生产管理（1）：影响制粒机产量与质量的因素
●苗健（牧羊集团工程师）
制粒能改善淀粉和蛋白质的消化率，减少饲料组分分离，降低饲料损耗，消灭饲料中的病原菌，从而改善饲料的利用效率，提高饲料的报酬。笔者就如何使制粒机高效运行，试做以下简要分析。 一、物料因素
一般来说，制粒原料选择密度大、粒度细、调质前水分含量少且未经烘干的原料。
（一）密度与粒度 粒度越大，制粒产量越高。粒度细，表面积大，蒸汽吸收快，有利于水分调节，有利于提高产量与质量。一般猪料粒度应通过3mm筛，鸡料粒度应通过3.5mm筛，其中至少80％能通过1.18mm筛。
（二）物料水分 物料水分含量要求调质前在13％以下。水分过高，在制粒时就减少了蒸汽添加量，降低了颗粒产量和质量。
（三）物料组分 1.天然蛋白质含量高的物料，受热后塑性大，粘性增加，制粒产量高，质量好。2.淀粉含量高的谷物80℃以上时淀粉糊化程度好，易成形。选择谷物时最好不要选择烘干过的，因为在调质前已经熟化，影响制粒产量与质量。3.在物料中添加少量油脂（0.5％～1％），有利于减少机器部件磨损，出料更容易，粒料美观。添加量不要超过2％，否则会使颗粒松散，难以成形。4.适当的粗纤维含量（3％～5％）有利于颗粒料的粘结，有利于减少颗粒粉化率。粗纤维含量超过10％时，则会因为粘性差而影响颗粒的硬度和成形率，增加机械磨损，影响颗粒产量和质量。5.对于无粘结力的物料，如无机物饲料，可以向物料中添加少量黏合剂（如糖蜜），以改善制粒性能。6.热敏感饲料受热后粘性增加，有利成形，但温度超过60度，就易出现焦化，阻塞模孔，影响产量和质量，对这类物料调质时可采用温水。 二、操作因素
（一）调质 所谓调质是指对物料进行水热处理，使其淀粉糊化，蛋白质变性，提高颗粒硬度，降低颗粒粉化率，以便于制粒并改善饲料的适口性和水中稳定性，有效杀灭各种有害菌，软化物料，降低能耗，减少环模和压辊的磨损，提高其消化吸收率。 提高调质效果可以通过如下方法来实现：
1.提高蒸汽质量。蒸汽质量的要求主要有以下3点：（1）进入调质器的蒸汽应是干饱和蒸汽；（2）根据原料和配方不同选用合适的蒸汽压力；（3）蒸汽的压力一般为0.2-0.4MPa，制粒过程蒸汽压力波动不大于0.05MPa。蒸汽添加量一般为制粒产量的4%～6%，若蒸汽添加量小，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；若蒸汽添加量过大，则容易导致环模堵塞，影响生产；同时温度过高，易造成局部物料过热，从而影响颗粒的质量。2.增加调质筒体长度。对于某一安装角，筒体越长，调质时间越长，由于单层调质筒体长度一般不超过4米，一般采用三层，总长可达9米，调质时间可达2分钟。3.选用多层叠加组合型夹套强调质器。此类调质器的夹套之间加入蒸汽起保温作用，能有效减少热损失，提高调质后的粉料温度及熟化程度。4.选用双轴差速调质器。由于双轴转速不等、旋向相反的差动运动，使物料和蒸汽、液体在浆叶叶片的搅拌下从两搅拌轴中间向上抛起并形成对流，充分剪切交错和混合，物料调质时间最长可达180秒，淀粉熟化程度高。
（二）环模与压辊之间的间隙 压辊和环模的间隙是制粒机操作时调整的重要参数之一，正确的调整会使颗粒机获得更大的生产能力，延长压辊与环模的使用寿命，从而降低生产成本，提高经济效益。
环模与压辊之间的间隙过小，会加快环模与压辊表面的磨损，特别是在制粒机启动和停止时的空运转期间，这种磨损作用更加强烈。考虑到环模、压辊表面的圆度误差及工作面与安装面之间的同轴度误差等因素，
调节时，应用压辊的最大外径与环模的最小内径相接触，并在环模带动下达到似转非转。正常情况下，模孔小的间隙小些，模孔大的间隙大些。当新模装机时，通常要求环模与压辊之间间隙比您所需要的稍大，这有利于新环模与旧辊之间的平稳过渡，等新模与旧辊完成一定的磨合期以后，可以将间隙调整到您所需要的间隙。环模与压辊之间的间隙一般取0.2~0.4mm为宜，压制小直径颗粒饲料或使用新环模时取小值。
（三）模孔的光洁度 目前，国内市场流行的环模有优有劣，其主要原因是在选材、工序和控制等方面的不同造成的。对于内孔精度不高的新环模，装机需经长时间的洗模工序，建议采用10％的细砂、10％的豆粕粉、70％米糠混合后，再混合10％油脂配成磨料，洗模20～40min，以提高模孔的光洁度，保证90％的模孔出料。
（四）喂料刮刀 对于使用时间较长的制粒机，喂料刮刀磨损严重，使进入环模的饲料量减少，造成降低制粒机产量，增加颗粒含粉量。
（五）供料的稳定性 物料在流程中有时出现输料不畅，从而影响喂料的稳定性，造成颗粒料长短不一，颗粒硬度差别较大。要及时清除堵料，保证物料传输畅通均匀。 三、安装及配件选用因素
（一）环模位置安装误差 环模位置安装误差会造成不均匀的过度磨损和不均匀的制粒，甚至环模窜动，降低颗粒产量及质量。
（二）选择合适开孔率、孔径及压缩比 孔径大者一般开孔率高，产量也高；压缩比大者，颗粒硬度高，产量低；压缩比小者，表面不甚光滑,粉化率高，产量高，但颗粒硬度低，甚至达不到质量要求。生产者要结合实际情况，选择合适的压缩比。
（三）切刀 切刀位置较远且钝，会使颗粒被碰断或撕裂而非切断；.造成颗粒有轴向裂纹或径向裂纹现象,而且粉化率较高,产量偏低。
影响颗粒料加工质量因素的分析和解决方法
1 颗粒饲料加工质量优劣的鉴定颗粒料加工质量的好坏，主要表现在以下几个方面： ① 颗粒的稳定性。主要指颗粒料在成型后在冷却、分级、转运、储存过程中保持原有几何形状的特性。
②颗粒的外观质量。主要指颗粒表面是否光滑，颗粒的颜色、长度是否一致等。 ③颗粒的硬度。饲喂不同的动物，对颗粒料的硬度要求是不一样的。例如猪料的硬度要求较低，鸭料、鱼料的硬度要求较高。
④颗粒熟化程度。颗粒 的熟化程度高有利于动物消化吸收，常通过检测淀粉的糊化度来评判。
⑤颗粒的水分。合理的水分有利于提高饲料的适口性和企业的经济效益；而较低的水分是饲料 安全储存的必要条件。 2 影响颗粒加工质量的因素
根据美国大豆协会饲料技术顾问熊易强博士的研究表明，在颗粒质量的影响因素中配方占40%，粉碎粒度占20%，调质效果占20%，制粒过程控制占15%，冷却条件占5%。我们在生产实践中得到的经验数据基本符合这个观点。
2.1 配方 配方是保证颗粒质量的重要因素。其中水分、淀粉、蛋白质、脂肪粗纤维对颗粒的质量影响尤其明显。
2.1.1 水分原料混合以后综合样的理想水分夏季12%～14%，冬季10%～12%，通过调质原料吸收蒸汽后达到水分15%～17%。一般添加原料重量1%的蒸汽物料 对应升高13～15℃。笔者通过测量在四川的气候条件下使用“逆流式冷却器”如果蒸汽饱和度较高，夏季通过制粒冷却后颗粒水分会比原料降低0.5% ～1.5%,冬季如果不对调质器和冷却器，保温水分会上升0.5%～1.5%。只要蒸汽的饱和度足够，不管是冬季还是夏季添加较多的蒸汽使物料调质充分成 品料的水分反而比低温调质低。所以要控制成品水分必须控制原料水分。原料水分过高还会导致制粒过程中堵塞环模，产生片状的锅巴了混入成品，甚至导致生产无 法连续进行。如果原料水分过低，饲料成品颗粒易产生干脆现象，粉化率会提高；同时为提高企业的经济效益和动物的适口性，可有条件地人工添加水分，详细规定 在“调质效果”中阐明。
2.1.2 淀粉生淀粉表面粗糙，制粒阻力大，粘结性能差但通过蒸汽调质、环模压辊挤压，淀粉会部分糊化。糊化淀粉粘结性能好，颗粒质量好。所以有时为了满足工艺上的要求而非营养指标的要求也要在配方中添加一定量的淀粉原料。这在水产料的配方设计中尤其重要，例如在幼鱼料的配方设计中，从营养的角度幼鱼对淀粉的消化率极低，但为了保持幼鱼料在水中的稳定性配方中必需添加一定量的淀粉，或其它粘结剂。不同原料的淀粉糊化后粘结性能不同。例如大麦和小麦的粘结性能比玉米好，烘干玉米不如自然风干玉米好。
2.1.3 蛋白质配方中蛋白质含量适量时，易于制粒，颗粒质量也较好，因为蛋白质受热后变性、粘性增大，制粒机产量提高、质量好。蛋白质含量过高时，吸收蒸汽能力严重下降，调质温度降低，制粒的效果下降。
2.1.4 脂肪：适量的脂肪能减小物料和环模的摩擦阻力，从而减小环模磨损；也能使产量提高，能耗降低，颗粒表面光滑。但要控制在3%以内，脂肪含量过高颗粒质量会下降，特别易脆。如果配方需要的脂肪含量超过5%可采用后喷涂工艺。
2.1.5 粗纤维：粗纤维含量不宜超过10%～15%。因为它自身的粘贴性差，使饲料粒子间的结合力下降；同时也影响饲料吸收蒸汽的能力，使饲料的硬度升高、成型率和产量降低，也使设备磨损量和设备的振动严重增大。
2.2 原料的粉碎粒度 粉碎细度是影响颗粒品质和生产效率的一个重要环节。粉碎细度决定着饲料组份的表面积。粒度细，表面积大，吸收蒸汽的水分均匀而快速，原料中淀粉糊化度高。粉碎度越细致越均一，制出的颗粒质量越好，环模和压辊磨损越小。相反粉碎粒度粗的原料由于含有大颗粒，会引起制出的颗粒破裂和断开，导致粉料增加。
2.2.1 调质效果 调质是制粒前的重要环节，好的调质效果能极大地提高产量，降低制粒机振动、降低能耗，提高颗粒质量。调质效果的好坏可以用三个指标来反映，一是调质后原料 的温度：一般要求猪料不低于80℃；水产料不低于90℃；禽料不低于65℃。根据熊易强博士的研究：在不堵机的条件下调质温度越高越有利于保证颗粒质量，和营养成份尽量少的被破坏。二是水分：通常配合饲料调质后水分可达15%～17%。不同物料对水分的吸收能力不一样；如果物料对水分的吸收能力差，加入过多的蒸汽，转变成游离水后易造成堵机。三是时间：物料在调质室内需要30～40s以上的停留时间。
影响调质效果的因素有3个方面：①物料本身的特性；②蒸汽的品质；③调质设备的性能和参数调节。 2.3 环模和制粒机因素
环模影响颗粒饲料质量的因素主要是环模的压缩比、孔径、孔壁粗糙度、减压孔的直径和深度以及维护使用状况等。不同品种饲料对环模的压缩比及模孔直径的要求 有所不同，压制不同品种的饲料，需要选用相应的压缩比和孔径，以获得所需质量的饲料颗粒。环模的维护使用状况也会影响颗粒饲料质量，如出现如下情况，颗粒 饲料质量将会明显下降：环模的工作面不均匀的磨损、过多的蜂窝孔、有效厚度降低和模孔内表面出现斑点或刻痕等。
制粒机的因素主要是转速。环模在制粒机上的线速度一般为4～8m/s（线速度在外径上测量），能提供两种压模转速的制粒机在生产品种广泛的饲料时可获得最佳效果。一般来说，制粒机的转速越高，饲料颗粒的质量越差。 2.4 冷却因素
颗粒饲料离开环模时的温度达70℃～100℃，水分达15%～18%，为了安全储存和
输送，确保颗粒的耐久性，减少颗粒的破碎，颗粒料温度要降低到不高于室温5℃，最好控制在3℃以内。水分降低到10%～12.5%，这一过程是通过冷却器来完成的。一般空气温度每升高约11 ℃，其持水能力就可提高一倍，故当半成品水分高时，可以通过提高进入冷却器的空气温度来调节颗粒成品的水分。目前被广泛地与环模制粒机配套使用的是逆流式冷却器，这种冷却器自动化程度高，颗粒冷却后表里如一、无裂缝、外观光滑。 3 颗粒料异常外观的产生原因及改进办法
生产中，颗粒饲料产品有时会出现不同程度的外观质量缺陷。现将颗粒饲料中常出现的加工缺陷归纳如下，并分析缺陷产生的原因，提出各种改进措施。 3.1 颗粒弯曲且一面呈现许多裂纹
3.1.1 产生原因：这种现象通常是在颗粒离开环模时产生的。原因有：①当切刀刀口位置离环模与压辊啮合区表面较远或切刀平面与啮合区切线角度不合理或刀口较钝时，颗粒从模孔挤出时是被切刀碰断的或撕裂而非被切断的；②减压孔过大。这2种情况会造成有部分颗粒弯曲且一面呈现许多裂纹。
3.1.2 改进措施：①增大环模的压缩比，增大环模、压辊对物料的压缩力；从而增加颗粒料的密度、硬度和强度；②提高粉碎细度；③如果添加了糖蜜或油脂应控制添加量 并改善糖蜜或油脂的散布均匀度。以提高饲料的密实度，防止饲料松软；④调节切刀与环模表面的距离和角度；⑤使用较比较薄的切刀（1～1.2mm厚的锰钢片 性能较好）并且生产过程中磨损后要及时磨锋利；⑥必要时使用粘结剂，改善颗粒料内部的结合力；⑦减压孔直径与有效孔直径差应控制在0.2～0.4mm。 3.2 水平裂纹横向贯穿整个颗粒
3.2.1 产生原因：与颗粒弯曲显现类似，裂纹发生于颗粒的横切面，只是没有弯曲。其产生原因主要：①含有较多纤维的蓬松饲料制粒时，由于其中含有比孔径长的纤维， 当颗粒被挤出后，因纤维的膨胀作用使颗粒在横切面上产生贯穿的裂纹。②调质温度低或时间短，调质不充分，饲料熟化度不够。③粘结性原料含量过少。④调质后 水分高。 3.2.2 改进措施：①增大环模的压缩比，增大环模压辊对物料的压缩力；从而增加颗粒料的密度、硬度和强度；②提高粉碎细度，使其中最长的纤维长度不超过粒径的三分之一；③降低产量以减小饲料通过模孔的速度，增加密实度。④提高调质质量：加长调质时间，或使用多层调质器或高效调质器。⑤当粉料的水分过高或含有尿素时，也可能产生枞树皮状的裂纹，应控制添加的水份和尿素含量。 3.3 颗粒产生纵向裂纹
3.3.1 产生原因：①配方中含有蓬松而略带弹性的原料，在经过调质是会吸水膨胀，经过环模压缩制粒后，会因水分的作用及原料本身的弹性而弹开，产生纵向裂纹。②环模压比过低。③调质温度低或时间短，调质不充分，饲料熟化度不够。
3.3.2 改进措施：①如果有必要而且配方成本允许，调整配方。②使用较饱和的干蒸汽降低粉料调质后的水分。③降低产量或加大压缩比，尽可能地延长饲料在环模中的时间；④有必要时添加粘结剂，也可以减少颗粒产生纵向裂纹。⑤提高调质质量：加长调质时间，
影响制粒机产量与质量的因素
