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颗粒饲料--制粒技术--培训教程

 张景涛 2022-11-04 发布于辽宁

What is feed granulation?

Why feed should be granulated?

How to granulate?

饲料制粒是把混合均匀的配合饲料通过制粒机的高温蒸气调质和强烈的挤压制成颗粒,然后经过冷却(破碎)和筛分,制成颗粒成品。

制粒的目的是利用制粒加工过程中的热、水分和压力的作用将饲料制成颗粒,以改善适口性,减少饲料浪费。

1.提高饲料消化率:饲料在水分、温度和压力的综合作用下发生一些理化反应,如淀粉糊化。

2. 避免饲料分级和减少挑食:制粒可使多种饲料原料压合成为一个整体,使其在贮运和饲喂过程中保持均一性,防止动物的挑食。

3.减少环境污染:颗粒不易起尘,在饲喂过程中颗粒对空气和水质的污染较粉料要少的多。

4. 杀灭致病菌:致病菌被动物摄入体内容易感染疾病,采用蒸汽高温调质再制粒的方法能杀灭存在于饲料中的致病菌,减少病菌的传播。

颗粒饲料感官指标要求

颗粒形状要求大小均匀,表面有光泽,没有裂纹,结构紧密,手感较硬。

颗粒饲料物理指标要求

长度:长度为其直径的1.5~2.5倍

水分:我国南方的颗粒饲料水分应≤12.5%,北方地区可≤13.5%。

硬度:肉鸭饲料要求不低于5。种鸭饲料要求不低于7

颗粒密度:1.2~1.3g/cm3  密度越大,结构越紧,越能承受包装运输过程中的冲击而不破碎,但过度的坚硬会使制粒机产量下降,动力消耗增加。颗粒密度以1.2~1.3g/cm3为宜,一般颗粒能承受压强为90~2000Kpa,体积容量为0.60~0.75t/m3。

关键设备制粒机

目前国内外使用的最多的机型是环模制粒机,主要工作部件由喂料器、调质器、压制室(压模和压辊)组成的三个核心部分,通过环模和压辊对物料的强烈挤压使粉料成形。

调质器主要作用是通过水、热处理,增加物料的塑性和弹性,使利于成形。主要由桨叶或绞龙和喷嘴组成。粉状饲料与蒸汽在调制器中得到充分的混合并软化后输送至压制室。

一般为提高特种动物饲料的耐水性,须经多级调质或通过改变普通调质器桨叶的转速来延长调质时间。

调质蒸汽要求

调质应采用干饱和蒸汽,且蒸汽保持稳定压力,在输送到制粒机之前蒸汽压力应调节到0.2一0.4MPa。锅炉的工作压力维持在0.5一0.8MPa。压力过低时,调质时间内无法达到调质要求;压力过高易造成局部物料烧焦等。

通常畜禽配合饲料调质蒸汽添加量是进料的3%一6%。添加量小,达不到一定的温度,熟化度低,压辊和环模的磨损大,制粒产量低,粉化率高,颗粒表面粗糙。添加量过多会使饲料过软,易堵塞模孔,物料糊化程度差,难于成形。

调质时间要求

调质时间一般以10一30S为宜。

压制机构

其主要包括环模、压辊、匀料板和调节机构。制粒的质量、产量在很大程度上决定于压模、压辊的工作状况及压模和压辊的相对位置。

制粒过程

粉料在重力、环模离心力及刮刀的作用下均匀地喂入环模内的两个压缩区,粉料在环模和压辊的强烈挤压作用下,被压实挤入环模的模孔中并在模孔中成形。电动机带动环模,环模带动粉料,压辊在粉料的摩擦下转动。在压辊与压模的共同挤压下,粉料被挤压出环模孔,由切刀切成长度适宜的圆柱体。

生产操作过程

操作工在制粒机启动后,目测出料口颗粒外观的光洁度、色泽、成型程度等、综合以往经验,作出是否应调节的判断。

如果达不到所要求的产量及质量指标,一方面可调整控制器,通过改变主物料的流量大小来控制主电机负荷及产量的大小;另一方面,可依据蒸汽压力表、操作蒸汽阀门,通过改变蒸汽大小,控制温度高低。

对于饲料厂而言,确定配方以后,则视饲料性质、压模孔径为恒量,而进料量、蒸汽添加量、蒸汽压力、物料温度、物料水分为变量。其规律为:物料流量增加则主电机电流增加,反之则下降。物料温度增加则物料水分增加,反之则下降。

原料性质对制粒质量的影响

粒度

粒度粗的粉料,吸水能力低,调质效果差。相反,粉碎得细,颗粒总表面积增大,调质时水蒸汽容易穿透颗粒内部,热量和水分的传导速度加快,淀粉和蛋白质等糊化越完全,从而增加粉料黏性和提高饲料颗粒硬度。但也不宜过细,一般情况下,物料采用一次性粉碎工艺的粉碎机筛片筛孔要求用1.5~3.0mm孔经。

容重 

物料的容重对产量有直接的影响,原料的容重小于 0.33 t/m3为轻质原料,大于0.4t/m3为重质原料。一般颗粒料容重在750kg/m3左右,粉状物料容重在500 kg/m3左右。制成同样的颗粒,轻质原料结构松散,在压粒时产量低、电耗较高、硬度低、含粉率偏高。而容重大的物料制粒时,产量高,功率消耗小,硬度较高,含粉率低。

原料水分

原料水分高低对制粒电耗和颗粒质量有直接影响,高水分原料导致调质温度难以提高,能耗增加,制粒质量欠佳,难以制粒成形 。合理的原料水分在13 %14 %

淀粉质

粉料中淀粉含量高同时温度 >60 ℃时,淀粉产生糊化作用易于制粒,颗粒成形后硬度高。生淀粉微粒表面粗糙,制粒阻力大,含量高时,制粒产量低、压模磨损严重。糊化淀粉经调质吸水后以凝胶状存在,利于物料通过模孔,提高制粒量,同时凝胶干燥冷却后能粘结周围其它组分,提高颗粒结构精密和产品质量。

而糊化程度的高低除受温度、水分、作用时间影响外,还与淀粉种类有关,淀粉含量比例越高,粉化率越低,如小麦淀粉的粘着力就比玉米好,但能耗升高,制粒机也容易堵塞。一般鸡、鸭、猪饲料中含有高淀粉的谷物类原料50%~80%,制粒时采用较高温度和水分。可使淀粉糊化度达到40%左右。

蛋白质

蛋白质经加热且变形,增强了粘结力。对于含蛋白质20%的鸭饲料,由于含蛋白质高,一般均可制得质量高的颗粒,而且因体积质量大,制粒产量也高。制粒时采用纯度高的蒸汽,有利于高蛋白原料的制料。 

油脂

粗脂肪含量会影响到调质的黏合性,进而影响制粒的产量和质量。脂肪起润滑剂作用,可以降低压模、压辊磨损,延长压模寿命,同时降低能耗和提高产量。物料中添加1%的油脂,会使颗粒变软,并且会明显地提高制粒产量。但制粒前原料含油量高,所得颗粒松散,难以成型。制粒前油脂的添加量应限制在3%以内。

纤维质

纤维的含量指木质素和纤维素的含量,适量的纤维起黏合牵连作用,利于制粒。但纤维质太多,阻力过大,则产量减少,压模磨损快。木质素含量高的物料,内部松散多孔压不紧,颗粒出模后会迅速膨胀而易于开裂,引起颗粒折断,且机械磨损较大,生产效率低,耗能增加。

热敏性原料

某些维生素、调味料等遇热易受破坏的物料制粒时,应适当降低制粒温度,并需超量添加,以保证这些成分在成品中的有效含量。

粘结剂

某些饲料中淀粉质、蛋白质或其它具有粘结作用的成分不多,难以制颗粒。需加粘结剂以使颗粒达到希望的结实程度。饲料中常用粘结剂有:α-淀粉:海藻酸钠:膨润土:木质素:

1 α-淀粉:又称预糊化淀粉,是将淀粉浆加热处理后迅速脱水而得,由于价格较贵,主要用于鱼虾等特种饲料。

2 海藻酸钠:又称藻朊酸钠,由海带经水浸泡、纯碱消化、过滤、中和、烘干等加工而得。在近海地区,用一定量的海带下脚料配入饲料,也可以得到较好的颗粒。

3 膨润土:大致化学组成为Al2O3·Fe2O3·3MgO·4SiO2·nH2O。膨润土具有较高的吸水性,加水后膨胀,可增加饲料的润滑作用。可用作不加药饲料的粘结剂与防结块剂。膨润土细度要求么至少90%-95%通过200目筛孔。用量应不超过最终饲料成品的2%。

4 木质素:是性能较好的粘结剂,添加后能提高颗粒硬度,降低电耗,添加量一般为1%-3%。

淀粉在制粒中的作用

在饲料生产过程中为获得很好的膨化产品,有时要添加变性淀粉,以提高产品的质量。

1、赋形作用

原料经挤压机挤出后,糊化的淀粉分子相互交联,形成了网状的空间结构。该结构在挤出物迅速冷却。闪蒸掉部分水分后成型,成为膨化饲料结构的骨架,给予产品一定的形状。若淀粉含量很低或根本不含淀粉,则很难达到较高的膨化程度,形成松散的产品结构。

2、密度控制作用

淀粉含量高的原料经挤压后,易膨化,产品密度小。而且所含淀粉中,若支链淀粉和变性淀粉含量高,则产品膨化度大,密度小

3、硬度控制作用

直链淀粉和变性淀粉含量高时,膨化制品的抗碎强度大,其质地较硬。

4、吸水速度控制作用

变性淀粉含量高的原料经挤压膨化后,可降低产品的吸水速度,使产品在水中或在液状食品中不会立即变成糊状,而能较长时间保持产品的外型。水产饲料要求有较高的耐水性能,否则,造成饲料的浪费,而且污染水质。

环模参数对制粒质量的影响

1、模孔的有效长度:模孔的有效长度是指物料挤压成形的模孔长度。模孔的有效长度L越长,物料在模孔内的挤压时间越长,制成后的颗粒就越坚硬,强度越好。反之,则颗粒松散,粉化率高,颗粒质量降低。

2、模孔的粗糙度:模孔的粗糙度越低(即光洁度越高),物料在模孔内易于挤压成形,生产率高,且成形后的颗粒表面光滑,不易开裂,颗粒质量好。

3、模孔孔径:对一定厚度的环模来说,孔径越大,则模孔长度与孔径之比(长径比,俗称压缩比)越小,物料在模孔中易于挤出成形。

4、模孔的形状:模孔的形状主要有直形孔、阶梯孔、外锥形孔和内锥形孔四种。以直形孔为主,阶梯孔主要是减小模孔的有效长度,缩短了物料在模孔中的阻力,内锥孔和外锥孔则主要是用于纤维含量高的难以成形的物料。

操作因素对制粒的影响




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