1 環模孔的相關結構參數概述
1.1模孔孔徑
從制粒質量和效率的角度來說,選用不同比例的環模孔徑和厚度可產生不同的影響。環模孔徑比例過小,厚度較厚,則導致生產效率下降,增加企業生產成本;環模孔徑比例過大則顆粒松散,對質量和制粒效果產生影響,因此為高效和優質生產的結果,必須科學合理選擇環模的孔徑和厚度等參數。
1.2模孔有效長度
模孔有效長度是飼料原料擠壓致密成型的模孔長度。選用有效長度越長的模孔,可使原料停留在環模內被壓制的時間增加,使顆粒成型硬度變強;反之會使粉化率變高,顆粒松散,顆粒質量下降。
1.3模孔長徑比
模孔長徑比為模孔有效工作長度與模孔直徑比。為取得良好的制粒效果,大多選用較大的長徑比,即達到顆粒硬度、顆粒密度和動態耐久性均逐漸變強的效果,提高顆粒質量,但增加能耗,容易造成塞機現象,因此要結合成型燃料產品要求等因素選用合理的長徑比。
1.4模孔結構
從圖1可見,常見的模孔結構有5種,即直形孔、壓縮階梯孔、外錐形孔、內錐形孔和釋放階梯孔等。直形孔加工簡單,壓縮階梯孔和外錐形孔被普遍使用,因其模孔有效長度被縮短,使物料被擠壓時間縮短,對加工直徑小于10mm的顆粒較為適合;釋放階梯孔適宜于加工直徑大于10mm質量低及粗纖維含量高的飼料。
1.5模孔的排列
從圖2可見,傳統模孔可排布成2種方式,陣列相對較整齊和錯位排列。從實際使用情況上看,錯位排列使用效果更優,可使原料更均勻進入模孔。依據布孔相互交錯角度的差異,把錯位排列劃分成等腰三角形布孔和等邊三角形布孔。

2 環模壓縮比概述
環模孔的有效工作長度和環模孔直徑比。壓制不同物料,需選用相應最佳比值,使之壓制成密實的顆粒制品。玉米粉所需的壓縮比為12,苜蓿草所需的壓縮比為8。使用壓縮比能反映加工料對環模結構參數相應的要求。因此不同顆粒選用合適的壓縮比,才能壓制出質量相同且生產效率高的產品。不同類型飼料的適宜模孔直徑和壓縮比見表1。

3 環模孔及壓縮比對顆粒質量的影響
3.1模孔對顆粒質量的影響
3.1.1模孔的孔徑對顆粒質量的影響
譚鶴群等[4]報道,調質溫度升高,環模孔徑降低,致使飼料粉化率降低,淀粉糊化度升高,從而提高飼料轉化效率,動物也更喜愛這種顆粒料,即增強適口性,也得到優良的制粒效果;從飼養效果角度來說,小模孔壓制的顆粒料,無論飼料是否完整,其飼喂效果都比大模孔的效果更好。制粒效果良好模孔直徑的適用范圍是2~20mm。
3.1.2模孔的長徑比對顆粒質量的影響
谷志新[1]研究表明,長徑比越大,顆粒密度隨之變大,致使成型物料越來越緊致,其硬度變高,但消耗的能量會增多,顆粒料產量變少;反之結果相反。不同的長徑比適用于不同的物料類型,大多數選用5~13。試驗證明,長徑比5~8的環模孔對于成型稻稈和稻草等粗纖維物料其制粒效果更優;谷志新玉米粉適用的最佳長徑比為12;長徑比為8的環模孔對于苜蓿草來說,顆粒質量更佳。
3.1.3模孔結構對顆粒質量的影響
進料孔包含曲線孔、錐孔和直孔3種形式,謝宇峰等[5]研究表明,進料孔形中,曲線孔其制粒效果最優,錐孔稍差,顆粒質量最不完美的是直孔。通常選用的模孔有效工作深度是模孔直徑的10~12倍,對比于直 孔口,曲線形孔口降低耗電量約為26.0%,且生產率提高11.2%,但加工過程較難,因此直孔口或錐孔口的使用較為廣泛。選擇優良合理的模孔結構要結合已經成功的試驗、生物質原料性質和耗用能量等因素開展全面合理的考量和選用。大量相關試驗證明,為牧草類體積大的物料選用模孔時,而多采用內錐孔,較為適用;混合物料一般使用圓柱孔,制粒效果良好;對于脫脂糠等高纖維的物料模孔多方比較,得出外錐形模孔最佳。何偉等研究表明,外錐形模孔適用于鯉魚顆粒飼料。
3.1.4環模開孔率對顆粒質量的影響
谷志新研究表明,通常在確定開孔率前,要在確保模孔間存在足夠抗斷能力和結構強度的前提下。當環模具有足夠強度的條件下,開孔率可被適量增大,從而使成型物料產量增加。在常規制粒條件下,合理選用不同大小的環模開孔率,對于環模的加工工藝及機器生產率起到明顯的效果,采用越大的環模開孔率進行制粒,便可大幅提高機器生產率,但對加工工藝的標準有更高的要求。通常要考慮環模產量、環模尺寸、環模使用年限和環模使用材料等綜合因素,選擇適合所制顆粒料的環模開孔率。通常能達到更好制粒效果的環模開孔率是20%~30%。
3.2環模壓縮比對顆粒質量的影響
盧曦等分析不同比例環模壓縮比對南美白對蝦飼料粉化率產生的影響,結果表明,增加環模壓縮比會使飼料粉化率下降,壓制南美白對蝦成蝦顆粒料適用于1:22~1:26壓縮比的環模。
張遠方等研究表明,壓縮比小,擠壓孔有效工作長度短,方便出料,顆粒料產量也隨之增加,但不利于顆粒料的成型,外觀松散,偶爾有破損,表面不光滑,測定后顯示較高的含粉率,反之亦然。通常壓縮比12~14:1適合生產水產飼料。
吳穎等探討適宜乳豬顆粒飼料的壓縮比,研究表明,環模壓縮比越大,顆粒硬度越次,粉化率越低,但成型率卻得到極大改善,降低生產率,即顆粒飼料質量改善。
Fairfield根據飼料的原料種類,選擇不同材質的環模,相應壓縮比也不同。不同類型飼料的環模規格見表2。

4 環模模孔及壓縮比對動物生產性能的影響
4.1環模模孔對動物生產性能的影響
4.1.1環模模孔對禽生產性能的影響
肉雞和火雞日糧通常采用顆粒料,在常規制粒工藝基礎上對環模模孔加以改進,使動物的生產性能明顯提高,包括降低飼料浪費、避免選擇性攝食、降低飼料成分分級和動物采食時間減少以消滅大多數致病微生物,使淀粉被糊化,蛋白質變性,飼料適口性得到提升。譚鶴群等為探討環模孔大小對肉雞生產性能影響的試驗,分別選用3.0和4.8mm模孔進行制粒,試驗結果證明, 3.0mm模孔制粒效果要比4.8mm模孔更優,其試驗肉雞日增質量提高5.0%,料肉比下降4.5%,試驗進一步證明從制粒效果角度來說,大模孔不適宜制粒。
4.1.2環模模孔對豬生產性能的影響
關于顆粒大小對豬生長性能影響的報道并不常見。Thomas等分別選用孔徑3.1、3.9和4.8mm的環模孔加工的顆粒飼料用來飼喂生長肥育豬,試驗表明,模孔直徑3.1mm的制粒效果最佳。
4.1.3環模模孔對反芻動物生產性能的影響
Catillo等用孔徑分別為3.5和10.0mm的環模孔徑加工的顆粒飼料飼喂生長牛觀察其對采食量和瘤胃發酵的影響。結果表明,與未加工的飼料相比,飼喂以模孔直徑3.5mm加工的顆粒料,提高瘤胃發酵率、控制底物釋放降和低pH導致酸中毒風險更高。把模孔直徑提高至10.0mm,通過均勻每天攝食模式可能會減少瘤胃發酵,不影響總采食量,甚至在限飼條件飼喂。
4.2環模壓縮比對動物生產性能的影響
4.2.1環模壓縮比對禽生產性能的影響
周巖民綜述,肉雞采食以適宜壓縮比加工顆粒料的生產性能高于未加工的顆粒料,改進后可提高肉仔雞生長速度6.10%~12.33%;同時合適壓縮比加工的顆粒料可提高火雞生長速度5.40%~17.96%,而飼料利用率幾乎沒有提高;適宜壓縮比制粒后對禽生長性能影響,主要是進一步提高飼料適口性,使營養物質采食更均勻。就肉雞而言,增質量約提高4.00%~8.00%,飼料轉化率提高3.00%~4.00%。
4.2.2環模壓縮比對豬生產性能的影響
焦文興等報道,29~90kg階段的豬飼喂以較優壓縮比加工的顆粒飼料可提高生長速度7.1%,飼料轉化率提高8.3%,鄧君明等對2個仔豬和1個肥育豬進行試驗,探究普通顆粒料采用適宜壓縮比加工的顆粒料對豬生長性能的影響;結果表明,以較優壓縮比生產出顆粒料比普通顆粒料提高平均日增質量(ADG)和 肉料比(G/F)分別8%和15%。劉海鳳等在肥育豬的研究中表明,較優壓縮比制造的顆粒料可改善平均日增質量4%和肉料比6% ,但攝入量不受影響。
5 結論
研究對影響環模壓縮機工作效率的關鍵因素進行綜述,環模模孔、環模壓縮比及其對飼料品質和動物生產性能的影響,可為同行提供參考。近年來,在傳統制粒工藝廣泛應用的基礎上,又出現新的趨勢;重復制粒等技術,顆粒飼料質量得到提高,飼料的營養價值增加,動物生產性能提高,隨著飼料工業的發展,必將更大程度改進和提升飼料制粒工藝與設備,將使顆粒飼料的品質變得更加可靠穩定。













