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調質是飼料製粒和膨化工藝的重要組成部分，自飼料製粒機與飼料膨化機問世以來，飼料調質工藝與設備一直在不斷的發展，特別是近20年國內外水產養殖的迅猛發展，由於水產飼料對耐水性等特殊的需求，使飼料調質工藝與設備突飛猛進的發展，出現了百花齊放的局麵。為了更好地了解飼料調質對成品質量的影響，現對飼料調質的工藝與設備進行一些討論。
1飼料調質的目的與調質機理
飼料調質是飼料熟化過程之一，使生粉料轉化為具有一定熟度的粉料，飼料良好的調質工藝和設備有利於飼料製粒和膨化成型。
1.1飼料調質的目的
1.1.1有利於飼料製粒成型 使飼料易製粒成型，降低製粒的粉化率。
1.1.2提高飼料的消化吸收率 使蛋白及澱粉等組分的消化吸收率可提高10%~12%。
1.1.3增加水產顆粒飼料在水中的穩定性 提高了澱粉的糊化度，使顆粒飼料在水中的穩定性可達30min，長達3~6h，其穩定性主要是取決於配方和調質性能。當然製粒過程亦有助於提高水中穩定性。
1.1.4提高製粒機的產量，降低電耗提高製粒機的產量達25%~50%以上。
1.1.5減少壓模和壓輥的磨損壓模和壓輥的壽命延長30%~50%。
1.1.6破壞和滅殺有害因子達20%~60%以上。
1.1.7調質過程中可添加2~3種液態組分。 由於調質過程是飼料經一定時間的熱量和質量（水分）蒸汽處理，所以，高溫的蒸汽對飼料熱敏組分將產生不同程度的損失。如何既能減少熱敏組分的損失，又能使飼料獲得良好調質效果的工藝，至今尚未得到較好的解決。
1.2飼料調質的機理和調質過程
飼料調質是飼料水熱處理的過程，飼料調質實際是氣相（蒸汽）、液相（細微水分散的水滴）的熱量、質量向固相（粉狀物料）傳遞熱量和質量的過程。蒸汽在飼料調質過程中，它既是傳熱體，又是傳濕體。而且，飼料在調質過程中熱量和質量不斷地發生變化，調質亦是蒸汽中的熱量和質量通過粉狀顆粒物料的外表麵向內部轉移的過程。 粉狀物料的調質是蒸汽均勻圍繞粉狀物料的周圍，靠近顆粒物料的表麵形成界麵層的過程。調質過程的傳熱和傳質的速度，決定於蒸汽和粉狀顆粒物料內部與界麵層的溫度梯度、速度梯度、濕度梯度、物料性質（密度、顆粒大小、含水量）等因素。 當低溫和含水分較低的固相粉狀物料進入有一定轉速的調質器內，蒸汽壓力從200~400kpa降為常壓，蒸汽溫度從142.9~158℃降為100℃，這開始進行生粉料的調質熟化。而物料熟化的關鍵是蒸汽的品質（指蒸汽含水量和焓值高低），由於蒸汽分為濕蒸汽，飽和蒸汽（幹蒸汽），過熱蒸汽（見圖1）。三者的區別在於焓值（kJ/kg）和溫度不同。濕蒸汽焓值較低，濕蒸汽和飽和蒸汽（幹蒸汽）的溫度相同（100℃），但飽和蒸汽焓值高於濕蒸汽。而過熱蒸汽的焓值、溫度高於前兩者。濕蒸汽是水（細微分散的水滴）和蒸汽的混合物。如果對其繼續加熱量，焓值增加，蒸汽溫度並不升高，該熱能供給細微分散的水滴汽化的熱能（汽化潛熱），供熱能越多，焓值越高，蒸汽含水量越低，蒸汽含量越高。含蒸汽的程度為蒸汽的飽和度（幹度），如蒸汽的飽和度（幹度）x=0.8說明80%是蒸汽，20%是細微分散的水滴。在常壓下蒸汽含量達到100%，即在100℃飽和溫度下，蒸汽成為不含有水的蒸汽，這蒸汽是飽和蒸汽。當對該飽和蒸汽繼續加熱，飽和蒸汽的焓值和溫度繼續增加，該蒸汽成為過熱蒸汽，這過熱蒸汽是製粒需要的蒸汽品質。如果隨著蒸汽壓力的增加，水的汽化溫度亦隨之提高，同樣形成濕蒸汽，飽和蒸汽，過熱蒸汽的需要溫度亦相應提高（見圖1曲線上移）。 高溫的過熱蒸汽，焓值高，熱量多，無含水，過熱蒸汽進入調質器內壓力從200~400kpa降為常壓，溫度從142.9~158℃降為100℃後，轉化為飽和蒸汽或濕蒸汽。同時蒸汽釋放熱量，飽和蒸汽的飽和度亦逐漸下降，飽和蒸汽中含水量逐漸增加，並繼續釋放熱量，但蒸汽溫度仍保持100℃。此時，熱蒸汽和冷的固相粉狀物料相遇，由於熱蒸汽和粉狀物料之間既有溫度梯度（溫度差），又有濕度梯度（濕度差）。所以，熱蒸汽和冷固相粉狀物料之間既產生熱量傳遞，又有質量（水分）的傳遞，熱蒸汽與和固相粉狀物料之間的焓值差,是熱量和質量傳遞的推動力。調質過程是蒸汽的熱量、質量同時、同向經粉狀物料的外表麵向內部傳熱和傳質的過程。而且，熱蒸汽和粉狀物料之間熱量和質量在傳遞過程中總量是平衡的（略去調質器內空氣溫度上升和調質器機筒散發的熱量）。在傳熱和傳質過程中，蒸汽熱量釋放，使粉狀物料溫度上升到調質所需的溫度（製粒80~85℃，膨化95℃以上），飽和蒸汽的飽和度繼續下降，飽和蒸汽中逐漸增加的含水量。當調質器常用的粉狀物料調質溫度為80～85℃和蒸汽的飽和度（幹度）X=0.6~0.9時，在該條件下,大致可認為粉狀物料每升高11℃，其水分增加1%。使粉狀物料吸收或外加水分後達到製粒、膨化所需含水量（製粒17%~18%，膨化28%~30%）。為了確保製粒要求水分低，所以，采用過熱蒸汽是合理的，如采用濕蒸汽易析出過多的水分，影響製粒。膨化宜用供汽量較多的飽和度（幹度）較高的飽和蒸汽或較低的過熱蒸汽，使粉狀顆粒物料既能得到較多水分，又能得到較高溫度，符合了物料膨化的要求。在結構上製粒的調質器應隔熱保溫好，膨化調質器可以無隔熱保溫處理。種調質工藝和設備基本都能符合製粒或膨化要求，實際上不同的調質工藝和設備，其調質的工藝參數（調質器轉速、調質時間等）有所不同，為此調質熟化效果亦有較大的差別，不同的調質熟化效果來適應不同物料調質的要求。現作如下討論。
2.1給料和調質同軸組合的調質工藝和設備
20世紀50~60年代製粒機的給料是連續螺旋式的，調質是槳葉式的，由於給料量根據製粒的顆粒大小，給料量須變化，轉速必需調速，但為了確認調質效果，調質器轉速必須恒定，為此，兩者不能兼顧。因而，給料和調質同軸組合的調質工藝其調質效果較差。為此，到60年代末到70年代初給料和調質同軸組合的調質工藝，被給料和調質獨立的工藝設備所取代。
2.2給料和調質分開的工藝和設備
由於人們認識到給料和調質同軸組合的不利因素，所以，開始將給料和調質分開傳動。此時，調質器的長度一般較短，略超過壓製室和主傳動的長度之和，一般在2000mm以內。調質器直徑一般在300~400mm以內，轉速為200r/min左右，物料在停留調質器時間在15~30s以內。由於給料和調質功能已分工明確，調質器為槳葉，為此，物料調質效果改善，製粒後的澱粉的糊化度可達25%，所以，調質後的澱粉的糊化度亦能在15%~20%以內，並可添加多種液體。由於澱粉的糊化度不高，顆粒耐水性差，因此該調質工藝隻能用於禽畜飼料生產，而不能用於耐水要求較高的水產飼料。
2.3等直徑水平雙筒調質工藝和設備
實際上兩個單筒調質的組合，僅中間無筒壁，該結構使物料可相互翻動，部分槳葉反向旋轉，延長物料在機內停留時間，增強了調質強度，機內停留時間長達1min，澱粉的糊化度可達20%，調質器轉速為100~200r/min，以內，調質器為槳葉。可添加多種液體，該機可用於禽畜飼料生產，亦能用於耐水性要求不高的魚飼料生產。
2.4二、三級調質工藝和設備
由於水產飼料耐水性特殊要求，為了增強調質器的調質效果，所以采用了加長二、三級調質工藝與設備，調質器長度達3000~4000mm。調質器直徑仍在300~400mm左右，調質器為槳葉，槳葉排列形式多種。①前半槳葉與軸夾角成45°，後半槳葉與軸平行。②相鄰兩個槳葉與軸夾角成左旋右旋各75°。轉速低速為100~200r/min高速為300r/min，由於增加了調質器長度，高速槳葉增強了調質強度。有些調質器為長筒體還進行保溫以減少熱量無形損耗，物料在機內停留時間大幅度增加達1~2min，使調質效果得到了改善，調質後澱粉的糊化度可達25%左右，可添加多種液體，基本符合耐水要求較高的水產飼料使用。
2.5水平雙筒差動調質工藝和設備
調質器為雙筒差動調質器，小筒槳葉轉速高於大筒槳葉轉速1~2倍，為200~300r/min左右，其槳葉全部反向推進，將物料推向進口，筒體直徑為420~480mm。大筒槳葉轉速為100r/min左右，槳葉進口處有3~4組將物料推向出口方向，中部槳葉與軸平行，僅起翻動作用，無推進功能，出口處槳葉有2~3組將物料推向進口方向，但槳葉推向方向根據物料性質可進行調整，物料推進主要由進口槳葉推進力大於出口槳葉來決定,同時調整槳葉的角度來調整推進速度即物料調質時間。大筒體直徑為520~560mm。大、小槳葉在直徑方向相交，相交量近小槳葉葉片的長度，槳葉端部和槳葉杆部形狀大小相同。所以，該機型調質時間可達一般為2~3min，長達20min，調質效果較好，調質後澱粉糊化度一般30%，高的糊化度可達40%~50%以上，而且可添加多種液體，雙筒差動調質工藝和設備能適應各種水產飼料的調質之用，但造價較高，該調質開始主要用於膨化的調質，現已開始用於製粒的調質。
2.6高速調質，低速保溫均質上下雙筒調質器
在2003~2004年與水平雙筒差動調質器結構相似的上下雙筒調質器已問世，其性能的原理來看高速調質與保溫均質分開，功能分工明確，為此，調質效果將優於水平雙筒差動調質器。上筒是高速調質,由於調質效果一定程度上取決於調質過程中傳熱和傳質的速度，傳熱和傳質的速度而決定於蒸汽和粉狀顆粒物料內部與界麵層的溫度梯度、速度梯度、濕度梯度、物料性質（密度、顆粒大小、含水量）等因素。而高速調質,增加了粉狀物料和蒸汽、粉狀物料表麵與物料內部的溫度梯度、速度梯度、濕度梯度，從而提高調質效果。其直徑在400~480mm,轉速在450~500r/min。 下筒是保溫均質，由於要達到調質要求，須要有一定的時間，才能使物料調質更均勻，確保了調質性能的優良。所以，上下高速調質，均質保溫的雙筒調質器的調質效果必將優於水平雙筒差動調質器。其直徑在500~560mm轉速在50~100r/min。該調質器液體添加量可達10%以上。
2.7釜式調質工藝和設備
釜式調質種類較多，其中較好的釜式調質是物料調質時間達20min左右，可添加多種液體，液體添加量可達10%~25%，可調節釜式罐層數來滿足不同產量的要求。該調質器的排料由行星螺旋輸送機即清倉螺旋輸送機，釜式調質器直徑1600~2700mm。
2.8高壓調質工藝和設備
上麵所說的調質器都為常壓下作業，達到同樣效果，相對於高壓調質時間較長，特別是難以調質的顆粒物料，宜用高壓調質。調質溫度可達100℃以上，調質時間可較長，但調質器是受壓容器，其壓力為20~80kpa，該調質器使蒸汽中的水和熱更容易進入物料內部，而且調質效果較為均勻。以前高壓調質特別適用於大顆粒的原料調質處理，如壓片原料的調質處理。今後如將高壓調質器用於粉狀飼料的調質處理，能使調質效果優於常壓調質。
3影響調質器調質效果的主要因素
調質是製粒或膨化不可缺少的工序，沒有良好的調質係統，沒有優良製粒或膨化效果，而影響調質器調質效果的因素較多，主要取決於以下3種因素。
