影響制粒機(jī)顆粒料長度的因素及其控制

          隨著現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)與飼料工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對飼料的質(zhì)量要求越來越高，對于由制粒機(jī)生產(chǎn)的顆粒飼料來說，顆粒長度是一個很重要的質(zhì)量考核指標(biāo)，長度符合要求、整齊一致的顆粒料不僅是滿足飼料生產(chǎn)廠家銷售的需要，而且是用戶實(shí)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(shí)際生產(chǎn)中，制粒機(jī)制出的顆粒長度，一般要求為顆粒直徑的2~3倍，如生產(chǎn)直徑為ф3mm大小的顆粒料，其長度一般為6~9mm，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)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(nèi)。因此，為了生產(chǎn)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(jī)顆粒長度的一些因素，并且找到與之相對應(yīng)的控制辦法，使之有利于生產(chǎn)需要，對于飼料生產(chǎn)廠家來說，具有十分重要的意義。筆者根據(jù)多年的制粒機(jī)設(shè)計經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗，將從以下幾個方面來討論這個問題。 1  制粒機(jī)本身參數(shù)的影響 

         設(shè)制粒機(jī)的產(chǎn)量為Q（kg/h），環(huán)模內(nèi)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(zhuǎn)速為n（r/min），環(huán)?？讖綖閐（mm），環(huán)模開孔率為ψ，開孔數(shù)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(jī)顆粒長度L的因素：

1.1  制粒機(jī)產(chǎn)量的影響 

         由公式可以看出，顆粒長度L和產(chǎn)量Q成正比，在其它參數(shù)不變的情況下，產(chǎn)量越高，顆粒越長，反之顆粒越短。因此，為了達(dá)到特定的顆粒長度要求，調(diào)節(jié)制粒機(jī)的產(chǎn)量是一種可能的選擇方法，在實(shí)際飼料生產(chǎn)中，飼料生產(chǎn)廠家也是這么做的，有時甚至?xí)奚S多產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速n都成反比，在供料速度即產(chǎn)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(jī)來說，環(huán)模的轉(zhuǎn)速差別很大，一般小型制粒機(jī)轉(zhuǎn)速高，大型制粒機(jī)轉(zhuǎn)速低，但環(huán)模線速度都控制在一個合適的范圍內(nèi)，一般在6 m/s~ 9m/s之間，以適應(yīng)制粒的需要。當(dāng)環(huán)模的線速度小，制出的顆粒質(zhì)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(chǎn)量；當(dāng)環(huán)模線速度高時，雖然有利于產(chǎn)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(zhì)量會變差，這就要求飼料生產(chǎn)廠家要根據(jù)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(jī)傳動系統(tǒng)的傳動比來實(shí)現(xiàn)。 

1.3  環(huán)模孔徑及開孔率的影響 

         環(huán)?？讖絛對顆粒長度L不直接產(chǎn)生影響，它和開孔數(shù)N共同來對長度L產(chǎn)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(shù)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(yīng)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(shí)際生產(chǎn)中，尤其在生產(chǎn)小直徑的顆粒料時，如生產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)量的方法來實(shí)現(xiàn)，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(shí)現(xiàn)，另外的方法還有調(diào)節(jié)切刀等，這將在以下的內(nèi)容中討論。 

1.4  環(huán)模內(nèi)徑、環(huán)模有效寬度及顆粒密度的影響 

         對于一臺制粒機(jī)來說，環(huán)模內(nèi)徑D、環(huán)模有效寬度W都是較固定的參數(shù)，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(guān)，也和環(huán)模的壓縮比有關(guān)，壓縮比越大，制出的顆粒越結(jié)實(shí)，密度越大，但對于一般的產(chǎn)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(shù)，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(shù)量的影響 

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

 2.2  切刀結(jié)構(gòu)及調(diào)整的影響 

         切刀一般分為硬質(zhì)刀片型及薄刀片型。硬質(zhì)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(chǎn)料。在調(diào)整時，硬質(zhì)刀片一般要調(diào)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(xiàn)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(diào)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(chǎn)料，如蝦料的制粒。在實(shí)際生產(chǎn)中，切刀的調(diào)整是很靈活的，可根據(jù)需要使用一把、兩把或三把切刀進(jìn)行切割。另一種情況是，在理論上，當(dāng)兩把或三把切刀同時使用時，切刀口應(yīng)調(diào)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(shí)際情況并非如此，由于制粒機(jī)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(nèi)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(nèi)基本是一致的，對于這種情況，就應(yīng)該分別調(diào)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(yuǎn)一些，才能使整體上制出的顆粒長度一致。 

3  環(huán)模模孔結(jié)構(gòu)的影響 

          常用的環(huán)模?？捉Y(jié)構(gòu)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(jīng)常出現(xiàn)有個別的長顆?，F(xiàn)象（如圖b所示），它的形成機(jī)理是這樣的：采用階梯圓柱形孔的原因是因為實(shí)際制粒需要的壓縮比較小，而環(huán)模因有強(qiáng)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(kuò)大一些的方法來達(dá)到目的，這樣既保證了環(huán)模壓縮比，又滿足了強(qiáng)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(diǎn)離顆粒折彎點(diǎn)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(diǎn)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(diào)節(jié)飼料水分大一些，使擠出的顆粒脆性減小、質(zhì)地變軟而不易折斷。

 4  壓輥外表面結(jié)構(gòu)的影響 

         壓輥外表面的結(jié)構(gòu)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(yán)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(chǎn)料的生產(chǎn)，水產(chǎn)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(cè)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(diǎn)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(jī)的產(chǎn)量，在實(shí)際生產(chǎn)中不如齒槽型使用的普遍。

 5   制粒后篩分系統(tǒng)的影響 

         制粒后的顆粒料必須經(jīng)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(chǎn)品。飼料廠一般采用回轉(zhuǎn)式分級篩或振動式分級篩進(jìn)行顆粒的篩分。分級篩一般都配有上下兩層篩網(wǎng)，上層篩網(wǎng)的篩上物是長度較大的顆粒料或大的雜質(zhì)，下層篩網(wǎng)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(xiàn)有的分級篩來說，如何合理地配置篩網(wǎng)是影響成品料長度均勻性的關(guān)鍵。飼料生產(chǎn)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(chǎn)廠家自己去掌握。 6  結(jié)束語