制粒機的高效使用與制粒效果的提升

繩志生，孫德欣，娜日娜，李峰*

（1.內蒙古自治區(qū)赤峰市農牧業(yè)綜合執(zhí)法支隊，內蒙古赤峰 024005；2.內蒙古自治區(qū)赤峰市農牧科學研究院，內蒙古赤峰 024031）

制粒機的高效使用與制粒效果的提升

繩志生1，孫德欣2，娜日娜2，李峰2*

（1.內蒙古自治區(qū)赤峰市農牧業(yè)綜合執(zhí)法支隊，內蒙古赤峰 024005；2.內蒙古自治區(qū)赤峰市農牧科學研究院，內蒙古赤峰 024031）

顆粒飼料由于其營養(yǎng)均衡，運輸方便，適口性好等特點，越來越受到養(yǎng)殖場戶的歡迎，但顆粒飼料由于工藝的差別和設備限制，其質量參差不齊。文章綜述了如何在制粒過程中充分發(fā)揮設備工藝優(yōu)勢，提高調質效果，保證產品質量等重要現實問題。

顆粒飼料；制粒機；產品質量；調質工藝

1 制粒機的原理

在飼料制粒工藝中，制粒機是最主要的設備，根據壓粒機構的工作原理，一般可分為成型機和擠壓機兩種類型。成型機是在一個密閉的機體內壓制飼料原料；擠壓機則是利用對壓粒器模壁壓擠的摩擦力而產生的一種抗力來壓制形成飼料顆粒。按壓粒部件結構特點，可將壓粒機分為柱塞式、螺桿式、環(huán)模式、平模式制粒機[1-4]。

2 制粒機的組成結構

一般制粒機主要由無級調速喂料系統、攪拌調質系統、制粒系統、傳動系統、保安系統等部分組成。

2.1 無級調速喂料系統

無級調速喂料系統是由變速器和喂料絞龍兩大部分組成。變速器通常是由JZTY型電磁調速電動機與減速器組成。調速電動機是由三相異步交流電機、渦流離合器與測速發(fā)電機組成，與JZTY控制器配合使用。通過JZTY型電磁調速電動機控制器，可以改變其輸出轉速，并經減速比l∶10的減速器減速后，帶動螺旋喂料絞龍軸旋轉，達到無級變速喂料和控制不同喂料量的目的。喂料絞龍是由絞龍簡體、絞龍軸、帶座軸承等組成，其作用是通過絞龍軸的旋轉將存料斗中的粉狀物料輸送到攪拌器中。絞龍簡體、絞龍軸及其葉片均由不銹鋼制成，絞龍軸葉片為滿面式。絞龍軸可連同軸承座一起從絞龍簡體中抽出，以便于對內部及絞龍軸的清理。

2.2 攪拌調質系統

攪拌調質系統主要是由簡體、攪拌軸、帶座軸承、減速器、電機、加蒸汽口、糖蜜添加口、保安磁鐵、起吊器等部分組成。其功能是使通入的0.1～0.4 MPa的蒸汽和飼料進行強烈攪拌，使物料軟化；同時也可通過糖蜜添加口加入適量的糖蜜，升溫至80～100℃，由油泵加壓成霧狀的泊脂和糖蜜。攪拌調質器的簡體與攪拌軸及漿葉片等均用不銹鋼制成，其攪拌軸和軸承座可以抽出機外，以便維護清理。攪拌軸由電機帶動，由減速比為1∶4的減速器驅動旋轉，以達到攪拌輸送物料的目的。

2.3 制粒系統

制粒系統主要由下料斜槽、壓制室、切刀等部分組成，是整個制粒機的核心，也是制粒工藝和制粒效果的決定因素。

下料斜槽是由斜槽、手柄、觀察窗門和完體組成，其目的是將攪拌調質器內經調質后的物料送進壓制室內進行壓制，起著承上啟下的作用。打開觀察窗門可隨時觀察，掌握物料的調質質量，同時也可作為人工供料口。當拉動斜槽機外手柄時，可以進行機外排料，以便試車和排除故障。

壓制室是制粒機的心臟，由壓模罩、喂料刮板、分配器、環(huán)形壓模、柱狀壓輥、切刀和門蓋等組成。其功能是將由下料斜槽所送入的待制粒物料，經分配器分配到轉動的環(huán)型壓模中。壓模和柱狀壓輥之間的工作面，由旋轉的壓模把物料填入壓縮區(qū)，再通過與物料的摩擦帶動壓輥旋轉，使物料進入擠壓區(qū)，并入?？壮尚汀Ｎ锪显趶娏业臄D壓下，克服孔壁的阻力，不斷從?？字谐蓷l地擠出，擠出時被裝置在環(huán)模外，被位置可以調節(jié)的切刀切成長度適宜的顆粒飼料。喂料刮板是將料流均勻地分配到每個壓輥和壓模的擠壓區(qū)，以減小振動和受力不勻。環(huán)形壓模是具有數以千計個均勻分布小孔的環(huán)型模具。在壓制顆粒過程中，物料是在壓模與壓輥的強烈擠壓作用下強制通過這些小孔而壓實成型的，因此壓模應具有較高的強度和耐磨性。一般采用優(yōu)質合金鋼、鉻鋼（含鉻12%～14%）和滲碳不銹鋼。其結構特性參數通常由模孔直徑、壓模厚度、有效工作長度、減壓料孔深度、進料孔口直徑、進料孔口角度、壓模開孔率、壓縮比和長徑比來表示。壓輥一般多半是惰性或傳動的，其傳動力是壓模與壓輥間的摩擦力。因此，要確保壓輥具有足夠的牽引力，防止壓輥“打滑”。壓輥的主要零件包括輥軸、軸承、密封件和輥殼。壓輥與壓模的直徑比約為0.4∶1，而兩者的線速度基本上相等，因此壓輥的磨損率比壓模高約250%。因此，壓輥內套要加工成具有可調節(jié)的偏心裝配面，以便裝拆和整修。輥軸上還有潤滑注油孔，以便在制粒機運轉的同時能及時地潤滑軸承。

切刀是用來將?？讛D壓后的物料切割成所要求的長度及形狀均勻一致的顆粒料的工具，每個壓輥配備一把切刀，切刀架一般固定在門蓋上，與壓模外表面的間距可根據顆粒長度的要求適當調節(jié)。其材料一般選用含鎳的硬質合金鋼。

2.4 傳動系統

傳動系統的動力由主電機輸出，經內齒形彈性聯軸器，使齒軸隨電機同軸運轉，再經一對齒輪到減速（或直接通過皮帶輪減速）后，使空軸連同傳動軸、壓模一起旋轉。壓模與傳動輪之間用螺旋和鍵連接（或用抱箍固定）。帶有偏心的壓輥軸安裝在主軸的壓輥襯套內，由壓板壓緊固定。壓輥軸上裝有壓軸，當壓模旋轉時，由于物料的摩擦作用帶動內切的壓輥旋轉，被離心力帶進去的物料通過其間的擠壓，從壓模模孔中擠出整齊的顆粒。壓模和壓輥的間距可通過調整調隙輪改變，其最大調節(jié)距離一般為10 mm，使偏心的壓輥軸繞主軸與壓板上的同軸孔旋轉來獲得[5]。

2.5 保安系統

保安系統包括過載保護、保安磁鐵、壓制室門蓋保護開關和機外排料4部分。

2.5.1 過載保護

過載保護是指當有異物突然進入模、輥之間時，擠壓力會突增，超過常壓，而使壓輥停止轉動或隨壓模繞主軸軸線并帶動原靜止的主軸一起旋轉，從而折斷安全銷（或者內摩擦盤轉動）。此時行程開關工作，切斷電源，使電機停止轉動，以保證機器的其他零件不受損壞，起到過載保護的作用。

2.5.2保安磁鐵

保安磁鐵是指當有金屬磁性雜質混入物料中時，可通過安裝在攪拌器簡體（或下料斜槽）上的保安磁鐵清除。保安磁鐵為不銹鋼全封閉型，有較高的壽命和可靠性，并可通過手柄達到速拆。

2.5.3 壓制室門蓋保護

壓制室門蓋保護開關在正常工作時，為避免打開壓制機門蓋，而在門蓋一側時，則行程開關斷開制粒機的全部控制線路，使制粒機全部停止轉動或不能啟動，以保證人員安全。

2.5.4 機外排料

機外排料時只要拉開機外排料手柄，就可使斜槽轉動，此時調質器的物料全部流入機外，而不進入壓制室內。主要用于制粒機在正常工作前的試機以及在發(fā)生故障時的緊急排料。待正常工作或故障排除后再推動排料手柄，使斜槽復位，正常下料[6]。

3 制粒過程

制粒的過程是將粉狀配合飼料通過磁選裝置除去鐵質后，經無級變速的螺旋喂料器送至攪拌調質系統，與同時加入的蒸汽(有時需加糖蜜、脂肪)進行攪拌混合，使飼料中的蛋白質和淀粉在熱力作用下被水稀釋，變成了可塑性強的料體，粗纖維被加溫軟化。這時，飼料水分達到了15%～17%，溫度為65～85℃[7]。經調質處理后的物料，被送到運轉的環(huán)模和壓輥工作面之間。旋轉的壓模通過與物料的摩擦帶動壓輥旋轉，物料在強烈的擠壓下，克服孔壁的阻力，并不斷從壓?？字谐蓷l地擠出。擠出時被裝置在壓模外的切刀切成長度適宜的顆粒，而切刀的位置是可以調節(jié)的，以控制顆粒的長短。

4 利用二次制粒工藝提高質量

環(huán)模制粒機在我國經過多年的發(fā)展，其規(guī)格已經比較齊全。環(huán)模制粒機組二次制粒工藝和常規(guī)單級調質制粒工藝的主要差別在于工藝中配有兩臺顆粒機，調制后的分裝原料經過第1次粗制粒后再進行第2次精制粒，其實質也是強化制粒的調質，以改善最終顆粒的質量。其原理是物料由原料倉經過調制器進入顆粒機進行第1次制粒，通?？讖奖鹊?級制粒大50%，或者使用第2級磨損的舊環(huán)模重新修正后利用，再進入顆粒機進行第2次制粒。制粒后的工藝過程同常規(guī)制粒工藝基本一致。二次制粒工藝提供了強化調質的一種方法，能滿足添加液體滲透原料所必須的壓力、溫度和時間等主要條件。水分在二次制粒前已被基本吸收，可生產出高品質的顆粒飼料[8]。在具體的工藝配置上有直接串聯式和加帶式熟化槽式，直接串聯式使用效果較好，投資成本較低。加帶式熟化槽式是在第2級制粒前加調制器，冷卻器改為4層冷卻，在第一級調制器中加入蒸汽外的所有液體添加物，初制顆粒質量很低；然后在熟化器內，由冷卻器通過熱交換器輸入的熱干風使物料保持溫度，確保物料得到充分調質，在第2極調制器再加蒸汽，使物料進一步升溫，同時保持物料表面濕潤，在飼料第2次通過壓模時起到潤滑作用。臥式4層冷卻器既可以為熟化器提供熱濕空氣，又可以提高冷卻效果。這種方式能大批量添加糖蜜、油脂，尤其適用于牛飼料和草食動物飼料的加工。雖然二次制粒的投資費用和運行成本偏高，但工藝容易控制，顆粒質量明顯改善[9]。

5 小結

制粒機是顆粒飼料品質保證的關鍵設備，通過掌握制粒機的工作原理來達到制粒效果的改善，提高顆粒飼料的適口性和營養(yǎng)均衡性，是提高飼料品質的基礎。

[1]劉謙儒.環(huán)模顆粒機部分結構參數分析[J].飼料工業(yè),1989 （7）:34-35.

[2]鄧勇,史建新,董富民.環(huán)模制粒機中環(huán)模的有限元分析[J].糧食與飼料工業(yè),2004（4）:26-27.

[3]王敏.延長制粒機壓模使用壽命的方法[J].江西飼料,2004 （3）:18-19.

[4]陳義厚,周恩柱.三錐輥式平模制粒機的設計與研究[J].機械設計與制造,2007(11):126-128.

[5]王敏.環(huán)模制粒機的主要技術參數[J].湖南飼料,2005（6）:39-41.

[6]王紅英,張樹閣,樊增緒.影響制粒機生產率的因素[J].飼料工業(yè),2002,23（4）:5-7.

[7]李同祥.制粒機壓輥與環(huán)模的間隙調整[J].飼料工業(yè),1999,20 （7）:33.

[8]黃傳海.環(huán)模制粒機的主要技術參數[J].廣東飼料,1996（5）: 30-32.

[9]蔣彐平.大型制粒機的研制[J].糧食與食品工業(yè),1995（3）:22-24.

Efficient Use of Granulator and Enhance of the Granulating Effect

SHENG Zhisheng1,SUN Dexin2,NA Rina2,LI Feng2*
（1.Chifeng Agriculture and Animal Husbandry Comprehensive Adiminstrative Law Enforcement Detachment Chifeng 024005,Inner Mongolia,China; 2.Chifeng Institute of Agriculture and Animal Husbandry,Chifeng 024031,Inner Mongolia,China）

Because of pellet feed convenient transportation,balanced nutrition,good palatability characteristics, it is more and more loved by farms.Because of the difference and pellet feed process equipment limit,the quality is uneven.This paper reviewed how to make full use of the equipment and technology advantages in the process of granulating and improving hardening effectto ensure the quality of products.

pellet feed;Granulating machine;product quality;tempering process

S816.8；S817.12+4

A

1001-0084（2017）01-0043-03

2016-11-21

繩志生（1978-），男，內蒙古赤峰人，副研究員，主要從事動物科學的研究。

*通訊作者：