三門峽富通新能源生產環模式顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等機械設備。
1、材料和方法
1.1主要設備
單螺杆擠壓機：螺杆轉速可調，機筒溫度可調；高速錘式粉碎機。
1.2試驗物料
按河蟹飼料配方如下：魚粉30%，豆粕30%，菜粕8%，棉粕5%，小麥22%，米糠5%。
配方成分：粗蛋白40. 6%，粗脂肪3.1%，粗纖維3. 8%。
1.3擠壓工藝
按如下工藝進行：原料→配料→粉碎→微粉碎→混合→蒸汽調質→擠壓膨化→幹燥冷卻。原料微粉碎用篩孔Ø0. 8rnm篩片。
1.4測定指標和方法
對於沉性膨化飼料主要考察以下幾個指標。
1.4.1沉降速度
飼料顆粒在水中下沉的平均速度。取一直徑60mm，長1020mm的透明管，一端封閉，裝水深1000mm，豎直放置。取飼料顆粒1粒，從水麵釋放，用秒表計時飼料顆粒降落到管底的時間。測定隨機抽取20個飼料顆粒的沉降時間，計算平均速度。
1.4.2糊化度
用酶法水解，測定葡萄糖含量來計算。
1.4.3耐水時間
飼料顆粒在水中有半數顆粒開始潰散的時間。取幾個250ml燒杯，分別加入水200ml，置恒溫水浴器內25℃恒溫，分別投入20個飼料顆粒，計下時間。過一段時間後，在一個燒杯中用鑷子小心鑷取1個飼料顆粒，用力程度以不使顆粒掉下為限，慢慢提出水麵，觀察顆粒潰散情況。取出的顆粒棄去不用。逐個鑷取其它19個顆粒。在不同的間隔時間，當一個燒杯中鑷出水麵時潰散的顆粒數達到10個時，則記下這個燒杯中飼料顆粒的浸泡時間，作為這種飼料的耐水時間。
1.4.4水浸幹物質損失率
飼料顆粒浸泡在水中一定時間，測定幹物質的損失率。取飼料顆粒3份，每份10g。先取1份（對照樣）在烘箱內烘幹(130℃，2h)，稱其質量m。將另外兩份樣（試驗料）作平行試驗，分別放在邊長100×100mm的12目篩網(篩孔1. 4mm，飼料顆粒直徑>2mm)上，置於恒溫水浴器內，水麵能浸沒飼料顆粒，水溫25℃，靜置1h。然後提出篩網，斜放瀝幹，再進烘箱烘幹(130℃，2h)，稱其質量m，計算幹物質損失率C如下：C=（m0-m）/m0
2、結果與討論
2.1 調質後水分對膨化顆粒性能的影響
按1.3的工藝，調整調質後物料水分為17%～32%，每3%為一水分梯度，擠壓條件：螺杆轉速150r/min;調質後料溫92℃；揉合區機筒（中段）溫度125℃；熟化區（出料段）機筒溫度40℃擠壓飼料顆粒的指標如圖1、圖2、圖3所示，顆粒耐水時間均大於24h。
2.1.1沉降速度從圖1中看出，隨水分增加，飼料顆粒沉降速度增大。沉降速度主要反映飼料顆粒的密度，沉性飼料的密度要大於水，沉降速度必須大於零。
2.1.2糊化度圖2中顯示，糊化度隨物料調質後水分的增高而提高。物料中澱粉的糊化與物料溫度、水分和調質時間密切相關。在其它條件一定的情況下，較高的水分，有利於澱粉團粒迅速吸收水分，從而使糊化度較高。
2.1.3耐水時間擠壓製得的飼料顆粒的耐水時間均在24h以上。說明在此條件下，物料得到了充分的熟化，彼此揉和交織在一起，耐水時間已遠大於6h的要求。
2.1.4水浸後幹物質散失率圖3顯示，隨物料水分提高，顆粒的水浸幹物質散失率降低。這可能有兩方麵的原因：一yi是shi從cong顆ke粒li的de緊jin密mi程cheng度du來lai看kan。物wu料liao水shui分fen高gao，物wu料liao塑su性xing好hao，顆ke粒li膨peng脹zhang度du小xiao，密mi度du大da，水shui滲shen透tou到dao顆ke粒li內nei部bu的de時shi間jian長chang，顆ke粒li內nei的de可ke溶rong性xing物wu質zhi溶rong解jie到dao水shui中zhong的de時shi間jian也ye長chang。所suo以yi在zai相xiang同tong時shi間jian內nei，水shui分fen高gao的de顆ke粒li損sun失shi率lv較jiao小xiao。二er是shi從cong物wu料liao的de降jiang解jie方fang麵mian考kao慮lv。物wu料liao在zai水shui分fen較jiao低di的de情qing況kuang下xia，物wu料liao的de摩mo擦ca係xi數shu較jiao大da，受shou到dao的de剪jian切qie作zuo用yong較jiao強qiang，在zai較jiao高gao溫wen度du下xia，澱dian粉fen部bu分fen降jiang解jie，小xiao分fen子zi物wu質zhi在zai水shui浸jin泡pao下xia較jiao易yi散san失shi到dao水shui中zhong。
2.1.5膨化料在水中浸泡後幹物質損失的情形與硬顆粒不同在試驗中觀察到，膨化顆粒的耐水時間可達24h，即使浸泡時間較長，顆粒形狀還保持完整，而且水還是較清的。這說明顆粒中的物料微粒在調質及擠壓過程中經過揉和、糊化、變性等作用粘結到了一起，不易受水的浸蝕而散失。而散失的幹物質部分應是物料中的可溶性成分，如水溶性蛋白、降解的澱粉、礦物質、水溶性維生素等。
2.2揉和區機筒溫度對膨化顆粒性能的影響
按1.3的工藝，控製揉和區機筒溫度90～140℃，每10℃為一溫度梯度，擠壓條件：螺杆轉速150r/min；調質後料溫92℃；物料調質後水分22.4%；熟化區機筒溫度40℃擠壓飼料顆粒的指標如圖4、圖5、圖6、圖7所示，顆粒耐水時間均大於24h。
2.2.1沉降速度從圖4中看到，沉降速度隨揉和區機筒溫度升高而降低，表明顆粒密度趨向於減小。試驗中觀察到，溫度在130℃時，已有少部分顆粒呈浮性；在140℃時，顆粒都已為浮性飼料。
2.2.2糊化度從圖5中看出，糊化度隨揉和區機筒溫度升高而增加，但在此條件下還沒有完全糊化。
2.2.3耐水時間從圖6中看到，揉和區機筒溫度在90～100℃時，顆粒耐水時間較低為18～21h，而在110℃以上時，耐水時間則都在24h以上。所以揉和區機筒溫度應在110℃以上。
2.2.4水浸後幹物質散失率從圖7中(zhong)看(kan)到(dao)，隨(sui)揉(rou)和(he)區(qu)機(ji)筒(tong)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，幹(gan)物(wu)質(zhi)散(san)失(shi)率(lv)降(jiang)低(di)。主(zhu)要(yao)是(shi)溫(wen)度(du)提(ti)高(gao)後(hou)糊(hu)化(hua)度(du)提(ti)高(gao)了(le)，物(wu)料(liao)間(jian)的(de)粘(zhan)結(jie)作(zuo)用(yong)發(fa)揮(hui)更(geng)充(chong)分(fen)，使(shi)散(san)失(shi)率(lv)降(jiang)低(di)。
2.3熟化區機筒溫度對膨化飼料顆粒性能的影響
按1.3的工藝，控製熟化區機筒溫度為30～100℃，每10℃為一溫度梯度，擠壓條件：螺杆轉速150r/min；調質後料溫92℃；物料調質後水分22. 4%；揉和區機筒溫度125℃。擠壓飼料顆粒的指標如圖8～圖11所示。耐水時間則都在24h以上。
2.3.1沉降速度如圖8所示，熟化區機筒溫度越低，沉降速度越大。為保證飼料都是沉性的，熟化區機筒溫度應保持在50℃以下，若80℃以上則為浮性飼料。
2.3.2糊化度從圖9中zhong看kan出chu，隨sui著zhe熟shu化hua區qu溫wen度du的de提ti高gao，糊hu化hua度du也ye提ti高gao。澱dian粉fen在zai擠ji壓ya過guo程cheng中zhong的de糊hu化hua是shi在zai低di水shui分fen條tiao件jian下xia的de糊hu化hua。當dang水shui分fen較jiao低di時shi，澱dian粉fen顆ke粒li不bu能neng吸xi收shou足zu夠gou的de水shui分fen，糊hu化hua的de進jin行xing相xiang當dang慢man。當dang溫wen度du提ti高gao時shi，分fen子zi能neng量liang增zeng加jia，澱dian粉fen團tuan粒li間jian的de氫qing鍵jian破po壞huai，糊hu化hua反fan應ying的de速su度du加jia快kuai，在zai短duan時shi間jian內nei糊hu化hua度du就jiu較jiao高gao。
2.3.3耐水時間從圖10上來看，顆粒的耐水時間都在18h以上，也能滿足養殖要求。
2.3.4水浸後幹物質散失率從圖11中看出，隨著熟化區機筒溫度的升高，顆粒水浸後幹物質散失率降低，但變化不是很劇烈，平均每升高10℃，損失率降低0.55%。原因主要是當熟化區溫度較高時，有利於糊化的繼續進行，物料中各種微粒相互揉和、粘結得更充分，使得顆粒以後浸泡時不易被水浸蝕。
2.4螺杆轉速對膨化顆粒性能的影響
按1.3的工藝，控製螺杆轉速130～250r/min，每20r/min為一轉速梯度，擠壓條件：調質後料溫92℃；物料調質後水分26%；揉和區機筒溫度120℃；熟化區機筒溫度40℃。擠壓飼料顆粒的指標如圖12～圖14所示，耐水時間均大於24h。
2.4.1沉降速度根據圖12，沉(chen)降(jiang)速(su)度(du)隨(sui)螺(luo)杆(gan)轉(zhuan)速(su)提(ti)高(gao)而(er)減(jian)小(xiao)。螺(luo)杆(gan)轉(zhuan)速(su)提(ti)高(gao)，物(wu)料(liao)獲(huo)得(de)的(de)機(ji)械(xie)能(neng)增(zeng)加(jia)，物(wu)料(liao)受(shou)到(dao)的(de)壓(ya)力(li)也(ye)越(yue)大(da)，通(tong)過(guo)模(mo)孔(kong)後(hou)，物(wu)料(liao)的(de)膨(peng)脹(zhang)度(du)會(hui)更(geng)大(da)，因(yin)而(er)顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)速(su)度(du)減(jian)小(xiao)。
2.4.2糊化度由圖13中看出，增加螺杆轉速對於提高糊化度有較顯著的作用。在擠壓過程中糊化度的影響因素除溫度、水分、時(shi)間(jian)外(wai)，剪(jian)切(qie)作(zuo)用(yong)也(ye)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)因(yin)素(su)。剪(jian)切(qie)作(zuo)用(yong)可(ke)通(tong)過(guo)對(dui)澱(dian)粉(fen)的(de)結(jie)構(gou)進(jin)行(xing)機(ji)械(xie)破(po)裂(lie)而(er)引(yin)起(qi)糊(hu)化(hua)，在(zai)較(jiao)低(di)水(shui)分(fen)下(xia)，物(wu)料(liao)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)粘(zhan)滯(zhi)性(xing)，螺(luo)杆(gan)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)會(hui)造(zao)成(cheng)大(da)量(liang)的(de)剪(jian)切(qie)應(ying)力(li)，這(zhe)種(zhong)剪(jian)切(qie)應(ying)力(li)的(de)存(cun)在(zai)會(hui)緩(huan)和(he)低(di)水(shui)分(fen)蒸(zheng)煮(zhu)的(de)糊(hu)化(hua)抑(yi)製(zhi)效(xiao)應(ying)。
jianqiezuoyonghewuliaoshuifenzairelixuejichushangyoukejiaohuanzhichu，jiyonggaojianqiedishuifenhedijianqiegaoshuifenyingdounengjiangwuliaojiyachulai，danliangzhongfangfadezuoyongjijieguoshibutongde。gaojianqie、低水分擠壓對澱粉分子的破碎作用較強，使物料膨脹更大，這種方式常用於擠壓浮性飼料；而低剪切、高水分擠壓的作用方式較溫和，它不會或者很少引起澱粉分子的降解，沉性膨化料應采用這種方式。
從圖13中(zhong)還(hai)看(kan)到(dao)，在(zai)螺(luo)杆(gan)轉(zhuan)速(su)較(jiao)高(gao)的(de)部(bu)分(fen)，糊(hu)化(hua)度(du)並(bing)沒(mei)有(you)明(ming)顯(xian)增(zeng)高(gao)甚(shen)至(zhi)有(you)降(jiang)低(di)的(de)趨(qu)勢(shi)。分(fen)析(xi)原(yuan)因(yin)推(tui)測(ce)是(shi)螺(luo)杆(gan)轉(zhuan)速(su)提(ti)高(gao)後(hou)物(wu)料(liao)在(zai)機(ji)筒(tong)內(nei)的(de)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)減(jian)少(shao)了(le)，這(zhe)就(jiu)部(bu)分(fen)抵(di)消(xiao)了(le)螺(luo)杆(gan)轉(zhuan)速(su)提(ti)高(gao)的(de)作(zuo)用(yong)。
2.4.3耐水時間在本試驗條件下，測得的各種顆粒機生產的顆粒飼料的耐水時間都在24h以上，耐水時間都能滿足河蟹飼料要求。
2.4.4水浸後幹物質散失率 圖14中zhong幹gan物wu質zhi散san失shi率lv隨sui螺luo杆gan轉zhuan速su提ti高gao而er降jiang低di，這zhe對dui顆ke粒li的de水shui穩wen定ding性xing是shi有you利li的de。其qi原yuan因yin是shi由you於yu轉zhuan速su增zeng加jia後hou，物wu料liao中zhong澱dian粉fen糊hu化hua和he蛋dan白bai變bian性xing的de作zuo用yong加jia強qiang，提ti高gao了le物wu料liao的de粘zhan結jie性xing。從cong幹gan物wu質zhi散san失shi率lv來lai看kan，沉chen性xing料liao的de擠ji壓ya應ying采cai用yong盡jin量liang高gao的de螺luo杆gan轉zhuan速su，其qi轉zhuan速su限xian製zhi以yi不bu產chan生sheng浮fu性xing料liao為wei限xian。
2.5擠壓條件的優化
進一步優化試驗條件。在前麵試驗的基礎上，揉和區和熟化區機筒溫度根據其對沉降速度和幹物質散失率的影響分別選用125℃和40℃。選(xuan)擇(ze)對(dui)顆(ke)粒(li)有(you)較(jiao)大(da)影(ying)響(xiang)的(de)調(tiao)質(zhi)後(hou)物(wu)料(liao)水(shui)分(fen)和(he)螺(luo)杆(gan)轉(zhuan)速(su)為(wei)試(shi)驗(yan)因(yin)素(su)。另(ling)外(wai)配(pei)方(fang)原(yuan)料(liao)中(zhong)選(xuan)用(yong)了(le)生(sheng)大(da)豆(dou)粉(fen)，以(yi)期(qi)能(neng)降(jiang)低(di)顆(ke)粒(li)成(cheng)品(pin)的(de)水(shui)浸(jin)幹(gan)物(wu)質(zhi)散(san)失(shi)率(lv)。選(xuan)擇(ze)的(de)試(shi)驗(yan)因(yin)素(su)和(he)水(shui)平(ping)如(ru)表(biao)1所示，並按正交試驗表L34確定試驗如表2。試驗中不同植物蛋白源的試驗料配方如表3所示。
沉降速度為測定的多個飼料顆粒的平均沉降速度。單個飼料顆粒之間的沉降速度會有差異。據觀察，試驗中平均速度小於0. 05m/s時，有時會有少數飼料呈浮性。因此，做沉性飼料時，平均沉降速度應保持在0. 05m/s以上，以保證飼料顆粒是沉性的，沉降速度也不必很大。
飼料顆粒水浸幹物質散失率是水產飼料的重要指標，下麵對其進行極差分析。
從表4極差R值的大小來看，影響飼料顆粒水浸1h後幹物質散失率的主要因素為螺杆轉速，其次為物料水分，再次為配方中大豆粉的含量。
即影響因素主次順序為：因素B螺杆轉速>因素A物料水分>因素C配方中生大豆含量。從幹物質散失率來看，損失率越小越好。根據K值，最佳條件為A383C3，即水分29%、螺杆轉速190r/min，配方中用生大豆粉作植物蛋白原料。在此條件下擠壓得飼料顆粒沉降速度5. 46×0.01m/s．水浸1h幹物質損失率9. 32%，耐水時間大於24h，糊化度97. 12%。
從試驗數據來看，似乎可以采用更高的水分和螺杆轉速。但當物料水分大於29%，擠壓時物料的輸送性不太好，有時會出現物料輸送不進機筒的情況；或者改善螺杆的輸送性能後，可取較高的物料水分。而當螺杆轉速高於190r/min時，可能就會產生浮性飼料了。
試驗中測得的顆粒耐水時間和糊化度都已達到較高的數值，應都能滿足養殖要求。
3、結論
采用單螺杆擠壓機，通過控製物料水分、螺杆轉速、機筒溫度等條件，可以生產出合適的沉性膨化飼料。
生產沉性膨化飼料需要適合的物料水分為23～29%。提高水分有利於澱粉糊化和提高顆粒的水穩定性。但水分過高(29%以上)的物料在擠壓機中的輸送性能較差；物料水分過低，則容易產生浮性飼料，以及顆粒的水穩定性降低。
擠壓機螺杆轉速對沉性料有較大影響。適宜的螺杆轉速為150～190r/min。過高的螺杆轉速將產生浮性飼料，而轉速過低會降低顆料的糊化度和水穩定性。
擠壓機機筒的溫度控製對於生產沉性膨化飼料也很重要。生產沉性料時熟化區需要冷卻，控製溫度在40～60℃。溫wen度du過guo高gao將jiang產chan生sheng浮fu性xing飼si料liao，溫wen度du過guo低di會hui降jiang低di顆ke粒li的de糊hu化hua度du和he水shui穩wen定ding性xing。飼si料liao配pei方fang原yuan料liao中zhong使shi用yong生sheng大da豆dou粉fen，對dui提ti高gao顆ke粒li的de水shui穩wen定ding性xing有you利li，但dan幅fu度du有you限xian。
三門峽富通新能源生產銷售顆粒機、秸稈壓塊機、木屑顆粒機、飼料顆粒機等生物質燃料飼料機械設備。
