双螺杆膨化机的原理及在水产饲料中的应用

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1、双螺杆膨化机的原理及在水产饲料中的应用　　20世纪30年代，第一台用于谷物加工的单螺杆挤压机问世，它开始用于生产膨化玉米。二战期间，日本人用于生产压缩军粮。20世纪60年代，续单螺杆挤出机后开始出现了双螺杆挤压机，并用于食品加工领域。50年代，美国将挤压膨化技术应用于饲料工业，主要用于加工宠物食品，对动物饲料进行预处理以改进消化性和适口性，并生产反刍动物蛋白补充料的尿素饲料（Loscicki，1982）。到了80年代，挤压膨化技术已经成为国外发展速度最快的饲料加工新技术，它在加工特种动物饲料、水产养殖饲料、早期断奶仔猪料及饲料资源开发等方面

2、具有传统加工方法无可比拟的优点。国际上有代表性的膨化机生产企业除丹麦SPROUT-MATADOR公司外，还有美国Insta-pro、Wenger和Anderson公司，德国的KARL公司，瑞士的Buhler公司等。　　我国从70年代开始研究食品挤压技术和挤压加工机械。1980年，北京食品研究所仿制出第一台自热式PJ-1型谷物膨化挤压机。1982年无锡轻工业大学从法国Clextral公司引进一台BC-45型双螺杆挤压机，开始了对挤压加工技术的研究（文东辉等.1999）。与此同时，国内许多生产厂家也先后从世界各大公司引进了先进的挤压设备。在引进

3、国外设备的同时，一些饲料设备生产厂也先后生产了不同类型的挤压膨化设备，国内代表性的膨化机生产企业有牧羊集团、正昌集团、北京现代洋工机械科技发展有限公司等。　　随着膨化机越来越多地应用于实际生产，必须在提高膨化机设计水平的同时，提高使用水平。本文仅对双螺杆膨化机的结构原理特点等作一简要说明。希望对膨化机的使用者有所帮助。[NextPage]　　1.双螺杆膨化机工作原理及优点　　1.1双螺杆膨化机结构　　配合物料经输送设备送至调质器，物料在调质器中经高温蒸汽调质，由泻料槽进入膨化机构，在一对相互平行啮合的螺杆泵送下，从一定形状的模孔中瞬间挤出切

4、割成粒。1.主电机 2.调质器  3.泻料槽 4.膨化机构 5.切割装置 6.支撑7.底座及机架 8.齿轮箱传动机构 9.电控系统图1.双螺杆膨化机的组成　　1.2双螺杆膨化机膨化原理　　图2所示为一典型双螺杆挤压膨化机的膨化机构，是靠一对相互平行啮合的螺杆推动物料向前推进，其螺杆分为三段：输料段、压缩熔融段、均匀段。在输料段，物料从料斗进入机筒内，随着螺杆的转动，沿着螺槽方向向前输送，并被逐渐压实。进入压缩熔融段后，由于螺旋结构上的变化，压力升高，又由于受到来自机筒的外部加热以及物料在两根螺杆之间及螺杆和机筒的强烈搅拌、混合、剪切下，物料

5、温度升高,开始熔融，直至全部熔融。由于螺槽空间进一步变小，物料进一步升温升压，得到蒸煮，使原料淀粉充分糊化，脂肪、蛋白质变性等一系列复杂的生化反应，组织进一步均化，到达均匀段，经分流板将从“”膨化腔出来的物料均匀分到模板上，此时压力通常为3～6Mpa（依膨化要求而定），温度可达150～200℃，由于在密闭套筒中这样高的压力超过了挤压温度下的饱和蒸汽压，所以水分不会快速蒸发，当物料从一定形状的模孔中瞬间挤出时，压力迅速释放，游离水分急剧蒸发，物料随之膨胀，水分从物料中迅速散失，使产品很快冷却至80℃左右，从而被固化定型，并保持其膨胀后的形状。

6、1.料斗 2.螺杆 3.机筒 4.分流板 5.模板图2双螺杆膨化结构示意图　　1.3双螺杆膨化机的特点　　双螺杆膨化机在国内发展相对较晚，由于其膨化的原料特性变化范围较大，需要螺杆转速在较大范围内调整，其工作原理比单螺杆膨化机要复杂得多，在具体结构上有较大差异，特别是机筒、螺杆、推力轴承齿轮箱的布置比较复杂，造成设备成本的增加，如单螺杆采用皮带一级传动，而双螺杆膨化机采用齿轮箱传动，二者在制造与传动效率方面都有很大差异。（双螺杆与单螺杆膨化机的区别见表1）。[NextPage]　　2.双螺杆膨化机在水产饲料中的应用　　挤压膨化加工是将原料经

7、过高温、高压、瞬间熟化的加工工艺，集输送、粉碎、挤压、混合、剪切、、高温消毒及成型于一体，且可以加工粘稠、高脂肪、高水份的原料，这是一般生产工艺无法比拟的，因此被越来越多地应用在水产饲料、宠物饲料、特种养殖等高档饲料及食品的生产中。　　2.1加工工艺流程　　原料微粉碎→配料、混合→膨化→切粒→干燥→喷涂→冷却→计量打包。　　2.2膨化水产料优点　　2.2.1良好的耐水性　　膨化过程中形成的网络结构使膨化水产饲料颗粒能在水中稳定性很好，不管是沉性饲料还是浮性饲料在水中浸泡12小时都能保持不溃散，可保持养殖水质，不仅大幅度减少饲料的浪费，而且能

8、够很好地为水产动物的健康生长提供了优良的环境。　　2.2.2更高的消化性　　膨化料加工过程中的高温、高压、强剪切作用对淀粉、蛋白质等物质所产生的变化提高了此类物质的可消化性，膨化