單螺桿式擠壓膨化機(jī)的使用特性解析

單螺桿式擠壓膨化機(jī)的使用特性解析1單螺桿式擠壓膨化機(jī)的工作原理單螺桿式擠壓膨化機(jī)主要由進(jìn)料裝置、調(diào)質(zhì)器、螺桿擠壓腔體、成形模板與切刀、參數(shù)檢測(cè)與控制系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)動(dòng)力等局部所組成。含有一定量淀粉比例（20%以上）的粉粒狀原料由旋轉(zhuǎn)式加料器均勻地進(jìn)入調(diào)質(zhì)器，在調(diào)質(zhì)室內(nèi)進(jìn)行調(diào)濕和升溫，經(jīng)攪拌混合使物料各級(jí)分的溫度、濕度均勻一致。調(diào)質(zhì)后的物料送入螺桿擠壓腔內(nèi)，擠壓腔內(nèi)的螺桿通常被制成變徑（齒根直徑）和變螺距的幾何形狀，使擠壓腔空間容積沿物料前進(jìn)方向逐漸變小，在穩(wěn)定的螺桿轉(zhuǎn)速下，物料所受到的擠壓力逐步增大，其壓縮比可達(dá)4-10,同時(shí)，物料在腔內(nèi)的移動(dòng)過(guò)程中還伴隨著強(qiáng)烈地剪切揉和與摩擦作用，有時(shí)，根據(jù)需要還可通過(guò)腔筒夾套內(nèi)流過(guò)的生蒸汽對(duì)物料進(jìn)行間壁加熱，這樣共同作用的結(jié)果使物料溫度急驟升高（110^200℃）,物料中的淀粉隨即產(chǎn)生糊化，整個(gè)物料變成熔化的塑性膠狀體。在擠出模板之前，物料中所含水分的溫度雖然很高，但在相應(yīng)較大的壓強(qiáng)下水分一般并未轉(zhuǎn)變成水蒸汽，直到物料從擠出?？着懦龅乃查g，壓強(qiáng)驟然降至一個(gè)大氣壓，水分迅速變成過(guò)熱蒸汽而增大體積，使物料體積亦迅速膨脹，水蒸汽進(jìn)一步蒸發(fā)遺散的結(jié)果使物科水分含量降低，同時(shí)由于溫度也很快下降，物化淀粉隨即凝結(jié)，水蒸汽的遺散使凝結(jié)的膠體狀物料中留下許多微孔。所謂膨化就是依據(jù)這樣的原理和作用結(jié)果而得名的。連續(xù)擠出的柱狀或片狀膨化產(chǎn)品經(jīng)旋轉(zhuǎn)切刀切斷后送入冷卻、干燥和噴涂等后處理工段。螺桿式擠壓膨化機(jī)是將輸送、換熱、攪拌、加壓、揉和及剪切等作用集于一體，在一臺(tái)設(shè)備上完成諸如調(diào)質(zhì)、蒸煮、滅菌和蝴化成型等一系列連續(xù)地操作過(guò)程。2單螺桿式擠壓膨化機(jī)的主體結(jié)構(gòu)單螺桿式擠壓膨化機(jī)的工作主體由進(jìn)料裝置、調(diào)質(zhì)器、螺桿擠壓腔體、模板和切刀裝置所組成。（1）進(jìn)料裝置和調(diào)質(zhì)器進(jìn)料裝置和調(diào)質(zhì)器與其他壓粒機(jī)所用的螺旋式進(jìn)料器和槳葉式調(diào)質(zhì)器的結(jié)構(gòu)類似。調(diào)質(zhì)器裝設(shè)于進(jìn)料裝置與螺桿擠壓腔體之間。在調(diào)質(zhì)器內(nèi)，根據(jù)原料的性質(zhì)和產(chǎn)品的要求通過(guò)加注水分或生蒸汽進(jìn)行調(diào)濕和升溫，通常要使粉粒原料的水分含量在15%?30%之間（濕基），溫度升高到70-98）。在噴水和生蒸汽的同時(shí)伴隨著攪拌混合使物料的溫濕度均勻一致，然后依次將調(diào)質(zhì)后的物料送入螺桿擠壓腔體。（2）螺桿擠壓腔體螺桿擠壓腔體由擠壓螺桿和擠壓腔筒體兩局部構(gòu)成，它們是螺桿式擠壓膨化機(jī)的關(guān)鍵組件。擠壓腔筒體（帶夾套或不帶夾套）是靜止的部件，緊固在機(jī)座上。螺桿位于筒體中心，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速箱減速后驅(qū)動(dòng)螺桿以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)?？梢杂寐輻U拖移泵的工作原理來(lái)描述物料在擠壓腔內(nèi)被推移輸送和排出過(guò)程，即落入螺桿齒槽中的物料，伴隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，在螺旋升角的作用下被推移至擠出口。但是，如果物料填滿齒槽并緊緊地粘結(jié)在螺桿上與螺桿一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它與筒體內(nèi)壁上的圓周摩擦力小于它與螺桿齒槽的摩擦力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)物料隨螺桿僅作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生滑壁空轉(zhuǎn)而失去物料的輸送作用。到一定程度，物料不可能再進(jìn)入，也無(wú)膨化產(chǎn)品輸出，這種運(yùn)行過(guò)程只不過(guò)是將機(jī)械能變成摩擦熱能而徒費(fèi)功耗。為了克服這種不利情況，可在筒體內(nèi)外表的徑向和軸向開(kāi)設(shè)溝槽。開(kāi)設(shè)環(huán)格和直線槽后，增加了物料在腔體內(nèi)沿徑向和軸向的運(yùn)動(dòng)阻力，防止了滑壁空轉(zhuǎn)現(xiàn)象。它們還可增進(jìn)物料在擠壓腔內(nèi)的剪切和捏和作用。通常，沿軸向上筒體可分成幾段，使用時(shí)將各段活套在螺桿上，然后用螺栓、定位銷把各段聯(lián)接成整體。這種結(jié)構(gòu)由于拆裝比擬方便，使用后亦便于清除內(nèi)壁的殘留物料。另外，各段夾套內(nèi)的加熱介質(zhì)、溫度和傳遞的熱量也都可根據(jù)工藝要求分別進(jìn)行調(diào)試。螺桿是擠壓膨化機(jī)的主要工作部件，它的幾何結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜。螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作參數(shù)直接影響膨化機(jī)的工作性能。螺桿長(zhǎng)度與其直徑的比值愈大，物料在腔內(nèi)停留的時(shí)間就愈長(zhǎng)，按壓捏合及糊化也愈充分。齒槽較深，螺距較大和齒寬較小的螺桿，因空間容積相應(yīng)較大，故在一定轉(zhuǎn)速下可獲得較大的產(chǎn)量。多頭螺桿由于齒面與物料的接觸面積增大，故壓力和熱量的傳遞效果較好，但空間容積相應(yīng)減少。在擠壓過(guò)程中的不同階段，其工作參數(shù)亦不盡相同。當(dāng)螺桿長(zhǎng)度相宜徑一經(jīng)確定，那么只有通過(guò)改變螺桿的其他參數(shù)去適應(yīng)不同區(qū)段的要求。將螺桿與筒體一起沿長(zhǎng)度方向上分為三個(gè)不同的工作區(qū)段，即進(jìn)料輸送區(qū)段、揉和擠壓區(qū)段和焙融糊化區(qū)段。腔內(nèi)溫度、物料狀態(tài)沿長(zhǎng)度方向也不斷改變。根據(jù)各區(qū)段的不同工作參數(shù)要求,其各段螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)亦不同。通常，筒體內(nèi)壁與螺桿之間的容積從進(jìn)料口至擠出口是逐漸減小的，其比值稱作壓縮比，它反映了物料在擠壓全過(guò)程中體積被壓縮的程度?？梢酝ㄟ^(guò)增加螺桿牙底直徑（即逐漸減小齒高）或減小螺距等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的壓縮比，滿足沿長(zhǎng)度方向壓力不斷升高的要求。采用這種方式，使筒體內(nèi)腔與螺桿外輪廓之間所構(gòu)成的容積逐漸變小，物料體積必然逐漸被壓縮，壓強(qiáng)逐漸增大。為適應(yīng)這樣復(fù)雜的工藝要求，新型多件組裝螺桿，由幾節(jié)不同螺距的單頭螺桿依次套在驅(qū)動(dòng)軸上組裝而成，根據(jù)不同的加工要求，可方便地選用不同的螺桿組件。（3）成型模扳擠出成型模板用螺栓固接于筒體末端，由于摸板孔口過(guò)流面積與腔內(nèi)過(guò)流面積比擬要小得多，故模板首先對(duì)將要被擠出的原料起節(jié)流增壓的作用，造成孔口前后產(chǎn)生很大的壓力差。物料通過(guò)模板孔口而成型。根據(jù)產(chǎn)品形狀的不同要求，會(huì)出現(xiàn)多種成型模。復(fù)式成型?？梢灾圃鞀A心擠壓顆粒飼料，這對(duì)改善適口性和減少微量飼料的損失應(yīng)是一個(gè)新的途徑。（4）切割機(jī)構(gòu)被連續(xù)擠出的膨化產(chǎn)品由切割機(jī)構(gòu)將其切割成均勻一致的粒段。通常專設(shè)一臺(tái)切割電機(jī)驅(qū)動(dòng)割刀架旋轉(zhuǎn)，割刀的旋轉(zhuǎn)速度可由變速裝置調(diào)節(jié)，割刀速度愈快，制品粒段的長(zhǎng)度愈短（變速旋轉(zhuǎn)切刀的速度范圍為500?600r/min）。割刀與擠出成型模板之間留有一定的間隙，以免旋轉(zhuǎn)的割刀與模板碰撞摩擦。3螺桿式擠壓膨化機(jī)的操作特性原料及膨化產(chǎn)品的品種、濕度、粒度和面團(tuán)流變學(xué)等參數(shù)是選擇和確定膨化機(jī)類型、操作參數(shù)的重要因素。對(duì)多數(shù)于膨化飼料產(chǎn)品（濕度小于10%）,用具有高剪切揉和作用的機(jī)型和高溫（150?20（rc）的操作參數(shù)，以使原料中淀粉質(zhì)充分糊化。要獲得較高的切應(yīng)變速率可增加螺桿轉(zhuǎn)速，選用矮齒形的螺桿為宜。這種機(jī)型結(jié)構(gòu)和操作