Различают два способа гранулирования: сухой и влажный.

Сухой способ гранулирования наиболее распространенный. Влажность комбикорма в зоне прессования при сухом способе гранулирования составляет 16…18% и используются специальные прессы-грануляторы.

В подавляющем большинстве грануляторов в качестве рабочих органов применяют вращающиеся кольцевые матрицы и прессующие валки.

Валки могут быть одинакового или разного диаметра, число валков равно двум или трем.

Матрица представляет собой толстостенное кольцо, в котором по радиусу или с уклоном до 200 проделаны отверстия, представляющие собой каналы, или фильеры, круглого сечения. Между внутренней поверхностью матрицы и прессующими валками образуются клиновидные зазоры. В эти зазоры поступает продукт, в результате вращения матрицы и трения продукта начинают вращаться прессующие валки. Чтобы повысить коэффициент трения между продуктом и валком, на поверхности валка делают продольную нарезку.

Продукт продавливается через отверстия матрицы, предварительно уплотняясь в клиновидном зазоре. По мере движения продукта в зазоре повышается давление, а когда напряжения сжатия превысят сопротивление продукта, ранее запрессованного в каналах (фильерах) матрицы, очередная порция продукта начинает продавливаться в каналы. Проходя через каналы, продукт приобретает размеры и форму, соответствующие размерам и форме каналов. Выходящие из каналов гранулы срезаются специальными ножами.

Изготавливают прессы и с так называемой плавающей матрицей. В этих прессах в одну сторону вращаются от привода три прессующих ролика, матрица уравновешена распорным усилием этих роликов; в результате трения продукта она начинает вращаться в ту же сторону, что и валки.

Применяют также прессы с плоской матрицей, устанавливаемой горизонтально и неподвижно. Ролики катятся по верху матрицы, запрессовывая в отверстия продукт.

В последнее время такие прессы получают все большее распространение, так как плоская матрица дешевле и после износа рабочей поверхности может быть перевернута и использована вторично. Кроме того, в прессе лучшие условия загрузки рабочих органов, более спокойная их работа.

При прессовании необходимо получать достаточно прочные гранулы, которые будут мало крошиться при транспортировании, загрузке бункеров, выгрузке и т.д. В то же время получение чрезмерно прочных гранул нежелательно, так как такие гранулы хуже поедаются животными, а на их изготовление расходуется излишняя электроэнергия.

Способом влажного гранулирования изготавливают комбикорма для пушных зверей, домашних животных и некоторых пород рыб. Сущность его заключается в увлажнении продукта до влажности 28…32%, прессовании теста в гранулы, их сушке и охлаждении. Гранулы производят, как правило, в шнековых прессах, состоящих из двух узлов. В смесителе замешивается тесто с горячей водой, нагретой до 70…80 0С; в прессующей части тесто продавливается шнеком через отверстия матрицы, при выходе из матрицы срезается специальными вращающимися ножами. Затем гранулы высушивают в воздушных сушилках, охлаждают и сортируют, выделяя крошку и мучку.

Гранулы, полученные влажным способом, обладают большой водостойкостью.

Изменяя влажность теста, применяя связующие вещества и т.д. можно регулировать плотность гранул. Гранулы могут быть существенно плотнее воды, они тонут в воде и предназначены для рыб, берущих корм со дна. Гранулы, имеющие плотность, равную плотности воды (зависающие), медленно тонут, и рыбы их берут в толще воды. Наконец, могут быть изготовлены гранулы, имеющие плотность ниже плотности воды; они плавают на поверхности, некоторые виды рыб, например, лососевые, берут корм с поверхности воды. Недостатками такого способа являются низкая производительность линии гранулирования, а также большая энергоемкость процесса (главным образом за счет сушки).

Так как на процесс гранулирования влияют физико-механические (реологические) свойства продуктов, то перед прессованием производится их направленное изменение, что способствует улучшению условий прессования.

Изменяют свойства продуктов, регулируя их влажность, температуру, дисперсность, добавляя компоненты, облегчающие прессование.

Гидротермическая обработка (ГТО) или кондиционирование, используемое при гранулировании комбикормов, осуществляется в смесителе пресса-гранулятора.

Параметрами, определяющими режим этого процесса, являются влажность, температура, давление и продолжительность процесса. Обработка рассыпного комбикорма в процессе ГТО происходит под давлением 0,35…0,40МПа и температуре до 150…160 0С. Для нормальной работы пресс-гранулятора, сохранения его рабочих органов, получения высококачественных гранул необходимо соблюдать некоторые обязательные параметры и режимы гранулирования. Важным условием стабильной работы пресс-гранулятора является первоначальная влажность рассыпного комбикорма, которая должна быть в пределах 11…12%. Добавочное увлажнение может колебаться от 2 до 5%. Предел общей влажности составляет 15…18%.

Важные показатели режима гранулирования – это давление и расход пара. Роль пара, подаваемого в смеситель пресс-гранулятора состоит в максимальном проникновении во внутрь частиц с тем, чтобы обеспечить их размягчение и добиться наибольшего сцепления. Пар подают в количестве 60-80 кг на 1 тонну гранул. Высокая эффективность гранулирования достигается применением сухого горячего пара определенного давления. Это особенно важно, так как пар, содержащий лишнюю влагу, может привести к неравномерному увлажнению комбикорма, образованию комочков и, в конечном счете, к заклиниванию отверстий матрицы.

Для того, чтобы обеспечить правильное ведение технологического процесса гранулирования, необходимо поддерживать постоянный расход пара, что достигается его регулированием. Это в свою очередь влияет на снижение расхода электроэнергии. Температура гранул, выходящих из пресса, должна составлять 70-80 0С, а влажность увеличится на 1,5…3%.

Эти параметры зависят от состава компонентов и назначения комбикорма. Улучшить свойства прессуемого продукта, приводящие к снижению энергоемкости и повышению прочности гранул, можно, добавляя связующие вещества. Среди связующих веществ особое место занимают меласса, жир, которые являются также питательными компонентами.

В отдельных случаях можно применять в качестве связующих продукты минерального происхождения, например бентониты.

Как правило, количество связующих веществ невелико – до 3% от массы продукта.

Получению прочных гранул способствует равномерный дисперсный состав продукта. При прессовании выравненного по крупности продукта расход электроэнергии снижается на 20…25%.

Гранулы, выходящие из пресса, имеют высокую температуру и влажность, поэтому они непрочны и легко разрушаются. Их необходимо сразу после выработки охлаждать в специальных охладительных устройствах.

В охлажденных гранулах содержание крошки (проход сита с отверстиями Æ 2 мм) не должно превышать 5%. После охлаждения гранулы обычно просеивают на ситах с отверстиями Æ 2…2,5 мм или на проволочном сите с размером отверстий 1,6…2 мм для отделения крошки и мучнистых частиц, которые направляют на повторное гранулирование.

Таким образом, при производстве гранулированных комбикормов необходимо соблюдать оптимальный технологический режим для получения продукта хорошего качества и обеспечения высокой производительности прессового оборудования.

Наиболее важные параметры, характеризующие качество готового продукта и оценивающие выбранный тип пресса, – это его производительность, диаметр гранул, физические и химические свойства гранулированного продукта: влажность, прочность, абразивность, коррозионная способность, термоустойчивость.

Для кормления молодняка птицы, кур – несушек и рыбы вырабатывают комбикорма в виде крупки, гранулометрический состав которой для различных возрастов животных различен.

Производство гранул Æ 2 или Æ 3 мм экономически невыгодно, так как снижается производительность пресс-грануляторов, увеличивается расход электроэнергии на прессование и матрицы быстрее выходят из строя. Эффективнее вырабатывать крупку, измельчая гранулы.

Согласно «Правил организации и ведения технологических процессов производства продукции комбикормовой промышленности» крупка – готовый продукт, получаемый измельчением гранулированного комбикорма.

Крупку получают измельчением гранул диаметром 4,7-7,7 мм в валковых измельчителях. В зависимости от вырабатываемого комбикорма между валками устанавливают зазор, мм:

- для кур-несушек – 1,0…1,5;

- для цыплят-бройлеров – 2-го периода – 0,7…1,0;

- для цыплят-бройлеров – 1-го периода – 0,4…0,5;

- для молоди рыб – 0,1…0,5

Возможно для измельчения гранул в линии гранулирования устанавливать вальцовые станки.

Измельченные гранулы сортируют в просеивающих машинах с двумя ситами: сходом верхнего сита получают крупные частицы и целые гранулы, которые направляют на повторное измельчение, сходом с нижнего сита – готовую крупку, а проходом – мучнистый продукт, который вновь направляют на прессование.

На рисунке 5.2 приведена технологическая схема производства крупки из гранул.

Процесс гранулирования и производства крупки состоит из следующих основных операций: гранулирование комбикормов, охлаждение гранул, дробление на измельчителе, сортирование.

При выработке комбикормовой крупки охлажденные гранулы направляются на измельчитель пресса и далее на просеивающие машины для сортирования продуктов измельчения по крупности.

На специальных измельчителях пресса применяются вальцы с взаимно перпендикулярной нарезкой. Соотношение скорости медленновращающегося вальца к скорости быстровращающегося вальца составляет 1:1,5, величина зазора между вальцами 2 мм.

Технология гранулирования, построенная в соответствии с «Правилами …», должна обеспечить выработку такой продукции, которая отвечает требованиям государственного стандарта на гранулированные комбикорма.