Впервые гранулирующие машины для кормов появились в Европе в начале двадцатых годов, но по-настоящему их стали применять только после второй мировой войны.
Различные их конструкции по принципу действия можно разделить на два основных типа: первый основан на принципе брикетирования — сжатия мучнистых комбикормов, второй — на принципе выдавливания мучнистых комбикормов через отверстия матрицы. В том и другом случаях перед прессованием мучнистый продукт обрабатывают паром, водой, мелассой, жиром или еще каким-либо связывающим веществом.
На первой схеме показано брикетирование или прессование комбикорма посредством двух стальных валков большого диаметра, на поверхности которых имеются ячейки в виде выступов или карманов. Валки вращаются с одинаковой скоростью в противоположных направлениях, примерно при 7 об/мин. Брикетирующие машины изготовляют комбикорма в виде плиток, галет или орешков различных форм и размеров. Машины обеспечивают выработку однородных брикетов, но из-за короткого времени пребывания продукта в прессующих валках поверхность брикетов не получает хорошей полировки. Машины имеют невысокую производительность и требуют большого расхода энергии.
Все последующие пять схем построены на принципе выдавливания комбикормов через отверстия матриц различных конструкций.
На второй схеме показаны выдавливание комбикорма винтом через отверстия плоской стационарной матрицы и срезание гранул соответствующего размера вращающимся ножом.
На третьей схеме показано выдавливание комбикорма через отверстия плоской вращающейся матрицы с неподвижными ножами для срезания гранул. При производстве крупных гранул диаметром 19 мм устанавливают один нож, и гранулы получаются наиболее длинные. При производстве самых мелких (коротких) гранул диаметром 2,4 мм устанавливают четыре ножа. При производстве гранул средних размеров устанавливают по два или три ножа.
На четвертой схеме показано выдавливание комбикорма через отверстия, расположенные в двух цилиндрах, вращающихся в противоположных направлениях. Спрессованный продукт выдавливается сквозь отверстия в виде двух потоков, а гранулы срезаются неподвижными ножами, расположенными внутри каждого цилиндра.
На пятой схеме показано гранулирование комбикорма при помощи вращающейся от электродвигателя кольцевой матрицы с двумя свободно вращающимися валками и неподвижными ножами. Одинаковая линейная скорость вращения валков и кольцевой матрицы в точках их соприкосновения не вызывает трения, и все давление на продукт, поступающий между внутренней поверхностью матрицы и наружной поверхностью валков, используется для производства гранул. В конструкции пресса с кольцевой матрицей важную роль играет диаметр валков. При большом диаметре захват продукта и угол сжатия лучше, чем при малом диаметре. Машины, построенные по этой схеме, отличаются высокой производительностью, небольшим удельным расходом энергии и дают гранулы хорошего качества.
На шестой схеме показана плоская вращающаяся матрица, на которой навстречу ей вращаются валки. Выдавливаемые через отверстия гранулы срезаются ножами, расположенными под матрицей. Недостаток пресса с плоской матрицей заключается в том, что разница в окружных скоростях матрицы и валков в точках соприкосновения приводит к неравномерному и значительному износу, нагреву деталей и снижению производительности. Матрицы и валки нуждаются в постоянном уходе. Этот недостаток проявляется меньше, если использовать не очень широкие валки, однако в этом случае матрица будет иметь узкую поверхность, что противоречит стремлению получить высокую производительность. Если для повышения производительности увеличивают скорость вращения, то под действием центробежной силы масса комбикорма направляется к внешним рядам отверстий матрицы, через которые поэтому проходит больше продукта, чем через отверстия внутренних рядов. Сложность конструкции, быстрый износ матрицы и валков и неравномерность подачи продукта в матрицу лишают эту схему перспективы массового использования.
В настоящее время наибольшее распространение имеет пятая схема; по ней изготовляют прессы-грануляторы почти все основные фирмы США («Спроут Уолдрон», «Калифорния Пеллет Милл»), Англии («Генри Саймон», «Саймон-Баррон», «Ричард Сайзер»), Швейцарии («Бюлер»), Франции («Сокам»), ФРГ («Миаг») и др.
Фирма «Саймон-Баррон» создала новую конструкцию пресса с плавающей матрицей. У этого пресса приводятся в движение от электродвигателя прессующие валки, а матрица свободно посажена валки и вращается от давления, создаваемого при прессовании комбикорма.
Принципиальная схема современного пресса-гранулятора. Пресс состоит из шнекового питателя, смесителя, трубопровода для ввода продукта, прессующей камеры и выходных патрубков.
Прессующее устройство состоит из матрицы, прессующих валков, устройства для распределения продукта, перекладины для установки прессующих валков, ножей для нарезания гранул.
При вращении матрицы подаваемый внутрь нее комбикорм заклинивается между ее внутренней поверхностью и прессующими валками; возникающее при этом давление продавливает комбикорм через отверстия матрицы и придает получаемым гранулам значительную прочность. Выступающие из матрицы снаружи гранулы срезаются двумя ножами, установленными вплотную к наружной поверхности матрицы в точках, наиболее выгодных для получения гранул необходимой длины.
Приведенная схема используется почти во всех современных прессах-грануляторах. Различия между ними касаются больше всего способа подготовки мучнистого комбикорма к гранулированию, системы привода матрицы и прессующих валков и некоторых других не принципиальных узлов.