影响颗粒饲料水分含量的主要因素与控制方法

韩晓华，娜日娜，李 峰

(内蒙古自治区赤峰市农牧科学研究院，内蒙赤峰 024031)



影响颗粒饲料水分含量的主要因素与控制方法

韩晓华，娜日娜，李 峰

(内蒙古自治区赤峰市农牧科学研究院，内蒙赤峰 024031)

颗粒饲料的水分含量是一项重要的质检指标，直接影响到颗粒饲料的品质和经济效益。颗粒饲料水分含量超过合理标准就会引起饲料发霉变质，加大保存难度；水分含量低于合理标准，则会影响饲料的适口性和产品质量及经济效益。

饲料加工过程中，适宜的水分含量则有利于制粒和降低加工成本，提高颗粒饲料的质量和生产效率。

因此，在颗粒饲料加工过程中，水分含量控制极为重要，必须引起重视。

1 影响颗粒饲料水分含量的主要因素

颗粒饲料在生产过程中，受粉碎、混合、调质、制粒、冷却等多种因素的影响，是比较复杂、不断变化的检测指标。

1.1 粉碎过程影响 粉碎工艺是饲料加工过程中的关键环节，水分在粉碎过程中会有一定的损失。通过对不同孔径的粉碎机筛片，粉碎前后物料水分含量进行对比检测分析发现，随着物料粉碎粒度的减小，水分损耗明显增加；同样对不同梯度水分含量的物料，粉碎前后物料水分含量对比检测分析发现，随着物料水分含量的增加，粉碎后粉料的水分损耗增加，水分的最大损耗量可达1%左右，可使粉碎效率显著降低，能耗明显增加。

1.2 混合过程影响 如果混合后粉料的水分含量远低于12.5%时，则可考虑在混合时喷加雾化水。但目前的喷水工艺还存在着不少问题：一是添加量不能超过2%；二是保水性能较差，添加2%的水分仅有40%～50%的保水率；三是最好使用热水，以利防霉；四要考虑混合时间和水分添加时间的一致性，为保证喷水均匀，应及时调整喷头位置和喷水口大小；五要随时注意清理混合机的内壁。诸多因素可影响混合过程中的加水工艺，且喷加的游离水会使成品料的潜在发霉机会增加。

1.3 调质过程影响 调质水分、调质温度、调质时间是控制最终物料调质效果的关键因素。在蒸汽调质过程中，水分是热能的载体，调质水分的多少影响着调质温度的高低，调质水分又可通过控制蒸汽添加量进行调节，调质时间则决定着蒸汽中水分和热能的利用率。调质水分可以通过调节蒸汽量的多少和调节调质时间长短来控制，调质时间长短可以通过改变调质器内物料的充满系数来调节。

1.4 制粒过程影响 制粒所用压模设备的孔径大小不同，生产的颗粒饲料产品水分含量也不同。压模孔径较小，则生产的饲料颗粒直径较小，冷却风容易穿透颗粒，因此冷却时带走的水分较多，产品水分含量较低。反之，压模孔径较大，则饲料颗粒直径较大，冷风不易穿透颗粒，冷却时带走的水分较少，产品水分含量较高。

1.5 冷却过程影响 冷却是颗粒饲料加工工艺过程中控制产品水分含量的最后环节。在加工过程中，一是要保证产品含水量不能超过产品质量控制指标；二是应控制产品温度在适当范围之内，保证产品不会因温度过高而带来不利影响。颗粒饲料加工过程中，目前大多使用逆流式冷却机，冷却效果较好。在冷却过程中，水分含量的降低和温度的降低密切相关，一般水分的提高和温度的升高呈对应关系。通常温度每升高(或降低)10℃，物料中水分含量将增加(或减少)0.6%。

据生产实践，同一批次的生产原料，采用相同的生产工序其水分变化也可能不尽完全相同，成品料含水量与生产流程中的原料含水量多呈非线性相关，尚无特别有效的方法可预测出最终产品中的水分含量。因此，颗粒饲料生产最有效的水分测控方法是在线水分实时检测与控制，动态报告和调整产品的水分含量。

2 颗粒饲料水分测量控制的主要方法

颗粒饲料实时在线水分检测与控制技术，一般可采用以下两种方法。一是反馈型控制，即在线检测已经冷却后的颗粒饲料水分含量；二是前馈型控制，即在线检测的是进行调质前粉料的水分含量。两种方法检测出数值后与预设定值进行对比，根据对比结果的误差来控制调质蒸汽水分的添加量和制粒机压缩室喷雾的加水量，两种方案都可使颗粒饲料成品含水量保持在预定标准值范围之内，有利于成品料水分含量的稳定性。据生产实践，对最终产品质量的控制效果，前馈式比反馈式效果更好,实时性更强。

2.1 颗粒饲料合理的水分含量 生产所用原料的来源及品种的多样性，导致了颗粒饲料产品含水量的多变性。混合后半成品粉料的水分变化应控制在9%～14%之间；调质前粉料的水分含量应控制在12.5%，任何时候都不应超过13%，否则容易引起发霉变质。调质后入模粉料的水分含量应控制在15%～16%之间，其生产的颗粒饲料质量较好，光洁度均匀，粉化率最低，成品料的水分含量则可达到标准要求。

2.2 颗粒饲料水分含量的调质 生产中要根据粉料的含水量进行调整，使入模粉料达到理想的温度和水分含量。正常含水量的粉料,调质需要干蒸汽，含水的蒸汽会对调质、制粒带来负面影响。对于水分含量较低的粉料增加粉料的水分含量，可通过降低蒸汽压力、关闭所有或部分疏水阀、添加不饱和蒸汽、增加调质时间等方法来增加调质后物料的水分含量，以提高颗粒料的水分。对于水分含量较高的粉料，应采用高压超饱和蒸汽，使调质后粉料温度达到要求而含水量不至于过高。冷却过程是为了降低颗粒饲料的温度，使其不超过室温3～5℃，且可带走颗粒中的部分水分，使颗粒饲料产品水分含量符合规定标准。冷却后颗粒饲料的温度和水分必须达到要求才能进行包装，否则成品在贮存过程中容易发霉变质。因此，必须根据脱模出来的颗粒饲料产量、温度、水分、颗粒大小及其成分及时调整冷却风量和冷却时间，对较干、较小的颗粒饲料所用的冷却风量应小些、冷却时间应短些；对于较湿、较大的颗粒饲料则应加大风量、延长冷却时间。当原料本身含水量较低，混合后粉料含水率远低于12.5%时，可通过粉料混合时喷加雾化水以提高颗粒饲料质量，减少产品的重量损耗。

2.3 颗粒饲料水分的添加 目前最常用的是水分自动添加系统，适用于向混合机内加水，使粉料中的水分含量适当增加。加水系统主要由不锈钢储水罐、防锈电磁阀、水泵、防锈流量计和智能流量仪等部分组成，喷水量和喷水延时时间可在智能流量仪上根据具体情况进行设定。该系统采用PLC自动控制技术，具有自动化程度高、添加比例准确、控制可靠、操作方便等特点，该系统的前提是使用实时在线水分检测装置，实时调节控制喷雾量，防止最终产品水分过高。

3 颗粒饲料实时在线水分检测

颗粒饲料水分控制精度的高低与在线水分传感器的精度有着直接关系。传感器分为静态和实时在线两种。静态传感器已经过时淘汰，在较新的饲料生产线中不再使用。在线水分传感器能实时得到水分值，水分值通过4—20mA或 0—5V输出到 PLC或其他控制模块，实时在线水分传感器检测时间一般在0.03 s以内，且精度较高,误差较小。

在线水分传感器一般可分为接触性测量系统和非接触性测量系统。非接触性在线测量系统可使用微波水分测量方式和红外水分测量方式。一般微波水分测量方式的误差低于±0.4%，且重复性误差小于±0.2%，瞬时采样读数为10次/s，抗干扰和抗冲击能力较强，可以为饲料加工过程提供全程水分监控，非常安全、具有可观性和可控性系统。

微波实时在线水分测量与控制系统主要包括微波检测单元、测量信号处理单元、系统逻辑控制单元、加水与水量控制单元、显示与监视单元等。红外水分测量方式使用光学转换器和可被材料所含水分吸收的近红外NIR光源，检测效果误差较小，准确率较高。被测材料越潮湿，被反射的光就越少。该测量系统由卤元素灯发出的光束通过反射镜和透镜的组合被分成测量光束和参照光束，两束光都会经过滤器过滤后排除无用的光谱范围光。被测材料上突出的红外线区域的光束被保留下来，将反射光束与参照光束对比用来判断材料含水率，精度较高，误差较小。

2014-09-03

S816.9

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1005-7307(2017)01-0027-002