影响制粒工艺效果的因素和质量评定_影响工序质量的因素

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第五节 影响制粒工艺效果的因素和质量评定

一、影响制粒工艺效果的因素 影响颗粒饲料质量的因素有很多，但主要表现在原料、调质效果、操作、加工工艺等几个方面。

（一）原料

一般来讲，影响制粒的因素有原料来源、原料中的水分、淀粉、蛋白质、脂肪、粗纤维的含量、容重、物料的结构和粒度等。1．原料物理性质的影响

1)、粒度 粉料被粉碎得细，有利于水热处理的进行。相反，粒度粗的粉料，吸水能力低，调质效果差。据经验，压制直径为8.0mm的颗粒，粉料直径不大于2.0mm，压制直径为4.0mm的颗粒，粉料直径不大于1.5mm,压制直径为2.4mm的颗粒，粉料直径不大于1.0mm.一般情况下，用1.5～2.0mm孔经的粉碎机的筛片粉碎物料。

2)、容重 物料的容重对产量有直接的影响，一般颗粒料的容重在750kg/m3.左右，粉状物料的容重在500 kg/m3.左右。制成同样的颗粒，容重大的物料制粒时，产量高、功率消耗小。反之，则产量低，功率消耗大。

2．物料化学成分的影响

1）、淀粉质 不同形态的淀粉质对制粒有不同的影响。生淀粉微粒表面粗糙，对制粒的阻力大，生淀粉含量高时，制粒产量低、压模磨损严重。生淀粉微粒与其它组分结合能力差，最后产品松散。而熟淀粉即糊化淀粉经调质吸水后以凝胶状存在，凝胶有利于物料通过模孔，使制粒产量提高。同时凝胶干燥冷却后能粘结周围的其它组分，使颗粒产品具有较好的质量。质量过程中淀粉颗粒在受到蒸汽的蒸煮，及被压模、压辊挤压的过程中部分破损及糊化后，产生粘性，使制得的颗粒结构精密、质量提高。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，如大麦、小麦淀粉的粘着力就比玉米、高粱好。除了与各种淀粉的结构、性质有关外，还与粉料细度有关。所以在以玉米、高粱为主要原料时，制粒前应注意粉碎粒度。

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。采用绝对压力0.4Mpa左右的蒸汽调质，使料温不低于80℃，水分17%～18%，淀粉糊化度通常达到40%左右。

2）、蛋白质 蛋白质经加热且变形，增强了粘结力。对于含天然蛋白质料25%～45%的鱼虾等特种饲料，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。

出，生产率大，但颗粒质地松散。反之，则长径比越大，生产率小，但颗粒坚韧，强度大。一般来说，模孔的长径比一般为6～12，水产饲料取大值。

3)、油脂 原料中所固有的油脂因在制粒过程中的温度和压力作用不致使油脂榨出，所以对制粒影响不是很大，而外加油脂对制粒的产量和质量都有明显的影响。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，会降低压模、压辊磨损的效果。但制粒前原料含油量高，所得颗粒松散。制粒前油脂的添加量应限制在3%以内。物料中原来含的脂肪虽然会对产量、质量有影响，但比较起来，影响的幅度小很多。

4）、糖蜜 通常添加量小于10%，可作为粘结剂，对增强颗粒硬度有好处，其效果取决于物料对糖蜜的吸收能力。一般在调质器添加较好，当添加量20%～30%时，则制得的颗粒较软，应用螺旋挤压机压制。5)、纤维质 本身没有粘结力，但在一般的配比范围内与其它富有粘结力的组分配合使用，没有太大的影响。但如纤维质太多，阻力过大，则产量减少，压模磨损快。粗纤维含量高的物料，内部松散多孔，应控制入模水分。如做叶粉颗粒，水分 12%～13%，温度55～60℃为宜。如水分过高，温度也高，则颗粒出模后会迅速膨胀而易于开裂。

(6)热敏性原料 加某些维生素、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。

3、粘结剂

某些饲料中含有的淀粉质、蛋白质或其它具有粘结作用的成分不多，难以制颗粒。因此需加粘结剂，使颗粒达到希望的结实程度。

粘结剂有很多种，在添加时要考虑其增加成本的多少及是否有营养价值等因素。饲料中常用的粘结剂有以下几种：

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，主要用于特种饲料。

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。

膨润土：它的大致化学组成为Al2O3·Fe2O3·3MgO·4SiO2·nH2O。膨润土钠具有较高的吸水性，加水后膨胀，可增加饲料的润滑作用，均可用作不加药饲料的粘结剂与防结块剂。用量应不超过最终饲料成品的2%。膨润土要求粉碎的很细，至少应有90%-95%的粉粒通过200目筛孔。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%。

（二）、环模几何参数对制粒质量的影响

环模几何参数对颗粒饲料质量的影响主要表现在环模孔有效长度、孔径、模孔的粗糙度、模孔间距、模孔的形状等方面。

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。见图8—30。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，而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）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。见图8-31。以直形孔为主，阶梯孔主要是减小了模孔的有效长度，缩短了物料在模孔中的阻力，内锥孔和外锥孔主要是用于纤维含量高的难以成形的物料。

（三）操作因素对制粒质量的影响

1.喂料量对制粒质量的影响：喂料量是可调的，调节依据是主电机电流值，一般每种功率的主电机电流都有标定的额定电流。喂料量增加，主电机电流就大，生产能力也高，喂料量要根据原料成分、调质效果和颗粒直径的大小进行调节，调到最佳制粒效果。

2.蒸汽对制粒质量的影响：蒸汽质量的好坏及蒸汽进汽量的控制对颗粒质量有较大的影响，饲料在压制前需进行调质，调质后使物料升温，饲料中淀粉糊化、蛋白质及糖分塑化，并增加饲料中的水分，水分又是很好的粘结剂，这些都有利于制粒、提高颗粒的质量。为此，只有通过蒸汽的质量和调节进汽量来实现。蒸汽必须有适合的压力、温度和水分。一般来说，蒸汽的压力应保证在0.2～0.4Mpa，并且必须是不带冷凝水的干饱和蒸汽，温度在130～150℃。蒸汽压力越大，则温度也越高，调质后物料的温度一般在65～85℃，温度增加，其湿度也相应提高，调质后用于制粒最佳水分为14%～18%左右，这样便于颗粒的成形和提高颗粒的质量。如果蒸汽量过多，会导致颗粒变形，料温过高，部分营养性成分破坏等问题，甚至会在挤压过程产生焦化现象，影响颗粒质量，甚至堵塞环模，不能制粒。因此，生产中应当正确控制蒸汽流量。制粒过程中，随着喂料器喂料流量的改变，蒸汽量也要相应改变。

3.环模转速对制粒质量的影响：环模转速的确定主要依据于机器的几何参数：如环模内径、模孔直径和深度、压辊数及其直径等，以及被压制物料的物理机械特性、模辊摩擦系数、物料容重等，当颗粒料的粒径小于6mm以下时，一般环模的线速度在4～8m/s为佳。

4.模辊间隙对制粒质量、产量的影响：模辊间隙过大，产量低，有时还会制不出粒，间隙过小，模、辊机械磨损严重，影响使用寿命。合适的模辊间隙是0.05～0.3mm，目测压模与压辊刚好接触。简单检测方法是：间隙调整后，人工转动环模，压辊所转解转，这表明间隙合适。

5.切刀及其调整对颗粒质量的影响：制粒机的切刀不锋利时，从环模孔中出来的柱状料是被撞断的，而不是切断的，因此颗粒两端面比较粗糙，颗粒成弧形状，导致成品含粉率增大，颗粒质量降低。刀片比较锋利时，颗粒两端面比较平整，含粉率低，颗粒质量好。调节切刀的位置可影响颗粒的长度，但切刀与环模的最小距离不小于3mm，以免切刀碰撞环模。

二、颗粒饲料的质量测定

颗粒饲料的质量除了有关的化学及营养指标外，还规定了特定的物理指标，颗粒饲料加工质量测定的主要指标是颗粒的粉化率，对水产饲料还要检测水中稳定性等。

（一）粉化率的测定

粉化率是评定颗粒饲料质量的主要指标之一，粉化率过高，颗粒在贮运过程中易破碎、分离，造成营养成分的损失；粉化率过低，则动物消化困难，同时还会增加加工过程中的能耗和成本，降低颗粒的产量。测定颗粒饲料的粉化率的方法目前还没有统一的标准。传统的是用粉化率测定仪来评定颗粒料的粉化率。国内普遍采用由武汉工业学院（原武汉粮食工业学院）研制开发的SFY-2型粉化仪来评定饲料的粉化率，见图5-29。该仪器由两个回转箱、电子计算器、电动机减速器、机架等组成。减速器为蜗轮式H2型，减速比为30﹕1。电子计算器工作原理是：安装在回转箱上的永久磁铁，每转1周，感应一次，形成计数脉冲输入，经累加、译码和驱动在荧光数码管上显示。当累计旋转500次时，输出一脉冲，使其常闭触点断开，控制电动机停止，即完成一次测试。

图5-29 SFY型颗粒饲料粉化率测定仪

1.回转箱体 2.减速器 3.电动机 4.联轴器 5.箱座 6.控制器 7.机座 粉化率的测定步骤：

1.每只箱内放入500g样品 2.50r/min的转速旋转10分钟

3.用比名义颗粒直径小的样品筛分样，以确定颗粒和粉末的质量。各种直径的颗粒推荐的筛网见表5-12。表5－12 颗粒粉化率试验用筛子

4.用下式计算颗粒饲料的粉化率： 旋转筛分后的粉料重量

粉化率=———————————×100% 旋转前的颗粒重量

标准中规定了颗粒粉化率≤10%，含粉率≤4%，超过指标1.5%，即为不合格。

正式试验应该是在颗粒冷却后进行，即当颗粒温度降到周围环境温度的±5℃（认为已冷却）时进行。若试验应该是在冷却后4～5小时进行，则测得的粉化率中应加注。例：冷却后延误4小时测得颗粒粉化率是94，则应表示为（94）4。

（二）耐水性

水产饲料的主要物理指标是颗粒耐水性（水中稳定性），其测定方法国内、外均没有统一的标准。根据某些地方标准规定：颗粒浸泡在静水中，经过一定时间后，散失率应小于某值。试验方法为：从原始样中取样3份，每份10g，先取1份（对照样）在烘箱内烘干（130℃，烘2h），称其质量（m0），将另外两份（试验样）作平行实验，分别放在直径10cm 的规定筛网上，悬置于水深超过网口的清水容器内，水温25℃，器内净水有静止与缓速流动两种测法，以缓流者略为准确。浸泡时间的长短需随颗粒状况而定，故只是测定其相对值，经过规定时间后，提取筛网，斜放沥干。再进烘箱烘干（130℃，烘2h），称其质量（m），计算如下：

m0-m

C=————×100% m0

式中

C —— 散失率（%）m0 ——对照样品质量（g）m ——两份试样平均质量（g）规定筛网如表5-11所示。表5-11 耐水性检测用筛网