浅谈虾料制粒机的压辊数量对颗粒品质的影响

■苏京波 毛 杰

(常州思贝德机械有限公司，江苏常州 213133)

虾颗粒饲料是饲料工业中硬颗粒饲料的一种，其颗粒品质要求高、配方成分多、工艺流程长、设备要求高。代表了饲料行业最高水平的一类硬颗粒饲料加工技术。每一个环节如果处理不好，都可能影响到颗粒的品质。

其中，制粒机是虾料生产的关键设备，也是影响颗粒品质的关键因素之一。因此，选择设计合理，性能优良的制粒机至关重要。制粒机主要包含以下部件：压辊组件，环模，主轴部件，转子部件，机座，传动装置等。按压辊数量来分，目前市场上虾料制粒机可分为两类，一类为两辊制粒机，如图1。一类为三辊制粒机，如图2。制粒机中有多个部件对颗粒品质有很大影响，关于此方面的公开分析文献也很多，本文不再赘述。但关于压辊数量对颗粒品质的分析文献较少，故本文主要针对压辊的数量对制粒品质的影响做下分析。

虾饲料行业颗粒品质一个很重要的指标就是颗粒的外观质量。通常好的外观客观反映了好的颗粒品质，如调质温度不到位，则颜色发白，粉化率高，切口粗糙，淀粉糊化度低。再如水分添加不均匀，则颗粒颜色不均，长短不一，成品水分不一，易发霉。如各压辊挤压区分料量不等且摊布不均匀，则挤压区内的模孔上面的料层厚度就不均匀，其挤压饲料量及挤压力也就不均匀，这就容易造成颗粒色泽不一，长短不齐等问题。所以说工艺上任何一处的不到位，都会直接通过颗粒外观表现出来，而通过颗粒外观来判定颗粒品质好坏是最简单可行的，其在饲料加工行业也已普遍采用。

图1 两压辊

首先，要想获得好的颗粒外观，每个压辊的挤压区饲料分配量要一样。并且在挤压区内饲料要摊布均匀，两者缺一不可。首先从分料量来看，两压辊和三压辊哪个分配更均匀呢？现分别分析如下：两压辊有两个挤压区，两挤压区的饲料分配量分别为A,B,通常工况下A≠B,这时可以通过调整分料刀的角度，位置，长度等方法，把量多的挤压区饲料分配到量少的挤压区中去，调节很方便。通过此举可以有效保证两个挤压区饲料量近似相等。三压辊有三个挤压区，三个分料刀，饲料分配量分别为C,D,E，通常工况下C≠D≠E，此时通过调整分料刀增减挤压区的饲料量，都会影响到其他挤压区的饲料量，要想调整到近似C=D=E，通常需要多次调整，调整难度大，而且效果不理想。以上是对饲料分配量上的分析，可以看出两压辊的饲料分配量比三压辊好调整，而且调整后的效果也很理想。各挤压区饲料分配量调整近似相等后，还不算大功告成。还得考虑挤压区内轴向面域的饲料摊布均匀性，同一挤压区摊布面沿轴向可近似分为三部分，在此分别称其为外中内三面域，理论上只要外中内三面域料层厚度一致就可以保证出料均匀一致。两压辊两个挤压区，分别有6个面域需要保证饲料摊布均匀相等，同理，三压辊有9个面域需要保证摊布均匀相等。所以三压辊在环模轴向面域摊布均匀相等的调整难度要远高于两压辊。实际生产中因压辊及环模的磨损程度不同，压辊支撑刚度等因素影响，调整难度还要复杂。

图2 三压辊

其次，从挤压效率上讲，在相同的环模内径情况下，两压辊结构的压辊直径比三压辊结构的压辊直径大。在相同产量下，即相同的料层厚度下，两压辊的挤压楔形角要比三压辊小，这有利于对挤压区内物料的挤压，其所产生的挤压力更大，挤压面积大，摊布更均匀，且物料不容易产生滑动，更利于出料。这类似于车的大轮子和小轮子过坎，大轮子如履平地，小轮子则可能就此止步不前。两压辊结构的另一益处是，其转速较三压辊更慢，物料压入时间长、受压紧密，更适合于小孔径的虾料制粒。如以市场上常用的SZLH550型2-3压辊制粒机为例，环模内径为φ550 mm,两压辊的压辊直径为φ265 mm，三压辊的压辊直径为φ248 mm。以相同产量即相同料层厚度如25 mm为例，通过计算或通过CAD软件绘制示意图量取楔形角β（过环模圆心O点引一射线，通过料层与压辊交接点，分别交压辊和环模于A，A1点，分别作压辊表面A点和环模表面A1点的切线，两切线交于C点，∠ACA1即为模辊对物流的楔形角β），如图3所示。结果如下：两压辊的楔形角是25.59°，而三压辊的楔形角是27.34°。在相同机械参数及工况下，两压辊形成的楔形角更小，其挤压力，抗打滑能力，挤压均匀性均优于三压辊型制粒机。

图3 压辊参数分析

环模制粒机是虾饲料加工的主机设备，其对颗粒品质的影响非常大，故选择合适的制粒机，是生产优质颗粒饲料的前提。目前市场上使用的制粒机主要有两压辊和三压辊两者类型。市场主要反映的问题就是颗粒品质不稳定，如颗粒长短不齐，粉化率高，色泽不一，耐水性差等诸多问题，本文主要选取制粒机的压辊数量进行了浅析，得出如下结论：两压辊制粒机分料更均匀，挤压力及挤压面积更大，抗打滑性更强。较三压辊制粒机，其更适合于虾颗粒饲料的生产。近年来，常州思贝德公司在市场上帮助很多虾料生产用户把三压辊改成了两压辊结构，并配备了专门设计的分料刮刀机构，分料更均匀，调整更方便，从制粒机的核心部件着手，解决了这一困扰业内多年的难题，取得了很好的使用效果，更加印证了这一研究结论的实用性及可靠性。