影響制粒機顆粒料長度的因素及其控制

          隨著現代養(yǎng)殖業(yè)與飼料工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對飼料的質量要求越來越高，對于由制粒機生產的顆粒飼料來說，顆粒長度是一個很重要的質量考核指標，長度符合要求、整齊一致的顆粒料不僅是滿足飼料生產廠家銷售的需要，而且是用戶實際養(yǎng)殖的需要，顆粒飼料太長、太短或參差不齊都不利于動物的采食。在實際生產中，制粒機制出的顆粒長度，一般要求為顆粒直徑的2~3倍，如生產直徑為ф3mm大小的顆粒料，其長度一般為6~9mm，當然，根據實際用戶需要和不同的飼料品種，其長度要求也不一定在此范圍內。因此，為了生產出長度符合要求或盡量接近要求的飼料顆粒，探討一下影響制粒機顆粒長度的一些因素，并且找到與之相對應的控制辦法，使之有利于生產需要，對于飼料生產廠家來說，具有十分重要的意義。筆者根據多年的制粒機設計經驗和現場調試經驗，將從以下幾個方面來討論這個問題。 1  制粒機本身參數的影響 

         設制粒機的產量為Q（kg/h），環(huán)模內徑為D（mm），環(huán)模有效寬度為W（mm），環(huán)模線速度為V（m/s），環(huán)模轉速為n（r/min），環(huán)?？讖綖閐（mm），環(huán)模開孔率為ψ，開孔數為N（個），制出的顆粒在未切斷時的長度為L（mm），顆粒密度為ρ（kg/ m3），則可以計算出未切斷時的顆粒料的長度為：

對于上式，我們不難分析出影響制粒機顆粒長度L的因素：

1.1  制粒機產量的影響 

         由公式可以看出，顆粒長度L和產量Q成正比，在其它參數不變的情況下，產量越高，顆粒越長，反之顆粒越短。因此，為了達到特定的顆粒長度要求，調節(jié)制粒機的產量是一種可能的選擇方法，在實際飼料生產中，飼料生產廠家也是這么做的，有時甚至會犧牲許多產量來滿足顆粒長度的要求，這個問題在后面的討論中還會提到。 

1.2  環(huán)模線速度或轉速的影響 

         由公式可以看出，顆粒長度L和環(huán)模線速度V或環(huán)模轉速n都成反比，在供料速度即產量Q不變的情況下，環(huán)模的速度越快，瞬時擠出的顆粒越短，反之越長。對于大小不同的制粒機來說，環(huán)模的轉速差別很大，一般小型制粒機轉速高，大型制粒機轉速低，但環(huán)模線速度都控制在一個合適的范圍內，一般在6 m/s~ 9m/s之間，以適應制粒的需要。當環(huán)模的線速度小，制出的顆粒質量高，但制出的顆粒有可能比要求的要長，同時過小的線速度會影響產量；當環(huán)模線速度高時，雖然有利于產量的提高，但制出的顆粒有可能比要求的要短，同時顆粒的質量會變差，這就要求飼料生產廠家要根據不同的飼料品種來選擇適合自己的環(huán)模線速度，其方法可通過改變制粒機傳動系統的傳動比來實現。 

1.3  環(huán)?？讖郊伴_孔率的影響 

         環(huán)?？讖絛對顆粒長度L不直接產生影響，它和開孔數N共同來對長度L產生影響，即環(huán)模開孔率ψ的大小，因為開孔率ψ正比于環(huán)模孔徑d的平方與開孔數N的乘積。環(huán)模開孔率越大，制出的顆粒越短，反之顆粒越長。環(huán)模的開孔率對應于不同的環(huán)?？讖綍r是不同的，如環(huán)?？讖綖椐?.8mm的環(huán)模，開孔率約為25%，環(huán)模孔徑為ф5mm的環(huán)模，開孔率約為38%，一般是孔徑越大，開孔率越高。在實際生產中，尤其在生產小直徑的顆粒料時，如生產ф1.8mm的蝦料，有的用戶會抱怨制出的顆粒太長，就是因為小孔徑時對應的環(huán)模開孔率較低造成的，解決的辦法之一是可用犧牲一部分產量的方法來實現，或用上一節(jié)討論的通過提高環(huán)模的線速度的方法來實現，另外的方法還有調節(jié)切刀等，這將在以下的內容中討論。 

1.4  環(huán)模內徑、環(huán)模有效寬度及顆粒密度的影響 

         對于一臺制粒機來說，環(huán)模內徑D、環(huán)模有效寬度W都是較固定的參數，一般不會改變，用戶也不容易改變，因此它們的影響在這里不作討論。顆粒的密度和制粒的原料有關，也和環(huán)模的壓縮比有關，壓縮比越大，制出的顆粒越結實，密度越大，但對于一般的產品來說，顆粒的密度相差都不大，因此顆粒密度不是一個主要影響參數，這里就不再作過多的討論了?？傊畬τ谕环N制粒原料來說，制出的顆粒密度越大，顆粒長度越短。

2   切刀的影響 2.1切刀數量的影響 

         切刀數量通常是由制粒機壓輥個數決定的，一般制粒機有2~3只壓輥，每只壓輥相應配一只切刀，如果每把切刀都使用的話，則環(huán)模每轉動一周，一定量的來料被擠出后則相應的被切刀切割2次或3次，因此，如果產量一定，三把切刀的制粒機要比兩把切刀的制粒機制出的顆粒要短，也就是說三壓輥制粒機要比兩壓輥制粒機更有利于控制顆粒的長度，在實際使用時也是如此，如在生產小粒徑的水產料時，由于長度要求較短，通常選用三壓輥的制粒機，采用三把切刀進行切割。

 2.2  切刀結構及調整的影響 

         切刀一般分為硬質刀片型及薄刀片型。硬質刀片耐磨性好，韌性差，適用于大粒徑的畜禽料等；薄刀片韌性好，耐磨性差，適用于小料徑的水產料。在調整時，硬質刀片一般要調整到刀口離環(huán)模外表面5mm左右，距離太小時粉料會增多，且可能會碰傷刀口，太大時顆粒長度不甚一致，有可能會出現長顆粒料，因為隨著距離的增大，刀口對顆粒的折彎力矩增大，顆?？赡軙沫h(huán)模表面折斷。薄刀片因為具有彈性，可以調整到貼住環(huán)模外表面的位置，這樣切出的顆粒整齊一致，特別適用于一些小粒徑的水產料，如蝦料的制粒。在實際生產中，切刀的調整是很靈活的，可根據需要使用一把、兩把或三把切刀進行切割。另一種情況是，在理論上，當兩把或三把切刀同時使用時，切刀口應調節(jié)到和環(huán)模外表面的距離相等的位置，這樣切出的顆粒才整齊，但實際情況并非如此，由于制粒機在供料時，可能存在分配上的缺陷，分配到每個壓輥上的飼料量就不能保證完全一致，這樣在每個擠壓區(qū)內擠出的顆粒長度就不一樣，有的擠壓區(qū)擠出的顆粒長些，有的擠壓區(qū)擠出的顆粒短些，但在一個擠壓區(qū)內基本是一致的，對于這種情況，就應該分別調整每個切刀的位置，使喂料量分配的少的壓輥處的切刀離環(huán)模表面距離近一些，喂料量分配的多的壓輥處的切刀離環(huán)模表面的距離遠一些，才能使整體上制出的顆粒長度一致。 

3  環(huán)模?？捉Y構的影響 

          常用的環(huán)模模孔結構有兩種，直通圓柱形孔（圖a）和階梯圓柱形孔（圖b）。 

         直通圓柱形孔制出的顆粒長度較均勻一致（如圖a所示），而階梯圓柱形孔制出的顆粒經常出現有個別的長顆粒現象（如圖b所示），它的形成機理是這樣的：采用階梯圓柱形孔的原因是因為實際制粒需要的壓縮比較小，而環(huán)模因有強度的需要又不能在厚度上做得太薄，只能采用把原直通圓柱孔外面的一段孔擴大一些的方法來達到目的，這樣既保證了環(huán)模壓縮比，又滿足了強度要求，但這樣一個折衷的辦法帶來的后果是，切刀在切割時由于切割點離顆粒折彎點的距離變大了，在切刀不夠鋒利的情況下，顆粒就有可能從階梯孔的交界處折斷，變得比普通的顆粒要長，這種情況在外面的階梯孔鉆得比較深時更為明顯。解決的辦法是改變飼料配方，盡可能采用大一點的壓縮比，不用階梯孔或使之盡量短；或采用較鋒利的切刀，并盡量靠近環(huán)模；或調節(jié)飼料水分大一些，使擠出的顆粒脆性減小、質地變軟而不易折斷。

 4  壓輥外表面結構的影響 

         壓輥外表面的結構主要有齒槽型、有封邊的齒槽型和蜂窩型。齒槽型壓輥卷料性能好，在畜禽料飼料廠中普遍采用，但由于飼料在齒槽中滑動，壓輥和環(huán)模的磨損不甚均勻，在壓輥和環(huán)模的兩端磨損的嚴重一些，久之造成環(huán)模的兩端出料困難，制出的顆粒比環(huán)模中間部分的要短。有封邊的齒槽型壓輥主要適用于水產料的生產，水產料擠壓時較易滑動，由于齒槽兩邊有封邊，飼料擠壓時就不容易往兩側滑動，飼料的分布就比較均勻，壓輥和環(huán)模的磨損也較均勻，從而制出的顆料長度也較一致。蜂窩型壓輥的優(yōu)點是環(huán)模磨損均勻，制出顆粒長度也較一致，但卷料性能差，從而影響制粒機的產量，在實際生產中不如齒槽型使用的普遍。

 5   制粒后篩分系統的影響 

         制粒后的顆粒料必須經過篩分，篩去不需要的大顆粒、小顆粒和粉料，才能得到長度均勻一致的合格產品。飼料廠一般采用回轉式分級篩或振動式分級篩進行顆粒的篩分。分級篩一般都配有上下兩層篩網，上層篩網的篩上物是長度較大的顆粒料或大的雜質，下層篩網的篩上物為成品料，其篩下物為長度較小的顆粒料和粉料，因此，對于一臺現有的分級篩來說，如何合理地配置篩網是影響成品料長度均勻性的關鍵。飼料生產廠家如果要求成品料的長度均勻性較高，就必須去除較多的大顆粒料和小顆粒料，而得到的成品料則較少，反之得到的成品料較多，這要靠各個生產廠家自己去掌握。 6  結束語