1、前言
環(huán)模
顆粒機(jī)是顆粒飼料生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它將配合好的各種粉狀飼料壓制成顆粒，改變了飼料的物理性能和生化性能，提高了飼料利用率和喂養(yǎng)適口性，是現(xiàn)代化飼料廠必不可少的重要設(shè)備。因此，顆粒機(jī)性能優(yōu)良與否就直接影響顆粒飼料的品質(zhì)，這要求在設(shè)計(jì)或選用顆粒機(jī)時(shí)要注意它的幾項(xiàng)主要技術(shù)參數(shù)。
2、環(huán)模轉(zhuǎn)速
設(shè)計(jì)環(huán)模轉(zhuǎn)速時(shí)要考慮四個(gè)問(wèn)題：①制粒產(chǎn)量：它與轉(zhuǎn)速?zèng)]有正反比關(guān)系，存在最佳轉(zhuǎn)速范圍對(duì)應(yīng)最佳產(chǎn)量；②顆粒成形率：太高轉(zhuǎn)速容易把壓制出來(lái)的顆粒甩碎，降低成形率，即等于產(chǎn)量下降；③不同飼料配方對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速，以壓制高品質(zhì)飼料；④環(huán)模內(nèi)徑尺寸，環(huán)模運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生離心力，轉(zhuǎn)速越高，離心力就越大，影響顆粒機(jī)穩(wěn)定性。綜合上面因素和結(jié)合世界制造顆粒機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，環(huán)模的轉(zhuǎn)速應(yīng)由環(huán)模內(nèi)徑線速度確定，一般線速度范圍為：2.5～7.5m/s。齒輪傳動(dòng)的線速度偏低，皮帶傳動(dòng)的線速度偏高，這是由它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所決定的。
環(huán)模內(nèi)徑線速度計(jì)算公式：
V=πnd/60（m/s）
那么可得環(huán)模轉(zhuǎn)速n=60v/πd(r/min)
式中：D為環(huán)模內(nèi)徑(m)
以某型號(hào)顆粒機(jī)為例：(皮帶傳動(dòng)，55KW)
環(huán)模內(nèi)徑：D=350mm=0.35m
線速選擇：v=5.2m/s
則環(huán)模轉(zhuǎn)速：n=60×5.2/π0.35=284 (r/min)
這符合經(jīng)驗(yàn)參數(shù)100～400r/min的環(huán)模轉(zhuǎn)速范圍。有些機(jī)型設(shè)有變速裝置，是為了適合不同配方使用。
3、主電機(jī)功率P
主電機(jī)功率與制粒產(chǎn)量、環(huán)模內(nèi)徑有直接的關(guān)系，當(dāng)設(shè)計(jì)顆粒機(jī)時(shí)，首先要知道制粒產(chǎn)量（按國(guó)家配方和中5mm小孔為準(zhǔn)，然后綜合制粒的每t料電耗指標(biāo)，即可粗算出主電機(jī)功率P，一般按困家標(biāo)準(zhǔn)取噸料電耗為10KW.h/t，則主電機(jī)功率計(jì)算式為：
P=產(chǎn)量(t)x電耗／t料=Q．K．(KW)
如設(shè)計(jì)5 t/h的顆粒機(jī)，其主電機(jī)功率P=Q．K=
Sx10=50(KW)
取標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)功率：55KW
4、單位功率面積
單位功率面積是指壓粒主電機(jī)每KW所對(duì)應(yīng)環(huán)模有效壓帶面積(mm
2)，它是衡量顆粒機(jī)性能的重要參數(shù)，也是設(shè)計(jì)顆粒機(jī)的主要依據(jù)。該參數(shù)太大，主電機(jī)功率偏小，則造成超載，反之則浪費(fèi)能耗，因此，單位功率面積(mm
2/KW)必須有一最佳值。縱觀國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家，單位功率面積取值范圍為2000～4000mm
2/KW，設(shè)計(jì)時(shí)取2500mm
2/KW，這樣使壓粒性能較穩(wěn)定，可靠性好。
單位功率面積A計(jì)算公式：
A=S/P=πD·b/p（mm
2/KW）
S為環(huán)模壓帶有效面積(mm
2)
D為環(huán)模內(nèi)徑(mm)
b為環(huán)模壓帶寬(mm)
5、環(huán)模內(nèi)徑D和壓帶寬b
根據(jù)單位功率面積理論推導(dǎo)，環(huán)模內(nèi)徑D應(yīng)在一最佳范圍內(nèi)，由單位功率面積A計(jì)算式得：
實(shí)際顆粒機(jī)上的環(huán)模內(nèi)徑為350mm,與計(jì)算相吻合。
b=0.25D=85.8(mm)
6、壓輥直徑d
壓輥直徑大小直接影響壓粒時(shí)物料攝入角，故在盡可能的條件下，應(yīng)采用大直徑壓輥f詳見(jiàn)圖2)，兩壓輥的環(huán)模顆粒機(jī)，壓輥直徑d與環(huán)模內(nèi)徑D關(guān)系為：2d<D 所以d<0.5D
考慮兩壓輥之間還有螺栓及調(diào)整間隙，一般取d與D關(guān)系為：
d=(0.4～0.485)D
如前面說(shuō)到的顆粒機(jī)，環(huán)模內(nèi)徑D=350mm,它的壓輥內(nèi)徑d=(0.4～0.485)D=170mm
7、調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)直徑及調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速
物料進(jìn)入壓粒室前的蒸汽調(diào)質(zhì)工藝使物料熟化、消毒，以使制粒品質(zhì)更好。物料調(diào)質(zhì)的質(zhì)量與調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)直徑及調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。
要設(shè)計(jì)合理的調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)直徑及調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速，需從調(diào)質(zhì)時(shí)間t考慮。除了加蒸汽滿足要求外，調(diào)質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)短就很熏要了。傳統(tǒng)顆粒機(jī)調(diào)質(zhì)時(shí)間為9~20s,現(xiàn)在新的理論提出20～60s．特別是加工水產(chǎn)飼料時(shí)，調(diào)質(zhì)時(shí)間就更長(zhǎng)些。
7.1 調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)直徑D
式中：v-調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)體積(m
3)
D-調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)直徑(m)
I-調(diào)質(zhì)筒長(zhǎng)度(m)，取I=6D
v-飼料容重(t/m
3)，取v=0.55 t/m
3
k-飼料充滿系數(shù)，取k=0.3
Q-調(diào)質(zhì)軸輸送量(t/h)，取壓粒設(shè)計(jì)產(chǎn)量q的1.5～2.0倍，可初定Q=1.8q
將上述有關(guān)參數(shù)代入調(diào)質(zhì)時(shí)間t計(jì)算式：
另外，根據(jù)筆者多年經(jīng)驗(yàn)和綜合國(guó)內(nèi)外樣機(jī)參數(shù)，調(diào)質(zhì)簡(jiǎn)直徑D與環(huán)模近似相等，妥否，供大家探討，若這一論點(diǎn)可行，可以減少許多不必要的計(jì)算。
7.2 調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速
調(diào)質(zhì)軸主要由軸頭不銹銅管和葉片組成，葉片的形式有許多種，都是為了增強(qiáng)飼料與蒸汽的攪拌效果。調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速高低對(duì)攪拌效果影響很大，速度太高，物料熟化時(shí)間短，還沒(méi)有完全糊化就被送進(jìn)壓粒，飼料品質(zhì)不理想；反之，調(diào)質(zhì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，損失過(guò)多維生素，流動(dòng)性差，含水率偏高，影響壓粒性能和冷卻效果。調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速受許多因素影響，不能直接用公式推導(dǎo)計(jì)算，一般取100～300r/min范圍。有些顆粒機(jī)調(diào)質(zhì)筒配有交頻器，使調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)速可變，根據(jù)不同飼料所需調(diào)質(zhì)時(shí)間不同而改變調(diào)質(zhì)軸轉(zhuǎn)帶，使飼料熟化效果達(dá)到最佳狀態(tài)。另外，生產(chǎn)水產(chǎn)料的顆粒機(jī)配有2或3個(gè)調(diào)質(zhì)筒，目的也是為了延長(zhǎng)調(diào)質(zhì)時(shí)間，使物料充分熟化，適合水產(chǎn)養(yǎng)殖的特殊要求．
8、喂料螺旋輸送機(jī)
裝在顆粒機(jī)頂端的喂料螺旋輸送機(jī)是用來(lái)根據(jù)壓粒產(chǎn)量大小調(diào)節(jié)物料輸送量的，所以設(shè)計(jì)該輸送機(jī)要可變速。辦法有兩種：采用帶減速器的電磁調(diào)速片機(jī)驅(qū)動(dòng)或減速電機(jī)由變頻器控制。前者技術(shù)難度不大，且成本低，廠家采用較多；而后者結(jié)構(gòu)緊湊而成本高，故目前較少用。
螺旋軸葉片有的采用全葉片變距結(jié)構(gòu)，有的采用單葉片安裝結(jié)構(gòu)。前者送料時(shí)有脈沖性，對(duì)壓粒有一定影響，但殘留量少；而后者剛好相反，同時(shí)它的軸轉(zhuǎn)速比前者高。目前許多顆粒機(jī)絕大多數(shù)采用全螺旋葉片變距螺旋軸結(jié)構(gòu)，在該軸出料口處焊上4個(gè)單葉片撥料就可以減少物料的脈沖性，輸送量準(zhǔn)確是這種結(jié)構(gòu)螺旋軸的最大優(yōu)點(diǎn)（如圖3）。全螺旋葉片輸送機(jī)的輸送量Q計(jì)算：
式中：S-螺距(m)
D-螺旋直徑(m)
n-螺旋軸轉(zhuǎn)速(r／min)
v-飼料容重，v=0.55t／m
3
k-充滿系數(shù)，一般取k=0.8～0.95
9、小結(jié)
上面探討了顆粒機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，而影響這些參數(shù)還有許多因素．就像文中有些假定參數(shù)一樣，所以在設(shè)計(jì)時(shí)還需多參考有關(guān)樣機(jī)，結(jié)合具體的工藝水平而設(shè)計(jì)，在不違背主要的技術(shù)參數(shù)的前提下，使之更完善更具特色。
