料企如何选择膨化沉性饲料设备？

文/图  北京现代洋工机械科技发展有限公司 李芝银    

AFE145-E某外资企业生产现场

       所有研究都表明：膨化水产料与普通制粒料相比最大的优势就是消化吸收好、饲料报酬高、水质污染少等，因此浮水料领域已经基本采用膨化生产。绝大部分高档水产饲料都是沉性的，早些年都采用制粒工艺生产，近些年随着膨化技术的普及，已经有不少企业使用膨化设备生产沉性饲料。在配方、粒度及相关工艺满足膨化沉水饲料生产情况下，本文仅对膨化设备生产沉性饲料提出建设性要求，以备广大客户选型参考。 
　　 
　　国际上通常用“cooking degree”来指饲料产品的热加工程度，国内我们叫做熟化度，一般以饲料产品中的淀粉糊化度来表征。膨化饲料有别于常规制粒料最主要的指标就是熟化度高，通常情况下浮水料的淀粉糊化度不低于90%，膨化沉水饲料的熟化度应达多少行业内并没形成共识，尽管国际国内均认可膨化优于制粒。我们认为，膨化沉性饲料的淀粉糊化度应不低于浮水料，这样才能体现出膨化料与制粒料的差别（显著提高饲料利用率及起到改善水质目的），否则，如果只是用膨化机做出外形相对制粒漂亮一些的颗粒，而熟化度没有根本性的改变，那还不如用制粒生产更经济。基于这点，膨化沉性颗粒生产设备要求比浮水颗粒更高，首先熟化度要与浮水料一致，其次需要降低出模温度及压力，避免过度膨胀导致浮水。如果一款膨化机可以做浮水料，也能生产沉性料，其沉性料产能一般在浮水料产能的60-70%。 
　　 
　　在市场上会经常遇到膨化料生产厂家说，他的设备生产沉性饲料效率比浮水料还高，我们一般都会提醒他注意产品的熟化度，这种产能的提升是以牺牲产品熟化度获得的，其熟化度低于90%，我们不认为是一种合格的膨化沉性饲料。但对养殖户来说，他们并不清楚什么才是好的沉性料，看到比颗粒料漂亮，又是膨化生产的，自然觉得比颗粒料高档了。对膨化沉性料熟化度的认知缺乏，不仅仅是养殖户，生产厂商同样也是如此，所以目前的市场上，相当多的所谓膨化沉性料，并没有体现出应高于颗粒料的预期效益。 
　　 
　　国内市场上用于膨化水产饲料的膨化机按结构可分为两种：单螺杆膨化机和双螺杆膨化机。单螺杆工作部分（螺杆与物料挤压部分）是一根轴，而双螺杆为两根。单、双螺杆膨化机设备结构及加工机理不同。 

左图：TSE98双螺杆膨化机                 右图：AFE145-E型单螺杆水产饲料膨化机 

　　 
　　单螺杆膨化机是通过螺杆与筒体对物料的摩擦形成对物料的推进、挤压，物料容易在螺杆与筒体之间粘结而造成堵机。单螺杆挤压膨化机结构相对比较简单，其发展较早，在膨化水产饲料生产中已有几十年的历史，广泛应用于罗非鱼、鮰鱼、草鱼、鲤鱼等的低蛋白成鱼饲料生产以及池塘混养鱼料等浮水饲料生产中。 
　　 
　　双螺杆膨化机螺杆截面呈“8”字形，物料的推进、挤压是通过两根螺杆的啮合、分离运动在两根螺杆之间完成的，物料不易粘结，不易产生逆流，一般在加工过程中可以根据物料特性调整螺杆转速。 
　　 
　　国际上双螺杆膨化机用于水产及特种饲料生产也有三十多年了，上世纪九十年代国内也有引进。国产双螺杆水产膨化机研制始于上世纪八十年代，真正工业化生产机型投入使用，也不过十多年。双螺杆挤压膨化机具有适应性强、滑移输送及自洁等优点，但其结构复杂，投资成本较高。因而，双螺杆挤压膨化机初期主要用于具有高附加值的水产和宠物饲料生产中，如鳗鱼、甲鱼及幼鱼饲料的生产，因为这些产品的附加值足以回报双螺杆投资及生产费用；另外一些特种水产饲料如微粒水产饲料（直径为0.8-2mm）、高脂肪水产料及生产量小但配方常变的饲料也需采用双螺杆挤压膨化机进行生产。 
　　 
　　双螺杆膨化机与单螺杆膨化机在生产水产料时主要有如下区别： 
　　 
　　1、出品率高，可达98%或更高。 
　　 
　　2、颗粒成型好，粒形均匀一致。双螺杆出模压力很稳定，保证颗粒成型一致。 
　　 
　　3、双螺杆的独特的强泵送能力，确保无反喷、堵塞现象。经强调质后，物料中含汽量较高，单螺杆在喂料区易出现溢汽、反喷，导致料流不稳堵机，而双螺杆不会发生类似情况。 
　　 
　　4、可连续稳定生产各种小颗粒产品。在生产2mm及以下直径颗粒时，单螺杆工况不稳定，出品率会骤降，料型也会变差。 
　　 
　　5、密度控制更为稳定可靠。物料在双螺杆机筒内熔融更充分、均匀，可以精确控制生产浮水料、沉水料及缓沉性产品。 
　　 
　　6、对配方适应性广，更能适应高能量配方生产。双螺杆可生产脂肪含量11-13%（国外资料称可达17%）的高能量配方，而单螺杆一般不超过6-8%。 
　　 
　　从国内目前膨化沉性饲料生产看，单螺杆使用还是占上风的，一是投资相比双螺杆低，更重要的是饲料生产厂和用户都没有意识到熟化度需要做到90%，只是简单的挤出成型沉水而已。因为绝大部分单螺杆机型螺杆长径比都在10-12，他们的初始设计就是用来生产普通浮水料的。简单讲一个案例，山东一家外资企业，购买一家单螺杆膨化机生产舌鳎鱼料，投产半年内没产出合格产品。后来经过与我们多次沟通及考察，确定试用一款单螺杆AFE145-E，与之前的设备相比，单螺杆AFE145-E强化了调质，使得物料进入膨化腔前熟化度更高，长径比大，物料在中段即达熟化要求，在后段实现冷却降温、降压，从而控制膨胀，机筒使用的回型水道冷却，可在1分钟内将物料从120-130℃降至60-70℃。投产后产品质量及设备效率良好，该企业后期工程中使用了双螺杆膨化机TSE98生产小颗粒高档沉水料。 
　　 
　　理论上，双螺杆会优于单螺杆，如果有条件，选择双螺杆机型生产沉性料更可靠。膨化生产浮水料，只需熟化挤出即可，所以这类双螺杆产品的长径比（L/D）在11-13即可。而膨化沉性饲料，需要熟化、降温减压、挤出，所以需要更大的长径比，我们一般控制在19.5-20，保证设备既可以生产浮水料，也能高效率生产沉性料。需要提请大家注意的是：不是所有的双螺杆膨化机都可以用于生产沉性料的。安徽有个企业生产蟹料和蟹苗料，选用国内某品牌双螺杆机组成套，在调试后四个多月的时间，都无法正常生产，出料半个小时内颗粒能沉水，此后颗粒膨胀，粒度长度不均，有沉有浮，水中极易溃散，稳定性差。经过分析，该款膨化设备长径比小，只适用于浮水料生产，尽管在出料段也设有水套冷却，但冷却效果差，物料熟化后，没有足够的空间和时间来降温降压，所以无法控制产品的膨胀度，导致浮水。 
　　 
　　通过以上分析，我们大致可以归纳出膨化沉性饲料设备要满足： 
　　 
　　1、终产品熟化度不低于90%，这个熟化度的产品具有很好的水中稳定性和抗溶蚀性，饲料效价也是很高的。 
　　 
　　2、调质效果充分，提高物料在调质器中的熟化程度，减少螺杆挤压部分的机械能摄入（可以提高产能），并尽可能使其熟化区域提前，为后续的降温降压提供更多空间。 
　　 
　　3、适宜的长径比，保证物料较佳的机械能摄入，并有足够的空间来降温降压。 
　　 
　　4、适宜的冷却方式，回型水道机筒冷却效果优于夹套式机筒，夹套式机筒冷却时，要逆流冷却，即低进高出，保证夹套中冷却水是充满状态，改善冷却效果。 
　　 
　　5、能满足长时间连续生产的商业化生产要求。 
　　 
　　这几点只是从技术层面给大家提供参考，实际设备选型中，客户更多的关注在价格方面，往往忽略对设备性能和自己终产品品质的要求。我们也希望通过此文抛砖引玉，与设备厂商和客户一起探讨如何更经济有效地膨化生产沉性饲料。