配合飼料加工學課件15第十五章 制粒與膨化

配合飼料加工學課件15第十五章制粒與膨化2014第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化第七節(jié)其它成型技術主要內容2主要內容3第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化第七節(jié)其它成型技術制粒：將粉料或液體原料，通過機械或化學的方法，將其聚合成型過程的統(tǒng)稱。飼料工業(yè)中制粒的定義：將粉狀原料或粉狀飼料經過水、熱調制并通過機械壓縮且強制通過模孔而成型的過程。將成型大顆粒加工成符合標準的小顆粒的過程稱為破碎。(4μm

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2.5μm，乳豬料)第一節(jié)制粒的目的及要求一、制粒的定義4（一）優(yōu)點1、可避免動物挑食；2、改善適口性，提高消化率，飼料報酬高；3、貯存運輸更為經濟；4、流動性好、便于管理；5、避免飼料自動分級，減少環(huán)境污染；6、殺滅動物性原料中的細菌。二、制粒的目的5（二）缺點顆粒飼料與粉狀飼料相比，也有一些缺點：1、電耗高，采用設備多，需要蒸汽，易損件消耗大（環(huán)模、壓輥）；成本增40y/t2、在加熱、擠壓過程中，一部分不穩(wěn)定的營養(yǎng)組分受到一定程度的破壞。

(如酶、維、抗體等活性成分，需提高用量如Vit

100--120)61、硬顆粒調質后的粉料經壓模和壓輥的擠壓，通過模孔成型。圓柱型，水分低于13％，相對密度1.2～1.3，顆粒較硬。(豬、禽料)2、軟顆粒軟顆粒是含水量高的飼料原料擠壓成型的顆粒飼料。含水量大于20％。自用料?，F(xiàn)用。

3、膨化顆粒粉料經調質后，高溫、高壓下擠出?？?，物料在出孔時因突然減壓而膨脹，使膨化顆粒內部多孔，密度小于1。(浮--？)三、顆粒飼料的類型及形狀7四、制粒的要求為達到制粒的目的，國家和行業(yè)對顆粒的質量，制定了相關的標準。飼喂動物顆粒直徑產蛋雞4.8蛋鴨6.0～8.0兔、羊、牛犢6.0牛、馬9.5～15.9牛19飼喂動物顆粒直徑幼魚、幼蝦碎粒1～2以下成魚3～6雛禽2.4肉雞、仔雞3.2種雞5.0（一）顆粒飼料的直徑(mm)8（二）顆粒飼料的長度長度一般為直徑的1～2倍；對蝦飼料為直徑的4～6倍(長--？)。（三）顆粒飼料的水分與含粉率

水分：北方≤14％，南方≤12.5％。

含粉率：顆粒成品中粉狀飼料所占的重量百分比，魚蝦料≤6％，畜禽料≤10％。9制粒的要求（四）顆粒飼料的粉化率

粉化率：顆粒飼料在規(guī)定條件下粉末所占其總重量的百分比。魚蝦料≤6％，畜禽料≤10％。（五）顆粒飼料的耐水性水產顆粒飼料在水中抗溶蝕的能力，通常以在水中保形時間計，又稱“水中穩(wěn)定性”。水產飼料耐水性≥15％。指一定時間，15%未溶化（六）顆粒飼料外觀質量、氣味、色澤要求具有光滑表面的圓柱體、無腐敗、發(fā)霉及其他異味。10制粒的要求制粒過程

粉狀物料經過磁選裝置除去鐵質后，經無極調速的螺旋喂料器送入調制器，在調制器內粉料與水蒸氣、糖蜜、油脂等充分混合，使物料的水分達到15%～19%，溫度80～90℃，然后將物料送入壓制室內，即兩個壓輥與環(huán)模形成的空間內，因壓輥與環(huán)模內壁的最小間隙僅為0.1～0.3mm,在環(huán)模和壓輥的強烈擠壓作用下，物料逐漸被壓實擠入環(huán)模中并在模孔中成型。11主要內容12第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化第七節(jié)其它成型技術第二節(jié)制粒工藝

制粒工藝是將粉狀飼料原料或成品制成顆粒的過程。由原料準備、制粒成型和后處理工藝三個階段組成。主要分為畜禽飼料制粒工藝和水產飼料制粒工藝兩大類型。1314

飼料調質是飼料壓粒前通入蒸汽和添加液體料，飼料與蒸汽和添加液料攪拌混合、濕熱調質作用。通常畜禽配合飼料調質蒸汽添加量是進料的3%－6%，一般按物料的5%來計算所需的蒸汽量。1.經過熱和水的作用使飼料中淀粉糊化，提高了飼料的消化率。2.調質能增加飼料的粘著性，有利飼料成形。(粉料不易)3.調質能軟化飼料，起著潤滑作用，減少摩擦生熱和模輥的磨損，節(jié)省電耗，提高飼料通過壓模的速度，降低制粒機的工作壓力。一、調質15

是飼料工業(yè)中最常見的制粒工藝，適用于豬、禽飼料的生產。粉狀料→磁選？→待制粒倉→喂料機→調質器→制粒（環(huán)模、平模）→冷卻器→破碎機（或旁通）→分級篩→后噴涂→成品倉（一）常規(guī)單級調質制粒工藝16

制粒前的調質質量直接影響制粒的產量、品質和環(huán)模壓輥的使用壽命。與單級調質制粒工藝的差別：增加了長時間熟化器和一組調制器。粉狀料→磁選→待制粒倉→喂料機→調質器1→熟化器→調質器2

→制粒（環(huán)模、平模）→冷卻器→破碎機（或旁通）→分級篩→后噴涂→成品倉（二）長時間調質制粒工藝17長時間調質的優(yōu)缺點（一）優(yōu)點：⑴各種配方均能生產出含粉率低、質量高的顆粒飼料；⑵能提高液體，特別是糖蜜和脂肪的添加量；⑶不依賴粘結劑，能使用低成本原料，配方設計范圍大；⑷環(huán)?？讖娇蛇m當放大，而粉化率不會上升；⑸能延長環(huán)模、壓輥的使用壽命；⑹制粒機的負荷下降，能減少10％～20％的能耗，提高制粒機生產能力。18（二）缺點：⑴新設計的工藝需要更高的工藝布置空間，廠房高度增加；⑵飼料廠改造空間受限制；⑶顆粒機自身省電，但熟化器及調制器的能耗增加。總之，熟化器的優(yōu)點很多，它能夠使用最低成本的原料，以達到所需飼料的營養(yǎng)水平。191、膨脹制粒工藝的特點：在制粒前物料預先經過高溫膨脹，起到強烈調質的調質作用；膨脹后亦可以直接冷卻、破碎后作為最終產品。2、主要工藝過程：粉狀料→磁選→料倉→喂料機→調制器→膨脹器→松料器→制粒機→冷卻器→分級篩→破碎機→成品倉

(蛋白質→小肽，有利消化)（三）膨脹制粒工藝20膨脹器的優(yōu)缺點1、優(yōu)點：⑴提高加工溫度（90～160℃）；⑵增加油脂添加量＞5％；⑶增加糖蜜添加量≤15%；⑷淀粉糊化率（70％～90％）；⑸蛋白質的抗營養(yǎng)因子鈍化；(豆粕…)⑹巴氏、超高溫滅菌（90～160℃）；⑺提高低質原料的使用價值。(有利消化吸收)212、缺點⑴體積膨脹而不易制粒（密度降低20％～30％）增加包裝、運輸成本；⑵在高溫狀態(tài)下，造成熱敏性營養(yǎng)成分的破壞；⑶能耗高（比一般制粒高20％～40％）；22(熱敏性營養(yǎng)成分：酶、維etc)水產飼料制粒工藝分為：

普通水產飼料制粒工藝、特種水產飼料制粒工藝普通水產飼料制粒工藝特點（與畜禽料相比）：

1、粉碎粒度控制上要求微粉碎；

2、魚用飼料需要添加油脂時，可采用后噴涂技術；

3、采用二級調質工藝，延長調質效果；(畜禽單級)

4、采用二次分級工藝，減少成品中的含粉率。二、特種水產飼料制粒工藝23思考：如果先加油脂呢？后噴涂有什么好處？先加油脂,不易制粒；水-油不溶（一）特種水產飼料制粒工藝特種水產飼料制粒工藝特點是：1、粉碎粒度細，流動性差；2、配用多級調質和配置后熟化、干燥、冷卻工藝；3、后道配有細破碎工藝，以適應多種粒度的需要，主要適用于蝦飼料的生產。4、能生產魚飼料和畜禽飼料，但生產效率不高。

(4-10月，水產料旺季；冬季，魚休眠)24工藝流程簡圖待制粒倉→供料器→三級調質器（調質時間90s，蒸汽壓力1～2kg/cm2）→制粒機→穩(wěn)定器（熟化10～30min）→干燥器→冷卻器→分級篩（高頻方篩）→破碎機→分級篩→成品251、原料的粉碎粒度：98％通過60目,水分11%～12%;2、二次混合機加水：≤4％；3、調質器：增加水分2％，含水量16％～18％，溫度80～90℃,蒸汽壓力0.1～0.2MPa,時間90s。4、制粒機：孔徑Φ1.5～2.5mm，L/D18～25；5、穩(wěn)定器：時間10～30min,蒸汽壓力≤0.8MPa；6、干燥器：溫度降至40～50℃，水分降至12%～14%。（二）特種水產飼料制粒工藝參數(shù)267、破碎機：增加喂料輥確保喂料均勻，輥齒鋒利，磨損后及時更換。8、多級分級篩：一般配制10目、14目、20目、32目。過大顆粒和粉末超過5％，表示制粒質量差，需檢查和調整工藝參數(shù)。9、成品水中穩(wěn)定性：2h-蝦（魚飼料為15min）。采用高筋面粉（用量20％～30%）27

擠壓膨化生產特種水產顆粒飼料（三）其它特種水產顆粒飼料的方法28主要內容29第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化第七節(jié)其它成型技術主要由顆粒壓制機、調質器、熟化器、干燥器、冷卻器、破碎機、分級篩和料倉組成。第三節(jié)制粒設備30一、顆粒壓制機(制粒機)（一）分類1、根據(jù)壓模類型環(huán)模制粒機平模制粒機2、根據(jù)壓輥組合形式三輥制粒機二輥制粒機大、小壓輥制粒機31

顆粒壓制機的顆粒成型過程，是建立在粉粒體間存在間隙的基礎上的。粉料在溫度、摩擦力和擠壓力等綜合因素的作用下，使粉粒體的空隙縮小，形成一定密度和強度的顆粒。根據(jù)粉料在擠壓過程中的不同狀態(tài)，可分為三個區(qū)：

顆粒壓制機的工作原理32

1、供料區(qū)：物料基本不受機械外力的影響，但它受離心力的影響（環(huán)模旋轉），使粉料緊貼在環(huán)模內圈上，密度為0.4～0.7g/cm3。顆粒壓制機的工作原理332、變形壓緊區(qū)：隨著擠壓力的逐漸增大，物料產生不可逆的變形，密度增加到0.9～1.0g/cm3。

3、擠壓成型區(qū)：擠壓區(qū)內，模輥間隙較小，擠壓力急劇增大，粉粒體之間接觸表面積增大，產生較好的粘結，并被壓入?？住Ｐ纬傻念w粒密度達到1.2～1.4g/cm3。物料被擠出?？缀笥幸欢ǖ幕貜椔?，一般回彈率為2％～5％。34二、環(huán)模制粒機3536

1、調質器作用是將待壓料進行水熱處理，使物料充分吸收熱量，水分及液體，使其達到或接近制粒工藝要求，同時完成從供料器到制粒機物料的輸送。

主要指標：

1、調質時間；

2、水分及液體的吸收量；

3、調質溫度；

4、淀粉糊化度等。37（1）單級槳葉式調質器是目前使用最為廣泛的一種調質器。調質器的結構簡單，主要由主軸、槳葉、支撐桿及傳動機構組成。單級槳葉式調質器技術參數(shù)注：調質時間為10～15s.型號UMTDC6SK6SK5S1、CPM:直徑為￠457mm,￠610mm,￠762mm三種，長度為1981～4877mm；動力7.5～22kW。2、主軸轉速200～500r/min。槳葉直徑362458458550長度（mm）1492170322702600動力（kW）7.511.022.030.0生產能力(t/h)1013323538(1)單級槳葉式調質器結構圖39（2）多級槳葉式調質器4041（3）帶蒸汽夾套單軸調質器

為改善調質器外部環(huán)境，使物料充分調質，夾套起到保溫的作用。422、壓粒組件壓料組件包括壓模、壓輥、勻料板等。壓模所包圍的空間稱壓制室。進入壓制室的物料，經勻料板沿整個壓輥寬度均勻分布，同時為壓模提供均一的物料。壓模和壓輥的擠壓使物料成型。由切刀切成長度合適的圓柱體。調節(jié)切刀位置，得到不同長度的顆粒。43（1）壓模①?？赘鶕?jù)原料的不同特點或飼料產品的不同要求，將環(huán)?？准庸こ刹煌目仔?。1、直型孔、階梯型孔：適宜加工配合飼料。2、外錐形孔：加工脫脂米糠等高纖維物料。3、內錐形孔：適宜加工牧草等大體積的物料。44壓模的孔型45②開孔率環(huán)模工作面的開孔率大小，對制粒機的生產率有很大影響。開孔率大，產量大；但開孔率過大，壓模強度降低，使用壽命縮短。

開孔率在20％～35％之間。孔徑小，開孔率取小值；孔徑大，取大值。46（2）壓輥壓輥將物料擠壓入?？?，在模孔中受壓成型。壓輥與物料間必須有一定的摩擦力。幾種不同形式的壓輥：①拉絲壓輥；②帶凹穴的輥面；③溝槽輥面；④碳化鎢輥面；47壓輥形式①拉絲壓輥目前最常見的一種，“防滑”能力較強，但物料有可能向一面滑移。②帶凹穴的輥面凹穴內填滿物料，形成摩擦表面，物料不易偏移。③溝槽輥面輥模面有溝槽，物料不易側向滑移。④碳化鎢輥面表面粗糙，質硬耐磨，對粘性較大物料效果較好。48

每一壓輥繞其中軸旋轉。中軸為偏心軸，旋轉調節(jié)螺栓使偏心軸轉動，壓輥的旋轉中心軸也隨之改變，由此可改變壓輥與壓模的間隙，以使不同原料或產品獲得理想的壓制效果。49其它3、安全裝置為防止大塊異物或過多物料進入壓制室而造成模、輥損傷或電動機負載過大導致電機燒毀，在主軸上裝有安全銷。一旦出現(xiàn)沖擊負荷，安全銷就自行斷裂，切斷電源。4、傳動⑴齒輪傳動：美國、中國（直聯(lián)傳動）傳動準確，但機體較笨重（美國CPM公司）。⑵皮帶傳動：歐洲（三角帶或平皮帶傳動）有的采用雙電機傳動（如牧羊MUT和上海申德機型），傳動平穩(wěn)，有較好的緩沖能力。50（二）環(huán)模制粒機的優(yōu)缺點1、優(yōu)點：①壓模內表面與壓輥表面上各處線速度相等，壓模、壓輥受力均勻，產品均一。②切刀調整方便，軸承保護條件好。2、缺點：①制造復雜，使用技術要求較高。②制粒溫度較高，容易破壞飼料中熱敏性成分。51二、環(huán)模制粒機的基本類型（一）三輥式制粒機52三輥式制粒機特點①采用三輥式結構，配有專用導料板，喂料、擠壓效果好；②同步齒形帶雙電機傳動，負荷均勻，噪聲低；③環(huán)模外配3把切刀，出料均勻；④同步齒形帶主軸使用壽命長（3～4萬小時）

⑤配有自動潤滑系統(tǒng)，確保機器運轉正常。53（二）雙輥式制粒機雙輥式制粒機是目前使用最為廣泛的機型。

結構特點：①采用斜齒齒輪減速箱傳動機構；②環(huán)模固定在大齒輪傳遞的空心軸旋轉；③壓輥固定在用制動裝置固定的實心軸上；④環(huán)模采用三分式環(huán)模夾固定，裝拆方便；

⑤配有自動潤滑系統(tǒng)，使用更安全。

54雙輥式制粒機55（1）基本特點①采用雙壓輥、環(huán)模式、單電機三角帶傳動；②單位生產效率高，運行費用低，結構比較簡單，操作維修方便；③采用單電機側傳動，由空心軸、環(huán)模、主軸、壓輥和大皮帶組成，外加皮帶傳動的張力等均由主軸尾部懸臂支承，承載負荷大，且屬于偏載荷狀態(tài)。④設計、驗算和裝配的配合要求高。56（2）主要技術參數(shù)型號環(huán)模規(guī)格動力（kW）工作面積（cm2）電機轉速r/min壓輥直徑（mm）大皮帶輪直徑（mm）內徑寬度3043047530～55720150015080042042010875～1101420100020680042042013890～132182015002061000520520138110～160248210002501200520520178132～160291010002501200660660178160～25036901000320140066066022813247301000320140057思考：如何保證均勻出料？底部物料會不會厚一些？分析：側面進料；物料重力可忽略，主要的力是壓軸、環(huán)模的轉動；有勻料板，可使物料均勻分布，不會導致很厚現(xiàn)象。一、平模制粒機的結構

平模制粒機主要由喂料調制機構、壓制機構、出料機構、傳動機構、電氣控制結構，蒸汽系統(tǒng)組成。二、工作原理

粉料由料斗進入調質器與蒸汽和水調質后，進入壓制機構。壓輥是一固定的圓盤，其上有許多按一定規(guī)律排列的?？住Ｎ锪贤ㄟ^?？壮蔀榻Y實的顆粒。壓模轉動時，壓輥前面的物料層被擠入壓縮區(qū)壓實，如果擠壓力達到能克服下面?？變攘现哪Σ亮?，則新的物料會被一點點壓進?？?，從而將物料柱排向前進，連續(xù)動作，物料不斷壓出孔外由切刀切斷，形成顆粒。

(cf:平模：顆粒由一個方向壓制；環(huán)模：旋轉..)三、平模制粒機58小型平模制粒機圖片59平模顆粒壓制機

工作原理：調質后粉料進入制粒機壓制室中部，由導料板均勻地分布在平模的表面。平模固定，上面配置2～5個隨主軸公轉、且在摩擦力在作用下自轉的壓輥，完成對物料的擠壓成型。60主要結構圖61平模顆粒壓制機的特點1、壓制室空間較大，可采用大直徑壓輥；（用于牧草、甘甜菜根、稻殼等體積粗大，纖維較長的原料壓制）2、可將較大原料壓碎后制粒；3、可降低制粒溫度，減少對熱敏性營養(yǎng)因子的破壞；4、由壓輥壓制成粒，擠壓顆粒受力均勻，大小一致；5、壓模磨損后可翻過來使用；6、模、輥間隙可通過調節(jié)中央螺母使壓輥同步升降；7、采用三角帶和渦輪蝸桿傳動，傳動平穩(wěn)，噪聲低。62技術參數(shù)1、壓模直徑175～1250mm,厚度為30～150mm;生產顆粒的直徑Ф3～40mm；2、壓模面積與功率比為30cm2/kW；3、壓模與壓模座之間可設計成圓錐齒輪嚙合形式，確保壓輥自轉速度；4、生產能力為1～25t/h。63主要內容64第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化第七節(jié)其它成型技術

粉料原料在調制器吸收了來自蒸氣中的大量熱能和水分，以及來自機械摩擦的附加熱量，一般出機的顆粒料的溫度在75～95℃，水分在14～18%，同時高溫高水的顆粒較軟，容易粉化。經過冷卻和干燥，使成品水分降至10％～14％，顆粒飼料才能安全貯存。第四節(jié)制粒配套設備一、顆粒冷卻器65（一）冷卻器的工作原理1、目的：是除去壓制出的顆粒飼料的熱量和水分，提高顆粒料的硬度。

2、原理：利用周圍空氣與顆粒表面接觸，利用濕熱顆粒與空氣的壓差，通過空氣流動使水分蒸發(fā)，同時使顆粒得到冷卻。常溫下，一般顆粒每降低11℃，顆粒的含水率約降低1%。冷卻后顆粒溫度高于室溫3-5℃，水分能降至12-13%。使之便于破碎處理和貯運。66(二)冷卻設備671、塔式冷卻器

工作原理：使制粒機壓制出來的是熱顆粒從冷卻器的進口進入，經塔形分料擋板，使物料分流后，經機頭分兩路流向冷卻器。顆粒料至冷卻筒后經貳道塔形活動篩板分流，逐漸流向冷卻筒，再經塔形篩板分流后，流出料斗。開始時，顆粒料逐漸堆積，待到料充滿全部冷卻筒的2/3處時，料位器控制的振動電機開啟開始振動排料。到下料位器時，停止排料，如此循環(huán)往復。（一）立式冷卻器68692、逆流式冷卻器

工作原理：制粒機壓制出的濕熱顆粒從冷卻器的頂部旋轉分配器的進料口進入，經頂部菱形散料器，使顆粒料均勻分流至冷卻器內。開始時顆粒料逐漸堆積，當料觸到上料位器時，出料電機開啟開始排料。到下料位器時，停止排料，如此循環(huán)往復。由于物料是從上往下流動的，而風是從下向上流動的，與料的流動方向相反，故稱為逆流式冷卻器。

703影響冷卻效果的主要因素分析影響冷卻其性能的主要因素有：顆粒產量、冷卻時間、顆粒直徑、吸風量、風壓等。①

冷卻器產量冷卻器產量取決于制粒機產量。制粒機?？仔。a量低，反之則產量高；冷卻器冷卻物料顆粒小，冷卻時間短，風量小，產量高；冷卻器冷卻物料顆粒大，冷卻時間長，風量大，產量低；72②

冷卻時間顆粒冷卻過程所需時間與制品種類、顆粒大小有關，根據(jù)生產上的實測結果列于下表。顆粒大小/mm停留時間/min顆粒大小/mm停留時間/min4.0～4.85～619126.46～822159.57～86.4(苜蓿顆粒)812.78～1073顆粒在冷卻器內最低停留時間③冷卻風量冷卻風量與冷卻速度密切相關。風量過大，能耗增加，且顆粒表面易開裂；風量過小，濕熱交換不徹底，達不到冷卻、干燥要求。顆粒大小/mm冷卻每噸飼料所需最小空氣量/m34.0～4.814006.415009.5170012.7～19190022～25200074不同粒徑的顆粒所需最小空氣量冷卻風量的影響在確定空氣量后在核算氣流穿過篩孔的速度，不要超過限制風速，對立式冷卻器為1.7m/s，臥式冷卻器為2.9m/s。冷卻器出口的料溫要求不高于室溫5～8℃；氣流穿過料層阻力一般可取400～500Pa。

使用冷卻器時應注意：1、使冷卻溫度在0℃以上，避免產生結露。2、注意盡可能縮短風管長度，減少管道中的冷凝現(xiàn)象（寒冷地區(qū)風管需保溫）。

75（二）臥式冷卻器76不同的畜禽在不同的生長期，對顆粒飼料大小要求是不同的，如喂養(yǎng)雛雞就需要較小的顆粒飼料。如食用小孔徑壓模直接壓制小顆粒，則產量低，動力消耗大。破碎機是將大顆粒（Φ3.0-Φ6.0）破碎成小顆粒（Φ1.6-Φ2.5）的專用設備。采用先壓制大顆粒再破碎成小顆粒，可提高產量近2倍，大幅度降低了能耗，并提高了飼料廠全流程的生產效率。三、破碎機77顆粒直徑與產量顆粒大小/mm產量/(kg/h)顆粒大小/mm產量/(kg/h)2.410009.54000～45003.22200～250012.7x19.04500～50004.73000～3500制粒機動力/kW破碎機動力/kW顆粒直徑/mm成品粒度/mm產量(t/h)單位產品電耗(kW·h/t)11004.54.58～129.2～13.7511002.02.02.5～427.5～441107.54.52.06.4～9.612.2～18.4直接制粒和先制粒后破碎能耗對比78思考：有些用戶不喜歡由大顆粒破碎制成的顆粒料，你知道是什么原因嗎？保質時間比一次形成的小顆粒短；因為小顆粒表面光滑，不易被霉菌污染（一）破碎機工作原理

是利用一對轉速不等的軋輥做相對運動，當壓制的顆粒經過冷卻器冷卻后進入破碎機入口，在經已打開的活門進入兩軋輥中，通過兩壓輥上的踞形齒差速運動，對顆粒剪切擠壓而破碎，所需破碎粒度可通過調節(jié)兩軋輥間距來獲得。79（二）輥式破碎機的結構和技術參數(shù)

輥式破碎機的破碎輥采用雙層金屬離心澆鑄而成，外層合金白口厚度20～30mm，輥面硬度值為洛式66～78。輥體內層為灰口白鑄鐵，軸頭為壓入式45＃鋼調質材料。破碎輥輥齒一般采用斜齒輥(快速輥)和圓周拉絲輥（慢速輥）的組合。80811、破碎輥直徑一般采用Ф150～300mm，前者破碎的顆粒直徑＜4.8mm，后者則＜6.4mm。2、破碎輥轉速：快慢輥的速比1.8～1.25︰1；快輥轉速550～900r/min。3、破碎輥的斜度和輥間間隙采用斜齒破碎輥組合，齒的斜度一般為1︰12～24。

⑴畜禽飼料為2.5～3.0mm，成品為1.5～2.5mm。

⑵

特種水產飼料0.8～1.5mm，成品為0.25～0.9mm。82（三）輥式破碎機的主要結構1、破碎機機型

⑴

一對破碎輥的破碎機；

⑵

二對破碎輥的破碎機；2、結構破碎機主要有快輥和慢輥、軋距調節(jié)機構、傳動機構和機架組成。破碎輥的快輥位置固定，而慢輥的位置是可移動的，通過調節(jié)機構能調節(jié)輥間間距。83破碎機841、雙輥式破碎機852、四輥式破碎機

CPM輥式破碎機采用雙輥和四輥結構形式，采用四輥式結構配有雙向導料機構，破碎機破碎能力較大。該設備主要由旁通裝置、雙向導料機構，皮帶傳動機構（四輥兩組）、安全銷和移動慢輥間隙調節(jié)機構組成。86分級設備的組成與工作原理

顆粒分級篩是制粒工段的最后一道工序。當分料被壓制成形經冷卻或顆粒料被破碎后，須經分級篩提取合格產品，把不合格的小顆?；蚍勰┖Y出來重新制粒。并把幾何尺寸大于合格產品的顆粒重新回到破碎機中破碎。四、顆粒分級篩87分級篩篩孔選擇及參考流量篩層用途篩孔/mm單位篩面流量kg/(cm3·h)顆粒中篩去大粒15.0～190.73顆粒中篩去細粉1.1～2.00.73碎粒中篩去細粉1.0～1.20.45牧場用塊料中篩去細粉15.0～1.988主要內容89第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化第七節(jié)其它成型技術第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定影響制粒的主要因素：

1、原料性質

2、物理調質的水分和溫度

3、壓模壓輥的特性及其工作狀況

4、冷卻器的工作狀況90一、顆粒飼料加工質量的質量控制從影響制粒的因素控制質量：

1、配方因素：原料性質。

2、粉碎因素：粉碎細度、大小。3、調質因素：加水、加熱是否達到要求。4、蒸汽供給：與3相互影響。5、環(huán)模的規(guī)格：…6、環(huán)模的速度7、干燥和冷卻8、合理保存9、熟練的操作工10、配套工具及設備91二、顆粒飼料加工質量評定1、粉化率及含粉率顆粒粉化率是由專用的顆粒粉化儀測定的。

國標中規(guī)定顆粒粉化率≤10％，含粉率≤4％，超過1.5％，即為不合格。2、硬度硬度是顆粒的結實程度。以顆粒壓碎前所能承受的最大力（N）表示顆粒的硬度。3、耐水性魚用顆粒飼料的重要物理指標是顆粒的耐水性。（水中穩(wěn)定性）分淡水和海水兩大類。92主要內容93第一節(jié)制粒的目的及要求第二節(jié)制粒工藝第三節(jié)制粒設備第四節(jié)制粒配套設備第五節(jié)制粒質量的影響因素和質量評定第六節(jié)擠壓膨化(94-147)第七節(jié)其它成型技術第六節(jié)擠壓膨化94一、擠壓膨化飼料（一）膨化飼料的概念膨化飼料是將粉狀飼料原料送入膨化機內，經過一次連續(xù)的混合、調質、升溫、增壓、擠出?？?、驟然降壓、以及切成粒段，干燥、穩(wěn)定等過程所制得的一種蓬松多孔顆粒飼料。主要應用于魚飼料、對蝦飼料、牛蛙飼料、特種水產料、寵物飼料等。95（二）擠壓膨化的分類1、按螺桿結構分：單螺桿和雙螺桿膨化機2、按調質方法分：濕法膨化和干法膨化兩種

濕法膨化需加水、加蒸汽調質；調質后的含水量可達25％～35%。96（三）擠壓的作用與意義1、植物性原料經過擠壓過程中的高溫處理，使淀粉糊化，蛋白質組織化，有利于動物消化吸收，提高了飼料的可消化率和利用率。2、擠壓加工可得到質松、多孔的浮性顆粒料。3、原料經高溫、高壓后可殺死多種細菌。4、模板可制成不同形狀的?？?，可制造出適合于各種動物所需的制品形狀。缺點：1、對維生素C和氨基酸都有一定的破壞作用。2、擠壓加工耗電量大、產量低，但一般可以從飼料報酬中得到回收。97二、擠壓過程對飼料品質的影響（一）擠壓過程中淀粉變化淀粉在擠壓膨化過程中的糊化是一個低水分狀態(tài)下的糊化過程。淀粉的糊化程度與螺桿的轉速（影響到剪切力和擠出時間）、溫度和水分含量有十分密切的關系。可以用下列指標衡量淀粉在擠壓膨化過程中的變化：糊化度、吸水指數(shù)、水溶性指數(shù)98擠壓膨化過程中淀粉變化(續(xù))1、糊化度：已糊化的淀粉占總淀粉含量的百分比。大米淀粉：68～78℃小麥淀粉：59～64℃玉米淀粉：62～70℃馬鈴薯淀粉：56～66℃2、吸水指數(shù)（WAI）：表示擠壓膨化后，物料的吸水能力。3、水溶性指數(shù)（WSI）：淀粉糊化程度高，水溶性指數(shù)大。實驗研究表明：溫度高、水分含量高，糊化度好；螺桿轉速提高，糊化度減少。99（二）擠壓過程中蛋白質的變化

蛋白質在水分含量較高時加熱，會發(fā)生變性，產生絮狀沉淀或形成凝膠結構。擠壓過程是高溫、低水分的加工過程，過程中物料呈熔融狀態(tài)，并經歷了均質化的作用。在高溫、高壓、高剪切力的作用下，原有蛋白質結構被擠壓經過?？讜r，絕大多數(shù)蛋白質沿物料流動方向成為線性結構。100實驗結果證明：擠壓溫度高，蛋白質變性程度大，組織化程度好；溫度低，擠出產品溶解性好.不同的蛋白質，其變性溫度有差異。一般情況下，若生產組織化蛋白，其溫度一般控制在140～160℃，水分為20％～40%。101擠壓過程中蛋白質的變化(續(xù))蛋白質經擠壓后，容易被消化酶水解，因而其消化率明顯得到提高。這樣可利用一些低檔次的飼料原料。蛋白質含量高的原料一般在擠出時膨化程度低。為提高產品的膨化率，須提高擠壓溫度和適量調整水分含量。擠壓過程中蛋白質含量高，則物料的粘稠度大，擠壓過程中的能耗高。102擠壓過程中蛋白質的變化(續(xù))（三）擠壓過程中脂肪的變化

在相同條件下，膨化飼料要比一般飼料有較長的保質期，其原因與擠壓加工的特點有關。在擠壓過程中，原料中絕大多數(shù)脂肪與淀粉和蛋白質形成了復合物，降低了擠出物中游離的脂肪的含量。擠壓溫度低，擠出物中游離脂肪含量也越高，復合體的生成量越少。飼料中添加脂肪，可提高飼料的能量水平，但影響膨化率。脂肪含量要求過高(>5%)時，通常采用膨化后表面噴涂的方法提高脂肪含量。

(

LFA—SFA)103

（四）擠壓過程中維生素與礦物質的變化

1、維生素的變化

大多數(shù)維生素受熱不穩(wěn)定，它在加工加工過程中的損失不可避免。擠壓過程中溫度較高，但物料在高溫下受熱時間較短，物料擠出后水分閃蒸，溫度迅速下降。若擠壓時腔體溫度是180℃左右，則擠出模具后，溫度能瞬間降到70～80℃左右。總體上講，物料的受熱強度不太大，故維生素損失也不太嚴重，比較而言，VA和VC的變化要大些。104

2、礦物質的變化擠壓膨化對礦物質的生物學效價有一定的影響。植物性飼料中礦物質的生物學效價受植酸的含量影響的，而擠壓膨化降低了植物性飼料植酸的含量。研究表明：擠壓膨化后礦物質利用率略有下降，唯有植酸磷的可利用率顯著提高。擠壓加工的植物性原料，植酸磷的利用率提高，可減少動物將植酸磷排泄到環(huán)境中的數(shù)量。其它礦物質的利用率下降，可適當予以補充。105（五）擠壓膨化過程中抗營養(yǎng)因子的變化

擠壓膨化加工的另一優(yōu)點是破壞抗營養(yǎng)因子，如大豆中的胰蛋白酶抑制因子，棉籽中的棉酚、菜籽中的芥子苷等。

膨化大豆的主要目的就是破壞胰蛋白酶抑制因子。許多植物性原料的脫毒都可采用擠壓膨化脫毒。如蓖麻子脫毒。106單螺桿型結構簡單，價格相對較低，用于膨化原料和飼料產品。二、擠壓膨化設備（一）單螺桿擠壓機107單螺桿擠壓機示意圖1081、單螺桿擠壓機的組成主要由進料裝置、喂料絞龍、調質器、膨化機構、模板、切刀及傳動裝置等組成。

⑴

進料裝置，由料斗與喂料絞龍組成；

⑵調質器，與制粒機調質器作用和結構基本相同，但調質后水分較高，約達20％～30%。109擠壓機主體有筒體、螺桿、成型模、切割結構、溫度調節(jié)加熱夾套。110

①筒體單螺桿擠壓機中，為防止物料在螺筒內壁旋轉而不向前輸送，筒體內壁開有一些直槽或螺旋槽。內壁槽增加了物料作圓周運動的阻力，迫使物料向壓?？谇斑M。111②膨化機構112

螺桿（根據(jù)功用不同，可分3段）

a、喂料段：占螺桿總長的10％～25％，保證精料數(shù)量及料流穩(wěn)定。

b、壓縮段：起主要壓縮作用的部分。物料經過壓縮段時，壓力增大，溫度升高，其狀態(tài)變成粘滯漿狀。這部分占螺桿總長的一半。

c、限流段：是螺桿的最后一部分，緊靠壓模。特點是螺旋的寬度較小，加大剪切力，加強混合作用，并使物料進一步糊化。113螺桿的連接結構114③成型模裝在筒體末端，將壓制成的物料壓成所需的形狀，同時還起阻流的作用，增大機內末端的壓力。115④切割結構要求能將膨化料切成長度一致，外表美觀的制品切割性能決定于割刀與模板之間的間隙。間隙應為0.05～0.2mm。1162、工作原理含有一定溫度和水分的物質，在擠壓膨化機的螺套內受到螺桿的擠壓推動作用和卸料模具或螺套內節(jié)流裝置的反向阻滯作用，另外，還受到了來自外部的加熱或物料與螺桿和螺套的內部摩擦熱的熱作用,此綜合作用的結果是使物料處于高達3～8MPa的高壓和200℃左右的高溫狀態(tài)之下。117

如此高的壓力超出了擠壓溫度下的飽和蒸汽壓，所以在擠壓機螺套內水分不會沸騰蒸發(fā)，在如此的高溫下物料呈現(xiàn)熔融狀態(tài)。一旦物料由模具口擠出，壓力驟然降為常壓。水分便發(fā)生急驟得蒸發(fā)，產生了類似于“爆炸”的情況。產品隨之膨脹，水分從物料中散失，帶走大量熱量。使物料在瞬間從擠壓時的高溫迅速降至80℃左右。從而使物料固化定型，并保持膨化后的形狀。118（二）雙螺桿擠壓機雙螺桿機對物料的作用力強烈且均勻，螺桿自潔能力強，能加工難膨化，粘性強的物料。適用于加工高附加值的飼料產品。1191、雙螺桿擠壓機的類型在生產小粒徑餌料加工過程中，雙螺桿膨化機優(yōu)點尤為突出。a、導向旋轉嚙合式b、同向旋轉嚙合式c、導向旋轉非嚙合式d、同向旋轉非嚙合式120

同向旋轉嚙合式雙螺桿擠壓機

同向旋轉嚙合式最為常見。同向旋轉嚙合式雙螺桿擠壓機在運轉中，一個螺桿的螺紋與相鄰螺桿的流槽存在相互作用，因而螺筒壁無需提供防轉機構，對物料有良好的混合效果，有較高的單機生產能力以及螺桿表面自清理能力。121雙螺桿膨化機螺桿為分段結構，根據(jù)膨化飼料對調質的要求，可增減螺桿長度來調節(jié)物料在機膛內的停留時間。螺桿的長度與直徑比的范圍為10?1～20?1.1222、雙螺桿擠壓機的特點：1、含油脂特別高的物料（含油大于17％）；2、含水超過30％的高水分物料；3、特別小的水產飼料（0.8～2.0mm直徑）；4、雙螺桿膨化機螺桿的轉速對產品質量有較大的影響，雙螺桿膨化機可以加工配方中油脂含量超過22%的物料；5、物料在機內滯留的時間分布范圍比較窄，使得物料溫度比較容易控制，能量利用充分，產量和質量均很穩(wěn)定。6、各種形狀的寵物飼料。雙螺桿膨化機的構造復雜，機械加工精度要求高，生產設備投資大。生產能力相當雙螺桿機是單螺桿的1.5～2.0倍，耗電量約為1.5倍。1233、工作原理

擠壓機的螺桿作用于物料，使物料在體積有限的機膛內受到強烈的剪切力和擠壓力，部分機械能在此期間轉換成熱能。物料在機內受幾種力的共同作用形成復雜的運動方式。其主流沿螺旋槽方向運動；未進入?？椎奈锪鲜艿綁耗Ｗ枇昂蟛课锪系耐屏?，作反方向的逆流運動，逆流流量與成型模阻力成正比，與物料粘度、螺桿的有效長度成反比。螺桿外緣與筒體內壁的間隙中，物料的反方向流動為漏流，一定的漏流能增加物料的揉合作用；橫流則是物料在螺旋面的作用下產生的橫向流動。124

物料要在筒體內推進需滿足：物料與筒體的摩擦力大于與螺桿的摩擦力，否則將產生“打滑”，因此應做到：

1、減少物料與螺桿之間的摩擦力，使螺桿表面具有較高的光潔度；

2、筒壁內開直槽，增大摩擦力；

3、增大螺桿的軸向分力，螺距不宜過大。125（三）擠壓機結構參數(shù)對擠壓效果及產量的影響1、螺桿的長徑比L/d：

長徑比大，擠壓時間長，作用充分。水產及寵物飼料：長徑比一般為10～20。2、螺桿的幾何尺寸：包括螺紋的高度、頭數(shù)、螺距、螺旋升角、寬度等。3、?？仔问剑嚎仔图按笮【绊憯D壓效果及產量。4、切刀轉速：常用500～600r/min。126物料膨化的條件1、壓力:

3～10MPa；2、溫度:筒體內150～200℃；3、物料在筒體內逗留時間:

10～30s；4、原料水分

:

一般為20％～30％；5、粒度:

1.4～500mm為宜，粒度大，磨損大，產生氣泡少，膨化率低；粒度過細，易“打滑”。一般淀粉質物料可略粗，蛋白質料宜細。127

水產飼料（1）浮性飼料（2）沉性飼料（3）慢沉性飼料（4）半濕性飼料

淀粉含量是決定沉浮性的主要因素，控制沉浮性的關鍵是產品的密度。密度480克/升是膨化飼料沉或浮的轉折點，低于480克/升為浮性飼料，高于則為沉性飼料。三、不同類型飼料擠壓膨化技術1281、浮性飼料生產技術

加工浮性飼料時，蒸汽和水的添加量合適，膨化機螺套結構正確，可生產浮性飼料。一般擠出物在到達模頭時壓力為3.4～3.7MPa，溫度為125～138℃，含水量25%～27%時，膨化產品密度為320～400克/升，水分21%～24%。經干燥冷卻后既為浮性飼料。1292、沉性飼料生產技術

對膨化機操作條件調整后，可生產密度為450～550克/升的沉性飼料。生產過程中，先在調質器加入少量蒸汽，然后加入水。生產沉性水產飼料，膨化機模頭處通常在2.6～3.0MPa，溫度為120℃，含水量28%～30%時，膨化產品密度為450～550克/升，水分26%。沉性水產飼料應含10%的淀粉和不高于12%的脂肪，最終產品應干燥到含水10%～12%，過度干燥會使沉性飼料上浮。130四、擠壓膨化工藝

混合后的物料進入調質器，調質水分25％～30％，進入擠壓機后由?？讎姵觯蛎洺啥嗫仔晕锪?，用切刀切成需要長度，水分一般為24％～28％，進入烘干、冷卻機，使水分達9％～10％。根據(jù)需要，經破碎、噴涂油脂，最后包裝貯存。（一）典型工藝流程131典型工藝流程(續(xù))

擠壓產品的干燥、冷卻：用帶式二階段干燥、冷卻機。熱風溫度100～200℃，以1.1m/s的風速左右穿過料層，料層厚度10cm左右，干燥時間15min,擠壓產品一般在最初4～6min內能承受較高溫度（177～190℃）的氣流，此時料溫不超過100℃，因此不致大量損失營養(yǎng)價值。其后冷卻約7min后得到成品。132133（二）水產飼料擠壓膨化加工工藝水產飼料擠壓膨化加工工藝(1)用擠壓膨化機可生產浮性、懸浮性、沉性魚蝦膨化飼料。工藝過程：清理除雜——除鐵——微粉碎——篩分——配料——混合——調質——擠壓膨化——切斷——干燥——冷卻——微量元素噴涂——油脂噴涂——成品包裝。1、清理：除去雜質和鐵質以保護膨化機的螺桿、螺套，避免堵塞模孔。2、微粉碎：粉碎細度控制在16目（孔徑約等于1.0mm）篩上物低于9%為宜。粉碎物料應達到90%以上通過80目。3、配料混合：一般由微機控制配料、然后混合。1354、調質：調質好的物料應達到濕基含水量為25%～32%，溫度65～100℃內為宜。浮性飼料濕基含水量應大于22%；沉性飼料濕基含水量為22%；懸浮性飼料濕基含水量不易控制。

實際生產中要通過實驗來優(yōu)選溫度、濕度等工藝參數(shù)，已達到質量要求。調質時適量加入油脂，進入膨化機的油脂含量應≤5%。過高會對擠壓產生影響。136水產飼料擠壓膨化加工工藝(2)5、擠壓膨化運行的工藝參數(shù)有：原料的物理性能、喂料速度、調質時加水、加蒸氣量、調質后的溫度、螺套里的壓力、溫度、切刀的轉速等。物料經?？缀螅瑝毫︶尫胖脸?，水分蒸發(fā)，使得物料發(fā)生膨化，內部呈均勻一致的多孔狀組織，在經切刀把它切成所需要的長度。6、干燥冷卻產品出機水分高于20%，必須經過干燥處理，水分應將至12%以下貯存。采用振動流化床或顆粒干燥冷卻機，達到后熟化和冷卻的目的。137水產飼料擠壓膨化加工工藝(3)7、篩分利用顆粒分級篩篩出粉狀物料，成品進入下一道工序。8、油脂噴涂油脂噴涂機可以進行油脂、維生素、香味劑的噴涂?？稍黾颖匾娘暳铣煞郑瑫r改善成品表面感官質量。9、成品包裝采用電子稱重打包機，完成包裝過程出廠。138水產飼料擠壓膨化加工工藝(4)139（三）寵物飼料擠壓膨化工藝140（四）全脂大豆膨化工藝1、膨化大豆是生產高檔飼料的優(yōu)質原料。2、加工工藝：清理、粉碎、混合、擠壓膨化、冷卻、包裝。3、清理是必需的，防止磨損螺桿和螺套以及堵塞?？?。4