顆粒料制作和粉料調(diào)質(zhì)問題的探討

　　摘要: 毫無疑問，調(diào)質(zhì)過程是任何飼料制粒系統(tǒng)中最重要的組成部分，尤其對于顆粒料的質(zhì)量來說則更顯其重要性。筆者堅信，這可能也是制粒機操作人員、大多數(shù)飼料廠管理人員、以至于設(shè)備供應(yīng)商們理解最差的部分。

　　Keith C. Behnke教授 美國堪薩斯州立大學(xué)谷物科學(xué)和谷物工業(yè)系 秦崇德 譯

　　前言

　　二十五年前，我們中間很多打算進入飼料業(yè)的人都被告知制作顆粒料是一條死路。這是由于當(dāng)時籠罩著西方世界的能源危機。當(dāng)時只是認為未來的能源價格會過于昂貴因而制作顆粒料簡直是浪費。如今我們每年的顆粒料產(chǎn)量比以往任何時候都高，顆粒料在飼料總產(chǎn)量中所占的比例也比以往任何時候都高。這在一定程度上是由于能源的相對價格下降了，但主要還是因為畜禽飼養(yǎng)者認識到了飼喂顆粒日糧對畜禽的性能有很多好處。隨著畜禽飼養(yǎng)業(yè)綜合經(jīng)營程度的提高，飼養(yǎng)業(yè)都必然地轉(zhuǎn)為使用顆粒料，他們認為顆粒料制作是一種有活力的加工方法，可用以提高飼料的營養(yǎng)價值。但是，在許多情況下，顆粒料都制作得非常差，不過這一加工方法仍然在普遍采用。

　　據(jù)文獻報道，最近許多研究都證明了，飼料的性能可隨顆粒料質(zhì)量的改善而得到提高。此外，我們中間很多與飼料加工商合作的人都感到，顆粒料的質(zhì)量是非常重要的問題，飼料公司也愿意花費時間和資金來解決這一問題。然而，關(guān)于影響顆粒料質(zhì)量的各種因素有著什么樣的重要性，在人們中間卻存在著大量的誤解。影響顆粒料質(zhì)量的最重要的因素是:飼料配方(40%)、研磨(20%)、調(diào)質(zhì)(20%)、壓模選用(15%)以及冷卻和干燥(5%);寫在前述每一個因素后的百分數(shù)代表了該因素在顆粒料總體質(zhì)量中所起作用的相對大小。重要的是要看到，配方加上研磨，可在粉料到達制粒機之前就已經(jīng)決定了顆粒料質(zhì)量的60%。因此,許多顆粒料質(zhì)量問題不可能通過改進調(diào)質(zhì)方法和選用適當(dāng)?shù)膲耗６玫浇鉀Q。這決不會阻止我們進行改進質(zhì)量的努力，也決不會使顆粒料加工系統(tǒng)和操作人員不因出廠顆粒料質(zhì)量太差而受到責(zé)難。

　　本文的目的不是對每一個影響顆粒料質(zhì)量的因素進行詳述，而只是集中討論一個問題，那就是調(diào)質(zhì)。雖然調(diào)質(zhì)遠比壓?；驂狠伇砻娴倪x用更為重要，但這一過程常常受到忽視，業(yè)內(nèi)多數(shù)人士對其的理解都很差，無論是設(shè)備供應(yīng)商還是飼料加工者都一樣。

　　近年來發(fā)生的大量變化影響著我們對于調(diào)質(zhì)問題的感覺。比如，當(dāng)前的許多日糧與前幾年相比,其中谷物的用量都比較少,而是用了較多的副產(chǎn)品。許多副產(chǎn)品，比如動物蛋白質(zhì)粉、玉米面筋粉、面包房下腳，等等，甚至劣質(zhì)全棉籽，都已被用到了當(dāng)前的日糧之中。調(diào)質(zhì)對許多這類原料所起的作用，都沒有對谷物粉和大豆粕的作用那么有效,因此我們常常見到機器負擔(dān)過重、生產(chǎn)率下降以及/或者顆粒料質(zhì)量太差。

　　此外，營養(yǎng)師經(jīng)常在日糧中添加高水平(>1.5%)的油脂,但卻幾乎毫不了解這會對顆粒料的質(zhì)量產(chǎn)生什么樣的影響。許多飼料廠都被迫使顆粒料的生產(chǎn)量增加到大大超過加工設(shè)施的額定設(shè)計能力,以滿足銷售量增長的需要以及動物飼喂的要求(對大型綜合性企業(yè)而言)。在有些情況下,粉料中的油脂量常會超過動物的營養(yǎng)需要量卻只不過是為了增大顆粒料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量。這種做法對顆粒料質(zhì)量的危害是顯而易見的，但卻不得不就用這樣的顆粒料去喂豬和喂雞。

　　重要的是，我們的許多投入都會對顆粒料的質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，但我們生產(chǎn)的顆粒料卻應(yīng)該是能夠耐受任何惡劣條件而在到達動物面前時仍能保持原樣。要對于調(diào)質(zhì)過程具有良好的理解從而能按要求的生產(chǎn)率生產(chǎn)出質(zhì)量最優(yōu)的顆粒料，我們還有很長的路要走。

　　“調(diào)質(zhì)”的定義

　　調(diào)質(zhì)，至少從我們的角度來看，包括對離開了攪拌機而到達制粒機壓模室之前的粉料所施加任何加工措施或所施用任何添加成分。因此，調(diào)質(zhì)，就包括了添加水和/或蒸汽、膨化、壓榨、預(yù)制粒、“熟化”，等等。對前述的每一種措施,都將在后文中加以討論,但我們應(yīng)該知道,在調(diào)質(zhì)期間所做的任何事情都應(yīng)該是為了對粉料進行準(zhǔn)備使其適宜于接受最終的加工(制粒)。所采用的無論是哪一種調(diào)質(zhì)措施都必須以最優(yōu)的方式執(zhí)行，以便能以最合理的生產(chǎn)率生產(chǎn)出質(zhì)量最優(yōu)的顆粒料而不顯著破壞日糧中已有的養(yǎng)分。從以上的討論中可以看出，這是一項困難的任務(wù)。

　　盡管有了各種各樣調(diào)質(zhì)方法，我們還應(yīng)該認識到，這些方法中每一種都有其優(yōu)點，同時每一種也都有其應(yīng)加以注意的缺點或負面影響。下文將對每一種調(diào)質(zhì)法進行討論，討論其優(yōu)點和缺點，并就如何適當(dāng)?shù)貙@些方法加以利用，以便生產(chǎn)出質(zhì)量最佳的顆粒料而提出我們的建議。

　　摘要: 毫無疑問，調(diào)質(zhì)過程是任何飼料制粒系統(tǒng)中最重要的組成部分，尤其對于顆粒料的質(zhì)量來說則更顯其重要性。筆者堅信，這可能也是制粒機操作人員、大多數(shù)飼料廠管理人員、以至于設(shè)備供應(yīng)商們理解最差的部分。

　　各種調(diào)質(zhì)方法的介紹

　　本文將制粒系統(tǒng)常用的典型調(diào)質(zhì)器稱為“大氣調(diào)質(zhì)器”(atmospheric conditioner)。如其名稱所顯示的那樣，這類調(diào)質(zhì)器是在大氣壓力下工作的,并且通常就處在環(huán)境條件之下。一般來說，大氣調(diào)質(zhì)器基本上是單缸的, 其上安裝了一個攪動軸。缸體尺寸隨設(shè)計的不同而異,總的來說，其直徑為15-30英寸，長度為5-15英尺。攪動軸上通常有鉆孔,以便安裝若干可調(diào)節(jié)或可更換的槳葉。

　　調(diào)質(zhì)器的功能是為蒸汽和原料粉料的密切接觸提供條件。前一篇文章已經(jīng)討論了有關(guān)蒸汽的質(zhì)量以及如何管理好蒸汽系統(tǒng)的問題,此處不再對此作進一步的討論。然而，對于蒸汽與原料粉料之間如何相互作用的問題有所理解，對于理解和管理制粒系統(tǒng)的問題是極為重要的。

　　蒸汽調(diào)質(zhì)：在制粒加工過程中應(yīng)用蒸汽，主要是因為蒸汽具有通過冷凝而攜帶和傳送熱量的獨特能力。如果僅僅為了添加水分，那么采用一根澆花用的水管接上水龍頭就比應(yīng)用蒸汽更為經(jīng)濟;同樣，如果僅僅為了獲取熱量，那么采用直接燃氣爐就比采用鍋爐更為價廉。然而，我們在調(diào)質(zhì)過程中需要的大量的熱和水分，目標(biāo)是一個非常的精細的場所──原料粉料中每一個粒子的表面。因而，蒸汽是唯一能擔(dān)此重任的實用方法。

　　使相對較涼的粉料粒子與蒸汽密切接觸，蒸汽中的熱量就會傳遞給粉料粒子，使這些粒子的溫度升高。蒸汽每傳遞970英熱單位(BTU)的熱量給粉料粒子，就會有1磅水凝結(jié)于粉料粒子的表面。這一現(xiàn)象就象潮濕空氣中的水蒸汽凝結(jié)于冰冷的飲料罐上的現(xiàn)象。如果讀者能夠充分理解這一概念，那么他對大氣調(diào)質(zhì)過程的充分理解也就唾手可得了。這是調(diào)質(zhì)過程中發(fā)生的最基本的過程。

　　原料粉料粒子表面一旦發(fā)生了液體冷凝，熱量和水分就都開始進入粒子內(nèi)部，因為粒子表面和內(nèi)部之間存在溫度差和濕度差。理解了這一點，就可以理解“陳化擴散原理”(age-old principle of diffusion)，按照這一原理,物質(zhì)(這里就是熱量和水分)會從濃度高的區(qū)域移向濃度低的區(qū)域。 蒸汽冷凝時釋放出的熱量就為驅(qū)動這一移動提供了能量。

　　谷物、蛋白質(zhì)餅粕和其它常用原料,通常都具有良好的絕熱特性(熱傳導(dǎo)系數(shù)很低), 所以熱量和水分在其中的移動都比較緩慢。這樣就發(fā)生了大氣調(diào)質(zhì)最佳化的問題，這主要牽涉到原料粉粒子的大小和原料的滯留時間這兩個問題。

　　原料粉的粒子大?。喝绻陨纤鰺崃亢退值囊苿佣己芫徛目捶ㄊ谴_實的，那么順理成章的就是，粒子愈小，則在一定時間以內(nèi)熱量和水分就能愈徹底地穿入到粒子的核心部位。相反，粒子若比較大，那么熱量和水分就不能充分穿入具有比較堅硬和干燥的核心的粒子內(nèi)部，這樣的粒子就不會有足夠的彈性以形成良好的顆粒料。

　　眾所周知，粉料粒子的總表面積會隨粒子大小的減小而增大。這一概念是極為重要的，因為蒸汽就是冷凝在這一表面上的，并且由此可見，總表面積愈大，則相對于每單位粉料重量的冷凝水量也就愈大。

　　顆粒料的質(zhì)量常因原料磨得較細而得到提高，主要的原因就在于細磨粉的粒子較小(熱量和水分向粒子內(nèi)部移動得較快)，而粒子的總表面積較大( 蒸汽冷凝的水較多)。若要使大氣調(diào)質(zhì)達到最佳，那么我們就應(yīng)該盡量將原料磨細。

　　滯留時間：如前所述，我們所用的大多數(shù)原料都有著很高的絕熱值，因此熱量和水分都要經(jīng)過一定的時間才會穿入到每一個粒子的核心。所能利用的時間僅限于一個粒子穿過調(diào)質(zhì)室所用的時間，這一時間就被稱為“滯留時間”。

　　滯留時間的測定并不容易，也不容易測定得精確，因而，滯留時間實際上代表的是所有粒子在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的平均滯留時間。可以關(guān)上進料斗同時啟動秒表從而粗略地測定滯留時間。制粒內(nèi)的物料量開始減少時立即觀察秒表讀數(shù)。采用這種方法，就可對物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的滯留時間得到一定的印象。其它測定法包括，向料斗頸注入染料,然后每2秒鐘一次由調(diào)質(zhì)室內(nèi)采集樣品。可以見到，隨著時間的推移，樣品內(nèi)的色澤深度先是加深，然后減弱。將見到最深顏色時的時間作為平均滯留時間。采用鐵粒子追蹤劑也可得到類似的結(jié)果。

　　測定滯留時間的目的在于，若要獲得最佳的調(diào)質(zhì)效果，滯留時間也必須最佳才行，因而我們就必須知道從何處著手來解決這一問題。