顆粒料制作和粉料調(diào)質(zhì)問題的探討

linazhang · 發(fā)表于 2010-1-17 15:30:24

　　Keith C. Behnke教授美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)谷物科學(xué)和谷物工業(yè)系秦崇德譯

　　前言

　　二十五年前，我們中間很多打算進(jìn)入飼料業(yè)的人都被告知制作顆粒料是一條死路。這是由于當(dāng)時(shí)籠罩著西方世界的能源危機(jī)。當(dāng)時(shí)只是認(rèn)為未來的能源價(jià)格會(huì)過于昂貴因而制作顆粒料簡(jiǎn)直是浪費(fèi)。如今我們每年的顆粒料產(chǎn)量比以往任何時(shí)候都高，顆粒料在飼料總產(chǎn)量中所占的比例也比以往任何時(shí)候都高。這在一定程度上是由于能源的相對(duì)價(jià)格下降了，但主要還是因?yàn)樾笄蒿曫B(yǎng)者認(rèn)識(shí)到了飼喂顆粒日糧對(duì)畜禽的性能有很多好處。隨著畜禽飼養(yǎng)業(yè)綜合經(jīng)營(yíng)程度的提高，飼養(yǎng)業(yè)都必然地轉(zhuǎn)為使用顆粒料，他們認(rèn)為顆粒料制作是一種有活力的加工方法，可用以提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但是，在許多情況下，顆粒料都制作得非常差，不過這一加工方法仍然在普遍采用。
　　據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，最近許多研究都證明了，飼料的性能可隨顆粒料質(zhì)量的改善而得到提高。此外，我們中間很多與飼料加工商合作的人都感到，顆粒料的質(zhì)量是非常重要的問題，飼料公司也愿意花費(fèi)時(shí)間和資金來解決這一問題。然而，關(guān)于影響顆粒料質(zhì)量的各種因素有著什么樣的重要性，在人們中間卻存在著大量的誤解。影響顆粒料質(zhì)量的最重要的因素是:飼料配方(40%)、研磨(20%)、調(diào)質(zhì)(20%)、壓模選用(15%)以及冷卻和干燥(5%);寫在前述每一個(gè)因素后的百分?jǐn)?shù)代表了該因素在顆粒料總體質(zhì)量中所起作用的相對(duì)大小。重要的是要看到，配方加上研磨，可在粉料到達(dá)制粒機(jī)之前就已經(jīng)決定了顆粒料質(zhì)量的60%。因此,許多顆粒料質(zhì)量問題不可能通過改進(jìn)調(diào)質(zhì)方法和選用適當(dāng)?shù)膲耗６玫浇鉀Q。這決不會(huì)阻止我們進(jìn)行改進(jìn)質(zhì)量的努力，也決不會(huì)使顆粒料加工系統(tǒng)和操作人員不因出廠顆粒料質(zhì)量太差而受到責(zé)難。
　　本文的目的不是對(duì)每一個(gè)影響顆粒料質(zhì)量的因素進(jìn)行詳述，而只是集中討論一個(gè)問題，那就是調(diào)質(zhì)。雖然調(diào)質(zhì)遠(yuǎn)比壓模或壓輥表面的選用更為重要，但這一過程常常受到忽視，業(yè)內(nèi)多數(shù)人士對(duì)其的理解都很差，無論是設(shè)備供應(yīng)商還是飼料加工者都一樣。
　　近年來發(fā)生的大量變化影響著我們對(duì)于調(diào)質(zhì)問題的感覺。比如，當(dāng)前的許多日糧與前幾年相比,其中谷物的用量都比較少,而是用了較多的副產(chǎn)品。許多副產(chǎn)品，比如動(dòng)物蛋白質(zhì)粉、玉米面筋粉、面包房下腳，等等，甚至劣質(zhì)全棉籽，都已被用到了當(dāng)前的日糧之中。調(diào)質(zhì)對(duì)許多這類原料所起的作用，都沒有對(duì)谷物粉和大豆粕的作用那么有效,因此我們常常見到機(jī)器負(fù)擔(dān)過重、生產(chǎn)率下降以及/或者顆粒料質(zhì)量太差。
　　此外，營(yíng)養(yǎng)師經(jīng)常在日糧中添加高水平(>1.5%)的油脂,但卻幾乎毫不了解這會(huì)對(duì)顆粒料的質(zhì)量產(chǎn)生什么樣的影響。許多飼料廠都被迫使顆粒料的生產(chǎn)量增加到大大超過加工設(shè)施的額定設(shè)計(jì)能力,以滿足銷售量增長(zhǎng)的需要以及動(dòng)物飼喂的要求(對(duì)大型綜合性企業(yè)而言)。在有些情況下,粉料中的油脂量常會(huì)超過動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需要量卻只不過是為了增大顆粒料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量。這種做法對(duì)顆粒料質(zhì)量的危害是顯而易見的，但卻不得不就用這樣的顆粒料去喂豬和喂雞。
　　重要的是，我們的許多投入都會(huì)對(duì)顆粒料的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，但我們生產(chǎn)的顆粒料卻應(yīng)該是能夠耐受任何惡劣條件而在到達(dá)動(dòng)物面前時(shí)仍能保持原樣。要對(duì)于調(diào)質(zhì)過程具有良好的理解從而能按要求的生產(chǎn)率生產(chǎn)出質(zhì)量最優(yōu)的顆粒料，我們還有很長(zhǎng)的路要走。
　　“調(diào)質(zhì)”的定義
　　調(diào)質(zhì)，至少從我們的角度來看，包括對(duì)離開了攪拌機(jī)而到達(dá)制粒機(jī)壓模室之前的粉料所施加任何加工措施或所施用任何添加成分。因此，調(diào)質(zhì)，就包括了添加水和/或蒸汽、膨化、壓榨、預(yù)制粒、“熟化”，等等。對(duì)前述的每一種措施,都將在后文中加以討論,但我們應(yīng)該知道,在調(diào)質(zhì)期間所做的任何事情都應(yīng)該是為了對(duì)粉料進(jìn)行準(zhǔn)備使其適宜于接受最終的加工(制粒)。所采用的無論是哪一種調(diào)質(zhì)措施都必須以最優(yōu)的方式執(zhí)行，以便能以最合理的生產(chǎn)率生產(chǎn)出質(zhì)量最優(yōu)的顆粒料而不顯著破壞日糧中已有的養(yǎng)分。從以上的討論中可以看出，這是一項(xiàng)困難的任務(wù)。
　　盡管有了各種各樣調(diào)質(zhì)方法，我們還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這些方法中每一種都有其優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)每一種也都有其應(yīng)加以注意的缺點(diǎn)或負(fù)面影響。下文將對(duì)每一種調(diào)質(zhì)法進(jìn)行討論，討論其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并就如何適當(dāng)?shù)貙?duì)這些方法加以利用，以便生產(chǎn)出質(zhì)量最佳的顆粒料而提出我們的建議。
　　各種調(diào)質(zhì)方法的介紹
　　大氣調(diào)質(zhì)器
　　本文將制粒系統(tǒng)常用的典型調(diào)質(zhì)器稱為“大氣調(diào)質(zhì)器”(atmospheric conditioner)。如其名稱所顯示的那樣，這類調(diào)質(zhì)器是在大氣壓力下工作的,并且通常就處在環(huán)境條件之下。一般來說，大氣調(diào)質(zhì)器基本上是單缸的, 其上安裝了一個(gè)攪動(dòng)軸。缸體尺寸隨設(shè)計(jì)的不同而異,總的來說，其直徑為15-30英寸，長(zhǎng)度為5-15英尺。攪動(dòng)軸上通常有鉆孔,以便安裝若干可調(diào)節(jié)或可更換的槳葉。
　　調(diào)質(zhì)器的功能是為蒸汽和原料粉料的密切接觸提供條件。前一篇文章已經(jīng)討論了有關(guān)蒸汽的質(zhì)量以及如何管理好蒸汽系統(tǒng)的問題,此處不再對(duì)此作進(jìn)一步的討論。然而，對(duì)于蒸汽與原料粉料之間如何相互作用的問題有所理解，對(duì)于理解和管理制粒系統(tǒng)的問題是極為重要的。
　　蒸汽調(diào)質(zhì)：在制粒加工過程中應(yīng)用蒸汽，主要是因?yàn)檎羝哂型ㄟ^冷凝而攜帶和傳送熱量的獨(dú)特能力。如果僅僅為了添加水分，那么采用一根澆花用的水管接上水龍頭就比應(yīng)用蒸汽更為經(jīng)濟(jì);同樣，如果僅僅為了獲取熱量，那么采用直接燃?xì)鉅t就比采用鍋爐更為價(jià)廉。然而，我們?cè)谡{(diào)質(zhì)過程中需要的大量的熱和水分，目標(biāo)是一個(gè)非常的精細(xì)的場(chǎng)所──原料粉料中每一個(gè)粒子的表面。因而，蒸汽是唯一能擔(dān)此重任的實(shí)用方法。
　　使相對(duì)較涼的粉料粒子與蒸汽密切接觸，蒸汽中的熱量就會(huì)傳遞給粉料粒子，使這些粒子的溫度升高。蒸汽每傳遞970英熱單位(BTU)的熱量給粉料粒子，就會(huì)有1磅水凝結(jié)于粉料粒子的表面。這一現(xiàn)象就象潮濕空氣中的水蒸汽凝結(jié)于冰冷的飲料罐上的現(xiàn)象。如果讀者能夠充分理解這一概念，那么他對(duì)大氣調(diào)質(zhì)過程的充分理解也就唾手可得了。這是調(diào)質(zhì)過程中發(fā)生的最基本的過程。
　　原料粉料粒子表面一旦發(fā)生了液體冷凝，熱量和水分就都開始進(jìn)入粒子內(nèi)部，因?yàn)榱Ｗ颖砻婧蛢?nèi)部之間存在溫度差和濕度差。理解了這一點(diǎn)，就可以理解“陳化擴(kuò)散原理”(age-old principle of diffusion)，按照這一原理,物質(zhì)(這里就是熱量和水分)會(huì)從濃度高的區(qū)域移向濃度低的區(qū)域。蒸汽冷凝時(shí)釋放出的熱量就為驅(qū)動(dòng)這一移動(dòng)提供了能量。
　　谷物、蛋白質(zhì)餅粕和其它常用原料,通常都具有良好的絕熱特性(熱傳導(dǎo)系數(shù)很低), 所以熱量和水分在其中的移動(dòng)都比較緩慢。這樣就發(fā)生了大氣調(diào)質(zhì)最佳化的問題，這主要牽涉到原料粉粒子的大小和原料的滯留時(shí)間這兩個(gè)問題。
　　原料粉的粒子大?。喝绻陨纤鰺崃亢退值囊苿?dòng)都很緩慢的看法是確實(shí)的，那么順理成章的就是，粒子愈小，則在一定時(shí)間以內(nèi)熱量和水分就能愈徹底地穿入到粒子的核心部位。相反，粒子若比較大，那么熱量和水分就不能充分穿入具有比較堅(jiān)硬和干燥的核心的粒子內(nèi)部，這樣的粒子就不會(huì)有足夠的彈性以形成良好的顆粒料。
　　眾所周知，粉料粒子的總表面積會(huì)隨粒子大小的減小而增大。這一概念是極為重要的，因?yàn)檎羝褪抢淠谶@一表面上的，并且由此可見，總表面積愈大，則相對(duì)于每單位粉料重量的冷凝水量也就愈大。
　　顆粒料的質(zhì)量常因原料磨得較細(xì)而得到提高，主要的原因就在于細(xì)磨粉的粒子較小(熱量和水分向粒子內(nèi)部移動(dòng)得較快)，而粒子的總表面積較大( 蒸汽冷凝的水較多)。若要使大氣調(diào)質(zhì)達(dá)到最佳，那么我們就應(yīng)該盡量將原料磨細(xì)。
　　滯留時(shí)間：如前所述，我們所用的大多數(shù)原料都有著很高的絕熱值，因此熱量和水分都要經(jīng)過一定的時(shí)間才會(huì)穿入到每一個(gè)粒子的核心。所能利用的時(shí)間僅限于一個(gè)粒子穿過調(diào)質(zhì)室所用的時(shí)間，這一時(shí)間就被稱為“滯留時(shí)間”。
　　滯留時(shí)間的測(cè)定并不容易，也不容易測(cè)定得精確，因而，滯留時(shí)間實(shí)際上代表的是所有粒子在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的平均滯留時(shí)間?？梢躁P(guān)上進(jìn)料斗同時(shí)啟動(dòng)秒表從而粗略地測(cè)定滯留時(shí)間。制粒內(nèi)的物料量開始減少時(shí)立即觀察秒表讀數(shù)。采用這種方法，就可對(duì)物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的滯留時(shí)間得到一定的印象。其它測(cè)定法包括，向料斗頸注入染料,然后每2秒鐘一次由調(diào)質(zhì)室內(nèi)采集樣品?？梢砸姷剑S著時(shí)間的推移，樣品內(nèi)的色澤深度先是加深，然后減弱。將見到最深顏色時(shí)的時(shí)間作為平均滯留時(shí)間。采用鐵粒子追蹤劑也可得到類似的結(jié)果。
　　測(cè)定滯留時(shí)間的目的在于，若要獲得最佳的調(diào)質(zhì)效果，滯留時(shí)間也必須最佳才行，因而我們就必須知道從何處著手來解決這一問題。
　　這就提出了一個(gè)問題：最佳滯留時(shí)間實(shí)際上應(yīng)該是多長(zhǎng)呢?這個(gè)問題從未得到過充分研究，但多數(shù)研究的結(jié)果都表明調(diào)質(zhì)時(shí)間在30-90 秒之間時(shí)顆粒料的質(zhì)量和產(chǎn)量都會(huì)得到改善。所以，如果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，就都會(huì)有確實(shí)的機(jī)會(huì)使顆粒料的質(zhì)量得到提高。你必須了解調(diào)整之前的狀況，以便確定作出的改變所起的作用是有利的還是不利的。
　　增加滯留時(shí)間的幾種選擇：粉料通過調(diào)質(zhì)室的速度受到兩個(gè)因素的影響：1)槳葉的角度;2)攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速?？梢酝ㄟ^對(duì)這兩者的調(diào)整而實(shí)現(xiàn)最佳滯留時(shí)間。
　　槳葉的角度：一般來說，OEM調(diào)質(zhì)器的槳葉在制造廠內(nèi)就已設(shè)置成了前傾30-45度角。換句話說，隨著攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，所有的槳葉就將粉料驅(qū)趕向出料口。如果攪動(dòng)軸的速度較快(大于每分鐘150轉(zhuǎn))，可將槳葉的角度減小到比較中間的位置(5-15度)。換句話說,可以將槳葉的角度設(shè)置到幾乎與攪動(dòng)軸垂直的位置。這樣就可減弱每個(gè)槳葉的“泵出”作用從而延長(zhǎng)滯留時(shí)間。
　　在慢速(每分鐘80-100轉(zhuǎn))調(diào)質(zhì)器,槳葉可設(shè)置為與攪動(dòng)軸更為平行的位置(與攪動(dòng)軸成5-15度的夾角)，這一角度可將粉料掀起來從而將其帶到調(diào)質(zhì)缸內(nèi)四周。
　　設(shè)置槳葉的工作在最好的情況下也只是一個(gè)調(diào)試著進(jìn)行的過程。要注意的是，應(yīng)使進(jìn)料口處(即在調(diào)質(zhì)缸體的前四分之一處)的槳葉保持在出廠時(shí)設(shè)置的位置上，這樣可確保粉料被迅速向前驅(qū)趕入調(diào)質(zhì)器從而形成一個(gè)空虛的區(qū)域以便于蒸汽進(jìn)入調(diào)質(zhì)室。槳葉角度的調(diào)整應(yīng)在調(diào)質(zhì)器長(zhǎng)度方向上中央約50%處進(jìn)行。我們的建議是，槳葉的設(shè)置應(yīng)能使粉料在調(diào)質(zhì)器內(nèi)僅占據(jù)調(diào)質(zhì)器總?cè)萘康?0%。調(diào)質(zhì)器內(nèi)粉料太滿就會(huì)阻塞進(jìn)料斗從而發(fā)生機(jī)械損壞。此外，操作人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，延長(zhǎng)粉料的滯留時(shí)間會(huì)增大調(diào)質(zhì)器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的負(fù)荷從而造成過載。在馬達(dá)負(fù)載情況下測(cè)定其流出的電流，然后進(jìn)行調(diào)整，就可解決這一問題。
　　攪動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：第二個(gè)可加以優(yōu)化的因素就是攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。在談?wù)摳淖償噭?dòng)軸轉(zhuǎn)速之前,應(yīng)該先說明兩種普遍采用的做法。有些工程師主張采用一種稱為“抖床”(stirred bed)調(diào)質(zhì)的做法，而另一些工程師則采用“液床”(fluidized bed)調(diào)質(zhì)法。攪動(dòng)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)(液床法)會(huì)使粉料在通過調(diào)質(zhì)室的過程中被掀起來，目的是迫使粉料粒子進(jìn)入調(diào)質(zhì)室的頂部從而得以接觸該處的游離或過量的蒸汽，這樣就會(huì)有較多的蒸汽冷凝在粉料粒子上，蒸汽也可因此而得到比較充分的利用。
　　攪動(dòng)軸慢速轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)讓粉料沉積在調(diào)質(zhì)室底部而被“輕柔”地推過調(diào)質(zhì)室。這顯然會(huì)延長(zhǎng)粉料的滯留時(shí)間，但會(huì)使調(diào)質(zhì)室上部的蒸汽得以自由流動(dòng)而得不到利用。
　　許多設(shè)備供應(yīng)商在10-15年前放棄了30年前常用的慢速法而采用了快速法,而如今多數(shù)又都回頭采用了慢速法。調(diào)質(zhì)器設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是要使引進(jìn)的蒸汽得以密切地與較涼的粉料相接觸從而立即發(fā)生冷凝。這就需要在調(diào)質(zhì)器外殼上有多個(gè)進(jìn)氣口或者有一個(gè)較長(zhǎng)的縫隙供蒸汽進(jìn)入。無論采用什么樣的進(jìn)氣口，這些進(jìn)氣口都應(yīng)保持通暢以便使蒸汽以較低的速度進(jìn)入從而不會(huì)過快地穿過粉料。在調(diào)節(jié)攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速方面沒有什么特別的法則可循，只是轉(zhuǎn)速不應(yīng)過慢以便粉料能夠得到較好的攪動(dòng)并且通過調(diào)質(zhì)室的速度不致過低。應(yīng)避免使轉(zhuǎn)速低于每分鐘80轉(zhuǎn)以免粉料攪動(dòng)不良以及通過的速度過慢。
　　可通過更換傳動(dòng)皮帶和皮帶輪或在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上安裝變頻控制器(VF controller)來改變攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。由于幾乎不可能只試一次就得到所需的轉(zhuǎn)速，所以在有可能時(shí)，采用變頻驅(qū)動(dòng)是最佳的選擇。另有一種可能是，不同的飼料需要不同的轉(zhuǎn)速，原料的季節(jié)性變化也可能要求不同的轉(zhuǎn)速。若廠內(nèi)有不止一臺(tái)制粒機(jī)，那么可僅在一臺(tái)上安裝變頻控制器，待測(cè)出最佳轉(zhuǎn)速后就可將其它機(jī)器上攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速也固定在這一轉(zhuǎn)速。
　　無論在什么情況下都應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這兩個(gè)影響因素──槳葉的角度和攪動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速──是相互關(guān)聯(lián)而非相互獨(dú)立的。進(jìn)行精心的研究并保持詳細(xì)的生產(chǎn)記錄，就可獲得最令人滿意的結(jié)果。?調(diào)質(zhì)期間的加水：現(xiàn)已充分認(rèn)識(shí)到，水是顆粒料形成過程中起粘合作用的一種重要成分。如前所述，在典型的制粒過程中，唯一加入的水分是以蒸汽的形式加入的。筆者感到,在美國(guó)，多數(shù)地區(qū)每年至少有6-8個(gè)月的時(shí)間在制粒過程中水分量均顯不足。在玉米為主要谷物的地區(qū),每年新玉米開始到來時(shí)其中總是存在過量的水分。然而,隨著時(shí)間的推移，儲(chǔ)存的谷物逐漸到達(dá)市場(chǎng)，這時(shí)收到的谷物就比較干燥。
　　根據(jù)飼料配方的不同，調(diào)質(zhì)最佳的粉料中濕度約為16.0-17.5%，其中4-5%來自調(diào)質(zhì)過程。有時(shí)候，若不達(dá)到濕度上限水平就不能達(dá)到目標(biāo)溫度。還有些時(shí)候，谷物比較干燥，其溫度也比較高，這時(shí)若不超過目標(biāo)溫度就不能使足量的蒸汽進(jìn)入粉料。在谷物收獲年度的晚些時(shí)候，在調(diào)質(zhì)過程中增加1-2%的水分有利于提高顆粒料的質(zhì)量和生產(chǎn)率。關(guān)于加入多少水分，何時(shí)加入，以及如何加入的問題，還沒有得到充分的研究;然而，我們應(yīng)該考慮到，在谷物收獲年度的晚些時(shí)候生產(chǎn)出的顆粒料其質(zhì)量是否會(huì)較差。關(guān)于何時(shí)加入的問題，我們可有若干個(gè)選擇，比如加入攪拌機(jī)，或是加入調(diào)質(zhì)室。究竟何時(shí)加入為好，應(yīng)在當(dāng)?shù)赝ㄟ^試驗(yàn)來確定
　　其它類型的調(diào)質(zhì)器
　　二通調(diào)質(zhì)器或三通調(diào)質(zhì)器：為了延長(zhǎng)和控制滯留時(shí)間，有時(shí)候可以使用二通調(diào)質(zhì)器或三通調(diào)質(zhì)器，尤其在生產(chǎn)水產(chǎn)動(dòng)物飼料時(shí)更常采用此法?；旧?，在制粒機(jī)上方疊加2-3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)器就可達(dá)到目的。變速驅(qū)動(dòng)、多重蒸汽注入口以及蒸汽加熱套，都是可供選擇的各種設(shè)計(jì)。
　　二通或三通調(diào)質(zhì)器相對(duì)于單一的大容量調(diào)質(zhì)器來說，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是同樣可保持“先進(jìn)-先出”的順序。與比較新穎的調(diào)質(zhì)法相比,這種方法還有成本比較低廉的優(yōu)點(diǎn)。制粒機(jī)上方要留有足夠的凈空以便于進(jìn)行安裝。
　　蒸汽套調(diào)質(zhì)器：對(duì)于外套的狀況、傳送機(jī)或者調(diào)質(zhì)室都作出許多改進(jìn)，產(chǎn)生了不同程度的效果。采用這種調(diào)質(zhì)法的基本概念是，使用蒸汽套就可在加熱時(shí)不加入過多的水分。這當(dāng)然是一種很好的想法，但在實(shí)踐中卻是很難做到的。失敗的原因就在于熱量只通過調(diào)質(zhì)器壁的表面?zhèn)鹘o粉料，然而這一表面積與容量之比通常是很低的，以至于沒有多少熱量可傳遞給粉料，在調(diào)質(zhì)器容量較大時(shí)更是如此。
　　壓力調(diào)質(zhì)：這是制粒中的一種新概念，目前正在對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。其基本概念是, 提高調(diào)質(zhì)室內(nèi)的工作壓力。調(diào)質(zhì)室內(nèi)的壓力提高了，就可獲得212華氏度以上的調(diào)質(zhì)溫度。這一概念的原理是熱平衡定律，簡(jiǎn)單點(diǎn)說，就是高壓可迫使水分和熱量比在大氣壓下更快和更徹底地進(jìn)入產(chǎn)品。使粉料進(jìn)入和離開高壓調(diào)質(zhì)室的難度是顯而易見的。離開的問題，可通過使壓模室和壓輥也成為高壓區(qū)的一部分而加以解決。進(jìn)口處則用裝有彈簧的壓力板蓋住以保持壓力，進(jìn)料時(shí)則由飼料將其頂開。
　　現(xiàn)場(chǎng)研究的初步結(jié)果是很有希望的。還有一些技術(shù)問題需要加以解決，但這些問題都不很嚴(yán)重。
　　新穎的調(diào)質(zhì)器
　　當(dāng)前市場(chǎng)上正在銷售的一些比較新穎的調(diào)質(zhì)器──壓實(shí)器(compactor) 和膨化器(expander)──引起了人們的濃厚的興趣。這兩種機(jī)器都使用機(jī)械能來增加最終制粒之前進(jìn)入粉料中的熱量。采用這種方法，就可不引入過多的水分，從而就可既無高水分帶來的壓輥打滑以及顆粒料過于潮濕的問題，又可獲得高溫帶來的好處，即提高淀粉的糊化率。以下的討論可望能幫助讀者理解每一種相關(guān)調(diào)質(zhì)器的基本概念以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　壓實(shí)器：這是產(chǎn)生于北美的一種比較新的調(diào)質(zhì)概念, 但已對(duì)歐洲的飼料加工商產(chǎn)生了顯著的影響。壓實(shí)器的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)室外加一個(gè)壓實(shí)室。壓實(shí)器的調(diào)質(zhì)部分比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)更為堅(jiān)固耐用，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)壓實(shí)室壓輥組件的動(dòng)力需由調(diào)質(zhì)器軸傳遞而來。除此之外，其余部分均適用于前述對(duì)大氣調(diào)質(zhì)器的討論。
　　這一新穎調(diào)質(zhì)器的“奧秘”在于經(jīng)調(diào)質(zhì)的粉料在壓輥的壓力下被迫通過一個(gè)狹窄的具有V形槽的環(huán)時(shí)發(fā)生的壓實(shí)和剪切。這一概念很難用詞語進(jìn)行描述,但最近一本貿(mào)易雜志(Feed Management, Dec. 1996)的一篇文章中有一幅圖，很好地顯示了這一系統(tǒng)的各個(gè)部分。
　　壓實(shí)室中有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的壓輥組件，該組件安裝在調(diào)質(zhì)器主軸上。緊挨壓輥組件之前有一個(gè)很大的支承系統(tǒng),從而可確保壓輥組件的準(zhǔn)直和穩(wěn)固。壓輥和V形槽環(huán)之間縫隙的調(diào)節(jié)方法與任何制粒機(jī)中的傳統(tǒng)壓輥調(diào)節(jié)法相同。
　　壓輥周圍圍繞著兩個(gè)很大的環(huán)，一個(gè)環(huán)是固定的，另一個(gè)環(huán)則是可動(dòng)的，并且由三個(gè)液壓缸控制。兩環(huán)之間的嚙合面被機(jī)械加工成V形，V形的內(nèi)側(cè)面的寬度與壓輥表面的寬度大致相同，而向外側(cè)面的寬度則逐漸變窄到幾乎為零。
　　運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可通過控制兩個(gè)環(huán)之間的縫隙以增大或減小粉料在壓輥的壓迫下通過縫隙時(shí)受到的壓力。通常，這一縫隙的大小可調(diào)節(jié)范圍很廣，從零到1.25英寸左右?？p隙大小的控制極為重要，必須用一個(gè)專門的控制器加以控制。用手工將其調(diào)節(jié)至最佳狀況幾乎是不可能的。
　　壓實(shí)器具有優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)的若干優(yōu)點(diǎn)，這可能使人們對(duì)其感興趣。制粒機(jī)上方僅需要極小的凈空。打開縫隙，這一系統(tǒng)就可以傳統(tǒng)的方式運(yùn)行。這一系統(tǒng)對(duì)電力的需要量較大，但比膨化機(jī)的耗電量略小。成本也較高，但仍比相當(dāng)?shù)呐蚧瘷C(jī)略低。
　　本文作者對(duì)于壓實(shí)器的經(jīng)驗(yàn)很有限，但本人已觀察到，加拿大的一家飼料廠采用了壓實(shí)器后顆粒料的質(zhì)量和產(chǎn)量都有顯著提高。環(huán)和壓輥的磨損是個(gè)問題，但看來保養(yǎng)的成本是比較低的。一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)是,每一批飼料加工后的清洗極為容易,最多也用不了10-15分鐘。
　　膨化器：現(xiàn)在已有許多來源的大量資料介紹了膨化技術(shù)在調(diào)質(zhì)過程中的應(yīng)用。如壓實(shí)器那樣，并且事實(shí)上也如制粒機(jī)本身那樣，膨化器中的熱量是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為磨擦而產(chǎn)生的。大部分磨擦來自粉料粒子相互之間的磨擦，但也有相當(dāng)大的部分來自粉料粒子與螺桿和缸體表面之間的磨擦。
　　膨化器，就其主要部分來說，是改良的擠壓機(jī)，主要的不同在于機(jī)上壓模的間隙是可變的。精心控制施加于壓模錐體部分的壓力，就可控制能量的多少，因而也就可控制擴(kuò)散入粉料中的熱量。工作狀況可由非常輕柔到相當(dāng)強(qiáng)烈，通常都可顯著提高顆粒料的質(zhì)量和產(chǎn)量。在多種因素(比如,調(diào)質(zhì)溫度、水分的量、日糧配方和飼料粒子的細(xì)度)的作用下,粉料中淀粉的糊化程度和蛋白質(zhì)的可溶度都可得到提高。最終，這些因素都可影響粉料粒子相互間的粘合，從而影響顆粒料的質(zhì)量。由于減小縫隙而造成流動(dòng)受限，膨化器可產(chǎn)生每平方英寸500磅以上的壓力以及120-130℃的溫度。在這些條件下的滯留時(shí)間為3-5秒，所以粉料物理變化的發(fā)生是非?？斓?。
　　采用這種方法除了有許多優(yōu)點(diǎn)(提高顆粒料的質(zhì)量和產(chǎn)量,并且在多數(shù)情況還可提高動(dòng)物的性能)之外，也還有一些必須加以考慮的缺點(diǎn),比如維生素效價(jià)降低、飼料添加劑(藥物)活性喪失以及某些蛋白質(zhì)的利用率降低。這些問題都還沒有得到解決，現(xiàn)在正在對(duì)其進(jìn)行積極的研究。
　　其它新技術(shù)
　　使人耳目一新的是,制粒加工技術(shù)50-60年來一直沒有什么變化，但如今新思想和新概念正在開始形成強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。前述制粒系統(tǒng)的壓力即為一例。美國(guó)的一家主要的擠壓機(jī)設(shè)備制造公司引進(jìn)了一個(gè)經(jīng)高度改進(jìn)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用了擠壓加工的多數(shù)長(zhǎng)處，同時(shí)控制了或排除了其大多數(shù)短處，比如高投資、高保養(yǎng)成本以及低生產(chǎn)能力。這一系統(tǒng)基本上是高度復(fù)雜的大氣調(diào)質(zhì)器和一臺(tái)短滯留時(shí)間的改進(jìn)型擠壓機(jī)的結(jié)合。在運(yùn)行過程中，調(diào)質(zhì)器提供滯留和接觸時(shí)間以優(yōu)化顆粒料質(zhì)量，而改進(jìn)的擠壓機(jī)部分則提供必要的壓力以迫使粉料通過具有適當(dāng)大小孔洞的壓模從而使其形成顆粒料。
　　與相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)制粒-膨化組合機(jī)型相比,這一概念具有一些非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，而顆粒料的質(zhì)量仍有同樣程度的提高?！癠P/C”(Wenger制造)，如所周知，與無膨化器典型制粒機(jī)具有相同的大小，所以其多數(shù)型號(hào)均無阻塞的問題。可以達(dá)到很高水平(>70%)的淀粉糊化，因而可產(chǎn)生質(zhì)量?jī)?yōu)良的顆粒料，并且還可能提高顆粒料的耐久力。即使在粉料中加入高水平(>10%)的脂肪，所產(chǎn)顆粒料的質(zhì)量仍然是可接受的。也許，對(duì)商品飼料加工商最有吸引力的特點(diǎn)是其速度以及壓模更換的簡(jiǎn)易性。在多數(shù)情況下，若要改變顆粒料的大小，只要花10-15分鐘的時(shí)間。所以,只要利用清理冷卻器的時(shí)間就可完成更換壓模的事。這實(shí)際上等于不需要花時(shí)間就可改變顆粒料的大小。
　　這是一種嶄新的技術(shù)，盡管顯然還需要對(duì)其加以深入地思考和研究以便進(jìn)一步提高其實(shí)用性，但這是一個(gè)很好的例子，它說明了飼料業(yè)目前正變得愈來愈具有動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)。
　　結(jié) 語
　　毫無疑問，調(diào)質(zhì)過程是任何飼料制粒系統(tǒng)中最重要的組成部分，尤其對(duì)于顆粒料的質(zhì)量來說則更顯其重要性。筆者堅(jiān)信，這可能也是制粒機(jī)操作人員、大多數(shù)飼料廠管理人員、以至于設(shè)備供應(yīng)商們理解最差的部分。本文的目的是探討調(diào)質(zhì)過程中人們理解較差的一些問題，同時(shí)指出每一種調(diào)質(zhì)方法各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。沒有任何一種調(diào)質(zhì)方法能夠滿足所有各種應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境下的一切要求。在多數(shù)情況下，并無必要更換整臺(tái)機(jī)器，只要采用一些方法來改進(jìn)目前型號(hào)的機(jī)器，就能以盡可能高的生產(chǎn)率生產(chǎn)出質(zhì)量最優(yōu)的顆粒料。然而，必須記住，所有與顆粒料質(zhì)量有關(guān)的因素都是相互關(guān)聯(lián)的，因而必須對(duì)這些因素加以綜合考慮才能取得成功。