一、配合要素
- デンプン含有量が低い、または糊化が不十分: デンプンは、高温高圧コンディショニング中に糊化(ゼラチン化)し、天然の結合剤として機能します。これがペレットの硬度の主な原因です。トウモロコシ、小麦等のでんぷん質原料の配合割合が少なすぎたり、コンディショニング条件が悪かったりすると、でんぷんが十分に糊化しない場合があります。
- タンパク質含有量が高すぎる：タンパク質含有量（特に大豆粕などの植物性タンパク質）が高すぎると、加熱すると結合力が低下し、ペレット構造が緩くなり、逆効果になります。
- 脂肪含有量が高すぎる: 脂肪 (原材料に固有のものか、後から付加されたものであるかにかかわらず) はペレット内の潤滑剤として機能し、ペレットの硬度を大幅に低下させます。総脂肪含有量（特に添加油）が 5% を超えると、硬度への悪影響が非常に大きくなります。
- 繊維含有量が多すぎる、または少なすぎる: 適切な量の繊維がペレット化中に「骨格」として機能し、織り交ぜることによって硬度が向上します。ただし、繊維が多すぎる（ぬかや米ぬかの割合が高いなど）と粘着力が不足し、ペレットの耐久性が低下します。一方、繊維が不足すると、この骨格のサポートが不足します。
- 結合剤の欠如: 特定の特殊な配合 (水生飼料やスターター飼料など) または特殊な原材料を使用する場合、専用のペレット結合剤 (リグニンスルホン酸塩、ベントナイト、コロイドなど) を添加しないと、ペレットが所望の硬度を達成するのに苦労します。
二、生産工程と運用要素
- コンディショニング効果が低い：
- 蒸気の品質: 湿った蒸気や過熱蒸気ではなく、乾燥した飽和蒸気を使用してください。蒸気圧が不安定であったり、水分が多すぎるとコンディショニング効果に影響を与えます。
- コンディショニング温度が低すぎる: デンプンの糊化とタンパク質の変性には温度が非常に重要です。温度が不十分だと糊化率が低くなり、当然ペレットは弱くなります。
- 不十分なコンディショニング時間: コンディショナー内での材料の滞留時間が不十分であると、蒸気と材料の混合が不十分になり、熟成が不十分になります。
- 不十分な蒸気の追加: 通常、蒸気の追加は生産量の 3% ～ 6% を占める必要があります。量が少なすぎると、十分な熱と湿気を提供できなくなります。
- リングダイ要因:
- 低いリング ダイ圧縮比: 圧縮比 (リング ダイ オリフィスの直径に対する有効長の比) は、粒子密度を決定する重要なパラメータです。圧縮率が低いほど、ダイオリフィス内で材料が受ける圧縮が少なくなり、その結果粒子が緩くなります。
- リングダイの深刻な摩耗: 古いリングダイのダイオリフィスは摩耗により滑らかになり、入口に「漏斗口」が発生することもあり、その結果、押出圧力が不十分になり、粒子の硬度が低下します。
- リングダイ開口率が低い: 開口率が低いと、吐出速度に影響があり、場合によっては粒子の圧縮度に影響します。
- 不適切な粒子サイズ:
- 粒子径が粗すぎる：原料の粉砕が粗すぎると、粒子間の接触面積が小さくなり、結合力が低下し、生成した粒子が割れやすくなり、硬度が低くなります。
- 過度に細かい粒子サイズ: 微粉末は接着には有益ですが、過度の粉砕はペレットミルの能力とエネルギー消費に影響を与える可能性があります。さらに、細かいほど良いとは限りません。最適な粒子サイズは、種類とダイの直径に基づいて決定する必要があります。
(Mufeng ハンマーミルは特殊なハンマースクリーンギャップ調整構造を採用しており、異なる粒子サイズの粉砕に適応するために 2 ～ 12mm の間で調整できます。)
- 不十分な冷却と乾燥: 押し出されたばかりのペレットは柔らかくて熱いため、ペレットを冷却して水分を減らすためにクーラーが必要です。不十分な冷却時間、不十分な空気流、または不適切な材料レベル設定により、ペレット内の内部水分含有量が高くなり、その結果、中心が柔らかくなり、全体の硬度が不十分になる可能性があります。
（ムフェン冷却器では冷却風が粒状材料と逆方向に流れるため、材料は下から上に向かって徐々に冷却され、均一に冷却されます。）
三．原材料要因
- 原材料の鮮度: 原材料が古くなったり、カビが生えたりすると、栄養成分や物理的特性が変化し、ペレット化の性能に影響を及ぼします。
- 原料水分率：原料水分率が高すぎると、コンディショニング時の蒸気の添加や吸収に影響を及ぼし、糊化に影響を与えます。
- 原材料の自然な粘り: 異なる供給源からの同じ原材料 (異なる産地のトウモロコシや大豆粕など) は、組成の違いによりペレット化特性が異なる場合があります。
四、結論
以上をまとめると、顆粒硬度の問題解決の核心は「最適なコンディショニング」と「リングダイのマッチング」にあります。高硬度の顆粒を得るには、澱粉の糊化度を向上させ、適切なリングダイを使用して徹底的に押し出すことが重要です。
