旋转制粒机(饲料添加剂制粒技术及设备简介（上）)

Posted 2023-05-28

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旋转制粒机(饲料添加剂制粒技术及设备简介（上）)

制粒是为改善粉末流动性而使较细颗粒团聚成粗粉团粒的工艺，其主要把粉末、熔融液、水溶液等状态的物料经加工制成具有一定形状与大小粒状物。

目前常用的制粒方式主要包括：湿法制粒、挤出制粒、干法制粒、流化床制粒、喷雾制粒、离心制粒等。

1.湿法制粒

在原辅料粉末中加入粘合剂或润湿剂先制成软材，再经过筛而制成湿颗粒，湿颗粒经干燥后整粒记得颗粒产品。湿法制粒的颗粒具有流动性好、外形美观、耐磨性较强，粉尘飞扬少等优点，在饲料添加剂工业中应用最为广泛。

湿法制粒一般按照制软材、制粒、干燥、过筛的工序依次进行，下文将分别对其进行介绍。

1.1制软材

将按配方混合好的粉末加入适量润湿剂或粘合剂，搅拌均匀，制成松、软、黏、湿适合的软材。这一步粘合剂的用量至关重要。一般情况下，粘合剂用量多、混合搅拌强度大、时间长，制得的颗粒密度和硬度大，但往往软材粘度升高制颗粒工序难度更大。当物料溶解性大，或粘性强时，可采用非水溶剂如乙醇等制粒，或者采用一定浓度的乙醇制粒，此时一定要注意非水溶剂的使用安全。

在实际生产中，一般凭借生产者的经验来掌握软材的干湿程度，即轻握成团，揉之即散。但只凭借经验来操作是不科学的，可通过测量混合机搅拌（剪切）电机扭矩来控制终点，比如通过观察湿法制粒机混合（剪切）电机电流变化情况，控制生产终点，从而保证了批间均匀性。

图1：湿法制粒设备

另外，也有人使用槽型混合机制软材。槽型混合机通过搅拌、揉捏的方式制备的软材一般更为松散。更主要的是，槽型混合机生产时间长，这就要求粘合剂加入速度更慢，否则极易局部过湿、过粘。另外，槽型混合机有无法搅拌到的死角，故其使用具有一定的局限性。

1.2制粒

制粒是指将制得的软材通过手工或机械的方法挤压通过筛网，即得湿颗粒。常用的制粒方法和设备主要有以下几种：

1.2.1摇摆制粒机

摇摆制粒机是最常见的制粒设备之一，其优点是适用于大多数产品，但缺点也很多。比如易堵死，筛网易破等。有个使用湿法制粒机的小技巧：将摇摆制粒机的滚轴贴近筛网面打磨光滑圆润，可以大大减少筛网的损耗。目前常用的筛网包括尼龙筛网、镀锌筛网、不锈钢筛网和筛板。尼龙筛网有弹性，不易破，但同时也使得出料量更低；镀锌筛网价格便宜，易破，且有时有金属屑脱落，可能对后续工序有影响；不锈钢筛网价格较贵，弹性和刚性都比较理想，相对来说性价比较高；筛板价格最高，看似耐用，但对于需要大批量生产的饲料添加剂来说，其磨损率并不低，总的来说，性价比并不高。

1.2.2挤出制粒

近年来，国内很多设备厂家推出挤出制粒设备。需要注意的是，并不是所有挤出设备都适用于饲料添加剂的生产。

常见的挤出设备包括单/双螺杆挤出机、行星轮挤出机等。单/双螺杆挤出设备产量低，筛板昂贵，不适用于饲料添加剂的生产；行星轮挤出设备产量视物料和挤出孔径，可高达500公斤/小时。如图2所示，行星轮安装在行星架上，与挤出网板内壁紧贴在一起。行星轮随行星架公转，同时行星轮作自转运动。这两个运动都是由齿轮传动机构强制驱动，不存在打滑的现象。物料进入设备，受行星轮的碾压作用，迅速由挤出网板挤出成条状颗粒。这里需要注意的是，一般饲料添加剂使用的筛板孔径为0.4mm-0.8mm，孔径小，挤出阻力大，因此对软材来说，远比摇摆制粒机要求更高，过干、过湿、过粘均不符合要求。另外，筛板的厚薄、孔板的开孔率也影响着产量和筛板寿命。

图2：行星轮挤出制粒设备示意图

旋压式制粒机是使软材和未成形的粒团物料，受旋转的旋压刀的推动、挤压，通过规律性地均匀分布一定孔径的筛筒，被切割，而获得符合要求的合格颗粒，通过转动的集料盘自动出料。视物料特性和筛孔孔径，产量可达1000kg/小时。

图3：旋压式制粒机

旋压式制粒机和行星轮挤出机区别：

1.2.3湿法整粒

颗粒往往是饲料添加剂的最终形态，因此要求颗粒外观光滑、圆润、具有适当的硬度，以减少成品在运输途中摩擦产生细粉。因此制得湿颗粒后，饲料添加剂的生产一般会增加一步湿法整粒工序。通常在药品生产中是没有这个工序的。

在饲料添加剂生产中，一般使用抛丸机（滚圆机）进行湿法整粒。由于转盘离心力、颗粒与转盘、筒壁及颗粒之间的摩擦力、以及转盘与物料筒体之间的气体推力的综合作用，所有颗粒处于三维螺旋滚动中，形成均匀的搓揉作用，使颗粒迅速切断，滚圆成球形或近球形。该设备单锅产量一般为数十公斤，但生产周期约为几分钟，故每小时产量能达到数百公斤。

值得注意的是，抛丸机（滚圆机）转盘分光盘和齿盘。光盘一般用于对颗粒球形度要求不高，只是简单打断的产品；齿盘又分为尖齿和粗齿，一般来说，尖齿对打断物料、迅速滚圆有利，适用于粘性较大的物料；粗齿适用于含水量低，需长时间滚圆的物料。但需要注意，齿盘的槽内会残留物料。

在抛丸机（滚圆机）内加装喷枪和撒粉装置，通过控制风量、流速、温度等参数，可以直接制丸，这种工艺称之为离心造粒技术。这种技术一般用于人用药品生产，在饲料添加剂生产中较少用到，因为其产量低、生产周期长。

其他的制粒设备如湿法整理机，是常见的制药设备，产量一般为数十公斤每小时，并不适用于需要大批量生产的饲料添加剂。