调质是饲料制粒和膨化工艺的重要组成部分(fēn)，自饲料制粒机与饲料膨化机问世以来，饲料调质工艺与设备一直在不断的发展，特别是近20年國(guó)内外水产养殖的迅猛发展，由于水产饲料对耐水性等特殊的需求，使饲料调质工艺与设备突飞猛进的发展，出现了百花(huā)齐放的局面。為(wèi)了更好地了解饲料调质对成品质量的影响，现对饲料调质的工艺与设备进行一些讨论。

1饲料调质的目的与调质机理(lǐ)

饲料调质是饲料熟化过程之一，使生粉料转化為(wèi)具有(yǒu)一定熟度的粉料，饲料良好的调质工艺和设备有(yǒu)利于饲料制粒和膨化成型。

1.1饲料调质的目的

1.1.1有(yǒu)利于饲料制粒成型 使饲料易制粒成型，降低制粒的粉化率。

1.1.2提高饲料的消化吸收率 使蛋白及淀粉等组分(fēn)的消化吸收率可(kě)提高10%~12%。

1.1.3增加水产颗粒饲料在水中的稳定性 提高了淀粉的糊化度，使颗粒饲料在水中的稳定性可(kě)达30min，長(cháng)达3~6h，其稳定性主要是取决于配方和调质性能(néng)。当然制粒过程亦有(yǒu)助于提高水中稳定性。

1.1.4提高制粒机的产量，降低電(diàn)耗提高制粒机的产量达25%~50%以上。

1.1.5减少压模和压辊的磨损压模和压辊的寿命延長(cháng)30%~50%。

1.1.6破坏和灭杀有(yǒu)害因子达20%~60%以上。

1.1.7调质过程中可(kě)添加2~3种液态组分(fēn)。 由于调质过程是饲料经一定时间的热量和质量（水分(fēn)）蒸汽处理(lǐ)，所以，高温的蒸汽对饲料热敏组分(fēn)将产生不同程度的损失。如何既能(néng)减少热敏组分(fēn)的损失，又(yòu)能(néng)使饲料获得良好调质效果的工艺，至今尚未得到较好的解决。

1.2饲料调质的机理(lǐ)和调质过程

饲料调质是饲料水热处理(lǐ)的过程，饲料调质实际是气相（蒸汽）、液相（细微水分(fēn)散的水滴）的热量、质量向固相（粉状物(wù)料）传递热量和质量的过程。蒸汽在饲料调质过程中，它既是传热體(tǐ)，又(yòu)是传湿體(tǐ)。而且，饲料在调质过程中热量和质量不断地发生变化，调质亦是蒸汽中的热量和质量通过粉状颗粒物(wù)料的外表面向内部转移的过程。 粉状物(wù)料的调质是蒸汽均匀围绕粉状物(wù)料的周围，靠近颗粒物(wù)料的表面形成界面层的过程。调质过程的传热和传质的速度，决定于蒸汽和粉状颗粒物(wù)料内部与界面层的温度梯度、速度梯度、湿度梯度、物(wù)料性质（密度、颗粒大小(xiǎo)、含水量）等因素。 当低温和含水分(fēn)较低的固相粉状物(wù)料进入有(yǒu)一定转速的调质器内，蒸汽压力从200~400kpa降為(wèi)常压，蒸汽温度从142.9~158℃降為(wèi)100℃，这开始进行生粉料的调质熟化。而物(wù)料熟化的关键是蒸汽的品质（指蒸汽含水量和焓值高低），由于蒸汽分(fēn)為(wèi)湿蒸汽，饱和蒸汽（干蒸汽），过热蒸汽（见图1）。三者的區(qū)别在于焓值（kJ/kg）和温度不同。湿蒸汽焓值较低，湿蒸汽和饱和蒸汽（干蒸汽）的温度相同（100℃），但饱和蒸汽焓值高于湿蒸汽。而过热蒸汽的焓值、温度高于前两者。湿蒸汽是水（细微分(fēn)散的水滴）和蒸汽的混合物(wù)。如果对其继续加热量，焓值增加，蒸汽温度并不升高，该热能(néng)供给细微分(fēn)散的水滴汽化的热能(néng)（汽化潜热），供热能(néng)越多(duō)，焓值越高，蒸汽含水量越低，蒸汽含量越高。含蒸汽的程度為(wèi)蒸汽的饱和度（干度），如蒸汽的饱和度（干度）x=0.8说明80%是蒸汽，20%是细微分(fēn)散的水滴。在常压下蒸汽含量达到100%，即在100℃饱和温度下，蒸汽成為(wèi)不含有(yǒu)水的蒸汽，这蒸汽是饱和蒸汽。当对该饱和蒸汽继续加热，饱和蒸汽的焓值和温度继续增加，该蒸汽成為(wèi)过热蒸汽，这过热蒸汽是制粒需要的蒸汽品质。如果随着蒸汽压力的增加，水的汽化温度亦随之提高，同样形成湿蒸汽，饱和蒸汽，过热蒸汽的需要温度亦相应提高（见图1曲線(xiàn)上移）。 高温的过热蒸汽，焓值高，热量多(duō)，无含水，过热蒸汽进入调质器内压力从200~400kpa降為(wèi)常压，温度从142.9~158℃降為(wèi)100℃后，转化為(wèi)饱和蒸汽或湿蒸汽。同时蒸汽释放热量，饱和蒸汽的饱和度亦逐渐下降，饱和蒸汽中含水量逐渐增加，并继续释放热量，但蒸汽温度仍保持100℃。此时，热蒸汽和冷的固相粉状物(wù)料相遇，由于热蒸汽和粉状物(wù)料之间既有(yǒu)温度梯度（温度差），又(yòu)有(yǒu)湿度梯度（湿度差）。所以，热蒸汽和冷固相粉状物(wù)料之间既产生热量传递，又(yòu)有(yǒu)质量（水分(fēn)）的传递，热蒸汽与和固相粉状物(wù)料之间的焓值差,是热量和质量传递的推动力。调质过程是蒸汽的热量、质量同时、同向经粉状物(wù)料的外表面向内部传热和传质的过程。而且，热蒸汽和粉状物(wù)料之间热量和质量在传递过程中总量是平衡的（略去调质器内空气温度上升和调质器机筒散发的热量）。在传热和传质过程中，蒸汽热量释放，使粉状物(wù)料温度上升到调质所需的温度（制粒80~85℃，膨化95℃以上），饱和蒸汽的饱和度继续下降，饱和蒸汽中逐渐增加的含水量。当调质器常用(yòng)的粉状物(wù)料调质温度為(wèi)80～85℃和蒸汽的饱和度（干度）X=0.6~0.9时，在该条件下,大致可(kě)认為(wèi)粉状物(wù)料每升高11℃，其水分(fēn)增加1%。使粉状物(wù)料吸收或外加水分(fēn)后达到制粒、膨化所需含水量（制粒17%~18%，膨化28%~30%）。為(wèi)了确保制粒要求水分(fēn)低，所以，采用(yòng)过热蒸汽是合理(lǐ)的，如采用(yòng)湿蒸汽易析出过多(duō)的水分(fēn)，影响制粒。膨化宜用(yòng)供汽量较多(duō)的饱和度（干度）较高的饱和蒸汽或较低的过热蒸汽，使粉状颗粒物(wù)料既能(néng)得到较多(duō)水分(fēn)，又(yòu)能(néng)得到较高温度，符合了物(wù)料膨化的要求。在结构上制粒的调质器应隔热保温好，膨化调质器可(kě)以无隔热保温处理(lǐ)。种调质工艺和设备基本都能(néng)符合制粒或膨化要求，实际上不同的调质工艺和设备，其调质的工艺参数（调质器转速、调质时间等）有(yǒu)所不同，為(wèi)此调质熟化效果亦有(yǒu)较大的差别，不同的调质熟化效果来适应不同物(wù)料调质的要求。现作如下讨论。

2.1给料和调质同轴组合的调质工艺和设备  

20世纪50~60年代制粒机的给料是连续螺旋式的，调质是桨叶式的，由于给料量根据制粒的颗粒大小(xiǎo)，给料量须变化，转速必需调速，但為(wèi)了确认调质效果，调质器转速必须恒定，為(wèi)此，两者不能(néng)兼顾。因而，给料和调质同轴组合的调质工艺其调质效果较差。為(wèi)此，到60年代末到70年代初给料和调质同轴组合的调质工艺，被给料和调质独立的工艺设备所取代。  

2.2给料和调质分(fēn)开的工艺和设备  

由于人们认识到给料和调质同轴组合的不利因素，所以，开始将给料和调质分(fēn)开传动。此时，调质器的長(cháng)度一般较短，略超过压制室和主传动的長(cháng)度之和，一般在2000mm以内。调质器直径一般在300~400mm以内，转速為(wèi)200r/min左右，物(wù)料在停留调质器时间在15~30s以内。由于给料和调质功能(néng)已分(fēn)工明确，调质器為(wèi)桨叶，為(wèi)此，物(wù)料调质效果改善，制粒后的淀粉的糊化度可(kě)达25%，所以，调质后的淀粉的糊化度亦能(néng)在15%~20%以内，并可(kě)添加多(duō)种液體(tǐ)。由于淀粉的糊化度不高，颗粒耐水性差，因此该调质工艺只能(néng)用(yòng)于禽畜饲料生产，而不能(néng)用(yòng)于耐水要求较高的水产饲料。

2.3等直径水平双筒调质工艺和设备  

实际上两个单筒调质的组合，仅中间无筒壁，该结构使物(wù)料可(kě)相互翻动，部分(fēn)桨叶反向旋转，延長(cháng)物(wù)料在机内停留时间，增强了调质强度，机内停留时间長(cháng)达1min，淀粉的糊化度可(kě)达20%，调质器转速為(wèi)100~200r/min，以内，调质器為(wèi)桨叶。可(kě)添加多(duō)种液體(tǐ)，该机可(kě)用(yòng)于禽畜饲料生产，亦能(néng)用(yòng)于耐水性要求不高的鱼饲料生产。

2.4二、三级调质工艺和设备  

由于水产饲料耐水性特殊要求，為(wèi)了增强调质器的调质效果，所以采用(yòng)了加長(cháng)二、三级调质工艺与设备，调质器長(cháng)度达3000~4000mm。调质器直径仍在300~400mm左右，调质器為(wèi)桨叶，桨叶排列形式多(duō)种。①前半桨叶与轴夹角成45°，后半桨叶与轴平行。②相邻两个桨叶与轴夹角成左旋右旋各75°。转速低速為(wèi)100~200r/min高速為(wèi)300r/min，由于增加了调质器長(cháng)度，高速桨叶增强了调质强度。有(yǒu)些调质器為(wèi)長(cháng)筒體(tǐ)还进行保温以减少热量无形损耗，物(wù)料在机内停留时间大幅度增加达1~2min，使调质效果得到了改善，调质后淀粉的糊化度可(kě)达25%左右，可(kě)添加多(duō)种液體(tǐ)，基本符合耐水要求较高的水产饲料使用(yòng)。

2.5水平双筒差动调质工艺和设备  

调质器為(wèi)双筒差动调质器，小(xiǎo)筒桨叶转速高于大筒桨叶转速1~2倍，為(wèi)200~300r/min左右，其桨叶全部反向推进，将物(wù)料推向进口，筒體(tǐ)直径為(wèi)420~480mm。大筒桨叶转速為(wèi)100r/min左右，桨叶进口处有(yǒu)3~4组将物(wù)料推向出口方向，中部桨叶与轴平行，仅起翻动作用(yòng)，无推进功能(néng)，出口处桨叶有(yǒu)2~3组将物(wù)料推向进口方向，但桨叶推向方向根据物(wù)料性质可(kě)进行调整，物(wù)料推进主要由进口桨叶推进力大于出口桨叶来决定,同时调整桨叶的角度来调整推进速度即物(wù)料调质时间。大筒體(tǐ)直径為(wèi)520~560mm。大、小(xiǎo)桨叶在直径方向相交，相交量近小(xiǎo)桨叶叶片的長(cháng)度，桨叶端部和桨叶杆部形状大小(xiǎo)相同。所以，该机型调质时间可(kě)达一般為(wèi)2~3min，長(cháng)达20min，调质效果较好，调质后淀粉糊化度一般30%，高的糊化度可(kě)达40%~50%以上，而且可(kě)添加多(duō)种液體(tǐ)，双筒差动调质工艺和设备能(néng)适应各种水产饲料的调质之用(yòng)，但造价较高，该调质开始主要用(yòng)于膨化的调质，现已开始用(yòng)于制粒的调质。

2.6高速调质，低速保温均质上下双筒调质器  

在2003~2004年与水平双筒差动调质器结构相似的上下双筒调质器已问世，其性能(néng)的原理(lǐ)来看高速调质与保温均质分(fēn)开，功能(néng)分(fēn)工明确，為(wèi)此，调质效果将优于水平双筒差动调质器。上筒是高速调质,由于调质效果一定程度上取决于调质过程中传热和传质的速度，传热和传质的速度而决定于蒸汽和粉状颗粒物(wù)料内部与界面层的温度梯度、速度梯度、湿度梯度、物(wù)料性质（密度、颗粒大小(xiǎo)、含水量）等因素。而高速调质,增加了粉状物(wù)料和蒸汽、粉状物(wù)料表面与物(wù)料内部的温度梯度、速度梯度、湿度梯度，从而提高调质效果。其直径在400~480mm,转速在450~500r/min。 下筒是保温均质，由于要达到调质要求，须要有(yǒu)一定的时间，才能(néng)使物(wù)料调质更均匀，确保了调质性能(néng)的优良。所以，上下高速调质，均质保温的双筒调质器的调质效果必将优于水平双筒差动调质器。其直径在500~560mm转速在50~100r/min。该调质器液體(tǐ)添加量可(kě)达10%以上。 

2.7釜式调质工艺和设备  

釜式调质种类较多(duō)，其中较好的釜式调质是物(wù)料调质时间达20min左右，可(kě)添加多(duō)种液體(tǐ)，液體(tǐ)添加量可(kě)达10%~25%，可(kě)调节釜式罐层数来满足不同产量的要求。该调质器的排料由行星螺旋输送机即清仓螺旋输送机，釜式调质器直径1600~2700mm。

2.8高压调质工艺和设备

上面所说的调质器都為(wèi)常压下作业，达到同样效果，相对于高压调质时间较長(cháng)，特别是难以调质的颗粒物(wù)料，宜用(yòng)高压调质。调质温度可(kě)达100℃以上，调质时间可(kě)较長(cháng)，但调质器是受压容器，其压力為(wèi)20~80kpa，该调质器使蒸汽中的水和热更容易进入物(wù)料内部，而且调质效果较為(wèi)均匀。以前高压调质特别适用(yòng)于大颗粒的原料调质处理(lǐ)，如压片原料的调质处理(lǐ)。今后如将高压调质器用(yòng)于粉状饲料的调质处理(lǐ)，能(néng)使调质效果优于常压调质。

3影响调质器调质效果的主要因素  

调质是制粒或膨化不可(kě)缺少的工序，没有(yǒu)良好的调质系统，没有(yǒu)优良制粒或膨化效果，而影响调质器调质效果的因素较多(duō)，主要取决于以下3种因素。