制粒工艺过程的水分控制(51张)课件.ppt

1、影响颗粒稳定度的因素影响颗粒稳定度的因素调制调制20环模环模15粉碎粒度粉碎粒度20配方配方/原料原料40冷却冷却5%蒸汽调制的基本作用蒸汽调制的基本作用*热水分交换使饲料原料软化，淀粉糊化，热水分交换使饲料原料软化，淀粉糊化，促进粉料颗粒在压粒过程中紧密结合，提促进粉料颗粒在压粒过程中紧密结合，提高颗粒饲料的稳定度，减少含粉量。高颗粒饲料的稳定度，减少含粉量。*降低制粒电耗，提高产量，延长环模寿命，降低制粒电耗，提高产量，延长环模寿命，减少因摩擦生热导致的有效营养成分损失。减少因摩擦生热导致的有效营养成分损失。淀粉糊化程度取决于：温度、水分与时间淀粉糊化程度取决于：温度、水分与时间 制粒前的

2、常规蒸汽调制，淀粉糊化度的提制粒前的常规蒸汽调制，淀粉糊化度的提高一般不超过五个百分数单位高一般不超过五个百分数单位 压粒过程摩擦生热导致的淀粉糊化无助于压粒过程摩擦生热导致的淀粉糊化无助于提高颗粒稳定度提高颗粒稳定度蒸汽调制的基本作用蒸汽调制的基本作用调制料温、制粒升温与淀粉糊化的关系调制料温、制粒升温与淀粉糊化的关系调制料温0C水分上升制粒升温 0C糊化度%全颗粒外层2304641.958.3431.33337.1632.11933.5803.242825.9蒸汽调制的基本作用蒸汽调制的基本作用 高水分、长时间蒸汽调制，如湿法挤压高水分、长时间蒸汽调制，如湿法挤压膨化的预调制过程，可使淀粉

3、糊化度提膨化的预调制过程，可使淀粉糊化度提高约高约 2020个百分数单位。个百分数单位。蒸汽调制的关键蒸汽调制的关键 蒸汽质量：什么是蒸汽质量？如何得到蒸汽质量：什么是蒸汽质量？如何得到高质量蒸汽高质量蒸汽 根据饲料类型和调制时间长短正确设定根据饲料类型和调制时间长短正确设定调制气压调制气压 原料与成品水分控制原料与成品水分控制蒸汽调制过程的热交换蒸汽调制过程的热交换 蒸汽热量的组成：表观热与潜热蒸汽热量的组成：表观热与潜热 潜热潜热-物料升温的主要热量来源物料升温的主要热量来源:每凝结一个百分数单位的优质蒸汽，物料每凝结一个百分数单位的优质蒸汽，物料温度大约上升温度大约上升 15 15 0

4、0C C 蒸汽表蒸汽表 蒸汽质量蒸汽质量蒸汽表蒸汽表 压力 温度 表观热 潜热 总热kg/cm20C -kcal/kg-0.5 112 112 531643 1.0 120 120 526 646 1.5 127 127 521 6482.0 134 134 517 651蒸汽质量蒸汽质量 湿蒸汽蒸汽中含液态水湿蒸汽蒸汽中含液态水,热量低，易堵热量低，易堵塞模孔塞模孔 蒸汽质量可用气态水在蒸汽中的百分数来蒸汽质量可用气态水在蒸汽中的百分数来表示表示 测定蒸汽质量的方法测定蒸汽质量的方法 过热蒸汽或不饱和蒸汽过热蒸汽或不饱和蒸汽 判定过热蒸汽的方法判定过热蒸汽的方法 理想的蒸汽：理想的蒸汽：10

5、0100饱和蒸汽饱和蒸汽蒸汽质量的计算蒸汽质量的计算蒸汽质量蒸汽质量%=(W=(W2 2xTxT2 2-W-W1 1xTxT1 1)/(W)/(W2 2-W-W1 1)-Hf/Hfgx100%)-Hf/Hfgx100%W1=W1=注入蒸汽前水重注入蒸汽前水重W2=W2=注入蒸汽前水重注入蒸汽前水重T1=T1=注入蒸汽前水温注入蒸汽前水温T2=T2=注入蒸汽前水温注入蒸汽前水温Hf=Hf=测试压力下的表观热测试压力下的表观热(查蒸汽表查蒸汽表)Hfg=Hfg=测试压力下的潜热测试压力下的潜热(查蒸汽表查蒸汽表)蒸汽表蒸汽表 压力 温度 表观热 潜热 总热kg/cm20C -kcal/kg-0.5

6、 112 112 531643 1.0 120 120 526 646 1.5 127 127 521 6482.0 134 134 517 651蒸汽系统主要设备的选择与设定蒸汽系统主要设备的选择与设定 锅炉锅炉 输汽管道内径的确定输汽管道内径的确定 汽水分离器汽水分离器 疏水阀疏水阀 减压减压(稳压稳压)器器 流量控制阀流量控制阀锅炉的选择与设置锅炉的选择与设置Boiler Selection and Layout 燃料的选择要全面考虑供气稳定性、人工、燃料燃料的选择要全面考虑供气稳定性、人工、燃料价格及环境等因素价格及环境等因素Fuel Type 锅炉的功率或供气量要留有余地锅炉的功率或

7、供气量要留有余地 Boiler Size:Leave sufficient room 尽可能缩短锅炉与用汽设施之间的距离尽可能缩短锅炉与用汽设施之间的距离Location of the boiler:close to the pellet millID(cm)=W x 3.53 v/30W=蒸汽流量蒸汽流量 (Steam flow),kg/minv=给定给定气压下的比体积气压下的比体积 (Specific volume under given steam pressure),m3/kg(查表查表)30=最大流速最大流速 (allowed steam flow velocity),m/s输汽管道

8、内径的确定输汽管道内径的确定Sizing the Pipe气水分离器气水分离器Steam Separator 根据机械原理将蒸汽中的水滴与蒸气分根据机械原理将蒸汽中的水滴与蒸气分开以得到优质蒸汽开以得到优质蒸汽.Using a mechanical advice to remove water drip-lets from the steam and obtain high quality steam.好的气水分离器可移走好的气水分离器可移走98%98%的水滴的水滴.Good separator can remove more than 98%of the water drip-lets 其功

9、能为将凝积水其功能为将凝积水(在进入调制器前在进入调制器前)从从蒸汽系统中排出蒸汽系统中排出.To remove water condensate out of the steam system(before the steam going into the conditioner).疏水阀应不时启闭使一定压力下的凝积疏水阀应不时启闭使一定压力下的凝积水水移到常压的回收系统且不丢失移到常压的回收系统且不丢失蒸蒸気気.It must periodically open and close to allow the pressurized condensate to be removed in t

10、o an atmospheric condensate return system without losing steam.疏水阀疏水阀Check Valve 只有气压稳定才能使气流稳定只有气压稳定才能使气流稳定,从而保证制粒过从而保证制粒过程稳定程稳定.Steady pressure is critical for smooth steam flow and hence smooth pelleting operation.减压有助于提高蒸汽质量减压有助于提高蒸汽质量.Pressure reduction helps improving steam quality.减压减压(稳压稳压)器的

11、主要参数器的主要参数:流量、调压范围及控流量、调压范围及控制的稳定性制的稳定性(可用变异系数度量可用变异系数度量).).Parameters for consideration:Maximum flow(kg/hour),pressure range,pressure stability(expressed as CV%).减压减压(稳压稳压)器器Steam Pressure Reducer-Regulator 控制进入调制器的蒸汽流量控制进入调制器的蒸汽流量.只有物料流量与蒸只有物料流量与蒸汽流量同步控制才能实现稳定的制粒作业汽流量同步控制才能实现稳定的制粒作业.It meters the

12、steam flow going into the conditioning chamber-an important device for operator 调制器操作与流量应是线性关系调制器操作与流量应是线性关系.A linear response is required between control valve and steam flow.一般的控制阀的操作与实际流量不是线性关系一般的控制阀的操作与实际流量不是线性关系.The gate valve is non-linear-at half opening,small changes in setting results large

13、 steam flow variation.流量控制阀流量控制阀Steam Flow Control Valve 减压、分水、气压控制三合一减压、分水、气压控制三合一A separator-trap-pressure regulator“three in one”device.流量控制阀在自动和手动控制条件下均与流量控制阀在自动和手动控制条件下均与流量呈线性关系流量呈线性关系.Linear steam flow control valves for both manual and automatic control system-Cospect Valve蒸汽调制系统参数的设定蒸汽调制系统参数

14、的设定Parameter Settings in Steam Conditioning 考虑因素：调制时间、蒸汽质量、饲料配方考虑因素：调制时间、蒸汽质量、饲料配方.Factors to be considered:Retention time,steam qualityand formulation/ingredients.对于一般饲料配方，应在不塞机的前提下，尽对于一般饲料配方，应在不塞机的前提下，尽可能提高料温可能提高料温.In general,mash temperature should be conditioned “as high as possible”before reach

15、ing the“chock point”.减压前后的压力比减压前后的压力比Pressure Ratio before after Pressure Reducing Valve-减压可使蒸汽中的水滴挥发减压可使蒸汽中的水滴挥发.减压幅度过大减压幅度过大,在蒸在蒸汽质量好时汽质量好时,可形成过热可形成过热(不饱和不饱和)蒸汽蒸汽.Pressure reduction helps water drip lets flash off but may also produce a supper-heated steam if the pressure drop is too much and the

16、steam quality already very high.一般推荐一般推荐:3.5-4:1General Recommendation:3-4 to 1进入调制室的蒸汽压力设定进入调制室的蒸汽压力设定Steam Pressure Setting before Conditioner 调制时间短，蒸汽质量好，宜采用低蒸汽压调制时间短，蒸汽质量好，宜采用低蒸汽压 (1.5-0.5 kg/cm(1.5-0.5 kg/cm2 2 或或 更更 低低)，以争取热以争取热交换时间交换时间(并降低能耗并降低能耗).).Low pressure(0.5-1.5 kg/cm2)is preferred if

17、 retention time is short(20 sec or less).调制时间长，可采用较高蒸汽压力。调制时间长，可采用较高蒸汽压力。Higher pressure works well(2-4 kg/cm2)if retention time is long(40 sec or more).关键在于有足够时间完成热交换关键在于有足够时间完成热交换-释放潜热释放潜热.The key is to give sufficient time for heat transfer-releasing latent heat.调制温度调制温度70700 0C C 以控制水分避免塞机以控制水分避

18、免塞机Keep mash temperature700C to avoid moisture increase caused stickiness 可考虑采用较高蒸汽压力甚至过热蒸汽可考虑采用较高蒸汽压力甚至过热蒸汽Higher steam pressure-low steam flow,or supper heated steam may help 高乳清粉乳猪料蒸汽参数的设定高乳清粉乳猪料蒸汽参数的设定Steam Setting for High Whey Diet 延长延长调制时间有助于水分进入并软化粉料以提调制时间有助于水分进入并软化粉料以提高颗粒质量高颗粒质量Extended ret

19、ention time helps moisture penetration and softens particles for better pellets.调制时间测定调制时间测定(Measuring mean retention time):MRT(Sec.)=(3600 xW)/(1000 xP)where,W=调制器内水分校正的物料量调制器内水分校正的物料量,kg Moisture adjusted mash weight in conditioner,kgP=产量产量,MT/h Production rate,MT/h 蒸汽调制时间蒸汽调制时间Retention Time蒸汽调制时

20、间蒸汽调制时间Retention Time 延长常规调制器调制时间的简易办法延长常规调制器调制时间的简易办法:通过调节通过调节浆片角度提高物料在调制器内的充满度浆片角度提高物料在调制器内的充满度.Extending Retention Time by Adjusting Pitch Angle 夹层夹层(间接间接)蒸器的作用蒸器的作用The role of indirect steam.Extending Retention Time by Adjusting Pitch Angle Mash fill before adjustmentt thermometer rConditioner P

21、addle Pitch Adjustment(Top View)Mash Fill after Adjustment延长调制时间的设备延长调制时间的设备 多层调制器多层调制器 可变仰角调制器可变仰角调制器 熟化调制器熟化调制器Ripenner DDC制粒过程的自动控制制粒过程的自动控制 料流控制料流控制 蒸汽流控制蒸汽流控制 料温反馈控制，电流反馈控制料温反馈控制，电流反馈控制常规蒸汽调制的局限性常规蒸汽调制的局限性Limits to Traditional Steam Conditioning 高水分、低温原料限制料温升高。高水分、低温原料限制料温升高。Can not achieve hig

22、h mash temperature when ingredient moisture is high and temperature is low.解决途径：烘干解决途径：烘干-预热？投入机械能预热？投入机械能?加压调制加压调制?Solution:Drying?Pre-heating?Mechanical energy input?Pressurizing?Whats New?-For Better Pellets-制粒工艺过程的水分控制制粒工艺过程的水分控制控制关键点控制关键点 调制前粉料水分调制前粉料水分:水分低于水分低于12%12%在混合物机在混合物机加水加水(一般不超过一个百分点一般

23、不超过一个百分点)调制后水分可通过料温上升估测调制后水分可通过料温上升估测 成品水分成品水分:通过冷却时间料层高度调节通过冷却时间料层高度调节 以电容为基础的快速水分测定器：以电容为基础的快速水分测定器：不需样品粉碎不需样品粉碎不需称量不需称量测定误差不超过测定误差不超过0.50.5百分数单位百分数单位手工操作系统，六秒中得结果手工操作系统，六秒中得结果,电脑自电脑自动监测系统，每秒动监测系统，每秒2020个以上读数个以上读数关键设备关键设备制粒问题解难案例制粒问题解难案例Pelleting Trouble Shooting-Case by Case Analyses例例 1(广东广东,198

24、5)Case 1(Guangdong)问题问题:产量偏低产量偏低,爱环镆寿命低爱环镆寿命低Problem:low production rate.,die wearing to fast 现场观察现场观察:进入调制器蒸汽压进入调制器蒸汽压:2.7kg/cm2,On-site observation:Steam pressure at conditioner 2.7 kg/cm2 问题所在问题所在?如何解决如何解决?Solution?例例 2(美国美国,1990)Case 2(US-1990)问题问题:兔颗粒质量差兔颗粒质量差,含粉多含粉多.Problem:poor pellet quality

25、 in a rabbit diet.现场观察现场观察:未发现明显异常未发现明显异常.与工人座谈得知唯与工人座谈得知唯一改变是粉碎玉米由厂外带加工一改变是粉碎玉米由厂外带加工.No significant problem found in pelleting operation.Only changes recently made was corn meal supplied from toll-milling by an outside contractor.问题所在问题所在?如何解决如何解决?Solution?例例 3(美国美国,1994)Case 3(US-1994)问题问题:料温上不去料

26、温上不去,颗粒质量差颗粒质量差,含粉多含粉多,产量低产量低Problem:Low mash temperature,poor pellet quality,low production rate.现场观察现场观察:给汽打滑给汽打滑,减压前减压前-后蒸汽压后蒸汽压:6.5-2.7,手可握住疏水阀后水管手可握住疏水阀后水管.On site observation:surging when adding steam;steam pressure at boiler:6.5 kg/cm,after conditioner:2.7 kg;hands can hold on pipe after chec

27、k valve.问题所在问题所在?如何解决如何解决?Solution?例例 4(江西江西,1999)Case 2(JiangXi-1999)问题问题:成品水分成品水分.10.5%.Problem:Low mash temperature,poor pellet quality,low production rate.问题所在问题所在?如何解决如何解决?Solution?例例 5(深圳深圳,1999)Case 5(Shenzhen-1999)问题问题:乳猪料乳猪料(含含乳清粉乳清粉),制粒困难制粒困难.问题所在问题所在?如何解决如何解决?Solution?挤压挤压(膨化膨化)饲料产品水分控制饲料

28、产品水分控制 问题的提出：问题的提出：客户投诉中因产品水分导制的质量问题客户投诉中因产品水分导制的质量问题最多最多 产品水分的变异系数最大产品水分的变异系数最大 产品水分关系重量损耗产品水分关系重量损耗 确定产品安全贮藏水分确定产品安全贮藏水分 定义定义:产品长期贮藏不霉变的水分高限产品长期贮藏不霉变的水分高限 霉变是否发生取决于水活度霉变是否发生取决于水活度,临界点临界点0.7 经测定水活度经测定水活度0.7下产品平衡水分为下产品平衡水分为11%产品水分变异来源产品水分变异来源 加工烘干过程的变异加工烘干过程的变异 贮藏过程的变异贮藏过程的变异:热转移热转移 贮藏过程的变异贮藏过程的变异:吸

29、湿与解吸吸湿与解吸建立一个反馈自控系统降低烘建立一个反馈自控系统降低烘干过程产品水分变异干过程产品水分变异 自变量：热风温度，料层高度自变量：热风温度，料层高度(滞留时间滞留时间)因变量：产品水分因变量：产品水分 实际控制：产品水分反馈控制热风温度实际控制：产品水分反馈控制热风温度 硬件：硬件：结果：产品水分变异系数由结果：产品水分变异系数由9.2-15.4%降降到到2.2%，目标水分由，目标水分由8.5%提高提高10.5%选用适当包装材料防止产后选用适当包装材料防止产后水分重量变化水分重量变化结果：无需超加结果：无需超加1个百分数个百分数效益总效益总 彻底解决了产品霉变问题彻底解决了产品霉变问题 稳定的产品质量稳定的产品质量 重量损耗减少重量损耗减少2.5个百分点个百分点(每年每年50万美元万美元)节约烘干能耗节约烘干能耗THANK YOU!熊易强熊易强更多的信息请进入更多的信息请进入中国饲料行业论坛中国饲料行业论坛