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1、制粒设备与工艺,第五章,（1）概述 （2）环模制粒机 （3）制粒工艺流程及其相关设备 （4）饲料的调质 （5）颗粒饲料的质量评定,主要内容,一 制粒的目的,通过机械作用将单一原料或配合混合料压实并挤压出模孔形成的颗粒状饲料称为制粒。,第一节 概 述,制粒的目的是将细碎的、易扬尘的、适口性差的和难于装运的饲料，利用制粒加工过程中的热、水分和压力的作用制成颗粒料，改善饲料的适口性，降低料肉比，减少饲料浪费，降低环境污染。,制粒的目的,颗粒饲料优点,优点,提高饲料消化率,减少动物挑食,储存运输更为经济,避免饲料成分的自动分级，减少环境污染,杀灭动物饲料中的沙门菌,颗粒饲料的不足,电耗高,所用设备多,
2、需要蒸汽,机器易损坏,消耗大,部分营养成分受到一定程度的破坏,不足,密度低于1,二 颗粒产品的分类,颗粒饲料,硬颗粒,软颗粒,膨化颗粒,水分低于13%，密度1.21.3,含水量大于20%,三. 硬颗粒饲料的技术要求,1感官指标: 硬颗粒饲料产品的形状要求大小均匀，表面有光泽，没有裂纹，结构紧密，手感较硬。,对虾饲料,鸽子饲料,翘嘴红鲌鱼饲料,原虾饲料,膨化血粉,肉骨粉饲料,鱼粉饲料,青贮饲料,1）颗粒直径,2物理指标：,3) 颗粒水分,南方12.5%,北方地区可13.5%,4) 颗粒密度,1.21.3g/cm3,一般颗粒能承受压强为902000Kpa，体积容量为0.600.75t/m3。,直径
3、或厚度为120mm，可参照表中的数据,2) 颗粒长度,长度为其直径的1.52倍,适宜的颗粒直径,四.制粒机械的分类,对辊式制粒机,螺旋制粒机,环模制粒机,平模制粒机,硬颗粒制粒机,软颗粒制粒机,本节小结,制粒的目的、产品分类、硬颗粒饲料的技术要求及制粒机的分类,课后思考,简述制粒的目的，优点及缺点,第一节 概 述,一、一般构造,第二节 环模制粒机,环模制粒机,料斗,喂料器,除铁磁选装置,搅拌调质器,料槽,压制室（环模、压辊）,主传动系统,过载保护及电气控制系统,齿轮传动、皮带传动,电磁调速器,无极调速,17150r/min,为保证从料仓来的物料能均匀的进入制粒机，通常采用螺旋输送机作为给料器来
4、均匀的给制粒机喂料。由于开机、关机以及物料品种和模孔大小的变化，制粒机的给料量都是变化的，所以给料器要在一定范围内无极调速，通常选用电磁调速器来控制给料器的转速，一般控制在17150r/min的范围内。,1给料器（喂料器）,通用型调质器的机构与连续混合机相同。喂料器将一恒定的粉状饲料均匀地喂入调质器。在这里，粉状饲料与蒸汽和其它需要添加的液体原料，如油脂、糖蜜等得到充分的混合，并将调质好的物料输送至压制室。调质器也叫水热处理绞龙，它的主要作用是通过水、热处理，增加物料的塑性和弹性，有利于物料成形。,2调质器,桨叶或绞龙,喷嘴,蒸汽、糖蜜或水,畜禽饲料,20秒,特种动物、水产饲料,20分钟,调质
5、器,延长调质,改变普通调质器桨叶的转速或者角度,多级调质,3层加强夹套调质器,3.膨胀器,物料,膨胀器,调质器,团状、絮状物料,油脂、糖蜜,蒸汽,3.膨胀器,膨胀器,改进颗粒饲料质量，增加生产力,提高制粒前的油脂和糖蜜的添加比例,改进高谷物含量饲料的淀粉水解,在高温、高压作用下，可减少或消除饲料中 无用而有害的微生物、细菌和真菌。,可高达1525,造价较高，高温、高压也会影响饲料中的某些维生素、药品等有营养价值的物料。,4. 压制机构,压制机构,环模（压模）,压辊,匀料板,调节机构,1)压辊,压辊,齿形压辊,窝眼式压辊,碳化钨压辊,闭端式,开端式,对粉料实际进行压缩作用的模孔长度。,2）环模（
6、压模）,环模的结构主要参数,Q：环模内径,B：环模总宽度,W：有效宽度,d：模孔直径,一般为2.019.0mm,l: 模孔有效长度,T: 模孔总长度,D：入口直径,D2/d2,L/D,长径比,压缩比,环模的总厚度, 孔形,直形孔,阶梯孔,外锥孔,内锥孔,最常见,小粒径的物料,粗纤维含量多的物料,牧草类等体积大的物料,孔形,开孔率,压模材料,20%30%,不锈钢,铸钢,碳钢,青铜模,合金钢,40005000t,安全装置,传动,安全销,齿轮,三角带或防滑平皮带,自动控制,手动 8085%,环模,粉料温度,蒸汽及糖蜜或其它液体的添加量,负荷,给料量,二制粒机的工作过程和受力分析,物料,调质器,喂料器
7、,物料,油脂、糖蜜,蒸汽,压制室,除铁粉料,（一） 颗粒成形的工作过程,（一） 颗粒成形的工作过程,（二） 制粒过程中物料的受力分析,供料区,压紧区,挤压区,成形区,物料基本不受机械外力，,挤压力逐渐增大,孔隙更小,粉粒基本上还未变形,挤压力急剧增大,粉料产生变形联接,挤压力最高,压模模孔内,物料压入模孔,挤压力要大于摩擦阻力。,弹性、塑性变形,粉料紧贴在环模内侧,离心力,三、制粒机的自动控制,（一）概述,颗粒制粒机,消耗量高,工人的操作环境较差,主机负荷产生波动大 甚至压模堵塞、停机,工人的劳动强度大；影响制粒产量,颗粒饲料制粒机自动控制的意义,提高劳动生产率,降低能耗及生产成本,延长压模、
8、压辊使用寿命,改善劳动强度和劳动条件,（二）制粒机的结构组成和功能,喂料器,调质器,压模和压辊,主物料流量,调速装置,温度监测器,压力表,蒸汽、糖蜜调节阀,主电机电流,执行目标,执行机构,影响控制目标与执行机构的关系主要因素,物料性质,压模孔径,进料量,蒸汽、糖蜜添加量,蒸汽压力,物料温度,物料水分,恒值,进料量,主电流,蒸汽添加量,温度,（三）制粒机开环控制,人工操作控制过程,目测,质检,不调整,调整,主电机 电流表,调节喂料 电机的转速,主电机负荷 及产量,蒸汽 压力表,操作阀门,改变蒸汽 液体添加量,控制温度,制粒机开环控制特点,质量不稳定,粉料温度,蒸汽添加量,物料流量的不稳定,煤质、
9、蒸汽输送损耗、天气,电压及频率波动 调整控制器时漂,控制手段,2030分钟取样,没有温度检测装置,人为因素,开环控制特点,产量低、单位制粒能耗增加,70%75%,设备使用寿命缩短、维护费用增加,操作工劳动强度大、劳动条件差,蒸汽、液体添加量、温度、,（四）制粒机闭环控制,主物料流量、主机电流,当现场蒸汽、液体添加量和主物料流量受到各种扰动因素时，实际控制值与设定控制值会产生偏移（误差），通过智能控制仪表的数字PID调节，能连续、快速地得到修正，使实际控制值与设定控制值达到一致（在允许的误差范围内）。 最终使蒸汽、液体添加量和主物料流量保持在最佳配合模式及最佳工艺条件状态。,颗粒制粒机自动控制的
10、优点,（五）主要技术指标及性能,电流,温度,系统配有液体添加量的模拟量I/O接口,控制精度5A,适配功率37160kW,带标准串行通讯接口RS-232C（电流环),微机上显示出和打印,控制精度5,系统设置的参数均能得到永久性保护；定量数据实现掉电保护,手动/自动能自由切换,系统显示电流值、温度值、液体添加流量、电动调节阀的开度值,（六）控制器工作原理,控制目标,主电机负荷,调质后粉料温度,控制对象,喂料流量,蒸汽添加量,（七）系统控制对象特性,控制周期整定,现场观察,5秒和8秒,主机电流和温度纯滞后时间,主机电流和温度的关系,既相对独立，又相互联系、影响。,电流和温度的关系,相对独立,相互联系
11、、影响,在一定的范围之内： 当温度不变时，主机电流产生偏差，则调节主物料流量； 当主机电流不变时，温度产生偏差，则调节蒸汽添加量。,当温度上升或下降时，主机电流会减少或增加； 当主机电流增加或减小时，温度也会下降或上升。,温度对电流的影响较大；电流对温度的影响较小。,（八）自动控制PID控制,制粒机控制对象固有特性,大纯滞后环节,双变量（主机电流和温度）的相互影响,调速电机的“失速”和物料的堵塞,执行机构输入/输出控制呈非线性,控制精度是本系统主要考核指标,软件在数字PID算法处理上以及非线性校正上采用了多种新技术,四.平模制粒机,平模制粒机,喂料调质机构,压制机构,出料机构,传动机构,电气控
12、制系统,蒸汽系统,(一)平模制粒机的结构,(二)平模制粒机的分类,动辊式,动模式,动辊动模式,平模制粒机,(三)平模制粒机的工作原理,物料,压制机构,调质器,颗粒料,油脂、糖蜜,蒸汽,料斗,物料,中型动辊式,(四)平模制粒机的优缺点,优点,结构简单,制造方便,价格低廉,缺点,压辊内外侧线速度不一致,压辊内外侧摩擦不一致,物料受力不一致,压辊制作成锥形,本节小结,1.环模制粒机一般构造 2.制粒机的工作过程和受力分析 3.制粒机的自动控制 4.平模制粒机特点,课后思考,1.简述环模制粒机一般构造. 2.结合制粒机的工作过程对物料进行受力分析. 3.简述制粒机自动控制中控制器的工作原理.,第二节
13、环模制粒机,一、冷却器,第三节 制粒工艺的其它设备,出压制室的颗粒特点,温度高,7595,水分高,14% 18%,颗粒较软,冷却器工作机理,高温 水分,不饱和冷空气,不饱和冷空气,温度升高,温度升高,水分 降低,冷却器,逆流式,立式,卧式,常用冷却器,(一)立式冷却器,1.塔式冷却器,塔式冷却器的结构,进料机构,匀料机构,风管,吸风管,进料门,出料门,联动机构,机架,结构简单，制造成本低,（1）,工作原理,特点,操作维护简便,能耗低,冷却效果好,占地面积小,不锈钢筛板装拆容易,寿命长,自然空气对物料进行冷却,（3）主要技术参数,2逆流式冷却器,（1）逆流式冷却器工作原理,（1）逆流式冷却器工作
14、原理,特点,避免了冷风与热的颗粒料直接接触,采用关风器进料，且进风面积大,冷却效果显著,（2）主要结构,旋转闭风喂料器,菱锥形散料器,冷却箱体,上下料位器,机架,集料斗,滑阀式排料机构,菱锥形散料器,滑阀式排料,固定框,分隔框,排料框,导轨座,刹车电机减速器,偏心传动机构,滚轮,固定框调整装置,（3）逆流式冷却器主要技术参数,(二)卧式冷却器,翻板型,履带型,冷却不同直径和形状的颗粒料、膨化料,产量高,冷却效果好,履带型冷却器,主要结构,进料均料器,机头,匀料段,中间段,履带型传动链装置,机尾及出料斗,2.工作原理,2.工作原理,占地面积大,结构复杂,投资大,冷却效果好,冷却均匀,颗粒碎率小,
15、卧式冷却器,(三)影响冷却效果的因素,影响冷却效果的因素,颗粒产量,冷却时间,颗粒直径,吸风量,风压,1.冷却器的产量,冷却器,制粒机,直径,直径,产量,时间,风量,产量,大直径颗粒,2.冷却时间,影响冷却时间的因素,颗粒直径,饲料成分,内部组成,结构,冷却,表面冷却,内部冷却,颗粒直径和冷却时间的关系,吸风量与颗粒直径有很大的关系。随着颗粒直径的增大，吸风量也需增大。因此，在选取冷却器吸风量时，应根据大直径颗粒的吸风量来计算。但吸风量也不能选得太大，因为颗粒的冷却都是从表面开始的。如果风量过大，表面冷却过快，而颗粒内部仍是热的，水分仍较多，表面却已干燥，这样，颗粒表面易引起开裂，甚至颗粒出现发热结露现象，从而影响颗粒质量。所以，在颗粒冷却时，一般风量不宜太大，但冷却时间要长，即小风量，长时间冷却。这样才能保证颗粒内部和外部充分冷却，得到合格的冷却颗料。一般按每吨颗粒料吸风量2834m/mi
