饲料调质工艺与设备的讨论

蓝天下的心跳

调质是饲料制粒和膨化工艺的重要组成部分，自饲料制粒机与饲料膨化机问世以来，饲料调质工艺与设备一直在不断的发展，特别是近20年国内外水产养殖的迅猛发展，由于水产饲料对耐水性等特殊的需求，使饲料调质工艺与设备突飞猛进的发展，出现了百花齐放的局面。为了更好地了解饲料调质对成品质量的影响，现对饲料调质的工艺与设备进行一些讨论。 1 饲料调质的目的与调质机理    　　饲料调质就是饲料熟化过程之一，使生粉料转化为具有一定熟度的粉料，饲料良好的调质工艺和设备有利于饲料制粒和膨化成型。 　　1.1 饲料调质的目的 　　1.1.1 有利于饲料制粒成型    　　使饲料易制粒成型，降低制粒的粉化率。 　　1.1.2 提高饲料的消化吸收率    　　使蛋白及淀粉等组分的消化吸收率可提高10%～12%。 　　1.1.3 增加水产颗粒饲料在水中的稳定性    　　提高了淀粉的糊化度，使颗粒饲料在水中的稳定性可达30min，最长达3～6h，其稳定性主要是取决于配方和调质性能。当然制粒过程亦有助于提高水中稳定性。 　　1.1.4 提高制粒机的产量，降低电耗    　　提高制粒机的产量达25%～50%以上。 　　1.1.5 减少压模和压辊的磨损    　　压模和压辊的寿命延长30%～50%。 　　1.1.6 破坏和灭杀有害因子达20%～60%以上。 　　1.1.7 调质过程中可添加2～3种液态组分。    　　由于调质过程是饲料经一定时间的热量和质量（水分）蒸汽处理，所以，高温的蒸汽对饲料热敏组分将产生不同程度的损失。如何既能减少热敏组分的损失，又能使饲料获得良好调质效果的工艺，至今尚未得到较好的解决，说明在饲料调质工艺和热敏组分的品种及添加工艺上，还很多课题需进行共同研究提高。现就饲料调质工艺设备进行如下分析讨论供参考。 　　1.2 饲料调质的机理和调质过程    　　饲料调质就是饲料水热处理的过程，饲料调质实际是气相（蒸汽）、液相（细微水分散的水滴）的热量、质量向固相（粉状物料）传递热量和质量的过程。蒸汽在饲料调质过程中，它既是传热体，又是传湿体。而且，饲料在调质过程中热量和质量不断地发生变化，调质亦是蒸汽中的热量和质量通过粉状颗粒物料的外表面向内部转移的过程。    　　粉状物料的调质是蒸汽均匀围绕粉状物料的周围，靠近颗粒物料的表面形成界面层的过程。调质过程的传热和传质的速度，决定于蒸汽和粉状颗粒物料内部与界面层的温度梯度、速度梯度、湿度梯度、物料性质（密度、颗粒大小、含水量）等因素。    　　当低温和含水分较低的固相粉状物料进入有一定转速的调质器内，蒸汽压力从200～400kpa降为常压，蒸汽温度从142.9～158℃降为100℃，这就开始进行生粉料的调质熟化。而物料熟化的关键是蒸汽的品质（指蒸汽含水量和焓值高低），由于蒸汽分为湿蒸汽，饱和蒸汽（干蒸汽），过热蒸汽（见图1）。三者的区别在于焓值（kJ/kg）和温度不同。湿蒸汽焓值较低，湿蒸汽和饱和蒸汽（干蒸汽）的温度相同（100℃），但饱和蒸汽焓值高于湿蒸汽。而过热蒸汽的焓值、温度高于前两者。湿蒸汽是水（细微分散的水滴）和蒸汽的混合物。如果对其继续加热量，焓值增加，蒸汽温度并不升高，该热能供给细微分散的水滴汽化的热能（汽化潜热），供热能越多，焓值越高，蒸汽含水量越低，蒸汽含量越高。含蒸汽的程度为蒸汽的饱和度（干度），如蒸汽的饱和度（干度）x=0.8说明80%是蒸汽，20%是细微分散的水滴。在常压下蒸汽含量达到100%，即在100℃饱和温度下，蒸汽就成为不含有水的蒸汽，这蒸汽就是饱和蒸汽。当对该饱和蒸汽继续加热，饱和蒸汽的焓值和温度继续增加，该蒸汽成为过热蒸汽，这过热蒸汽是制粒需要的蒸汽品质。如果随着蒸汽压力的增加，水的汽化温度亦随之提高，同样形成湿蒸汽，饱和蒸汽，过热蒸汽的需要温度亦相应提高. 高温的过热蒸汽，焓值高，热量多，无含水，过热蒸汽进入调质器内压力从200～400kpa降为常压，温度从142.9～158℃降为100℃后，转化为饱和蒸汽或湿蒸汽。同时蒸汽释放热量，饱和蒸汽的饱和度亦逐渐下降，饱和蒸汽中含水量逐渐增加，并继续释放热量，但蒸汽温度仍保持100℃。此时，热蒸汽和冷的固相粉状物料相遇，由于热蒸汽和粉状物料之间既有温度梯度（温度差），又有湿度梯度（湿度差）。所以，热蒸汽和冷固相粉状物料之间就既产生热量传递，又有质量（水分）的传递，热蒸汽与和固相粉状物料之间的焓值差,就是热量和质量传递的推动力。