相邻中心距长径比：直径与孔长之比常取值1：5~13比值增大，则制出的颗粒密度大，表面硬度高，回弹 率小，为保证顺利出料，常取值1：5~8• 形状：直孔，阶梯孔，外锥孔，内锥孔。

阶梯孔有利于物料压入，有利于颗粒的形成 孔径<10mm 采用内小外大孔 孔径 >10mm采用内大外小孔（3）厚度n 压模厚度与加工饲料的化学组成有关；n 厚度越大，颗粒密度越大，摩擦阻力越大常选32~127mm2 压辊（1）压辊的作用 将物料挤压入模孔，在模孔中受压成型A 拉丝辊面：防滑力强，物料有滑移B 带凹穴辊面：摩檫系数小C 槽沟辊面:物料不易侧滑D 碳化钨辊面:质硬耐磨数量:环模2-3只;平模2-5只,常用4只直径:二辊式辊模径比0.43-0.55,三辊0.39-0.46表面硬度:低于压模HRC2-3(2) 压辊的技术参数（三）饲料被抓入的条件及生产率计算（三）饲料被抓入的条件及生产率计算1 饲料被抓入的条件Ø 饲料被制成颗粒的条件：（1）模辊把物料抓入变形区；（2）压辊对物料压力大于物料在模孔中的摩擦阻力2 生产率生产率Q Q=60nvrk 其中：n：模转速(r/min)； v：每转一圈喂入压模内饲料体积(m3)； r：容重(t/m3)； k：开孔率； ：饲料入孔率（0.4—0.8）； v=(D2—D12)b/4 其中： D：压模内径（m）； D1：饲料层内径（m）； b：压模工作宽度（m）（四）制粒机的使用与维护（四）制粒机的使用与维护1 新模的抛光处理10%磨砂+10%油+10%豆饼粉+70%糠麸反复研磨，使模孔光滑畅通。

Ø空载启动，逐量稳定连续加料，主机电流指针平稳下降Ø注意物料增加时，调节相应的蒸汽压力和蒸汽量颗粒料出模温度达80°C以上时，喂料量加至最大Ø制粒机工作时最好满负荷，以主机电流为指示.Ø关机前，先停止蒸汽进入用干粉料挤出模孔中的湿颗粒或加入含油粉料，留于模孔，有利于下次启动2 合理掌握制粒机负荷合理掌握制粒机负荷Ø进入制粒机物料水分含量一般为16——18% 水分<16%，淀粉难于糊化，颗粒难于成形，粉化率高 水分 >18%，压辊摩擦力小，易打滑，物料易堵塞Ø 颗粒经冷却干燥后水分含量在13%以下3 控制水分含量n模辊间隙n调节压辊偏心轴n 测量一般采用塞规n生产上采用放入一页纸于模辊间，转动看压痕n 修复压模n 合理及时更换模辊4 模辊使用与维修模辊使用与维修5 去除金属杂质去除金属杂质（一）工作原理（一）工作原理 对流干燥对流干燥物料与空气接触，物料表面水分汽化，颗粒内部与表面形成水分浓度差，于是水分向表面扩散，由不饱和介质空气带走水分，同时带走热量 气流从冷却器底部逐渐上升，空气介质与湿热颗粒进行质热交换，湿热空气又提高载水能力，且避免过冷应激状况。

7.1.6 饲料成形后处理饲料成形后处理一一 冷却器冷却器1 立式冷却器n组成：内筛网，吸风口，分配盘，往复式排料器n特点：结构简单，占地面积小，动力消耗小 冷却不太均匀，易出碎粒（二）构造及特点2 卧式冷却器Ø 组成：链板输送带，进出料口，进风口，出风口，机架Ø 特点：适宜冷却易碎颗粒和块状饲料 物料厚度均匀，冷却效果好 占地面积大，结构复杂（三）冷却时间和所需空气量冷却时间冷却时间：与颗粒大小，饲料组成，通风量，通风速度有关 计算式： T=60Vr/Q (min) 其中 V—冷却器容量（m3）r—物料容重(kg/m3) Q—生产率(kg/h)冷却空气量冷却空气量：与冷却器的产量有关 风速，立式<1.8m/s; 卧式<3m/s 风机：大风量低压风机颗粒大小 (mm)在冷却器内停留时间(min)所需最小空气量(m3/t.min)4.0~4.85~622.66.46~825.59.57~828.312.78~1031.1191231.1221534.06.4苜蓿颗粒8/颗粒在冷却器内最少停留时间和最小空气量q 物料的组成：纤维，亲水性物质q 物料的特性q 调质时加入的蒸汽量和液体原料的添加q 颗粒的大小q 冷却干燥时间q 通风量及风速q 气候条件，空气湿度q 冷却器的材料，热传导性能（四）影响颗粒干燥冷却的主要因素二 颗粒破碎机1 常安装于冷却器下方，具有旁通措施解决不用破碎的物料 2 结构与对辊式粉碎机相似，有固定的 快辊，可调的慢辊，轧距调节机构， 传动装置等三三 分级筛分级筛n结构：筛网，振动电机，进出料口，吸风口n特点：分级较细，工作平稳，封闭无粉尘飞扬1 转盘式涂脂机：转盘旋转，利用离心力抛洒物料，喷嘴喷出油脂成雾状，与下降物料结合，在螺旋输送过程中使其混合均匀2卧式转筒涂脂机3利用转筒转动，颗粒沿筒壁上下移动，与喷出的油脂混合均匀四四 涂脂设备涂脂设备二 容重 r=m/V 其中：m—样品的质量（g）；V—样品的容积（cm3）7.1.7 成形饲料的质量检测成形饲料的质量检测一 含水率：105°C 恒温下烘干至恒重 Hj=(Ws-Wg)/Ws *100% 其中：Hj—相对含水率（%）；Ws—烘干前重（g）； Wg—烘干后重（g）三 密度 ρ=4m/D2H 其中：m—单个颗粒样品质量（g）； D,H—单个颗粒的直径，长度（cm）四 坚实度：反映颗粒抗粉化特性。

采用回转箱法（图25）测定，500 g样品在50r/min转速下运转10min，在筛孔小于1mm的编织筛上筛分，测定颗粒的坚实度或粉化率 坚实度：Xz=m/500 *100% 粉化率：Xf=(1—m/500)*100% 其中：m—回转后筛上颗粒料的质量（g）五 硬度:采用硬度计测定六 水中稳定性常以颗粒放入清净水中50%颗粒下沉时间计算7.2.1膨化加工原理与优越性膨化加工原理与优越性1）加工原理）加工原理 — 挤压膨化、气体热压膨化挤压膨化、气体热压膨化7.2 饲料膨化（饲料膨化（Extrude）） 1.淀粉在高温、高压、高湿、高剪切作用下充分糊化 2.挤压腔与外界大气压压差使水分闪蒸，形成多孔颗粒 3.破坏抗营养因子作用力强 4.杀菌力强，特别是沙门氏菌 5.对宠物可生产不同形状产品，对鱼虾可生产漂浮时间长的颗粒 6.膨化过程，水分变化范围大 7.膨化产品易吸湿，注意保藏2）膨化过程的特点（一）工作原理q 组成：进料装置，调质器，螺杆挤压腔，模板，切刀，驱动装置。

q 工作：螺旋给料器均匀喂料桨叶片调质器，提高物料温度，湿度，螺杆变直径变螺距，推动物料，压力增大，螺杆旋转产生挤压、剪切、揉和、搓擦，腔外壁夹套加热，使物料熔溶，经模板水分闪蒸，体积膨胀，切刀切成所需长度 7.2.2螺杆式挤压膨化机及工作原理（二）主体结构1.进料装置，调质器 调质以后水分变化15—30%生水入口在调质器轴线以上，蒸汽入口在调质器轴线以下 2.螺杆挤压腔螺杆挤压腔①挤压腔分为三区段（压力）： 进料输送段，挤压升温段，糊化挤出段②腔壁开设环槽和直槽，增加轴向推力③螺杆采用变直径，变螺距，提高压缩比 ④螺杆结构参数影响其工作性能 长径比（L/D）上升，挤压时间上升，糊化度上升，齿槽深，齿宽小，螺距大，则容积大，产量大，多头螺杆与物料接触面大，传热均匀⑤挤压腔外常设夹套，保温120~200°C3.模板模板ü 形状：具有不同形状，柱体，环行孔等ü 作用：节流增压4.切割机构切割机构ü 电机功率小；切刀转速越快，颗粒长度越短 （三）操作特性n 原料及其膨化产品的品种、湿度、粒度和面团流变学等特性参数是选择和确定膨化机类型、操作参数的重要原因n 干法膨化（H2O＜10%）：高剪切揉和作用的机型，高温（150—200°C）操作参数。

增加螺杆转速，采用矮齿形的螺杆可获得高剪切作用 v 湿法膨化（H2O>25%）：选择低剪切作用机型和低温参数可以降低转速，采用高齿形螺杆；操作温度<90°Cv 膨化的一般操作参数： 1 原料湿度一般12—20% 2 原料粒度：0.5—1.4mm（12目筛下物至32目筛上物） 3 挤压腔工作压力：25—100kg.f/cm2(2.5—10MPa) 4 挤压腔内最高工作温度：120—200°C 5 物料在挤压过程中在挤压腔内停留时间：10—40s 6 单位产品输入的能量（机械能+热能）：0.25—0.4MJ/kg(四）单螺杆挤压膨化机的驱动功率 电机理论驱动功率： N0=Q/T (kW) 其中：Q—由机械能转化的热能值(kJ) ；T—能量转化的时间(s) Q=Q水+Q料+Q筒 其中：Q水——加热物料中所含水分需要的热量(kJ) Q料——加热干物料所需热量(kJ) Q筒——机筒表面散失的热量(kJ)电机实际驱动功率：N=kN0/η 其中：k——电机功率贮备系数；η——机械传动效率（五）双螺杆挤压膨化机（图34）ü有 非啮合型，部分啮合型，全啮合型ü有向内反向旋转，向外反向旋转，同向旋转ü 单，双螺杆挤压机比较见表9（六）螺杆挤压膨化机性能参数（表10）图34表9 单、双螺杆挤压机的比较单螺杆挤压机双螺杆挤压机物料移动方式摩擦滑移加工能力受物料水分，组分限制在一定范围不受限制物料允许水分10—30%5—95%物料内热分布不均匀均匀剪切力强弱逆流产生程度高低耐久性大较小返回表10 膨化颗粒饲料机技术性能参数EP--62型SLP—Z75型9PK--98型PHG135型主电机功率(kW)7.5151555螺杆转速(r/min)402180260550产量食品/饲料(kg/h)20~25/40~50/100~125 >130/450~750度电产量(kg/kW.h)6~710~13>810螺杆直径(mm)627598135切刀电机功率(kW)0.370.750.552.2切刀数（把）1111模孔直径(mm)Φ4~φ12Φ2.5φ3.5φ5Φ2.0φ4.0φ6.0φ3φ4φ5φ8颗粒漂浮时间(h)20~24>16>10>10颗粒漂浮率(%)909595膨化率(%)95>95温控加热器功率(kW)7.5机重(kg)9004001200外形尺寸(mm)1150*500*13002050*1550*5501272*510*11543050*1770*1900生产厂上海新泾农机厂上海青浦鱼机厂宁海饲料机械厂湖南沅江县二厂武汉商业机械厂饲料成套设备厂返回Ø 物料粒度（16目筛上物<9%）， 推荐1/16英寸（1.59mm）筛孔 直径筛板的锤片式粉碎机Ø 调质含水量20—30%Ø 挤压室温度150—200°C，停留 时间5—20s三三 膨化工艺膨化工艺n 与制粒工艺比较异同 1、 油脂在调质器添加量5% 2、 操作参数影响产品质量 3、 干燥常采用热风，连续带式输送干燥机 4、 冷却：强制冷却。

目前采用通风冷却 5、 旋风分离器分离干燥冷却所带走的粉粒 6 、筛离后产品涂脂，维生素，酶，色素The End。