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通過調質控制制粒質量

614 原作者: 張美芹 盧壽鋒 來自: 飼料智造工場
簡介
調質是在生產優質顆粒飼料過程中最關鍵的一步。不管采用何種調質技術,基本原理都是一樣的:將配合好的干粉料調質成為具有一定水分、一定濕度利于制粒的粉狀飼料。

調質是在生產優質顆粒飼料過程中最關鍵的一步。不管采用何種調質技術,基本原理都是一樣的:將配合好的干粉料調質成為具有一定水分、一定濕度利于制粒的粉狀飼料。

家禽飼料生產中的大部分制粒系統都采用常壓調質器。這種類型的調質器,不會擠壓粉料或帶來切變,干燥的粉料與蒸汽融合。水分對延緩粉料經過壓模和恰當的結塊成形起到關鍵作用。蒸汽提供的熱能對于水分均一地進入飼料顆粒中是至關重要的。一般來說,經調質后的飼料水分在16.5 %~ 17.0 %比較理想。

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調質的確能提高顆粒質量,但不能增加成品飼料的糊化度。表1中的數據說明,調質不能增加某一種特定飼料的糊化度,對飼糧的耐久性有很大影響。在調質過程中,增加水分,有可能通過毛細管作用參與顆粒內黏接。這種黏接也許是通過膠黏物使得飼料在制粒中達到適當的糊化度。這種方式與物理糊化相比,更有利于制粒。表2展示了通過蒸汽調質能降低制粒時的能量需要。但能增加顆粒飼料的耐久性 。  

1、合理應用

數據表明調質的益處是顯而易見的:只要操作正確,適當地進行調質能夠提高顆粒質量,降低制粒的能量需要。關鍵問題不是調質的功效,而是正確地應用調質技術。  

常壓調質器在設計上相當簡單,基本是與連有蒸汽和液體進口的管道聯用。但是,針對正確操作和維護方面仍有一些至關重要的標準,包括:有效的蒸汽管路;適當的蒸汽壓力;正確的葉片構造; 物料在調質機中的停留時間。

一般來說,前兩點與蒸汽管路有關,而后兩點與調質機本身的操作有關。

調質工藝最重要的環節就是蒸汽添加量的調節。一般來說,蒸汽添加量的調節是通過使用蒸汽管路來實現的。蒸汽管路的應用在工業生產中很普遍, 但在構造的合理性方面仍然存在問題。

2、干濕蒸汽

在飼料工業中,“干” 和“濕” 主要是用來描述進入蒸汽機的蒸汽狀態。“干蒸汽”指過熱的蒸汽,而濕蒸汽則經過額外的冷凝。正是因為存在這兩種不同的蒸汽,一套合理的管道通路就顯得非常重要。通過蒸汽添加水分,利用最基本的導熱系統將水分從飼料顆粒外部傳遞到內部,這樣可大大改善調質工藝的效率。

優質的蒸汽能夠提供足夠的熱量使水分進入飼料顆粒內部。Pfost  1976年第1次解釋了此理論,提出每使1%水分進入飼料,需將粉料溫度提高15℃。  一般來說,較老的系統蒸汽通路每進入1%的水分溫度需升高大約11℃,而較新的系統則升高16.6℃。

3、蒸汽效率

        蒸汽效率值對于評價顆粒飼料廠的蒸汽通路是否運行正常是很重要。蒸汽通路的蒸汽效率值可以通過以下的公式計 :
       蒸汽效率 = ( CMT-MMT )/ ( CMM-MMM)  
       其中:  
       蒸汽效率=溫度升高值 (OF) /水分%
        CMT = 經過調質的飼料溫度,OF  
        MMT = 混合飼料的溫度,OF  
        CMM = 經過調質的水分,%
        MMM = 混合飼料的水分,%  

使用這個公式,生產質量管理者能夠經常監控蒸汽中的熱量含量。從經驗來看,當蒸汽效率降至11℃  時,蒸汽所提供的熱能含量不足以在相對短的時間內對飼料進行有效調質。相反,當蒸汽效率升高到17℃以上時,蒸汽的能量含量則過高,以至于蒸汽在相對短的調質時間內無法冷凝至水或液態。

生產質量管理者還可以利用蒸汽效率來調整蒸汽管路,以平衡混合飼料中的水分和溫度的變化。例如,在夏季,當年的玉米類作物收割較早,飼料的水分含量和溫度就會發生變化,這時就需要通過調整蒸汽通路來糾正這些環境條件。  

4、蒸汽的作用

表3和表4展示了蒸汽效率在一個顆粒飼料廠加工過程中所起的作用。首先,是假定調質后的飼料水分含量上限是17.5%。 實際上,任何一個飼料廠都不能使顆粒飼料的水分含量超過17.5%;但是,擁有最佳顆粒質量的優質顆粒飼料中的水分含量應該在17%左右。

表3分析了在溫度為85℃和調質飼料水分為17%的條件下,蒸汽效率值發生的變化。而表4則分析了在保持一致的蒸汽效率情況下,調質飼料水分要求達到 17%時的調質溫度。

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目前,一般養禽場的顆粒加工廠都將溫度設為85   ~88℃,而不關心混合飼料溫度和水分的影響。一些自動系統能追蹤飼料的溫度,但是,很少有系統能同時搜集到混合飼料和經調質過的飼料的水分。

遺憾的是,優質的顆粒飼料不能僅僅通過使調質溫度達到最大來實現,還要了解影響蒸汽質量和調質機生產性能的因素。這些因素包括:好的、潔凈的蒸汽,對混合粉料水分和溫度的嚴格控制,適宜的蒸汽壓力調節能力。

研究數據表明與其他影響顆粒質量的因素相比, 蒸汽壓力對顆粒質量的作用不是很大。但是,蒸汽壓力的確會影響蒸汽效率。因此應該調節蒸汽壓力以控制進入調質機的粉料的水分含量和溫度。

5、粉料水分含量

一直以來大家反復討論的一個問題是粉料水分在優化顆粒飼料中所起到的作用。在一個生產年份中的粉料水分會有好幾次大的波動。大部分情況下,這種波動是由禽料的主要成分─玉米水分引起的。當飼料的水分含量變化時,系統的總水分也發生變化。例如,如果新玉米的水分含量比舊的玉米的水分含量高3%,在蒸汽管路進行調整的情況下,可以說 85℃的調質溫度就很難達到了(表4) 。相反,當舊的玉米水分含量在10%左右時,85℃的調質溫度對達到水分含量為l3%時同等調質效果來說就顯得不夠了。

無論參數如何調整,能得到優質顆粒飼料的關鍵是使調質后的粉料水分要達到16.5%~ l7%,并能一直保持不變。通過監控調質系統中的蒸汽流量,生產質量管理者就可持續獲得高質量的顆粒飼料。

良好的調質機生產性能的一個重要部分就是保證傳遞給調質機潔凈的蒸汽,不會過分冷凝。冷凝就是由蒸汽變成水分。暴露在粉料表面的冷凝水,沒有以蒸汽的形式吸收的效果好。這是因為冷凝的水分含有的能量較低。因此,需要在蒸汽通路中安裝有效的分離器來盡可能地去除蒸汽中的冷凝水分。

6、葉片角度和轉軸速度

一旦高質量的蒸汽通過有效的蒸汽通路和在最佳的蒸汽壓力下,我們則需要關注調質機葉片的安裝角度,或者調質機轉軸的速度。與標準葉片設置相比, 通過將調質機的葉片調整到平行狀態,顆粒飼料的耐久性就提高了5個百分點;通過降低調質機轉軸的速度可使飼料在調質機中的停留時問從 5~l0s上升到20~25s。通過改變葉片的角度來增加調質時間是提高調質質量的一個好方法,但是,在最佳設置上還存在爭議。有人認為在最窄處和卸料口的葉片角度設置為45。,在調質機的中央葉片角度設定為0。有些太不實際。但是,其理念是改變葉片的角度能增加 調質時間,進而提高顆粒的質量。

改變轉軸的速度也可提高顆粒質量。這可以通過安裝變頻驅動器來完成,驅動器可以被連接到許多自動系統中。這種辦法的優點是顆粒質量可以及時控制,而不是人為地打開調質機調整葉片。但安裝變頻驅動器的花費相當大,這種方法應該好好考慮。

作者:張美芹 盧壽鋒    來源:飼料智造工場
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