飼料設(shè)備制造與工藝課程

第六章飼料擠壓膨化（1）膨化機(jī)（2）膨化產(chǎn)物的后熟化主要內(nèi)容

膨化飼料是將粉狀飼料原料（含淀粉或蛋白質(zhì)）送入膨化機(jī)內(nèi)，經(jīng)過連續(xù)的混合、調(diào)質(zhì)、升溫、增壓、擠出?？住ⅢE然降壓，以及切成粒段，干燥、穩(wěn)定等過程,所制得的一種膨松多孔的顆粒飼料。

第一節(jié)飼料膨化技術(shù)

一、膨化飼料的特點(diǎn)膨化飼料的特點(diǎn)提高了飼料的消化率和利用率適合上層魚類采食可殺死多種細(xì)菌壓制不同形狀、動(dòng)物所喜愛的膨化顆粒料。對(duì)維生素C和氨基酸都有一定的破壞作用耗電量大、產(chǎn)量低優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)二、膨化機(jī)的分類膨化機(jī)單螺桿雙螺桿濕法膨化干法膨化能膨化粘稠狀物料出料穩(wěn)定添加水蒸汽添加水分含水量可達(dá)25%～35%膨化機(jī)

1.膨化飼料的特點(diǎn)2.膨化機(jī)的分類本節(jié)小結(jié)1.什么是膨化飼料，其有何特點(diǎn)？課后思考第一節(jié)飼料膨化技術(shù)

一、單螺桿膨化機(jī)單螺桿膨化機(jī)進(jìn)料裝置喂料絞龍調(diào)質(zhì)器膨化機(jī)構(gòu)模板切刀傳動(dòng)裝置螺旋喂料器或振動(dòng)喂料器液態(tài)飼料組分添加系統(tǒng)20%～30%第二節(jié)膨化機(jī)

3、膨化機(jī)機(jī)主體膨化機(jī)主體體筒體螺桿成型模切割機(jī)構(gòu)溫度調(diào)節(jié)加熱夾套

（1）螺套套（筒體））結(jié)構(gòu)雙層夾套形形式單層結(jié)構(gòu)蒸汽來加熱熱和保濕加工難度使用成本較較低螺套外的加加熱組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工容易使用成本較較高筒體進(jìn)口至出口口逐漸變小進(jìn)口空隙容容積與出口口空隙容積之之比叫壓縮比

（2）螺桿桿喂料段壓縮段10%～25%雙頭螺紋等直徑螺槽由深變變淺50%螺桿擠出段雙頭螺紋等直徑螺槽更淺15%～30%模板壓力和溫度度驟降，使使其體積迅迅速膨脹，，水分快速速蒸發(fā)，脫脫水凝固，，即成膨化化料。經(jīng)膨膨化后的體體積要比原原體積增大大9～13倍。擠壓力30～100kg/cm2，120℃～～170℃℃，壓力最最大，溫度度最高，螺螺桿、螺套套磨損最嚴(yán)嚴(yán)重（3）各段段的壓強(qiáng)變變化螺桿輸送區(qū)段壓縮區(qū)段擠出區(qū)段糊化段壓力力猛增擠出段前壓壓力達(dá)到最最高

（4）各工工作部件材材料螺桿材質(zhì)螺套（筒體體）材質(zhì)螺旋葉片精密澆注車床加工40Cr、、16-4不銹鋼38CrMoAl合金噴涂增強(qiáng)其耐磨磨性表面硬度達(dá)達(dá)60～70HRC耐磨材料38CrMoAl、、40Cr表面硬度達(dá)達(dá)70HRC螺套內(nèi)壁溝溝槽模板42CrMo表面硬度40—50HRC切刀裝置1—4把鋒利500～600r/min傳動(dòng)裝置可可移動(dòng)的支支架上刀片刃口必必須緊貼模模板面轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)4.切刀裝裝置

二個(gè)止推軸軸承軸承套油封端蓋潤(rùn)滑油箱三角帶驅(qū)動(dòng)動(dòng)主軸皮帶帶輪450～550r/min400r/min5.主軸軸傳動(dòng)裝裝置主軸傳動(dòng)動(dòng)裝置

(二)擠擠壓膨化化工作原原理200℃℃，3～8MPa擠壓推動(dòng)動(dòng)反向阻滯滯作用加熱摩擦熱常溫常壓壓爆炸水、熱固化定型型(二)擠擠壓膨化化工作原原理影響膨化化產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的因因素物料粒度水分密度化學(xué)成分分（淀粉、、蛋白質(zhì)質(zhì)、脂肪肪的含量量）擠壓過程程壓力溫度水分螺桿的設(shè)備性能能原料粒度度原料水分分成分含量量產(chǎn)品膨化化度的要要求

膨化制品品的截面面積膨化度=—————————————————擠壓機(jī)模模具孔口口截面積積密度是指指單位體體積膨化化產(chǎn)品的的質(zhì)量（（g/l）密度、膨膨化度膨化度是是指膨化化后制品品的體積積增大倍倍數(shù)（三）單單螺桿桿膨化機(jī)機(jī)的主要要技術(shù)參參數(shù)螺桿的技技術(shù)參數(shù)數(shù)螺桿的外外徑Ds螺旋升角角θθ角小粒狀θ角大粉狀壓縮比C.R長(zhǎng)徑比L/D7.5﹕﹕1～25﹕11～310～20度小膨化程度度低大膨化程度度高大壓力較大大小壓力較小小能被充分分塑化二、膨膨脹器器（一）膨膨脹器及及膨脹料料的特點(diǎn)點(diǎn)膨脹器與與膨化機(jī)機(jī)的區(qū)別別膨脹器的的出料口口開度可可在一定定范圍內(nèi)內(nèi)任意調(diào)調(diào)節(jié)生產(chǎn)各種種膨化率率不同的的膨脹料料可以直接接生產(chǎn)膨膨脹粗屑屑料膨脹料的的特點(diǎn)對(duì)飼料原原料選擇擇范圍廣廣受螺桿的的擠壓作作用，物物料溫度度可達(dá)110℃℃增大添加加液體飼飼料（糖糖蜜、油油脂）的的比例.生產(chǎn)膨膨脹顆粒粒料，可可提高制制粒機(jī)環(huán)環(huán)模的效效率提高飼料料轉(zhuǎn)化率率殺死沙門門菌高能量的的飼料增加制粒粒機(jī)的產(chǎn)產(chǎn)量降低制粒粒機(jī)的噸噸料電耗耗可利用廉廉價(jià)原料料，降低低生產(chǎn)成成本（二）膨膨脹器的的工作原原理調(diào)質(zhì)膨脹器70度-90度度水分17%-21%3-7秒秒140℃℃4MPa團(tuán)狀、絮絮狀或粗屑狀（三）膨膨脹器的的主要結(jié)結(jié)構(gòu)膨脹器喂料器調(diào)質(zhì)器主傳動(dòng)箱箱螺桿螺套套環(huán)形隙口口出料機(jī)機(jī)構(gòu)油脂添加加系統(tǒng)變頻控制制器變速調(diào)速速電機(jī)喂料絞龍龍2.調(diào)質(zhì)質(zhì)器軸向斷面面上每段段有四個(gè)個(gè)葉片橫向方向向上按螺螺旋線排排列添加高比比例液體體大開門式式的清理理門調(diào)整槳葉葉角度，，維修清清理添加液體體飼料和和蒸汽的的分配閥閥調(diào)質(zhì)器3、螺桿桿螺套總總成螺桿螺套4節(jié)1.05﹕1到到2.6﹕1分體裝配配式結(jié)構(gòu)構(gòu)彈性柱銷銷聯(lián)結(jié)螺桿固定定軸螺桿螺套套總成膨脹器的的出料機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)置置在機(jī)座座前端，，接分料料盤，機(jī)機(jī)座外圈圈上裝有有滑閥機(jī)機(jī)構(gòu)，滑滑閥機(jī)構(gòu)構(gòu)后端聯(lián)聯(lián)結(jié)出料料口開度度顯示裝裝置，出出料口開開度顯示示裝置與與滑閥機(jī)機(jī)構(gòu)和液液壓系統(tǒng)統(tǒng)連接。。出料機(jī)構(gòu)構(gòu)的開度度可根據(jù)據(jù)需要通通過液壓壓系統(tǒng)和和出料開開度顯示示裝置驅(qū)驅(qū)動(dòng)滑閥閥機(jī)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行大小小調(diào)節(jié)和和定位。。在生產(chǎn)前前或生產(chǎn)產(chǎn)過程中中，根據(jù)據(jù)需要給給信號(hào)處處理系統(tǒng)統(tǒng)一指令令，信號(hào)號(hào)處理系系統(tǒng)隨即即發(fā)出信信號(hào)給液液壓系統(tǒng)統(tǒng)，液壓壓系統(tǒng)的的電機(jī)得得到指令令后啟動(dòng)動(dòng)，并帶帶動(dòng)齒輪輪泵工作作，液壓壓系統(tǒng)根根據(jù)指令令驅(qū)動(dòng)油油缸活塞塞前進(jìn)或或后退，，油缸的的運(yùn)動(dòng)最最終帶動(dòng)動(dòng)滑閥中中的滑板板運(yùn)動(dòng)，，從而達(dá)達(dá)到調(diào)節(jié)節(jié)出料口口開啟度度的目的的。4、環(huán)形形隙口出出料機(jī)構(gòu)構(gòu)雙螺桿膨膨化機(jī)與與單螺桿桿膨化機(jī)機(jī)的膨化化機(jī)理基基本相同同，所不同的是是膨化所所需要熱熱量不只只靠擠壓壓物料產(chǎn)產(chǎn)生的““應(yīng)變熱熱”（機(jī)機(jī)械熱）），還設(shè)設(shè)置有專專門的外外部熱控控溫裝置置，而螺螺桿的主主要作用用是推進(jìn)進(jìn)物料。。三、雙雙螺桿膨膨化機(jī)螺桿為分分段結(jié)構(gòu)構(gòu)10﹕1～20﹕1螺桿可使使用不同同的斷面面套筒也為為分段式式螺桿的嚙嚙合方式式異向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)嚙合式式同向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)嚙合式式異向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)非嚙合合式同向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)非嚙合合式雙螺桿膨膨化機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)同向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)嚙合式式異向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)嚙合式式異向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)非嚙合合式同向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)非嚙合合式雙螺桿膨膨化機(jī)與與單桿膨膨化機(jī)相相比優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)加工高油油脂的飼飼料可大于17%加工高水水分物料料超過30%的加工特別別小的水水生動(dòng)物物飼料0.8～～1.0mm直直徑的產(chǎn)產(chǎn)品加工配方方中油脂脂含量超超過22%的物物料保持高效效率地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)械械能滯留的時(shí)時(shí)間分布布范圍比比較窄物料溫度度比較容容易控制制產(chǎn)量和質(zhì)質(zhì)量均很很穩(wěn)定構(gòu)造較復(fù)復(fù)雜，機(jī)機(jī)械加工工精度要要求高，，投資要要大得多多單桿膨化化機(jī)、膨膨脹機(jī)及及雙螺桿桿膨化機(jī)機(jī)本節(jié)小結(jié)結(jié)1.簡(jiǎn)述述單桿膨膨化機(jī)擠擠壓膨化化的工作作原理。。2.結(jié)合合工作原原理簡(jiǎn)述述膨脹機(jī)機(jī)與膨化化機(jī)有何何不同？？3.與單單桿膨化化機(jī)相比比，雙螺螺桿膨化化機(jī)有何何優(yōu)點(diǎn)？？課后思考考第二節(jié)膨膨化化機(jī)浮性半浮性飼飼料慢沉性沉性飼料料水分22%～～28%溫度80～135℃℃出機(jī)顆粒粒第三節(jié)膨膨化化產(chǎn)品的的后熟化化一、膨化化產(chǎn)品的的干燥料層的厚厚度空氣速度度1m/s溫度范圍圍100～～200℃干燥面積積多層形式式最初的4～6分分鐘內(nèi)177～～190℃后一半時(shí)時(shí)間內(nèi)，，空氣溫溫度應(yīng)降降低連續(xù)輸送送式干燥燥機(jī)產(chǎn)品經(jīng)過過干燥以以后，物物料水分分降低了了，但溫溫度較高高，必須須降低其其溫度、、冷卻。。通常將干干燥機(jī)和和冷卻器器設(shè)計(jì)成成整體，，即干燥燥/冷卻卻機(jī)。在這種設(shè)設(shè)計(jì)中，，多通道道干燥機(jī)機(jī)的上部為干干燥，下下部為冷冷卻。物料的冷卻一般般采用吸吸風(fēng)的方方法，借助周圍圍空氣來來完成冷冷卻，降降溫，干干燥。如果未經(jīng)冷卻卻就包裝裝產(chǎn)品或或散料貯貯存，產(chǎn)品中中的剩余余水分會(huì)會(huì)轉(zhuǎn)移到到包裝或或貯存裝裝置（例例如容器器壁）的的最冷處處。因而而，在這這些較冷處含含水量會(huì)會(huì)增加，，從而引引起產(chǎn)品品變質(zhì)。。二、膨化化產(chǎn)品的的冷卻三、選擇擇干燥/冷卻機(jī)機(jī)注意事事項(xiàng)不應(yīng)把產(chǎn)產(chǎn)品堆得得太厚應(yīng)被翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)和攪動(dòng)動(dòng)氣流應(yīng)相相對(duì)較快快而均勻勻停留時(shí)間間和料層層厚度可可調(diào)選擇干燥燥/冷卻卻機(jī)注意意事項(xiàng)膨化產(chǎn)品品的干燥燥、冷卻卻及選擇擇干燥/冷卻機(jī)機(jī)應(yīng)注意意的事項(xiàng)項(xiàng)。本節(jié)小結(jié)結(jié)1.膨化化產(chǎn)品為為什么要要進(jìn)行后后熟化，，通常的的方法是是什么？？2.簡(jiǎn)述述選擇干干燥/冷冷卻機(jī)應(yīng)應(yīng)注意的的事項(xiàng)課后思考考第三節(jié)膨膨化化產(chǎn)品的的后熟化化一、擠壓壓膨化過過程中的的淀粉第四節(jié)擠擠壓膨膨化過程程中物料料成分的的變化賦形作用用密度控制制作用硬度控制制作用吸水速度度控制作作用（一）淀淀粉的作作用天然淀粉粉1～100μm氫鍵吸水性很很小硬不易被淀淀粉酶糊化淀粉粉氫鍵斷裂裂吸水性增增大易受酶的的作用α－淀粉粉淀粉在一一定的水水分含量量和一定定的溫度度下，其其顆粒會(huì)會(huì)溶脹分分裂，內(nèi)內(nèi)部有序序態(tài)的分分子之間間的氫鍵鍵斷裂，，分散成成無序狀狀態(tài)，這這個(gè)作用用稱為糊化作用用（二）淀淀粉在擠擠壓過程程中的變變化大米淀粉粉：68～78℃小小麥麥淀粉：：59～～64℃℃玉米淀粉粉：62～70℃馬馬鈴鈴薯淀粉粉：56～66℃糊化溫度度糊化度糊化淀粉粉與總淀淀粉含量量之比吸水指數(shù)數(shù)（WAI）表示擠壓壓膨化后后，物料料吸收水水分的能能力。水溶性指指數(shù)（WSI））將一定水水分含量量的物料料懸浮于于水中，，在樣品品經(jīng)過離離心以及及除去上上層清液液之后，，每克樣樣品所形形成的膠膠凝體的的質(zhì)量。。上述試驗(yàn)驗(yàn)的上層層清液中中所含原原始樣品品的百分分率，淀淀粉糊化化程度高高，降解解程度大大的樣品品水溶性性指數(shù)大大。糊化程度度螺桿的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速溫度水分影響到剪剪切力和和擠出時(shí)時(shí)間直鏈淀粉粉支鏈淀粉粉促進(jìn)膨化化變輕、變變松、變變脆較硬，吸吸水速度度較慢，，水中穩(wěn)穩(wěn)定性好好膨化度、溶解解度較小二、擠壓膨膨化過程中的的蛋白質(zhì)擠壓溫度高變性程度大組織化程度好好溫度低溶解性好生產(chǎn)組織化蛋蛋白140～160℃有較好的溶解解度水分為20%～40%溫度可低一些些賴氨酸蛋氨酸其余的氨基酸酸蛋白質(zhì)含量有有所下降淀粉（糖）含含量溫度水分美拉德反應(yīng)影響蛋白質(zhì)含含量有所下降的因素素易受酶的作用用低檔次的原料料膨化程度低提高擠壓溫度度和適量調(diào)整整水分含量。。粘稠度大能耗大蛋白質(zhì)經(jīng)擠壓壓后三、擠壓過過程中的脂肪肪膨化飼料有較較長(zhǎng)的保質(zhì)期期淀粉糊化蛋白質(zhì)變性生長(zhǎng)抑制因子子破壞脂肪氧化酶和和脂肪水解酶酶也被破壞殺菌作用脂肪與淀粉和和蛋白質(zhì)形成成復(fù)合物游離脂肪降低低溫度水分螺桿轉(zhuǎn)速游離脂肪復(fù)合體的生成成的影響因素素四、擠壓膨膨化過程中的的維生素和礦礦物質(zhì)高溫短時(shí)空氣接觸少維生素?fù)p失也也不太嚴(yán)重表擠壓膨膨化對(duì)維生素素穩(wěn)定性的影影響四、擠壓膨膨化過程中的的維生素和礦礦物質(zhì)五、擠壓膨膨化過程中的的抗?fàn)I養(yǎng)因子子抗?fàn)I養(yǎng)因子抗胰蛋白酶棉酚芥籽甙單螺桿擠壓機(jī)機(jī)雙螺桿膨化機(jī)機(jī)95%以上失失活完全喪失酚表1棉籽和和去皮大豆各各占50%的的混合物經(jīng)擠壓膨化后后的棉酚減少少情況擠壓膨化加