配合饲料加工学课件15第十五章 制粒与膨化

配合饲料加工学课件15第十五章制粒与膨化2014第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化第七节其它成型技术主要内容2主要内容3第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化第七节其它成型技术制粒：将粉料或液体原料，通过机械或化学的方法，将其聚合成型过程的统称。饲料工业中制粒的定义：将粉状原料或粉状饲料经过水、热调制并通过机械压缩且强制通过模孔而成型的过程。将成型大颗粒加工成符合标准的小颗粒的过程称为破碎。(4μm

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2.5μm，乳猪料)第一节制粒的目的及要求一、制粒的定义4（一）优点1、可避免动物挑食；2、改善适口性，提高消化率，饲料报酬高；3、贮存运输更为经济；4、流动性好、便于管理；5、避免饲料自动分级，减少环境污染；6、杀灭动物性原料中的细菌。二、制粒的目的5（二）缺点颗粒饲料与粉状饲料相比，也有一些缺点：1、电耗高，采用设备多，需要蒸汽，易损件消耗大（环模、压辊）；成本增40y/t2、在加热、挤压过程中，一部分不稳定的营养组分受到一定程度的破坏。

(如酶、维、抗体等活性成分，需提高用量如Vit

100--120)61、硬颗粒调质后的粉料经压模和压辊的挤压，通过模孔成型。圆柱型，水分低于13％，相对密度1.2～1.3，颗粒较硬。(猪、禽料)2、软颗粒软颗粒是含水量高的饲料原料挤压成型的颗粒饲料。含水量大于20％。自用料。现用。

3、膨化颗粒粉料经调质后，高温、高压下挤出模孔，物料在出孔时因突然减压而膨胀，使膨化颗粒内部多孔，密度小于1。(浮--？)三、颗粒饲料的类型及形状7四、制粒的要求为达到制粒的目的，国家和行业对颗粒的质量，制定了相关的标准。饲喂动物颗粒直径产蛋鸡4.8蛋鸭6.0～8.0兔、羊、牛犊6.0牛、马9.5～15.9牛19饲喂动物颗粒直径幼鱼、幼虾碎粒1～2以下成鱼3～6雏禽2.4肉鸡、仔鸡3.2种鸡5.0（一）颗粒饲料的直径(mm)8（二）颗粒饲料的长度长度一般为直径的1～2倍；对虾饲料为直径的4～6倍(长--？)。（三）颗粒饲料的水分与含粉率

水分：北方≤14％，南方≤12.5％。

含粉率：颗粒成品中粉状饲料所占的重量百分比，鱼虾料≤6％，畜禽料≤10％。9制粒的要求（四）颗粒饲料的粉化率

粉化率：颗粒饲料在规定条件下粉末所占其总重量的百分比。鱼虾料≤6％，畜禽料≤10％。（五）颗粒饲料的耐水性水产颗粒饲料在水中抗溶蚀的能力，通常以在水中保形时间计，又称“水中稳定性”。水产饲料耐水性≥15％。指一定时间，15%未溶化（六）颗粒饲料外观质量、气味、色泽要求具有光滑表面的圆柱体、无腐败、发霉及其他异味。10制粒的要求制粒过程

粉状物料经过磁选装置除去铁质后，经无极调速的螺旋喂料器送入调制器，在调制器内粉料与水蒸气、糖蜜、油脂等充分混合，使物料的水分达到15%～19%，温度80～90℃，然后将物料送入压制室内，即两个压辊与环模形成的空间内，因压辊与环模内壁的最小间隙仅为0.1～0.3mm,在环模和压辊的强烈挤压作用下，物料逐渐被压实挤入环模中并在模孔中成型。11主要内容12第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化第七节其它成型技术第二节制粒工艺

制粒工艺是将粉状饲料原料或成品制成颗粒的过程。由原料准备、制粒成型和后处理工艺三个阶段组成。主要分为畜禽饲料制粒工艺和水产饲料制粒工艺两大类型。1314

饲料调质是饲料压粒前通入蒸汽和添加液体料，饲料与蒸汽和添加液料搅拌混合、湿热调质作用。通常畜禽配合饲料调质蒸汽添加量是进料的3%－6%，一般按物料的5%来计算所需的蒸汽量。1.经过热和水的作用使饲料中淀粉糊化，提高了饲料的消化率。2.调质能增加饲料的粘着性，有利饲料成形。(粉料不易)3.调质能软化饲料，起着润滑作用，减少摩擦生热和模辊的磨损，节省电耗，提高饲料通过压模的速度，降低制粒机的工作压力。一、调质15

是饲料工业中最常见的制粒工艺，适用于猪、禽饲料的生产。粉状料→磁选？→待制粒仓→喂料机→调质器→制粒（环模、平模）→冷却器→破碎机（或旁通）→分级筛→后喷涂→成品仓（一）常规单级调质制粒工艺16

制粒前的调质质量直接影响制粒的产量、品质和环模压辊的使用寿命。与单级调质制粒工艺的差别：增加了长时间熟化器和一组调制器。粉状料→磁选→待制粒仓→喂料机→调质器1→熟化器→调质器2

→制粒（环模、平模）→冷却器→破碎机（或旁通）→分级筛→后喷涂→成品仓（二）长时间调质制粒工艺17长时间调质的优缺点（一）优点：⑴各种配方均能生产出含粉率低、质量高的颗粒饲料；⑵能提高液体，特别是糖蜜和脂肪的添加量；⑶不依赖粘结剂，能使用低成本原料，配方设计范围大；⑷环模孔径可适当放大，而粉化率不会上升；⑸能延长环模、压辊的使用寿命；⑹制粒机的负荷下降，能减少10％～20％的能耗，提高制粒机生产能力。18（二）缺点：⑴新设计的工艺需要更高的工艺布置空间，厂房高度增加；⑵饲料厂改造空间受限制；⑶颗粒机自身省电，但熟化器及调制器的能耗增加。总之，熟化器的优点很多，它能够使用最低成本的原料，以达到所需饲料的营养水平。191、膨胀制粒工艺的特点：在制粒前物料预先经过高温膨胀，起到强烈调质的调质作用；膨胀后亦可以直接冷却、破碎后作为最终产品。2、主要工艺过程：粉状料→磁选→料仓→喂料机→调制器→膨胀器→松料器→制粒机→冷却器→分级筛→破碎机→成品仓

(蛋白质→小肽，有利消化)（三）膨胀制粒工艺20膨胀器的优缺点1、优点：⑴提高加工温度（90～160℃）；⑵增加油脂添加量＞5％；⑶增加糖蜜添加量≤15%；⑷淀粉糊化率（70％～90％）；⑸蛋白质的抗营养因子钝化；(豆粕…)⑹巴氏、超高温灭菌（90～160℃）；⑺提高低质原料的使用价值。(有利消化吸收)212、缺点⑴体积膨胀而不易制粒（密度降低20％～30％）增加包装、运输成本；⑵在高温状态下，造成热敏性营养成分的破坏；⑶能耗高（比一般制粒高20％～40％）；22(热敏性营养成分：酶、维etc)水产饲料制粒工艺分为：

普通水产饲料制粒工艺、特种水产饲料制粒工艺普通水产饲料制粒工艺特点（与畜禽料相比）：

1、粉碎粒度控制上要求微粉碎；

2、鱼用饲料需要添加油脂时，可采用后喷涂技术；

3、采用二级调质工艺，延长调质效果；(畜禽单级)

4、采用二次分级工艺，减少成品中的含粉率。二、特种水产饲料制粒工艺23思考：如果先加油脂呢？后喷涂有什么好处？先加油脂,不易制粒；水-油不溶（一）特种水产饲料制粒工艺特种水产饲料制粒工艺特点是：1、粉碎粒度细，流动性差；2、配用多级调质和配置后熟化、干燥、冷却工艺；3、后道配有细破碎工艺，以适应多种粒度的需要，主要适用于虾饲料的生产。4、能生产鱼饲料和畜禽饲料，但生产效率不高。

(4-10月，水产料旺季；冬季，鱼休眠)24工艺流程简图待制粒仓→供料器→三级调质器（调质时间90s，蒸汽压力1～2kg/cm²）→制粒机→稳定器（熟化10～30min）→干燥器→冷却器→分级筛（高频方筛）→破碎机→分级筛→成品251、原料的粉碎粒度：98％通过60目,水分11%～12%;2、二次混合机加水：≤4％；3、调质器：增加水分2％，含水量16％～18％，温度80～90℃,蒸汽压力0.1～0.2MPa,时间90s。4、制粒机：孔径Φ1.5～2.5mm，L/D18～25；5、稳定器：时间10～30min,蒸汽压力≤0.8MPa；6、干燥器：温度降至40～50℃，水分降至12%～14%。（二）特种水产饲料制粒工艺参数267、破碎机：增加喂料辊确保喂料均匀，辊齿锋利，磨损后及时更换。8、多级分级筛：一般配制10目、14目、20目、32目。过大颗粒和粉末超过5％，表示制粒质量差，需检查和调整工艺参数。9、成品水中稳定性：2h-虾（鱼饲料为15min）。采用高筋面粉（用量20％～30%）27

挤压膨化生产特种水产颗粒饲料（三）其它特种水产颗粒饲料的方法28主要内容29第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化第七节其它成型技术主要由颗粒压制机、调质器、熟化器、干燥器、冷却器、破碎机、分级筛和料仓组成。第三节制粒设备30一、颗粒压制机(制粒机)（一）分类1、根据压模类型环模制粒机平模制粒机2、根据压辊组合形式三辊制粒机二辊制粒机大、小压辊制粒机31

颗粒压制机的颗粒成型过程，是建立在粉粒体间存在间隙的基础上的。粉料在温度、摩擦力和挤压力等综合因素的作用下，使粉粒体的空隙缩小，形成一定密度和强度的颗粒。根据粉料在挤压过程中的不同状态，可分为三个区：

颗粒压制机的工作原理32

1、供料区：物料基本不受机械外力的影响，但它受离心力的影响（环模旋转），使粉料紧贴在环模内圈上，密度为0.4～0.7g/cm³。颗粒压制机的工作原理332、变形压紧区：随着挤压力的逐渐增大，物料产生不可逆的变形，密度增加到0.9～1.0g/cm³。

3、挤压成型区：挤压区内，模辊间隙较小，挤压力急剧增大，粉粒体之间接触表面积增大，产生较好的粘结，并被压入模孔。形成的颗粒密度达到1.2～1.4g/cm³。物料被挤出模孔后有一定的回弹率，一般回弹率为2％～5％。34二、环模制粒机3536

1、调质器作用是将待压料进行水热处理，使物料充分吸收热量，水分及液体，使其达到或接近制粒工艺要求，同时完成从供料器到制粒机物料的输送。

主要指标：

1、调质时间；

2、水分及液体的吸收量；

3、调质温度；

4、淀粉糊化度等。37（1）单级桨叶式调质器是目前使用最为广泛的一种调质器。调质器的结构简单，主要由主轴、桨叶、支撑杆及传动机构组成。单级桨叶式调质器技术参数注：调质时间为10～15s.型号UMTDC6SK6SK5S1、CPM:直径为￠457mm,￠610mm,￠762mm三种，长度为1981～4877mm；动力7.5～22kW。2、主轴转速200～500r/min。桨叶直径362458458550长度（mm）1492170322702600动力（kW）7.511.022.030.0生产能力(t/h)1013323538(1)单级桨叶式调质器结构图39（2）多级桨叶式调质器4041（3）带蒸汽夹套单轴调质器

为改善调质器外部环境，使物料充分调质，夹套起到保温的作用。422、压粒组件压料组件包括压模、压辊、匀料板等。压模所包围的空间称压制室。进入压制室的物料，经匀料板沿整个压辊宽度均匀分布，同时为压模提供均一的物料。压模和压辊的挤压使物料成型。由切刀切成长度合适的圆柱体。调节切刀位置，得到不同长度的颗粒。43（1）压模①模孔根据原料的不同特点或饲料产品的不同要求，将环模孔加工成不同的孔型。1、直型孔、阶梯型孔：适宜加工配合饲料。2、外锥形孔：加工脱脂米糠等高纤维物料。3、内锥形孔：适宜加工牧草等大体积的物料。44压模的孔型45②开孔率环模工作面的开孔率大小，对制粒机的生产率有很大影响。开孔率大，产量大；但开孔率过大，压模强度降低，使用寿命缩短。

开孔率在20％～35％之间。孔径小，开孔率取小值；孔径大，取大值。46（2）压辊压辊将物料挤压入模孔，在模孔中受压成型。压辊与物料间必须有一定的摩擦力。几种不同形式的压辊：①拉丝压辊；②带凹穴的辊面；③沟槽辊面；④碳化钨辊面；47压辊形式①拉丝压辊目前最常见的一种，“防滑”能力较强，但物料有可能向一面滑移。②带凹穴的辊面凹穴内填满物料，形成摩擦表面，物料不易偏移。③沟槽辊面辊模面有沟槽，物料不易侧向滑移。④碳化钨辊面表面粗糙，质硬耐磨，对粘性较大物料效果较好。48

每一压辊绕其中轴旋转。中轴为偏心轴，旋转调节螺栓使偏心轴转动，压辊的旋转中心轴也随之改变，由此可改变压辊与压模的间隙，以使不同原料或产品获得理想的压制效果。49其它3、安全装置为防止大块异物或过多物料进入压制室而造成模、辊损伤或电动机负载过大导致电机烧毁，在主轴上装有安全销。一旦出现冲击负荷，安全销就自行断裂，切断电源。4、传动⑴齿轮传动：美国、中国（直联传动）传动准确，但机体较笨重（美国CPM公司）。⑵皮带传动：欧洲（三角带或平皮带传动）有的采用双电机传动（如牧羊MUT和上海申德机型），传动平稳，有较好的缓冲能力。50（二）环模制粒机的优缺点1、优点：①压模内表面与压辊表面上各处线速度相等，压模、压辊受力均匀，产品均一。②切刀调整方便，轴承保护条件好。2、缺点：①制造复杂，使用技术要求较高。②制粒温度较高，容易破坏饲料中热敏性成分。51二、环模制粒机的基本类型（一）三辊式制粒机52三辊式制粒机特点①采用三辊式结构，配有专用导料板，喂料、挤压效果好；②同步齿形带双电机传动，负荷均匀，噪声低；③环模外配3把切刀，出料均匀；④同步齿形带主轴使用寿命长（3～4万小时）

⑤配有自动润滑系统，确保机器运转正常。53（二）双辊式制粒机双辊式制粒机是目前使用最为广泛的机型。

结构特点：①采用斜齿齿轮减速箱传动机构；②环模固定在大齿轮传递的空心轴旋转；③压辊固定在用制动装置固定的实心轴上；④环模采用三分式环模夹固定，装拆方便；

⑤配有自动润滑系统，使用更安全。

54双辊式制粒机55（1）基本特点①采用双压辊、环模式、单电机三角带传动；②单位生产效率高，运行费用低，结构比较简单，操作维修方便；③采用单电机侧传动，由空心轴、环模、主轴、压辊和大皮带组成，外加皮带传动的张力等均由主轴尾部悬臂支承，承载负荷大，且属于偏载荷状态。④设计、验算和装配的配合要求高。56（2）主要技术参数型号环模规格动力（kW）工作面积（cm²）电机转速r/min压辊直径（mm）大皮带轮直径（mm）内径宽度3043047530～55720150015080042042010875～1101420100020680042042013890～132182015002061000520520138110～160248210002501200520520178132～160291010002501200660660178160～25036901000320140066066022813247301000320140057思考：如何保证均匀出料？底部物料会不会厚一些？分析：侧面进料；物料重力可忽略，主要的力是压轴、环模的转动；有匀料板，可使物料均匀分布，不会导致很厚现象。一、平模制粒机的结构

平模制粒机主要由喂料调制机构、压制机构、出料机构、传动机构、电气控制结构，蒸汽系统组成。二、工作原理

粉料由料斗进入调质器与蒸汽和水调质后，进入压制机构。压辊是一固定的圆盘，其上有许多按一定规律排列的模孔。物料通过模孔成为结实的颗粒。压模转动时，压辊前面的物料层被挤入压缩区压实，如果挤压力达到能克服下面模孔内料柱的摩擦力，则新的物料会被一点点压进模孔，从而将物料柱排向前进，连续动作，物料不断压出孔外由切刀切断，形成颗粒。

(cf:平模：颗粒由一个方向压制；环模：旋转..)三、平模制粒机58小型平模制粒机图片59平模颗粒压制机

工作原理：调质后粉料进入制粒机压制室中部，由导料板均匀地分布在平模的表面。平模固定，上面配置2～5个随主轴公转、且在摩擦力在作用下自转的压辊，完成对物料的挤压成型。60主要结构图61平模颗粒压制机的特点1、压制室空间较大，可采用大直径压辊；（用于牧草、甘甜菜根、稻壳等体积粗大，纤维较长的原料压制）2、可将较大原料压碎后制粒；3、可降低制粒温度，减少对热敏性营养因子的破坏；4、由压辊压制成粒，挤压颗粒受力均匀，大小一致；5、压模磨损后可翻过来使用；6、模、辊间隙可通过调节中央螺母使压辊同步升降；7、采用三角带和涡轮蜗杆传动，传动平稳，噪声低。62技术参数1、压模直径175～1250mm,厚度为30～150mm;生产颗粒的直径Ф3～40mm；2、压模面积与功率比为30cm²/kW；3、压模与压模座之间可设计成圆锥齿轮啮合形式，确保压辊自转速度；4、生产能力为1～25t/h。63主要内容64第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化第七节其它成型技术

粉料原料在调制器吸收了来自蒸气中的大量热能和水分，以及来自机械摩擦的附加热量，一般出机的颗粒料的温度在75～95℃，水分在14～18%，同时高温高水的颗粒较软，容易粉化。经过冷却和干燥，使成品水分降至10％～14％，颗粒饲料才能安全贮存。第四节制粒配套设备一、颗粒冷却器65（一）冷却器的工作原理1、目的：是除去压制出的颗粒饲料的热量和水分，提高颗粒料的硬度。

2、原理：利用周围空气与颗粒表面接触，利用湿热颗粒与空气的压差，通过空气流动使水分蒸发，同时使颗粒得到冷却。常温下，一般颗粒每降低11℃，颗粒的含水率约降低1%。冷却后颗粒温度高于室温3-5℃，水分能降至12-13%。使之便于破碎处理和贮运。66(二)冷却设备671、塔式冷却器

工作原理：使制粒机压制出来的是热颗粒从冷却器的进口进入，经塔形分料挡板，使物料分流后，经机头分两路流向冷却器。颗粒料至冷却筒后经贰道塔形活动筛板分流，逐渐流向冷却筒，再经塔形筛板分流后，流出料斗。开始时，颗粒料逐渐堆积，待到料充满全部冷却筒的2/3处时，料位器控制的振动电机开启开始振动排料。到下料位器时，停止排料，如此循环往复。（一）立式冷却器68692、逆流式冷却器

工作原理：制粒机压制出的湿热颗粒从冷却器的顶部旋转分配器的进料口进入，经顶部菱形散料器，使颗粒料均匀分流至冷却器内。开始时颗粒料逐渐堆积，当料触到上料位器时，出料电机开启开始排料。到下料位器时，停止排料，如此循环往复。由于物料是从上往下流动的，而风是从下向上流动的，与料的流动方向相反，故称为逆流式冷却器。

703影响冷却效果的主要因素分析影响冷却其性能的主要因素有：颗粒产量、冷却时间、颗粒直径、吸风量、风压等。①

冷却器产量冷却器产量取决于制粒机产量。制粒机模孔小，产量低，反之则产量高；冷却器冷却物料颗粒小，冷却时间短，风量小，产量高；冷却器冷却物料颗粒大，冷却时间长，风量大，产量低；72②

冷却时间颗粒冷却过程所需时间与制品种类、颗粒大小有关，根据生产上的实测结果列于下表。颗粒大小/mm停留时间/min颗粒大小/mm停留时间/min4.0～4.85～619126.46～822159.57～86.4(苜蓿颗粒)812.78～1073颗粒在冷却器内最低停留时间③冷却风量冷却风量与冷却速度密切相关。风量过大，能耗增加，且颗粒表面易开裂；风量过小，湿热交换不彻底，达不到冷却、干燥要求。颗粒大小/mm冷却每吨饲料所需最小空气量/m³4.0～4.814006.415009.5170012.7～19190022～25200074不同粒径的颗粒所需最小空气量冷却风量的影响在确定空气量后在核算气流穿过筛孔的速度，不要超过限制风速，对立式冷却器为1.7m/s，卧式冷却器为2.9m/s。冷却器出口的料温要求不高于室温5～8℃；气流穿过料层阻力一般可取400～500Pa。

使用冷却器时应注意：1、使冷却温度在0℃以上，避免产生结露。2、注意尽可能缩短风管长度，减少管道中的冷凝现象（寒冷地区风管需保温）。

75（二）卧式冷却器76不同的畜禽在不同的生长期，对颗粒饲料大小要求是不同的，如喂养雏鸡就需要较小的颗粒饲料。如食用小孔径压模直接压制小颗粒，则产量低，动力消耗大。破碎机是将大颗粒（Φ3.0-Φ6.0）破碎成小颗粒（Φ1.6-Φ2.5）的专用设备。采用先压制大颗粒再破碎成小颗粒，可提高产量近2倍，大幅度降低了能耗，并提高了饲料厂全流程的生产效率。三、破碎机77颗粒直径与产量颗粒大小/mm产量/(kg/h)颗粒大小/mm产量/(kg/h)2.410009.54000～45003.22200～250012.7x19.04500～50004.73000～3500制粒机动力/kW破碎机动力/kW颗粒直径/mm成品粒度/mm产量(t/h)单位产品电耗(kW·h/t)11004.54.58～129.2～13.7511002.02.02.5～427.5～441107.54.52.06.4～9.612.2～18.4直接制粒和先制粒后破碎能耗对比78思考：有些用户不喜欢由大颗粒破碎制成的颗粒料，你知道是什么原因吗？保质时间比一次形成的小颗粒短；因为小颗粒表面光滑，不易被霉菌污染（一）破碎机工作原理

是利用一对转速不等的轧辊做相对运动，当压制的颗粒经过冷却器冷却后进入破碎机入口，在经已打开的活门进入两轧辊中，通过两压辊上的踞形齿差速运动，对颗粒剪切挤压而破碎，所需破碎粒度可通过调节两轧辊间距来获得。79（二）辊式破碎机的结构和技术参数

辊式破碎机的破碎辊采用双层金属离心浇铸而成，外层合金白口厚度20～30mm，辊面硬度值为洛式66～78。辊体内层为灰口白铸铁，轴头为压入式45＃钢调质材料。破碎辊辊齿一般采用斜齿辊(快速辊)和圆周拉丝辊（慢速辊）的组合。80811、破碎辊直径一般采用Ф150～300mm，前者破碎的颗粒直径＜4.8mm，后者则＜6.4mm。2、破碎辊转速：快慢辊的速比1.8～1.25︰1；快辊转速550～900r/min。3、破碎辊的斜度和辊间间隙采用斜齿破碎辊组合，齿的斜度一般为1︰12～24。

⑴畜禽饲料为2.5～3.0mm，成品为1.5～2.5mm。

⑵

特种水产饲料0.8～1.5mm，成品为0.25～0.9mm。82（三）辊式破碎机的主要结构1、破碎机机型

⑴

一对破碎辊的破碎机；

⑵

二对破碎辊的破碎机；2、结构破碎机主要有快辊和慢辊、轧距调节机构、传动机构和机架组成。破碎辊的快辊位置固定，而慢辊的位置是可移动的，通过调节机构能调节辊间间距。83破碎机841、双辊式破碎机852、四辊式破碎机

CPM辊式破碎机采用双辊和四辊结构形式，采用四辊式结构配有双向导料机构，破碎机破碎能力较大。该设备主要由旁通装置、双向导料机构，皮带传动机构（四辊两组）、安全销和移动慢辊间隙调节机构组成。86分级设备的组成与工作原理

颗粒分级筛是制粒工段的最后一道工序。当分料被压制成形经冷却或颗粒料被破碎后，须经分级筛提取合格产品，把不合格的小颗粒或粉末筛出来重新制粒。并把几何尺寸大于合格产品的颗粒重新回到破碎机中破碎。四、颗粒分级筛87分级筛筛孔选择及参考流量筛层用途筛孔/mm单位筛面流量kg/(cm³·h)颗粒中筛去大粒15.0～190.73颗粒中筛去细粉1.1～2.00.73碎粒中筛去细粉1.0～1.20.45牧场用块料中筛去细粉15.0～1.988主要内容89第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化第七节其它成型技术第五节制粒质量的影响因素和质量评定影响制粒的主要因素：

1、原料性质

2、物理调质的水分和温度

3、压模压辊的特性及其工作状况

4、冷却器的工作状况90一、颗粒饲料加工质量的质量控制从影响制粒的因素控制质量：

1、配方因素：原料性质。

2、粉碎因素：粉碎细度、大小。3、调质因素：加水、加热是否达到要求。4、蒸汽供给：与3相互影响。5、环模的规格：…6、环模的速度7、干燥和冷却8、合理保存9、熟练的操作工10、配套工具及设备91二、颗粒饲料加工质量评定1、粉化率及含粉率颗粒粉化率是由专用的颗粒粉化仪测定的。

国标中规定颗粒粉化率≤10％，含粉率≤4％，超过1.5％，即为不合格。2、硬度硬度是颗粒的结实程度。以颗粒压碎前所能承受的最大力（N）表示颗粒的硬度。3、耐水性鱼用颗粒饲料的重要物理指标是颗粒的耐水性。（水中稳定性）分淡水和海水两大类。92主要内容93第一节制粒的目的及要求第二节制粒工艺第三节制粒设备第四节制粒配套设备第五节制粒质量的影响因素和质量评定第六节挤压膨化(94-147)第七节其它成型技术第六节挤压膨化94一、挤压膨化饲料（一）膨化饲料的概念膨化饲料是将粉状饲料原料送入膨化机内，经过一次连续的混合、调质、升温、增压、挤出模孔、骤然降压、以及切成粒段，干燥、稳定等过程所制得的一种蓬松多孔颗粒饲料。主要应用于鱼饲料、对虾饲料、牛蛙饲料、特种水产料、宠物饲料等。95（二）挤压膨化的分类1、按螺杆结构分：单螺杆和双螺杆膨化机2、按调质方法分：湿法膨化和干法膨化两种

湿法膨化需加水、加蒸汽调质；调质后的含水量可达25％～35%。96（三）挤压的作用与意义1、植物性原料经过挤压过程中的高温处理，使淀粉糊化，蛋白质组织化，有利于动物消化吸收，提高了饲料的可消化率和利用率。2、挤压加工可得到质松、多孔的浮性颗粒料。3、原料经高温、高压后可杀死多种细菌。4、模板可制成不同形状的模孔，可制造出适合于各种动物所需的制品形状。缺点：1、对维生素C和氨基酸都有一定的破坏作用。2、挤压加工耗电量大、产量低，但一般可以从饲料报酬中得到回收。97二、挤压过程对饲料品质的影响（一）挤压过程中淀粉变化淀粉在挤压膨化过程中的糊化是一个低水分状态下的糊化过程。淀粉的糊化程度与螺杆的转速（影响到剪切力和挤出时间）、温度和水分含量有十分密切的关系。可以用下列指标衡量淀粉在挤压膨化过程中的变化：糊化度、吸水指数、水溶性指数98挤压膨化过程中淀粉变化(续)1、糊化度：已糊化的淀粉占总淀粉含量的百分比。大米淀粉：68～78℃小麦淀粉：59～64℃玉米淀粉：62～70℃马铃薯淀粉：56～66℃2、吸水指数（WAI）：表示挤压膨化后，物料的吸水能力。3、水溶性指数（WSI）：淀粉糊化程度高，水溶性指数大。实验研究表明：温度高、水分含量高，糊化度好；螺杆转速提高，糊化度减少。99（二）挤压过程中蛋白质的变化

蛋白质在水分含量较高时加热，会发生变性，产生絮状沉淀或形成凝胶结构。挤压过程是高温、低水分的加工过程，过程中物料呈熔融状态，并经历了均质化的作用。在高温、高压、高剪切力的作用下，原有蛋白质结构被挤压经过模孔时，绝大多数蛋白质沿物料流动方向成为线性结构。100实验结果证明：挤压温度高，蛋白质变性程度大，组织化程度好；温度低，挤出产品溶解性好.不同的蛋白质，其变性温度有差异。一般情况下，若生产组织化蛋白，其温度一般控制在140～160℃，水分为20％～40%。101挤压过程中蛋白质的变化(续)蛋白质经挤压后，容易被消化酶水解，因而其消化率明显得到提高。这样可利用一些低档次的饲料原料。蛋白质含量高的原料一般在挤出时膨化程度低。为提高产品的膨化率，须提高挤压温度和适量调整水分含量。挤压过程中蛋白质含量高，则物料的粘稠度大，挤压过程中的能耗高。102挤压过程中蛋白质的变化(续)（三）挤压过程中脂肪的变化

在相同条件下，膨化饲料要比一般饲料有较长的保质期，其原因与挤压加工的特点有关。在挤压过程中，原料中绝大多数脂肪与淀粉和蛋白质形成了复合物，降低了挤出物中游离的脂肪的含量。挤压温度低，挤出物中游离脂肪含量也越高，复合体的生成量越少。饲料中添加脂肪，可提高饲料的能量水平，但影响膨化率。脂肪含量要求过高(>5%)时，通常采用膨化后表面喷涂的方法提高脂肪含量。

(

LFA—SFA)103

（四）挤压过程中维生素与矿物质的变化

1、维生素的变化

大多数维生素受热不稳定，它在加工加工过程中的损失不可避免。挤压过程中温度较高，但物料在高温下受热时间较短，物料挤出后水分闪蒸，温度迅速下降。若挤压时腔体温度是180℃左右，则挤出模具后，温度能瞬间降到70～80℃左右。总体上讲，物料的受热强度不太大，故维生素损失也不太严重，比较而言，VA和VC的变化要大些。104

2、矿物质的变化挤压膨化对矿物质的生物学效价有一定的影响。植物性饲料中矿物质的生物学效价受植酸的含量影响的，而挤压膨化降低了植物性饲料植酸的含量。研究表明：挤压膨化后矿物质利用率略有下降，唯有植酸磷的可利用率显著提高。挤压加工的植物性原料，植酸磷的利用率提高，可减少动物将植酸磷排泄到环境中的数量。其它矿物质的利用率下降，可适当予以补充。105（五）挤压膨化过程中抗营养因子的变化

挤压膨化加工的另一优点是破坏抗营养因子，如大豆中的胰蛋白酶抑制因子，棉籽中的棉酚、菜籽中的芥子苷等。

膨化大豆的主要目的就是破坏胰蛋白酶抑制因子。许多植物性原料的脱毒都可采用挤压膨化脱毒。如蓖麻子脱毒。106单螺杆型结构简单，价格相对较低，用于膨化原料和饲料产品。二、挤压膨化设备（一）单螺杆挤压机107单螺杆挤压机示意图1081、单螺杆挤压机的组成主要由进料装置、喂料绞龙、调质器、膨化机构、模板、切刀及传动装置等组成。

⑴

进料装置，由料斗与喂料绞龙组成；

⑵调质器，与制粒机调质器作用和结构基本相同，但调质后水分较高，约达20％～30%。109挤压机主体有筒体、螺杆、成型模、切割结构、温度调节加热夹套。110

①筒体单螺杆挤压机中，为防止物料在螺筒内壁旋转而不向前输送，筒体内壁开有一些直槽或螺旋槽。内壁槽增加了物料作圆周运动的阻力，迫使物料向压模口前进。111②膨化机构112

螺杆（根据功用不同，可分3段）

a、喂料段：占螺杆总长的10％～25％，保证精料数量及料流稳定。

b、压缩段：起主要压缩作用的部分。物料经过压缩段时，压力增大，温度升高，其状态变成粘滞浆状。这部分占螺杆总长的一半。

c、限流段：是螺杆的最后一部分，紧靠压模。特点是螺旋的宽度较小，加大剪切力，加强混合作用，并使物料进一步糊化。113螺杆的连接结构114③成型模装在筒体末端，将压制成的物料压成所需的形状，同时还起阻流的作用，增大机内末端的压力。115④切割结构要求能将膨化料切成长度一致，外表美观的制品切割性能决定于割刀与模板之间的间隙。间隙应为0.05～0.2mm。1162、工作原理含有一定温度和水分的物质，在挤压膨化机的螺套内受到螺杆的挤压推动作用和卸料模具或螺套内节流装置的反向阻滞作用，另外，还受到了来自外部的加热或物料与螺杆和螺套的内部摩擦热的热作用,此综合作用的结果是使物料处于高达3～8MPa的高压和200℃左右的高温状态之下。117

如此高的压力超出了挤压温度下的饱和蒸汽压，所以在挤压机螺套内水分不会沸腾蒸发，在如此的高温下物料呈现熔融状态。一旦物料由模具口挤出，压力骤然降为常压。水分便发生急骤得蒸发，产生了类似于“爆炸”的情况。产品随之膨胀，水分从物料中散失，带走大量热量。使物料在瞬间从挤压时的高温迅速降至80℃左右。从而使物料固化定型，并保持膨化后的形状。118（二）双螺杆挤压机双螺杆机对物料的作用力强烈且均匀，螺杆自洁能力强，能加工难膨化，粘性强的物料。适用于加工高附加值的饲料产品。1191、双螺杆挤压机的类型在生产小粒径饵料加工过程中，双螺杆膨化机优点尤为突出。a、导向旋转啮合式b、同向旋转啮合式c、导向旋转非啮合式d、同向旋转非啮合式120

同向旋转啮合式双螺杆挤压机

同向旋转啮合式最为常见。同向旋转啮合式双螺杆挤压机在运转中，一个螺杆的螺纹与相邻螺杆的流槽存在相互作用，因而螺筒壁无需提供防转机构，对物料有良好的混合效果，有较高的单机生产能力以及螺杆表面自清理能力。121双螺杆膨化机螺杆为分段结构，根据膨化饲料对调质的要求，可增减螺杆长度来调节物料在机膛内的停留时间。螺杆的长度与直径比的范围为10׃1～20׃1.1222、双螺杆挤压机的特点：1、含油脂特别高的物料（含油大于17％）；2、含水超过30％的高水分物料；3、特别小的水产饲料（0.8～2.0mm直径）；4、双螺杆膨化机螺杆的转速对产品质量有较大的影响，双螺杆膨化机可以加工配方中油脂含量超过22%的物料；5、物料在机内滞留的时间分布范围比较窄，使得物料温度比较容易控制，能量利用充分，产量和质量均很稳定。6、各种形状的宠物饲料。双螺杆膨化机的构造复杂，机械加工精度要求高，生产设备投资大。生产能力相当双螺杆机是单螺杆的1.5～2.0倍，耗电量约为1.5倍。1233、工作原理

挤压机的螺杆作用于物料，使物料在体积有限的机膛内受到强烈的剪切力和挤压力，部分机械能在此期间转换成热能。物料在机内受几种力的共同作用形成复杂的运动方式。其主流沿螺旋槽方向运动；未进入模孔的物料受到压模阻力及后部物料的推力，作反方向的逆流运动，逆流流量与成型模阻力成正比，与物料粘度、螺杆的有效长度成反比。螺杆外缘与筒体内壁的间隙中，物料的反方向流动为漏流，一定的漏流能增加物料的揉合作用；横流则是物料在螺旋面的作用下产生的横向流动。124

物料要在筒体内推进需满足：物料与筒体的摩擦力大于与螺杆的摩擦力，否则将产生“打滑”，因此应做到：

1、减少物料与螺杆之间的摩擦力，使螺杆表面具有较高的光洁度；

2、筒壁内开直槽，增大摩擦力；

3、增大螺杆的轴向分力，螺距不宜过大。125（三）挤压机结构参数对挤压效果及产量的影响1、螺杆的长径比L/d：

长径比大，挤压时间长，作用充分。水产及宠物饲料：长径比一般为10～20。2、螺杆的几何尺寸：包括螺纹的高度、头数、螺距、螺旋升角、宽度等。3、模孔形式：孔型及大小均影响挤压效果及产量。4、切刀转速：常用500～600r/min。126物料膨化的条件1、压力:

3～10MPa；2、温度:筒体内150～200℃；3、物料在筒体内逗留时间:

10～30s；4、原料水分

:

一般为20％～30％；5、粒度:

1.4～500mm为宜，粒度大，磨损大，产生气泡少，膨化率低；粒度过细，易“打滑”。一般淀粉质物料可略粗，蛋白质料宜细。127

水产饲料（1）浮性饲料（2）沉性饲料（3）慢沉性饲料（4）半湿性饲料

淀粉含量是决定沉浮性的主要因素，控制沉浮性的关键是产品的密度。密度480克/升是膨化饲料沉或浮的转折点，低于480克/升为浮性饲料，高于则为沉性饲料。三、不同类型饲料挤压膨化技术1281、浮性饲料生产技术

加工浮性饲料时，蒸汽和水的添加量合适，膨化机螺套结构正确，可生产浮性饲料。一般挤出物在到达模头时压力为3.4～3.7MPa，温度为125～138℃，含水量25%～27%时，膨化产品密度为320～400克/升，水分21%～24%。经干燥冷却后既为浮性饲料。1292、沉性饲料生产技术

对膨化机操作条件调整后，可生产密度为450～550克/升的沉性饲料。生产过程中，先在调质器加入少量蒸汽，然后加入水。生产沉性水产饲料，膨化机模头处通常在2.6～3.0MPa，温度为120℃，含水量28%～30%时，膨化产品密度为450～550克/升，水分26%。沉性水产饲料应含10%的淀粉和不高于12%的脂肪，最终产品应干燥到含水10%～12%，过度干燥会使沉性饲料上浮。130四、挤压膨化工艺

混合后的物料进入调质器，调质水分25％～30％，进入挤压机后由模孔喷出，膨胀成多孔性物料，用切刀切成需要长度，水分一般为24％～28％，进入烘干、冷却机，使水分达9％～10％。根据需要，经破碎、喷涂油脂，最后包装贮存。（一）典型工艺流程131典型工艺流程(续)

挤压产品的干燥、冷却：用带式二阶段干燥、冷却机。热风温度100～200℃，以1.1m/s的风速左右穿过料层，料层厚度10cm左右，干燥时间15min,挤压产品一般在最初4～6min内能承受较高温度（177～190℃）的气流，此时料温不超过100℃，因此不致大量损失营养价值。其后冷却约7min后得到成品。132133（二）水产饲料挤压膨化加工工艺水产饲料挤压膨化加工工艺(1)用挤压膨化机可生产浮性、悬浮性、沉性鱼虾膨化饲料。工艺过程：清理除杂——除铁——微粉碎——筛分——配料——混合——调质——挤压膨化——切断——干燥——冷却——微量元素喷涂——油脂喷涂——成品包装。1、清理：除去杂质和铁质以保护膨化机的螺杆、螺套，避免堵塞模孔。2、微粉碎：粉碎细度控制在16目（孔径约等于1.0mm）筛上物低于9%为宜。粉碎物料应达到90%以上通过80目。3、配料混合：一般由微机控制配料、然后混合。1354、调质：调质好的物料应达到湿基含水量为25%～32%，温度65～100℃内为宜。浮性饲料湿基含水量应大于22%；沉性饲料湿基含水量为22%；悬浮性饲料湿基含水量不易控制。

实际生产中要通过实验来优选温度、湿度等工艺参数，已达到质量要求。调质时适量加入油脂，进入膨化机的油脂含量应≤5%。过高会对挤压产生影响。136水产饲料挤压膨化加工工艺(2)5、挤压膨化运行的工艺参数有：原料的物理性能、喂料速度、调质时加水、加蒸气量、调质后的温度、螺套里的压力、温度、切刀的转速等。物料经模孔后，压力释放至常压，水分蒸发，使得物料发生膨化，内部呈均匀一致的多孔状组织，在经切刀把它切成所需要的长度。6、干燥冷却产品出机水分高于20%，必须经过干燥处理，水分应将至12%以下贮存。采用振动流化床或颗粒干燥冷却机，达到后熟化和冷却的目的。137水产饲料挤压膨化加工工艺(3)7、筛分利用颗粒分级筛筛出粉状物料，成品进入下一道工序。8、油脂喷涂油脂喷涂机可以进行油脂、维生素、香味剂的喷涂。可增加必要的饲料成分，同时改善成品表面感官质量。9、成品包装采用电子称重打包机，完成包装过程出厂。138水产饲料挤压膨化加工工艺(4)139（三）宠物饲料挤压膨化工艺140（四）全脂大豆膨化工艺1、膨化大豆是生产高档饲料的优质原料。2、加工工艺：清理、粉碎、混合、挤压膨化、冷却、包装。3、清理是必需的，防止磨损螺杆和螺套以及堵塞模孔。4