调质是饲料制粒和膨化工艺的重要组成部分，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年国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，出现了百花齐放的局面。为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

饲料调质是饲料熟化过程之一，使生粉料转化为具有一定熟度的粉料，饲料良好的调质工艺和设备有利于饲料制粒和膨化成型。

1.1饲料调质的目的

1.1.1有利于饲料制粒成型 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的消化吸收率可提高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达30min，长达3~6h，其稳定性主要是取决于配方和调质性能。当然制粒过程亦有助于提高水中稳定性。

1.1.4提高制粒机的产量，降低电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长30%~50%。

1.1.6破坏和灭杀有害因子达20%~60%以上。

1.1.7调质过程中可添加2~3种液态组分。 由于调质过程是饲料经一定时间的热量和质量（水分）蒸汽处理，所以，高温的蒸汽对饲料热敏组分将产生不同程度的损失。如何既能减少热敏组分的损失，又能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饲料调质的机理和调质过程

饲料调质是饲料水热处理的过程，饲料调质实际是气相（蒸汽）、液相（细微水分散的水滴）的热量、质量向固相（粉状物料）传递热量和质量的过程。蒸汽在饲料调质过程中，它既是传热体，又是传湿体。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料的外表面向内部转移的过程。 粉状物料的调质是蒸汽均匀围绕粉状物料的周围，靠近颗粒物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料内部与界面层的温度梯度、速度梯度、湿度梯度、物料性质（密度、颗粒大小、含水量）等因素。 当低温和含水分较低的固相粉状物料进入有一定转速的调质器内，蒸汽压力从200~400kpa降为常压，蒸汽温度从142.9~158℃降为100℃，这开始进行生粉料的调质熟化。而物料熟化的关键是蒸汽的品质（指蒸汽含水量和焓值高低），由于蒸汽分为湿蒸汽，饱和蒸汽（干蒸汽），过热蒸汽（见图1）。三者的区别在于焓值（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（细微分散的水滴）和蒸汽的混合物。如果对其继续加热量，焓值增加，蒸汽温度并不升高，该热能供给细微分散的水滴汽化的热能（汽化潜热），供热能越多，焓值越高，蒸汽含水量越低，蒸汽含量越高。含蒸汽的程度为蒸汽的饱和度（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，蒸汽成为不含有水的蒸汽，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，该蒸汽成为过热蒸汽，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曲线上移）。 高温的过热蒸汽，焓值高，热量多，无含水，过热蒸汽进入调质器内压力从200~400kpa降为常压，温度从142.9~158℃降为100℃后，转化为饱和蒸汽或湿蒸汽。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料相遇，由于热蒸汽和粉状物料之间既有温度梯度（温度差），又有湿度梯度（湿度差）。所以，热蒸汽和冷固相粉状物料之间既产生热量传递，又有质量（水分）的传递，热蒸汽与和固相粉状物料之间的焓值差,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。当调质器常用的粉状物料调质温度为80～85℃和蒸汽的饱和度（干度）X=0.6~0.9时，在该条件下,大致可认为粉状物料每升高11℃，其水分增加1%。使粉状物料吸收或外加水分后达到制粒、膨化所需含水量（制粒17%~18%，膨化28%~30%）。为了确保制粒要求水分低，所以，采用过热蒸汽是合理的，如采用湿蒸汽易析出过多的水分，影响制粒。膨化宜用供汽量较多的饱和度（干度）较高的饱和蒸汽或较低的过热蒸汽，使粉状颗粒物料既能得到较多水分，又能得到较高温度，符合了物料膨化的要求。在结构上制粒的调质器应隔热保温好，膨化调质器可以无隔热保温处理。种调质工艺和设备基本都能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）有所不同，为此调质熟化效果亦有较大的差别，不同的调质熟化效果来适应不同物料调质的要求。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，给料量须变化，转速必需调速，但为了确认调质效果，调质器转速必须恒定，为此，两者不能兼顾。因而，给料和调质同轴组合的调质工艺其调质效果较差。为此，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开传动。此时，调质器的长度一般较短，略超过压制室和主传动的长度之和，一般在2000mm以内。调质器直径一般在300~400mm以内，转速为200r/min左右，物料在停留调质器时间在15~30s以内。由于给料和调质功能已分工明确，调质器为桨叶，为此，物料调质效果改善，制粒后的淀粉的糊化度可达25%，所以，调质后的淀粉的糊化度亦能在15%~20%以内，并可添加多种液体。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用于禽畜饲料生产，而不能用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，该结构使物料可相互翻动，部分桨叶反向旋转，延长物料在机内停留时间，增强了调质强度，机内停留时间长达1min，淀粉的糊化度可达20%，调质器转速为100~200r/min，以内，调质器为桨叶。可添加多种液体，该机可用于禽畜饲料生产，亦能用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，为了增强调质器的调质效果，所以采用了加长二、三级调质工艺与设备，调质器长度达3000~4000mm。调质器直径仍在300~400mm左右，调质器为桨叶，桨叶排列形式多种。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°。转速低速为100~200r/min高速为300r/min，由于增加了调质器长度，高速桨叶增强了调质强度。有些调质器为长筒体还进行保温以减少热量无形损耗，物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达25%左右，可添加多种液体，基本符合耐水要求较高的水产饲料使用。

2.5水平双筒差动调质工艺和设备  

调质器为双筒差动调质器，小筒桨叶转速高于大筒桨叶转速1~2倍，为200~300r/min左右，其桨叶全部反向推进，将物料推向进口，筒体直径为420~480mm。大筒桨叶转速为100r/min左右，桨叶进口处有3~4组将物料推向出口方向，中部桨叶与轴平行，仅起翻动作用，无推进功能，出口处桨叶有2~3组将物料推向进口方向，但桨叶推向方向根据物料性质可进行调整，物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料调质时间。大筒体直径为520~560mm。大、小桨叶在直径方向相交，相交量近小桨叶叶片的长度，桨叶端部和桨叶杆部形状大小相同。所以，该机型调质时间可达一般为2~3min，长达20min，调质效果较好，调质后淀粉糊化度一般30%，高的糊化度可达40%~50%以上，而且可添加多种液体，双筒差动调质工艺和设备能适应各种水产饲料的调质之用，但造价较高，该调质开始主要用于膨化的调质，现已开始用于制粒的调质。

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，其性能的原理来看高速调质与保温均质分开，功能分工明确，为此，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料内部与界面层的温度梯度、速度梯度、湿度梯度、物料性质（密度、颗粒大小、含水量）等因素。而高速调质,增加了粉状物料和蒸汽、粉状物料表面与物料内部的温度梯度、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，须要有一定的时间，才能使物料调质更均匀，确保了调质性能的优良。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。该调质器液体添加量可达10%以上。 

2.7釜式调质工艺和设备  

釜式调质种类较多，其中较好的釜式调质是物料调质时间达20min左右，可添加多种液体，液体添加量可达10%~25%，可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为常压下作业，达到同样效果，相对于高压调质时间较长，特别是难以调质的颗粒物料，宜用高压调质。调质温度可达100℃以上，调质时间可较长，但调质器是受压容器，其压力为20~80kpa，该调质器使蒸汽中的水和热更容易进入物料内部，而且调质效果较为均匀。以前高压调质特别适用于大颗粒的原料调质处理，如压片原料的调质处理。今后如将高压调质器用于粉状饲料的调质处理，能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缺少的工序，没有良好的调质系统，没有优良制粒或膨化效果，而影响调质器调质效果的因素较多，主要取决于以下3种因素。