虾饲料制粒机的设计

虾饲料制粒机的设计

NEWS.CHINA-AH.COM　　2005年04月14日　　

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   1．虾饲料质量指标

    《中国对虾配合饲料》（SC2002-94）的标准，包括物理指标和化学指标：虾饲料的色泽偏黑且一致，表面光滑，熟化程度好，大小均匀，切口整齐，长短相差不大，无发霉变质、结块和异味，制粒前粉料达80目以上，颗粒耐水性达2小时以上，混合均匀度 ≥95%。化学指标是：水分≤11%，pH值5.0~8.5，粗蛋白≥38%，粗脂肪3%~8%，粗纤维≤5%，粗灰分≤16%。

    2．制粒机主要组成部分

    制粒机是虾饲料生产中关键设备之一，它决定了虾饲料的许多物理指标，因此设计性能优良的制粒机至关重要，制粒机主要由调速喂料器、调质筒、压粒室和蒸汽系统等4大部分组成，下面就逐一分析每一系统。

    2.1 调速喂料器

    2.1.1 结构特点　调速喂料器是用来完成物料破供和均匀送料的，生产虾料的粉料均达80目以上，流动性差，很容易结拱，常会造成调速喂料器空料现象，使制粒机不能正常工作，为此，采用传统式螺旋喂料器已经不能满足送料要求，而应设计三轴式破拱喂料器，这种喂料器的特点是：

    ①三根轴形成倒“品”字结构，上面两根轴焊接了互相错开的桨叶，两轴转动时桨叶把物料搅散，减少物料结拱，使之松散地进入底下螺旋输送机并送往调质筒。
    ②与压粒仓连接的面积大，是传统喂料器的3~3.5倍，利于物料均匀喂入。
    ③传动机复杂，造价较高（可参见图1上部）。

    2.1.2 螺旋输送机输送量计算

    式中：
    D??螺旋叶片直径（m）
    S??螺旋叶片螺距（m）
    φ??物料输送系数，一般取φ=0.85
    k??倾斜输送系数，水平输送状态，取k=1.0
    γ??物料容量，粉状饲料一般取γ=0.5t/m3
    n??螺旋轴转速（r/min）

    例如：93KWS-160型制粒机的喂料器有关参数：D=0.25m，S=0.15m，φ=0.85，=0.5t/h，k=1.0，带减速器调速电机的减速比为17，那么调速电机转速nt与螺旋转速n关系为：n=nt17，把上述参数代入公式：
    Q=47.1D2Sγn
    = 47.1×0.252×0.15×0.85×0.5×1.0×nt17
    = 0.11nt（t/h）

    很显然，喂料器的输送量Q与调速电机转速nt成正比，线性关系，设计者应把这种函数关系画成曲线图并印刷成不干胶纸张贴在制粒机上，便于操作者掌握调速表转速、产量与压粒电流的关系，正确指导制粒工操作。参见图2。

    3．调质筒

    调质筒是利用旋转的搅拌轴扬起粉料与蒸汽强烈混合，从而使粉料糊化、消毒，利于压粒和喂养。影响粉料的熟化效果的因素有：蒸汽温度、调质筒数量、调质时间等。

    3.1 蒸汽温度

    一般生产虾饲料要求蒸汽压力为0.2~0.4Mpa，温度85~100℃，以保证粉料高度熟化，使压出的颗粒色黑光亮，切口整齐，粉率低。

     所有调质筒的蒸汽管道应集中安装在一个汽包上，便于统一操作。蒸汽应从切线位置进入调质筒的夹层，夹层使蒸汽沿轴向喷出，让蒸汽与饲料混合更强烈，糊化效果更好。以往一些厂家设计的蒸汽口垂直对着调质轴，工作时蒸汽正好喷射着调质轴，这样既达不到糊化饲料的作用，同时蒸汽容易“汽蚀”而割断调质轴，这是一个不可忽视的问题。

    3.2 调质筒数量

    调质筒越多调质时间越长，粉料熟化效果更好，但投资成本高，所以一般设计3层调质筒就可以了。每层调质筒应设夹层保温装置，以起保温作用，利于调质。调质筒直径在250~500mm范围内，环模内径小于350mm制粒机，调质筒直径可选250nm，环模内径大于400nm制粒机，调质筒直径选用350nm以上。调质筒长度是它直径5~6倍。如华达 93KWS?110制粒机的环模内径为425mm，长度为2500mm。

    3.3 调质筒转速

    生产虾饲料的调质筒转速与生产禽畜料的不同，前者偏低（150~200r/min），后者偏高（250~300 r/min）。转速偏低是为了延长粉料在调质筒的停留时间（30~60s），提高熟化效果。

    4．环模

    压粒室主要由环模、压棍、驱动盆、切刀、外罩和主轴等组成，粉状饲料进入压粒室的环模与压棍之间，转动的环模驱动压棍自转把粉料从环模小孔挤出去粉状饲料便成颗粒饲料，安装在外罩的切刀把颗粒切成符合要求的饲料。

    环模是制粒机的关键零件，也是易消耗的零件之一，它直接影响挤压出来颗粒饲料的质量，考核环模的主要指标是压带面积、材料、使用寿命、压缩比、小孔粗糙度、转速等。

    4.1 压带面积

    指环模压制饲料的面积，也就是环模与压棍的接触面，该面积越大制粒产量越高，压带面积计算：
    A=πDB
    式中：
    D=环模内径（mm）
    B=压带宽度（mm）
    一般地，压带宽度取B=（0.25~0.45）D，具体如下：
    ①当D≤300mm时，B=(0.25~0.30)D；
    ②当D≥300mm时，B=(0.35~0.40)D。

    设计时注意：环模内径相同制粒机，齿轮型比皮带型的压带要宽些，这是因为两者的主轴受力不同决定的。

    4.2 材料

     环模材料分中碳合金钢和不锈钢两大类，中碳合金钢有20CrMnTi、40Cr、35Crmo等，这些材料刚度和韧性都比较好，热处理硬度为HRC55- 66，具有良好的耐磨性，使用寿命较长。不锈钢材料有4Cr13、3Cr13、2Cr13等，热处理硬度为HRC55~62。

    4.3 压缩比和粗糙度

     环模小空压缩比（径长比）根据虾饲料的配方和原料的品质不同而异，一般比值范围为14：1~32：1，常用值16：1、18：1、22：28：1等，碳钢环模取较小的压缩比。不锈钢环模取较大比值，这是因为不锈钢材料的钻削和抛光性能比碳钢材料好。压缩比越大，压出来的颗粒就越结实越光滑，但加工成本相应提高。

    粗糙度与压缩比是有矛盾的，压缩比大，粗糙度加工就有困难，环模就难以出料，所以粗糙度也是衡量环模质量的重要指标，一般粗糙度值为0.8~1.6。

    4.4 转速

     就相同环模内径的制粒机而言，水产饲料颗粒机的环模转速偏低，这样使压制出来的颗粒更结实光滑，利于提高饲料品质，所以相同环模内径制粒机，压制虾饲料的环模转速是压制畜禽料环模转速的50%~60%，如华达93KWS110制粒机，当它用于生产虾饲料，环模转速为216r/min。

    4.5 环模内径

     到目前为止，制粒机环模内径已基本形成系列化，那么，哪些型号的制粒机更适合生产虾饲料呢？综合产量、饲料品质和操作等方法来考虑，建议优先选用环模内径为350mm、400mm、420mm、508mm、550mm的制粒机，因为这些制粒机转速不高，颗粒不易被甩断，产量稳定，耗能低，工人操作方便。

    生产虾饲料制粒机的设计除以上要注意问题外，还有制粒机的结构、材料、外形、加工质量都是很重要的，在此就不详述了。

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