影響顆粒飼料耐久性指數(shù)PDI的因素及其控制

1、影響顆粒飼料耐久性指數(shù)PDI的因素及其控制顆粒飼料耐久性指數(shù)PDI（ Pellet Durability Index ）是反映顆粒飼料質(zhì)量最主要的指標(biāo)之一，它是用來衡量顆粒飼料成品在輸送和搬運(yùn)過程中飼料顆?？蛊扑榈南鄬?duì)能力。它的操作是把冷卻篩分后的顆粒飼料樣品放在一個(gè)特制的回轉(zhuǎn)箱中翻轉(zhuǎn)一固定時(shí)間，模擬飼料的輸送和搬運(yùn)過程，在樣品翻轉(zhuǎn)后通過篩分，最后計(jì)算篩上物和總量的比值，即為顆粒飼料的耐久性指數(shù)PDI。PDI越大，說明顆料抗破碎能力越強(qiáng)，顆粒質(zhì)量越好，飼料利用率越高。該項(xiàng)操作規(guī)程由美國堪薩斯州立大學(xué)谷物科學(xué)技術(shù)系首創(chuàng),后被美國農(nóng)業(yè)工程協(xié)會(huì)采納，并逐步被世界各國飼料界所認(rèn)同。我國的該項(xiàng)指標(biāo)是用粉

2、化率來表示的，其操作原理也是采用回轉(zhuǎn)箱的方式，取細(xì)粉和總量的比值作為粉化率值，其值是PDI的倒數(shù)，表明粉化率值越大，顆粒的抗破碎能力越差，顆粒質(zhì)量差，其利用率越低。根據(jù)筆者的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，影響顆粒飼料PDI的因素是多方面的， 為了合理控制顆粒飼料的PDI，本文將從配方、粉碎粒度、調(diào)質(zhì)制粒工序、冷卻工序、篩分工序等幾方面分別進(jìn)行討論。1、飼料配方對(duì) PDI的影響配方是各種原料的組合，它是影響顆粒飼料耐久性指數(shù)PDI的主要因素。有研究表明，配方在各種影響因素中所占的比例大約在40%左右（劉沛民，2003）。配方中的各種原料組分對(duì)整個(gè)PDI的貢獻(xiàn)率是不同的，根據(jù)不同原料對(duì)PDI的貢獻(xiàn)率大小不同，B

3、oerner（ 1992）把一些常用的原料給出不同的顆粒質(zhì)量系數(shù)（PQF），如表1。顆粒質(zhì)量系數(shù)越大的原料，制出的顆粒越結(jié)實(shí),PDI越高，反之則越低。如表中的膨潤土、木質(zhì)素，它們的PQF較高，一般作為粘結(jié)劑來使用；又如表中的酸性油,PQF為負(fù)的40,表明油脂類原料組分越多，制出的顆粒越松散，顆粒的PDI越低。一個(gè)合理的配方，既要考慮營養(yǎng)方面的需求，又要考慮制出顆粒的質(zhì)量，Boerner（1992）推薦的一個(gè)飼料配方的顆粒質(zhì)量系數(shù)至少應(yīng)大于4.7。原料品種PQF原料品種PQF大麥5酸性油-40油菜籽粕5.5膨潤土10大豆粕4飼料廠下腳料3.5血粉3乳清粉9高梁3燕麥2魚粉4石灰石7糖蜜5.5小麥

4、5小麥粗粉8豆類7礦物質(zhì)+維生素3木質(zhì)素50表1常用飼料原料的顆粒質(zhì)量系數(shù)原料中不同的營養(yǎng)成分及含量高低和來源亦對(duì)PDI有不同的影響。淀粉是飼料中的主要營養(yǎng)成分之一,般生淀粉不容易制粒，制出的顆粒較松散，但如果通過水熱作用進(jìn)行糊化，則其制粒性能大大提高，制出的顆粒表面光滑，冷卻后顆粒結(jié)合較緊密，顆粒的PDI較高。不同來源的淀粉其對(duì) PDI的影響也不同，一般大麥和小麥的淀粉就比玉米和高粱的制粒性能要好，這是因?yàn)槠渌矸鄣慕Y(jié)構(gòu)不同。蛋白質(zhì)也是飼料中的主要營養(yǎng)成分,天然蛋白質(zhì)在水熱作用下具有良好可塑性，制出的顆粒緊密結(jié)實(shí),PDI較高，但如果配方中的蛋白質(zhì)含量過高,因其影響蒸汽的吸收，反而制粒性能下

5、降。另外，配方中如果是外加的非蛋白蛋（如尿素），則會(huì)影響制出的顆粒的質(zhì)量。對(duì)于飼料中的纖維成分，一般少量的纖維（3%5%）對(duì)顆粒的質(zhì)量有利，由于纖維的相互牽聯(lián)作用，制出的顆粒硬度高，不易破碎，但配方中纖維含量較多，由于其本身具有彈性和吸水膨脹作用，制出的顆粒容易產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而容易破碎產(chǎn)生細(xì)粉。配方中的脂肪成分，如果是原料本身含有的脂肪，如豆粕等，對(duì)顆粒的PDI影響較小，且有利于制粒，減少對(duì)模具的磨損。如果是外加的脂肪，則對(duì)顆粒的PDI 影響較大，制出的顆粒較松散，細(xì)粉較多。一般外加脂肪不宜超過 3%，再多則需要采用后噴涂的方式進(jìn)行添加。2、粉碎粒度對(duì) PDI 的影響粉碎粒度越細(xì)，粒子的表面積越

6、大，粒子之間越容易結(jié)合，同時(shí)調(diào)質(zhì)時(shí)更容易吸收熱量和水分，淀粉的糊化度好，因此制出的顆粒較密實(shí)，光滑，不易產(chǎn)生裂紋和細(xì)粉。但由于粉碎工序能耗較高，原料并不是粉碎的越細(xì)越好， 應(yīng)根據(jù)顆粒的直徑大小和飼料品種合理選擇粉碎機(jī)的篩片規(guī)格和粉碎機(jī)類型。根據(jù)筆者的調(diào)研， 一般采用如下配置較為合理。對(duì)于畜禽料來說，一般選用普通錘片式粉碎機(jī)，顆粒大小和篩片的篩孔之間有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：生產(chǎn)0 45mm顆粒料，用$ 2.53mm篩孔;生產(chǎn)0 33.5mm顆粒料，用$ 22.5mm篩孔;生產(chǎn) 0 22.5mm 顆粒料，用 0 1.21.5mm 篩孔。對(duì)于魚飼料來說，一般要求粉碎后原料全部通過 40目標(biāo)準(zhǔn)篩， 60目標(biāo)準(zhǔn)

7、篩篩上物不大于 20%，多選擇篩孔直徑為 0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm 的錘片式微粉碎機(jī)。對(duì)于蝦飼料來說，一般要求粉碎后原料全部通過60 目標(biāo)準(zhǔn)篩， 95%通過 80 目標(biāo)準(zhǔn)篩，多采用超微粉碎。另外， 原料粒度的均勻性很重要， 粉碎后的原料中不能有過大的顆粒， 過大的顆粒不容易和其它原料結(jié)合以及影響調(diào)質(zhì)均勻性， 制粒后顆粒表面易產(chǎn)生凸凹不平現(xiàn)象和在大顆粒周圍產(chǎn)生輻射式裂紋，造成顆粒易破損， 影響顆粒的 PDI 。3、調(diào)質(zhì)對(duì) PDI 的影響調(diào)質(zhì)對(duì)顆粒飼料的 PDI 影響很大，經(jīng)過良好調(diào)質(zhì)后的原料制粒后粒子之間結(jié)合緊密，顆粒表面缺陷少，不易產(chǎn)生細(xì)粉，冷卻后顆粒硬度較高，在運(yùn)輸過程

8、中不易破碎。影響調(diào)質(zhì)效果的因素主要包括調(diào)質(zhì)溫度、調(diào)質(zhì)時(shí)間和調(diào)質(zhì)水分等。不同的飼料品種對(duì)調(diào)質(zhì)溫度、調(diào)質(zhì)時(shí)間和水分的要求是不同的。一般畜禽料的調(diào)質(zhì)溫度在7085 C之間，調(diào)質(zhì)時(shí)間2040s，調(diào)質(zhì)后水分1416% ;水產(chǎn)飼料的調(diào)質(zhì)溫度 8595 C,調(diào)質(zhì)時(shí)間40120s,調(diào)質(zhì)后水分 1518% ;對(duì)于一些含有熱敏性原料（蔗糖、葡萄糖、脫脂奶粉、乳清粉等）的飼料，溫度一般控制在60 C之內(nèi)，不然會(huì)產(chǎn)生焦化，堵塞環(huán)模，制粒困難。調(diào)質(zhì)需要的是高品質(zhì)的飽合蒸汽，對(duì)鍋爐及管道系統(tǒng)有較高的要求。鍋爐應(yīng)能提供穩(wěn)定的并且壓力在710公斤之間的蒸汽，然后通過高壓輸送管道，進(jìn)入車間內(nèi)的分汽包，最后經(jīng)過減壓閥減壓至1.5

9、4 公斤再進(jìn)入調(diào)質(zhì)器。在管道輸送過程中， 要通過合理布置一定數(shù)量的疏水閥排出蒸汽中的冷凝水，保證進(jìn)入調(diào)質(zhì)器的是飽合蒸汽。減壓閥應(yīng)安裝在離調(diào)質(zhì)器4.510m遠(yuǎn)的地方，不要離調(diào)質(zhì)器太近，以保證蒸汽在減壓后有足夠的空間和時(shí)間進(jìn)行度，以達(dá)到最佳效果，兩者的分級(jí)效果都應(yīng)控制在9899%以上。穩(wěn)定?？刂七M(jìn)入調(diào)質(zhì)器的手動(dòng)截止閥或自動(dòng)控制閥應(yīng)采用質(zhì)量有保證的廠家的產(chǎn)品，以保證調(diào)節(jié)蒸汽量時(shí)流量呈線性變化。4、制粒機(jī)參數(shù)對(duì) PDI 的影響對(duì)顆粒飼料 PDI 較有影響的制粒機(jī)參數(shù)主要包括產(chǎn)量、環(huán)模線速度、環(huán)模工作面積、模輥間隙和環(huán)模壓縮比等。在制粒機(jī)其它參數(shù)不變的情況下，產(chǎn)量越高，制出的顆粒越松散，粉料越多。這是因

10、為產(chǎn)量高時(shí)，其在?？字惺軘D壓的時(shí)間較短，其單位產(chǎn)量消耗的功率較少，顆粒壓實(shí)度不夠，因此，為了控制顆粒的PDI 質(zhì)量，制粒機(jī)應(yīng)該選用合適的喂料速度，控制產(chǎn)量。環(huán)模線速度或轉(zhuǎn)速高時(shí)， 飼料在擠壓區(qū)不容易形成合適的料層厚度且飼料難以進(jìn)入?？字?，造成壓輥和環(huán)模的相對(duì)滑動(dòng)甚至堵機(jī)，影響顆粒質(zhì)量，同時(shí)制出的顆粒以較大的離心力甩出，顆粒容易碰碎，表面裂紋較多。合適的環(huán)模線速度在 69m, 般難以制粒的原料選用較低的速度，容易制粒的原料選用較高的速度。環(huán)模工作面積越大，?？讛?shù)越多，在同樣產(chǎn)量下，飼料在?？字写臅r(shí)間較長，受擠壓的時(shí)間較長，顆粒的組織就越致密，因此制出的顆粒 PDI 較高。當(dāng)模輥間隙設(shè)置在 0.

11、10.5mm 之間時(shí)制粒機(jī)才能正常工作，在此范圍內(nèi)，間隙越大，顆粒機(jī)在同樣產(chǎn)量下消耗的功率越多，制出的顆粒 PDI 越高，這是因?yàn)樵跀D壓區(qū)壓輥對(duì)料層中的物料有一個(gè)預(yù)壓縮力。對(duì)于不同?？字睆降沫h(huán)模來說，一般壓制小直徑的顆粒選用較小的間隙，壓制較大直徑的顆粒選用較大的間隙。環(huán)模壓縮比是指環(huán)模模孔有效長度和?？字睆降谋戎?。對(duì)于同一孔徑的環(huán)模來說， 壓縮比越大， 則意味著環(huán)模有效厚度越厚，飼料在?？字袛D出時(shí)受到的摩擦阻力越大，擠出的顆粒越結(jié)實(shí)，因此，為了得到一個(gè)較高的顆粒PDI，可適當(dāng)增大環(huán)模的壓縮比。不同的顆粒飼料品種對(duì) PDI的要求是不同，一般對(duì)水產(chǎn)飼料的要求要比畜禽料的高，這是因?yàn)楦叩?PDI

12、可以增加顆粒飼料在水中的穩(wěn)定性，降低水體污染和飼料浪費(fèi)。環(huán)模壓縮比并不是 越大越好，因?yàn)楦叩膲嚎s比意味著高能耗和低產(chǎn)量，必須根據(jù)配方特點(diǎn)合理選擇，具體選擇方法就不再論述了。5、冷卻對(duì) PDI 的影響冷卻工序常用的是逆流式冷卻器， 其主要參數(shù)為冷卻風(fēng)量和冷卻時(shí)間。 冷卻過程中應(yīng)避免由顆粒冷卻不均勻 和冷卻風(fēng)量過大、冷卻時(shí)間過快造成的顆粒爆腰現(xiàn)象，以至使顆粒表面裂紋較多，容易破碎。冷卻器中的物料高 度在四周方向應(yīng)盡量保持平整，不然會(huì)引起串風(fēng)現(xiàn)象，造成冷卻不均。冷卻風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同的粒徑大小控制在22.631.3m3/min.t （張文良等， 2004）范圍內(nèi)，同時(shí)冷卻時(shí)間控制在 69min 左右。過

13、大的風(fēng)量和較短的冷卻時(shí) 間還易造成顆粒外表面和心部水分不一致，容易引起飼料破裂和發(fā)霉。PDI 和水中穩(wěn)定性。對(duì)于一些水產(chǎn)料，為了進(jìn)一步提高其 PDI ，提高水中穩(wěn)定性，經(jīng)常在冷卻前增加保溫熟化工序，然后再進(jìn)行 冷卻或干燥。實(shí)踐證明，這是一種可行有效的方法，可以明顯提高顆粒飼料的6、篩分對(duì) PDI 的影響篩分不直接影響顆粒的 PDI ，但如果篩分效果不好，造成包裝成品中粉料較多，到了用戶那里，相當(dāng)于降低 了顆粒飼料的 PDI ，造成飼料的浪費(fèi)。目前常用的分級(jí)篩主要有振動(dòng)分級(jí)篩和回轉(zhuǎn)分級(jí)篩，兩者的效果都較好。振動(dòng)分級(jí)篩應(yīng)根據(jù)物料的性質(zhì)、 流量來調(diào)整篩體的振幅， 回轉(zhuǎn)分級(jí)篩應(yīng)選擇合理的篩網(wǎng)規(guī)格和控制

14、合適的料層厚 總之，影響顆粒飼料耐久性指數(shù) PDI 的因素涉及到配方及生產(chǎn)的各個(gè)工序， PDI 并不是越高越好， 應(yīng)根據(jù)所生產(chǎn) 的飼料品種在原料的采購成本、加工成本及滿足實(shí)際需要之間找到一個(gè)最佳的平衡點(diǎn)。油脂添加系統(tǒng)的故障分析與排除 油脂添加系統(tǒng)是配合飼料廠的重要設(shè)備之一， 用于混合機(jī)中油脂等液體營養(yǎng)成分的添加。 在配合飼料中添加油脂 等液體營養(yǎng)成分，能改善飼料產(chǎn)品的適口性，提高飼料的熱能含量和品質(zhì)。因此油脂添加系統(tǒng)能否正常工作，是 生產(chǎn)順利進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要保證，下面分析該系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中常見故障及排除方法，供參考。液體添加系統(tǒng)噴不出液體該故障表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)電流升高， 拖動(dòng)吃力， 噴油泵

15、發(fā)出強(qiáng)烈噪聲， 壓力表壓力上升， 溢流閥自動(dòng)打開，液體流回儲(chǔ)液罐，智能流量儀顯示錯(cuò)誤并報(bào)警，原因多是管道阻塞。阻塞的原因，可能是有關(guān) 旋塞閥未打開（包括噴液電磁閥）、噴油嘴阻塞、周圍環(huán)境溫度低（特別是冬季）導(dǎo)致管道中的液體流動(dòng)性 變得粘稠甚至凝固，與管道內(nèi)壁的摩擦阻力增大，管道越長該現(xiàn)象越明顯。解決辦法是：檢修電磁閥；卸下油嘴 用細(xì)針通開并清洗；打開有關(guān)旋塞閥；氣溫低時(shí)， 生產(chǎn)結(jié)束后應(yīng)排盡管道中的剩余液體，或者采用蒸汽管道與 油脂管道并行的辦法，或在生產(chǎn)前預(yù)熱油脂管道，使管道中的粘稠凝固狀油脂變?yōu)橐簯B(tài)。另外若儲(chǔ)液罐至噴液泵的供液管道阻塞， 也會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)噴不出油的現(xiàn)象。 表現(xiàn)為噴液電動(dòng)機(jī)近似空轉(zhuǎn)

16、， 壓力 表無壓力顯示，溢流閥關(guān)閉，無液體流回儲(chǔ)液罐。除了采取上述辦法解決 外，還要清洗過濾器中的過濾網(wǎng)，定 期清除沉淀在儲(chǔ)罐底部的雜質(zhì)， 保證儲(chǔ)液罐中含有足量的液態(tài)油脂。 噴液電磁閥失控失控表現(xiàn)為電磁閥不能打開 或打開卻不能關(guān) 閉。不能打開會(huì)阻塞管道；能打開卻不能關(guān)閉會(huì)造成加油量超過規(guī)定值。其表現(xiàn)為電磁閥和智 能流量儀兩個(gè)方面故障。電磁閥故障：不能打開是電磁閥中的線圈開路，電源線路斷路。打開卻不能關(guān)閉是電磁 閥中的復(fù)位彈簧彈性降低，甚至失去彈性，不能使其中的動(dòng)鐵芯復(fù)位?；蛘呤莿?dòng)鐵芯彎曲，復(fù)位受阻，復(fù)位彈簧 的彈力不 足以使其復(fù)位，應(yīng)更換復(fù)位彈簧或動(dòng)鐵芯。智能流量儀故障：有種方式啟動(dòng)流量儀工作

17、，發(fā)出發(fā)油信號(hào)，控制電磁閥動(dòng)作。種啟動(dòng)方式為：人工啟動(dòng)、 高層控制機(jī)控 制和短接延時(shí)端子方式。其中任意一種方式都能啟動(dòng)流量儀工作。人工啟動(dòng)方式是按流量儀面板 上的發(fā)油鍵啟動(dòng)其工作，若啟動(dòng)失敗是流量儀內(nèi)部故障。高層控制機(jī) 控制方式是由上層機(jī)向流量儀發(fā)出控制信 號(hào)啟動(dòng)其工作， 若不能啟動(dòng)是上層機(jī)故障或流量儀故障， 也可能是通訊線路故障。 短接延時(shí)端子不能啟動(dòng)流量儀 工作， 是秤 斗門行程開關(guān)的常開點(diǎn)損壞或是秤斗門開門中間繼電器常開點(diǎn)損壞。 應(yīng)檢修行程開關(guān)或中間繼電器， 檢查常開點(diǎn)至延時(shí)端子的線路斷路否?；旌蠙C(jī)中噴油不均勻噴油 嘴中噴出的油脂呈霧化狀，方能使油脂與混合 機(jī)中的物料混合均勻?；旌蠙C(jī)中的

18、浮塵，附著在噴油嘴上與油脂混合形成結(jié)塊，噴油壓力不足等原因，都會(huì)導(dǎo)致 非正常 狀態(tài)噴油，嚴(yán)重時(shí)噴油呈線狀。應(yīng)定期清洗油嘴，調(diào)節(jié)溢流閥，提高噴油壓力，修改工藝，盡量減少管 道長度使噴油均勻。實(shí)際噴油量與規(guī)定值相差很大智能流量儀有兩種發(fā)油方式：閉環(huán)發(fā)油方式和時(shí)控方式。為便于分析，規(guī)定如下參數(shù)：pa：油脂密度，la :流量儀脈沖當(dāng)量值，ha：時(shí)控當(dāng)量，t :發(fā)油限時(shí)時(shí)間，p實(shí)際：實(shí)際油脂密 度，h實(shí)際：系統(tǒng)實(shí)際時(shí)控當(dāng)量，a：規(guī)定發(fā)油量，W：實(shí)際發(fā)油量，m：發(fā)訊器脈沖當(dāng)量。其中 Pa、la、ha、t、a等參數(shù)為向流量儀輸入的參數(shù)。閉環(huán)方式：若實(shí)際發(fā)油量W大于規(guī)定值a，是智能流量儀中輸入的 pa和la參數(shù)太小，亦即pa P實(shí)際，lam；若w a