影响制粒机颗粒料长度的因素及其控制

          随着现代养殖业与饲料工业的蓬勃发展，对饲料的质量要求越来越高，对于由制粒机生产的颗粒饲料来说，颗粒长度是一个很重要的质量考核指标，长度符合要求、整齐一致的颗粒料不仅是满足饲料生产厂家销售的需要，而且是用户实际养殖的需要，颗粒饲料太长、太短或参差不齐都不利于动物的采食。在实际生产中，制粒机制出的颗粒长度，一般要求为颗粒直径的2~3倍，如生产直径为ф3mm大小的颗粒料，其长度一般为6~9mm，当然，根据实际用户需要和不同的饲料品种，其长度要求也不一定在此范围内。因此，为了生产出长度符合要求或尽量接近要求的饲料颗粒，探讨一下影响制粒机颗粒长度的一些因素，并且找到与之相对应的控制办法，使之有利于生产需要，对于饲料生产厂家来说，具有十分重要的意义。笔者根据多年的制粒机设计经验和现场调试经验，将从以下几个方面来讨论这个问题。 1  制粒机本身参数的影响 

         设制粒机的产量为Q（kg/h），环模内径为D（mm），环模有效宽度为W（mm），环模线速度为V（m/s），环模转速为n（r/min），环模孔径为d（mm），环模开孔率为ψ，开孔数为N（个），制出的颗粒在未切断时的长度为L（mm），颗粒密度为ρ（kg/ m3），则可以计算出未切断时的颗粒料的长度为：

对于上式，我们不难分析出影响制粒机颗粒长度L的因素：

1.1  制粒机产量的影响 

         由公式可以看出，颗粒长度L和产量Q成正比，在其它参数不变的情况下，产量越高，颗粒越长，反之颗粒越短。因此，为了达到特定的颗粒长度要求，调节制粒机的产量是一种可能的选择方法，在实际饲料生产中，饲料生产厂家也是这么做的，有时甚至会牺牲许多产量来满足颗粒长度的要求，这个问题在后面的讨论中还会提到。 

1.2  环模线速度或转速的影响 

         由公式可以看出，颗粒长度L和环模线速度V或环模转速n都成反比，在供料速度即产量Q不变的情况下，环模的速度越快，瞬时挤出的颗粒越短，反之越长。对于大小不同的制粒机来说，环模的转速差别很大，一般小型制粒机转速高，大型制粒机转速低，但环模线速度都控制在一个合适的范围内，一般在6 m/s~ 9m/s之间，以适应制粒的需要。当环模的线速度小，制出的颗粒质量高，但制出的颗粒有可能比要求的要长，同时过小的线速度会影响产量；当环模线速度高时，虽然有利于产量的提高，但制出的颗粒有可能比要求的要短，同时颗粒的质量会变差，这就要求饲料生产厂家要根据不同的饲料品种来选择适合自己的环模线速度，其方法可通过改变制粒机传动系统的传动比来实现。 

1.3  环模孔径及开孔率的影响 

         环模孔径d对颗粒长度L不直接产生影响，它和开孔数N共同来对长度L产生影响，即环模开孔率ψ的大小，因为开孔率ψ正比于环模孔径d的平方与开孔数N的乘积。环模开孔率越大，制出的颗粒越短，反之颗粒越长。环模的开孔率对应于不同的环模孔径时是不同的，如环模孔径为ф1.8mm的环模，开孔率约为25%，环模孔径为ф5mm的环模，开孔率约为38%，一般是孔径越大，开孔率越高。在实际生产中，尤其在生产小直径的颗粒料时，如生产ф1.8mm的虾料，有的用户会抱怨制出的颗粒太长，就是因为小孔径时对应的环模开孔率较低造成的，解决的办法之一是可用牺牲一部分产量的方法来实现，或用上一节讨论的通过提高环模的线速度的方法来实现，另外的方法还有调节切刀等，这将在以下的内容中讨论。 

1.4  环模内径、环模有效宽度及颗粒密度的影响 

         对于一台制粒机来说，环模内径D、环模有效宽度W都是较固定的参数，一般不会改变，用户也不容易改变，因此它们的影响在这里不作讨论。颗粒的密度和制粒的原料有关，也和环模的压缩比有关，压缩比越大，制出的颗粒越结实，密度越大，但对于一般的产品来说，颗粒的密度相差都不大，因此颗粒密度不是一个主要影响参数，这里就不再作过多的讨论了。总之对于同一种制粒原料来说，制出的颗粒密度越大，颗粒长度越短。

2   切刀的影响 2.1切刀数量的影响 

         切刀数量通常是由制粒机压辊个数决定的，一般制粒机有2~3只压辊，每只压辊相应配一只切刀，如果每把切刀都使用的话，则环模每转动一周，一定量的来料被挤出后则相应的被切刀切割2次或3次，因此，如果产量一定，三把切刀的制粒机要比两把切刀的制粒机制出的颗粒要短，也就是说三压辊制粒机要比两压辊制粒机更有利于控制颗粒的长度，在实际使用时也是如此，如在生产小粒径的水产料时，由于长度要求较短，通常选用三压辊的制粒机，采用三把切刀进行切割。

 2.2  切刀结构及调整的影响 

         切刀一般分为硬质刀片型及薄刀片型。硬质刀片耐磨性好，韧性差，适用于大粒径的畜禽料等；薄刀片韧性好，耐磨性差，适用于小料径的水产料。在调整时，硬质刀片一般要调整到刀口离环模外表面5mm左右，距离太小时粉料会增多，且可能会碰伤刀口，太大时颗粒长度不甚一致，有可能会出现长颗粒料，因为随着距离的增大，刀口对颗粒的折弯力矩增大，颗粒可能会从环模表面折断。薄刀片因为具有弹性，可以调整到贴住环模外表面的位置，这样切出的颗粒整齐一致，特别适用于一些小粒径的水产料，如虾料的制粒。在实际生产中，切刀的调整是很灵活的，可根据需要使用一把、两把或三把切刀进行切割。另一种情况是，在理论上，当两把或三把切刀同时使用时，切刀口应调节到和环模外表面的距离相等的位置，这样切出的颗粒才整齐，但实际情况并非如此，由于制粒机在供料时，可能存在分配上的缺陷，分配到每个压辊上的饲料量就不能保证完全一致，这样在每个挤压区内挤出的颗粒长度就不一样，有的挤压区挤出的颗粒长些，有的挤压区挤出的颗粒短些，但在一个挤压区内基本是一致的，对于这种情况，就应该分别调整每个切刀的位置，使喂料量分配的少的压辊处的切刀离环模表面距离近一些，喂料量分配的多的压辊处的切刀离环模表面的距离远一些，才能使整体上制出的颗粒长度一致。 

3  环模模孔结构的影响 

          常用的环模模孔结构有两种，直通圆柱形孔（图a）和阶梯圆柱形孔（图b）。 

         直通圆柱形孔制出的颗粒长度较均匀一致（如图a所示），而阶梯圆柱形孔制出的颗粒经常出现有个别的长颗粒现象（如图b所示），它的形成机理是这样的：采用阶梯圆柱形孔的原因是因为实际制粒需要的压缩比较小，而环模因有强度的需要又不能在厚度上做得太薄，只能采用把原直通圆柱孔外面的一段孔扩大一些的方法来达到目的，这样既保证了环模压缩比，又满足了强度要求，但这样一个折衷的办法带来的后果是，切刀在切割时由于切割点离颗粒折弯点的距离变大了，在切刀不够锋利的情况下，颗粒就有可能从阶梯孔的交界处折断，变得比普通的颗粒要长，这种情况在外面的阶梯孔钻得比较深时更为明显。解决的办法是改变饲料配方，尽可能采用大一点的压缩比，不用阶梯孔或使之尽量短；或采用较锋利的切刀，并尽量靠近环模；或调节饲料水分大一些，使挤出的颗粒脆性减小、质地变软而不易折断。

 4  压辊外表面结构的影响 

         压辊外表面的结构主要有齿槽型、有封边的齿槽型和蜂窝型。齿槽型压辊卷料性能好，在畜禽料饲料厂中普遍采用，但由于饲料在齿槽中滑动，压辊和环模的磨损不甚均匀，在压辊和环模的两端磨损的严重一些，久之造成环模的两端出料困难，制出的颗粒比环模中间部分的要短。有封边的齿槽型压辊主要适用于水产料的生产，水产料挤压时较易滑动，由于齿槽两边有封边，饲料挤压时就不容易往两侧滑动，饲料的分布就比较均匀，压辊和环模的磨损也较均匀，从而制出的颗料长度也较一致。蜂窝型压辊的优点是环模磨损均匀，制出颗粒长度也较一致，但卷料性能差，从而影响制粒机的产量，在实际生产中不如齿槽型使用的普遍。

 5   制粒后筛分系统的影响 

         制粒后的颗粒料必须经过筛分，筛去不需要的大颗粒、小颗粒和粉料，才能得到长度均匀一致的合格产品。饲料厂一般采用回转式分级筛或振动式分级筛进行颗粒的筛分。分级筛一般都配有上下两层筛网，上层筛网的筛上物是长度较大的颗粒料或大的杂质，下层筛网的筛上物为成品料，其筛下物为长度较小的颗粒料和粉料，因此，对于一台现有的分级筛来说，如何合理地配置筛网是影响成品料长度均匀性的关键。饲料生产厂家如果要求成品料的长度均匀性较高，就必须去除较多的大颗粒料和小颗粒料，而得到的成品料则较少，反之得到的成品料较多，这要靠各个生产厂家自己去掌握。 6  结束语