調質器是調質工藝中的主要設備,其主要功能是對制粒前的物料進行水熱調制,使物料充分吸收熱量、水分及液體,使其達到或接近制粒工藝所需的要求,同時完成從供料器到制粒機的物料輸送。國內外研究表明調質是影響顆粒飼料質量的重要因素之一,它在顆粒飼料總體質量中所起的作用為20%左右。
1. 常用調質器的種類和工作原理
1.1 單軸槳葉式調質器
這是目前國內外飼料加工中使用zui早、應用范圍zui廣的調質器,結構簡單,其圓柱型殼體中間裝有一條攪動軸,軸上安裝多個可以調節、更換的槳葉。調質器工作時,物料在槳葉攪動下一邊繞軸轉動,一邊沿軸向前移動,運動軌跡近似于螺旋線。一般調質器的轉速為150~450r/min,在轉速一定的條件下,可以通過調整槳葉的拾物角度來控制物料的調質時間。此調質器長度為2~3m,物料可以在調質器內滯留20~30s,熟化度達20%左右,基本可以滿足一些普通顆粒飼料的調質要求。
1.2 多級槳葉式調質器
多級槳葉式調質器主要適用于水產飼料的生產,其槳葉的結構和普通的槳葉式調質器基本。由于水產飼料的粒子較細,且淀粉含量較低,為了加強其調質作用,通常采用三級調質器組合。槳葉調質器主軸上除了槳葉外,還均勻配置圓形撥齒,以增加物料前進的阻力和加強攪拌作用,提高調質溫度和調質的質量。調質器外部配有蒸汽夾套輔助加熱、保溫。三級調質時間為90~120s, 熟化度可提高到40%左右。
1.3 蒸汽夾套調質器
此類調質器結構與單軸槳葉式調質器相似,不同的是殼體采用雙層夾套,夾套內通入蒸汽起保溫作用。這種蒸汽夾套阻止了調質室與室外常溫大氣直接進行熱交換,有效地減少了熱損失,使調質器內部能保持較高溫度,同時適應在不同氣候環境下達到相同的質量。
1.4 雙軸槳葉式調質器
雙軸槳葉式調質器是為了解決現有普通調質器的調質時間短、液體添加量少和調質不充分的缺點,而開發出的一種新型調質器。其工作原理是,兩組槳葉在中間結合處作相向的向上翻動,故物料既有單軸的繞軸螺旋運動,同時在中間結合處又被槳葉拋向另一軸的運動區域,參加另一軸的螺旋運動,物料就在兩軸之間穿插向前運動,即成立體的“8”字形運動路線。因而物料的徑向運動路線比單軸大大延長,使得物料的軸向運動速度就有更寬的可變范圍。雖然調質器的長度同單軸差不多,但物料的調質時間卻可在十幾秒至3min內可調。另外雙軸差速還具有很強的混合作用,使得加進去的水分、蒸汽和糖蜜、油脂等液體,更易被混合均勻和吸收。同時具有較高相對運動的槳葉能相互“洗刷”,使這一類型的調質器有較高的自清潔能力,物料在調質室的殘留現象也有所改善。
1.5 顆粒飼料后熟化調質器
它是顆粒壓制機成型后的一種后熟化設備,又稱滯留器、后熟化器、顆粒穩定器等。其主要功能是:在生產特種水產顆粒飼料時(尤其是蝦飼料),為了延長顆粒飼料在水中的穩定性和提高飼料的消化率。利用顆粒飼料出模時的熱量,再通過添加有*的霧化蒸汽增濕,將顆粒飼料在容器內保溫穩定一定的時間,使顆粒飼料進一步淀粉糊化,達到熱量滲透和平衡,使顆粒的毛細孔縮小,表面更為光潔,從而達到熟化調質的目的。其主要結構由帶蒸汽盤管加熱夾套保溫的方形料倉、倉內頂部設有蒸汽噴霧環(環上開8~16個直徑2.5~3mm孔)、可控排料機構等組成。其熟化溫度可達100℃以上,容積為幾個立方,滯留時間>20min,產量為2~8t/h。
2. 調質對制粒的影響
2.1 對物料作熟化處理
大多數動物消化淀粉的能力很低,但能較大程度地消化熟淀粉。調質使物料在水熱作用下,淀粉的糊化度大幅度增加,同時還促進物料中的蛋白質受熱變性,變性的蛋白易于被酶解,從而提高了顆粒飼料的消化利用率。
2.2 對物料進行滅菌處理
大部分致病菌如大腸桿菌及沙門氏菌等有害病菌,不耐熱,采用調質器對物料在一定溫度下進行調質可以殺死這些病菌,使飼料衛生水平得到保證,這種通過調質器對物料進行滅菌的方法與藥物防病相比,具有成本低、無污染、無藥物殘留和副作用等優點。
2.3 調質設備可顯著提高顆粒飼料的耐水性
在調質過程中通過蒸汽的水熱作用,物料中的粘性組份糊化淀粉、變性蛋白可以充分發揮粘結劑的作用,能有效粘結周邊其他的組分,在壓模壓輥的擠壓下,粒子間相互結合得更加緊密,從而使顆粒飼料變得更加密實,外表光潔,在飼養過程中不易被水分侵蝕,增加了水中的穩定性。
2.4 提率
調質設備可以改善物料的制粒性,提高產量,節省制粒的能耗,提高制粒機壓模、壓輥的壽命。通過調質,物料得以軟化,更具可塑性,在與模孔壁、壓模內壁和壓輥外表的擠壓過程中,摩擦力減小,避免了制粒過程中大量的機械能轉變為熱能,同時減緩了壓模和壓輥的磨損。
3 常用調質器的選擇
一般畜禽顆粒飼料調質要求較低,調質時間較短,選用單軸槳葉式調質器即可滿足調質要求,要求稍高的畜禽料再增加一級調質器或延長調質器長度,增加其調質時間,即可滿足調質要求。對一般畜禽顆粒飼料在水中穩定性(不散失的浸泡時間)大于15min即可。魚蝦顆粒料要求高,特別是水中穩定性,對鰻魚和對蝦的顆粒料在海水中浸泡2h, 對蝦顆粒散失率小于12%,鰻魚應小于45%。為了滿足這一特殊要求,制粒前通常采用三級蒸汽夾套調質器或雙軸槳葉式調質器,確保調質飼料的熟化度和水中穩定性。
4 結語
調質的好壞直接影響到制粒機的產量、電耗和工作狀況,也關系到產品的質量和衛生狀況。因此在生產顆粒飼料時,配以合適的調質器,并進行正確的操作,才能取得較好的經濟效益。