调控水产饲料膨化加工单元的工艺过程
水产加工品
水产加工品生产许可证审查细则实施食品生产许可证管理的水产加工品是指以新鲜水产品为原料加工制成的产品。水产加工品共分为3个申证单元，即干制水产品、盐渍水产品和鱼糜制品（熟制鱼糜灌肠、冻鱼糜制品）。
在生产许可证上应当注明产品名称及申证单元，生产许可证有效期为3年，其产品类别编号为：2201。
干制水产品生产许可证审查细则
一、发证产品范围
实施生产许可证管理的干制水产品是以新鲜的鱼、虾、贝类、头足类、海藻类等水产品为原料经相应工艺加工制成的产品。主要包括干海参、烤鱼片、调味鱼干、虾米、虾皮、烤虾、虾片、干贝、鱿鱼丝、鱿鱼干、干燥裙带菜叶、干海带、紫菜等。
二、基本生产流程及关键控制环节
（一）基本生产流程。
1．干海参、虾米、虾皮、干贝、鱿鱼干、干裙带菜叶、干海带、紫菜
原料预处理→干燥→包装
2．烤鱼片、调味鱼干、鱿鱼丝、烤虾
原料预处理→漂洗→调味→干燥→烘烤→成型→包装
3．虾片
原料清洗→制虾汁→合料→制卷→切片→烘干→筛选→包装
（二）关键控制环节。
1．干海参、虾米、虾皮、干贝、鱿鱼干、干裙带菜、干海带、紫菜
原料预处理、干燥
2．烤鱼片、调味鱼干、鱿鱼丝、烤虾
调味、烘烤
3．虾片
制虾汁、烘干
（三）容易出现的质量安全问题。
1．在烤鱼片加工过程中人为添加淀粉。
2．海藻类产品无机砷超标。
3．干制水产品水分、盐分超标。
4．即食水产品微生物超标。
5．超限量、超范围使用食品添加剂。
三、必备的生产资源
（一）生产场所。
干制水产品的生产企业应具备原辅材料及包装材料库房、原辅材料处理车间、加工车间、包装车间、成品库房等生产场所。根据原料要求设置原料冷库及半成品冷库。
环保型水产饲料的加工工艺
环保型水产饲料的加工工艺
环保型水产饲料是指在生产加工过程中，尽量减少对环境的污染，降低对水环境的负面影响，以及减少对资源的消耗的一种饲料。环保型水产饲料的加工工艺主要包括原料选择、配料、研磨、混合、挤压造粒和包装等步骤。
原料选择。环保型水产饲料的原料选择主要考虑两个方面，一是控制饲料中的有害物质含量，如重金属、农药残留等；二是提高饲料的营养成分含量，选择高品质、高营养价值的原料。通常会选择鱼粉、虾粉、藻类、植物蛋白等作为主要原料。
配料。根据鱼类的生长阶段和饲养要求，确定配料比例和配料种类。通过科学合理的配料可以保证饲料的均衡营养，提高鱼类的生长速度和抗病能力。
然后，研磨。将原料进行研磨，使其颗粒大小均匀，提高饲料的消化率和利用率。研磨过程中要注意防止过度研磨，避免对营养成分的破坏。
接着，混合。将研磨后的各种原料按配方比例进行混合，确保饲料中各种营养成分均匀分布，提高饲料的稳定性和鱼类对饲料的摄食率。
挤压造粒。将混合好的饲料材料通过挤压机进行造粒处理，造粒后的饲料材料可以提高饲料的稳定性和保存性，方便饲料的储存和运输。
包装。将挤压造粒后的饲料进行包装，采取防潮、防震、防虫等措施，防止饲料受到外界环境的污染和损害，保持饲料的质量和新鲜度。
加工工艺过程的基本知识课件(78页)
基准与定位——夹具的基本知识
夹具——能将工件定位、夹紧，保证加工过程中工件和刀具
（机床）间相对位置关系的附加装置。
通用夹具——标准化，能较好地适应工序和工件变换
◆ 三爪卡盘、四爪卡盘、铣床的平口钳、分度头等 ◆ 直接安装、直接找正或划线找正 ◆ 主要用于单件小批生产 ◆ 定位精度低，常用于粗加工
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按产量划分生产类型
14
各种生产类型的工艺特点
15
16
二、基准与定位——基准的概念
基准：用来确定零件（部件）上某些点线面位置 时所依据的点、线、面。
设计基准 设计图样上所采用的基准
图纸（工
基 准
作性能出 发）
定位基准 在加工中用做定位的基准（粗基准、 精基准、辅助基准）
工艺基准
测量基准
在工件上用以测量已加工表面位置 的基准
导向元件
支承件
定位件
基础件
钻孔组合夹具
固紧件
压紧件 辅助件
车床组合夹具
例，铣床组合夹具
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三、工艺尺寸链
L=80-50=30mm
L=？
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A1 A2
A1 A2
工艺尺寸链的作用 : ①工艺基准与设计基准不重合时，进行尺寸换算。
1 3
②对装配间隙或过盈进行验2 算。
③为加工和装配方便，对公差进行调整、分组。
第8章 加工单元的结构与控制
2．生产工艺流程
①初始状态： ➢ 钻孔气缸处于上端位置； ➢ 旋转工作台工位正确； ➢ 加紧气缸气缸处于伸出位置（由气路决定的）； ➢ 检测气缸处于上端位置。
②工艺流程
开始
是否满足启动条件
N
且是否为自动模式？
Y
是否按下了
N
启动按钮？
Y ①
① ⑦
1号工位
N
是否有工
件？
Y 夹紧气缸缩回
是否缩 回到位？
是否转
N
动到位？
Y 夹紧气缸伸出夹紧工件
是否伸
N
出到位？
Y 启动钻孔电机
钻孔气缸下降
是否下
N
降到位？
Y ②
②
钻孔气缸上升
是否上
N
升到位？
Y 夹紧气缸缩回
是否缩
N
回到位？
Y 工作台转一个工位
是否转
N
动到位？
Y 检测气缸下降
是否下 降到位？
N 启动定时器， 延时1秒
Y
存储合格标志， 复位定时器
是否到
N
8.2.1 加工单元的手动单循环控制
1．控制任务
在手动操作模式下，在各执行机构处于初始状态、并 且在1号工位上有工件的情况下，当按触启动按钮时，旋 转工作台转动，将工件传送到2号工位进行钻孔加工；钻 孔加工后，旋转工作台再转动一个工位，将工件送到3号 工位进行钻孔质量的检测，并储存检测结果；最后工件 被送到4号工位，同时检测结果被转存到另一个存储单元 中。4号工位的工件由人工取走。
化工加工过程及单元操作.
SI单位制：基本单位有7个，化工中常用的有5个： 长度cm 、质量kg 、时间s 、温度K、 物质量mol
3.2 因次
法定计量单位中，基本量的长度、质量、时间、温度可 分别用符号L、M、T、θ表示，则导出量可由这些基本量的符 号组合而成。 例：速度——［LT－1］
加速度——［LT－2］
力——［MLT－2］ 若某物理量以［MaLbTc］表示，则称它为该物理量的因次或 量纲（dimension）（严格地说，指数a、b、c称为因次，［ MaLbTc］称为该物理量的因次式或量纲式）。它表示该物理量 的单位与基本量的单位之间的关系。当a＝b＝c＝0时，时［ M0L0T0］＝［1］，称为无因次（dimensionless）。
依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物料质量之
差，等于该过程中累积的物料质量，即
输入量－输出量＝累积量 对于连续操作的过程，若各物理量不随时间改变，即处于稳 定操作状态时，过程中不应有物料的积累，则物料衡算关系为 输入量＝输出量
用物料衡算式可由过程的已知量求出未知量。
物料衡算的步骤：
（1）根据题意画出各物流的流程示意图，物料的流 向用箭头表示，并标上已知数据与待求量。 （2）规定衡算基准，一般选用单位进料量或排料量、 时间及设备的单位体积等作为计算的基准。在较复杂
的流程示意图上应圈出衡算的范围，列出衡算式，求
单元板块组装工艺流程
单元板块组装工艺流程
产前准备→材料领用→加工→组件→框架组合→板块组装→板块清洗→检验→固化
1 产前准备
1.1 生产部接到设计部发放单元板块加工图、组装图及综合目录明细表，计划中心发放生产任务计划通知单后，详细核对各表单上数据是否一致。
1.2 按图纸及明细表编制工序卡，下发单元板块加工图、组装
图及工序卡到相关操作者。
2 材料领用
2.1 生产部按明细表开材料领用单到仓库领取材料。
2.2 要求型材代号与规格准确、表面涂层或氧化层无划伤。
3 加工
3.1 型材
A.严格按加工图纸尺寸（对照细目表、套材表）要求进行加工,首检必须执行。
B.在加工过程中对型材表面注意保护，避免划伤。每道工序之后必须把铝屑清理干净。
C.按类存放，标识（型材代号、加工图号、下料尺寸等）清晰，相似型材不能混淆。
D.对于切角型材更应注意，特别是窗料，切角角度更需准确，时常抽检。
3.2 附件
按细目、组装图要求分清代号（国标号）、规格及使用部位,不得随意替代、混淆。
4 组件
4.1 铝单板组件
a.按细目铝单板代号选板准确，并同时进行尺寸复核及板面检测（不允许有划伤）。
b.按组装图要求合板付框，分清付框型材代号及所在位置，抽钉位置对称均布，使外视效果美观、干净。
c.穿胶条时注意方向，胶条槽口用钳子捏扁（两端头部位各不少于三点，中间也不少于三点），以防止胶条松动、脱落。
4.2 中空玻璃组件
a.按细目中空玻璃代号选材准确，并同时进行尺寸复核及玻璃检测（不允许有划伤、裂纹、缺边等缺陷）。
b.按组装图要求合玻璃付框，胶缝要注满不存空隙并刮平，使外视效果美观、干净。按规定固化时间静置后才能使用。
食品加工技术概述PPT课件
食
食品化学、微 生物及实验技 术、食品营养
食 品
食品安全师
安 食品检验工
品
与卫生、食品
全
营
理化分析技术、
养
食品微生物检
食
与 检 测
验技术、食 品加工
品 公共营养师
营 养
营养配餐员
食品安全评价与控 制技术 食品法律法规标准 与监管
公共营养师(三级技 能) 营养配餐与评价
专
技术食品
食
业
安全与质量管 理
品 现代和特色食 加 品生产工
发展方向：高科技、新技术、多领域、 多梯度、全利用、高效益、可持续；
22
21世纪食品工业五个化：方便化、工程 化、功能化、专用化、国际化。
方便化：主食方便食品，如方便面、 方便米饭、方便粥和馒头、面包、饼干 等。副食方便食品，如畜肉、禽肉、蛋、 菜熟食制品。速冻食品。传统食品方便 化。
工程化：原配料制作，如提取天然蛋 白质、天然色素。营养强化食品，加碘 食盐。仿真食品，如仿螃蟹腿。
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3、食品： 食用、饮用
4、食品分类： P2
5、现代食品新概念 快餐食品、工程食品、仿生食品、调理食
品、无公害食品、绿色食品、有机食品等。 6、新食品类型
方便食品、仿制食品等。
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二 食品加工技术 1、食品加工技术
食品加工单元操作单元十二 食品煎炸操作
放入水中备用
沸水中煮3min
沥干或速冻
高筋面粉 400g ， 全蛋1个， 酵母粉4g，色拉油20mL ，小苏打4g， 白糖20g ，水230g，盐4g
1.把蛋液，水，油倒入盆子中，混合均匀
2.接着把高筋面粉和酵母粉、小苏打、盐过筛到盆子里， 把液体和面粉混合均匀
3.一直揉到面团非常柔软，表面稍有光滑即可。
【任务操作】
碗里打入鸡蛋一颗，放入生粉和椒盐少许搅匀成蛋粉液备用
面包糠放入碟子里备用
鸡块从冰箱里拿出稍微自然解冻 定型好的鸡块，先裹入一层蛋粉液
【任务操作】
再裹入一层面包糠
平底锅烧热放入比平时炒菜多一倍的油即可， 依次放入裹好的鸡块
小火慢炸慢煎，一面煎黄
换另一面煎黄即可
最后把煎炸好的鸡块放入厨房纸上吸取多余的油， 装盘配上番茄酱
知识目标：能说出传热及在食品工程中的应用；能说
出煎炸的目的；能说出煎和炸的区别；能说出食品在煎 炸过程中的变化。
技能目标：能按照煎炸设备操作规程规范操作；会对
产品进行质量评价。
素质目标：严谨细致；团队合作意识；强化学生规范
操作意识和实验室安全操作意识。
教学重点：食品中煎炸方法选择；煎炸加工原理
及操作技术
教学难点：煮制过程中油的变化。
休闲食品膨化理论及加工关键技术
一、休闲食品的分类
饲粮概述课件(共34张PPT)《畜禽营养与饲料》
满足畜禽的营养需要时，称为平衡日粮或全价日粮。
• 单元一 饲粮概述
2.饲粮：生产中为同一生产目的、同一生产水平的大群畜禽，按其营养需要生产大量配合饲料，然 后按日分顿饲喂，这种按日粮的饲料原料配比配置成的大量配合饲料称为饲粮。
饲料配方：将多种饲料原料合理地确定配合比例而组成，这种饲料的配比称为饲料配方。 日粮（饲粮）配合：按饲料配方的要求，选取若干种饲料及添加剂并合理确定搭配比例，使其所提 供的各种养分均符合动物饲养标准规定的数量，这个设计步骤和生产过程称为日粮（饲粮）配合。
•添加剂预混料必须按一定比例与蛋白质饲料、常量矿物质饲料和能量饲料混合配制成配合饲料后才能饲 喂相应动物。
工序是组成工艺过程的基本单元
工序是组成工艺过程的基本单元
工艺过程是将原材料或零件按一定的方法加工转化为成品的过程，而工序则是组成工艺过程的基本单元之一。工序可以理解为对应某种加工操作的一系列具体步骤和工艺技术，是整个加工流程中的基本构成单位。
工序的概念和作用
工序是制造业中非常关键的概念，它体现了加工生产中的极为重要的细节和步骤。而在制造业中，要想保证产品质量和生产效率，合理划分和组织工序显得尤为重要。
工序作为制造过程的基本单元，具有以下作用：
1. 细化加工步骤
在整个制造过程中，工序将加工操作进行了细化，将复杂的加工流程分解成多个简单的操作步骤，使得每个工作环节更为具体明确，提高了生产操作的可控性和可操作性。
2. 优化生产流程
通过合理安排和组织工序，可以优化生产流程，提高生产效率，降低成本，缩短生产周期，从而提高企业的生产竞争力。适当减少不必要的工序，提高加工效率和质量。
3. 实现生产管理自动化
工序与生产计划、生产调度、生产执行等各个环节相互衔接，有利于实现生产管理的自动化，提高生产计划的准确性、工艺流程的规范化、产品质量的稳定性。
工序划分的原则
在制定工艺流程时，需要根据产品特性、加工工艺和企业实际情况等因素，合理划分工序。一般来说，工序划分应遵循以下几个原则：
1. 单一性原则
每个工序都应该具有唯一性和明确性，即每个工序应当完成一个独立的操作或加工任务。这样才能方便生产管理、生产过程的跟踪和控制。
2. 连续性原则
工序之间应该相互衔接，形成一个连续的加工流程，使生产操作顺畅进行，避免生产过程中的中断和浪费。
3. 合理性原则
化工加工过程及单元操作
2 课程性质、内容及任务
2.1 课程性质 食品工程原理是食品工程等工科专业的专业基础课。 先修课：高等数学、物理、物理化学、机械制图等。 2.2 课程内容 本课程主要介绍“三传理论”和 “单元操
作” 。
2.3 课程任务
介绍三传理论，即流体流动、传热、传质的基本原理； 掌握主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算、 选型及实验研究方法； 培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种 工程实际问题(计算、选型及实验研究方法)的能力。
3 单位与单位换算
3.1 单位制
国际单位制中的单位是由基本单位、辅助单位和具 有专门名称的导出单位构成的。
基本量：任意选定的几个独立的物理量(如长度,时间等)。
基本单位：根据使用方便的原则制定的基本量的单位。
导出量：根据物理量与基本量之间的关系来确定的量。
导出单位：导出量的单位称为导出单位，均由基本单位相乘、除而 成的 。 单位制：基本单位与导出单位的总和。 物理单位制：基本单位：长度cm 工程单位制：基本单位：长度cm 质量g 力 kgf 时间s 时间s
流。其结果能减小溶解过程的阻力（resistance）。
传递速率
推动力 阻力
此关系类似于电学中欧姆定律。
过程的传递速率是决定化工设备的重要因素，传递 速率增大时，设备尺寸可以变小。
5
研究方法
挤压膨化技术及应用研究进展-食品工程单元操作技术结课论文
挤压膨化技术及应用研究进展
摘要：本文就挤压膨化技术做了一个系统的综述，包括挤压膨化技术的原理与特点、技术关键因素、研究与应用进展、制约我国膨化食品产业化的因素与对策以及在食品工业中的应用，并指出其在食品行业中有很大的应用前景。
关键字：挤压膨化；原理与特点；关键因素；研究与应用进展
0 引言
挤压膨化技术在食品及饲料工业上的应用越来越广泛，从较早期的方便食品、休闲食品、儿童膨化食品，到家畜饲料、水产饲料、植物组织蛋白等领域。目前，在一些发达国家，对挤压技术的理论研究越来越完善，利用挤压技术改性蛋白质，研究淀粉在挤压过程中的变化，并进一步研究营养、吸收等问题。随着工艺条件的不断完善，工艺设备的不断改进，为挤压膨化技术的应用开辟了广阔的前景。
1挤压膨化技术的原理与特点
挤压膨化是对物料进行调质，连续增压挤出、骤然降压，使其体积膨大的工艺操作。在膨化操作过程中，对物料进行加温、加压处理，不加蒸汽或水的膨化为干法膨化；对物料加温、加压并加蒸汽或水的膨化为湿法膨化。湿法挤压由于含水较高，因此温度较干法挤压低，也较容易控制，以保持物料的养分，但设备相对复杂，成本也较高[1]。
1.1挤压膨化技术的原理
挤压膨化是通过水分、热能、机械剪切和压力等综合作用形成的，是高温、高压的短时加工过程[2]。有一定水分的原料通过供料器进入套筒后，杆的转动而向前输送逐渐受到机头的阻力作用而被压缩，通过压延效应和吸收机筒外部所加热量以及物料在螺杆与套筒间的强烈搅拌、混和、剪切等作用而产生的高温、高压，使物料在挤压腔内呈熔融状态，淀粉组织中排列紧密的胶束被破坏，淀粉由生淀粉（β-淀粉）转化为熟淀粉（α-淀粉），即淀粉糊化，此时物料中的水分仍处于液体状态。当熔融态物料进入成型模头前的高温高压区时，呈完全的流态状，最后随模孔被挤出到达常温常压状态，物料中的超沸点水分因瞬间的急剧汽化并喷射出来，物料中的溶胶淀粉体积也瞬间膨化，致使食品内部爆裂出许多微孔，体积迅速膨胀，从而形成质构疏松的膨化食品[3，4]。
化工单元生产工艺
化工单元生产工艺
化工单元生产工艺是指将化工原料经过一系列的加工、反应、分离等工艺操作，最终得到所需的产品的过程。以下是一个化工单元生产工艺的700字简单示例：
化工单元生产工艺示例：制备乙酸丁酯
乙酸丁酯是一种广泛应用于涂料、塑料和医药等行业的有机化合物，下面将介绍它的生产工艺及相关步骤。
原料准备：乙酸、丁醇、硫酸
1. 反应装置准备：准备一套耐腐蚀的反应釜、搅拌器、加热装置和冷却装置等。
2. 原料加入：首先将适量的丁醇加入反应釜中，并通过搅拌器进行搅拌。然后将乙酸逐渐加入反应釜，并保持搅拌。
3. 反应控制：在反应釜中加入一定量的硫酸催化剂，并控制反应温度在适宜范围内。通常情况下，反应温度可在60-70°C之间进行。
4. 反应时间控制：根据不同反应物的浓度和反应条件，反应时间一般为2-4小时。
5. 催化剂去除：反应结束后，使用碱溶液中和反应釜中的残余硫酸催化剂，进一步去除其中的杂质。
6. 分离过程：将反应液通过分离器进行分离。由于乙酸丁酯的密度较大，可以通过重力分离将其和其他组分分离开。
7. 后处理：对分离出的乙酸丁酯进行洗涤、脱水、脱色等处理，以提高产品纯度。
8. 乙酸丁酯的收集和储存：将处理好的乙酸丁酯收集并储存在适当的容器中，以便后续使用或销售。
以上是制备乙酸丁酯的简要生产工艺示例。在实际生产中，还需要进行反应条件的优化、工艺参数的调整以及相关安全措施的采取，以确保产品质量和生产安全。此外，根据具体的工艺要求，还可以进行后续处理、纯化等工序，以获得更高纯度的乙酸丁酯产品。
智能制造加工单元的工作流程
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4食品加工过程中单元操作技术
一、原料处理
各种原料从收获、采集到加工前的全部工作。
如：保持卫生条件，保持原材料的品质和质量（特别是产品 的维生素含量、生物外观及理化指标），抑制细菌的生长，降 低产品的损失。
根据原料的不同，源自文库用不同的运输方式：
三、分离
包括固-固（花生、苹果脱皮）、固-液（过滤、压榨）、液 -液分离（水中除油）、固（液）-气分离（真空灌装时的脱气）。
现代分离手段：
1、光电管分离：用光电管通过对产品颜色的不同反射而加以区 分，如鲁花花生油：花生逐一通过光束，当反射光的量值异常 时，活动的空气喷头就会自动将那个无色花生粒从原料中吹出 而分离。此法还可以区分鸡蛋的好坏。
包装材料有金属、玻璃、塑料及复合材料等。另外，可 降解材料和可重复利用的材料成为首选；还有抽真空、充氮等。
12、混合单元操作
任何一个完整的食品加工过程都是在按合理的顺序安排的一 系列单元操作。各个单元的操作划分并不是十分清晰，存在不少 混合和交叉。
如啤酒的细菌过滤可以被认为是净化，也可以被认为是分离。
三明治的牛肉馅就是将加工的牛肉酱末挤入制馅机的模 子里面压成一定的形状。此时压力的控制非常重要，压力过小， 不足以成型，压力过大，烤熟的馅饼的硬度太大，口感很差。
11、包装
包装的目的在于使商品规格化、便于运输与分发，同时 防止运输过程中的污染（微生物、物理性赃物或昆虫混入及光、 湿气、气味的影响），调整合适的容量，提高产品的使用性能。
加工单元实施方案怎么写
加工单元实施方案怎么写
加工单元实施方案。
一、引言。
加工单元是指在生产过程中进行加工和处理的单元，其实施方案的设计和执行对于生产效率和产品质量具有重要意义。本文将针对加工单元实施方案进行详细介绍和分析，以期为相关行业提供参考和借鉴。
二、加工单元实施方案的设计原则。
1. 灵活性，加工单元实施方案应具有一定的灵活性，能够根据生产需求进行调整和变更，以适应不同的生产任务和产品要求。
2. 高效性，实施方案应设计为高效运作，减少生产中的浪费和低效率操作，提高生产效率和资源利用率。
3. 安全性，加工单元实施方案应考虑到生产过程中的安全风险，并采取相应的措施和预防措施，保障员工和设备的安全。
4. 环保性，实施方案应符合环保要求，减少对环境的影响，促进可持续发展。
三、加工单元实施方案的具体内容。
1. 设备布局，根据生产工艺和流程要求，合理布局加工设备和工作台，确保生产过程顺畅进行。
2. 人员配备，合理配置生产人员，确保每个加工单元有足够的技术人员和操作人员，保障生产任务的完成。
3. 工艺流程，明确加工单元的工艺流程和操作规范，确保每个环节的操作符合标准，避免因操作失误导致的质量问题和安全隐患。
4. 设备维护，制定设备维护计划和保养方案，定期对加工设备进行检查和维护，延长设备使用寿命，减少故障和停机时间。
5. 质量控制，建立质量控制体系，对加工单元的生产过程进行监控和检测，确
保产品质量符合标准要求。
6. 安全管理，加强安全教育和培训，提高员工的安全意识和操作技能，预防和
减少生产中的安全事故。
四、加工单元实施方案的执行与监控。
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膨化机的能量输入
• 在加工水产饲料时，膨化机的产率通常比较高， 膨化机需要的能量较高，但是SME处于比较低的 水平，停留时间较短，螺杆速度比较高
原料中不同成分对膨化度的影响--经验
• 淀粉：形成产品颗粒骨架的最主要的成分，减小淀粉源颗粒的 粒径，增加淀粉量能够增加产品的膨化度
• 直链淀粉和支链淀粉的比例也直接影响产品颗粒的膨化度，增 加支链淀粉的含量有助于提高膨化度 • 油脂：加入会降低产品的膨化度 加入的油脂将形成一个保护淀粉颗粒的分散相，该分散相在螺 杆压缩和剪切物料时有润滑作用，从而使物料不能得到有效的 加工。 • 乳化剂：指脂肪酸，甘油单脂，加入会降低产品的膨化度 与支链淀粉形成络合物，在淀粉颗粒上形成保护层
膨化机膨化工艺确定
• 80%靠经验，15%靠感觉，5%靠运气
• 经验不易复制，在一种机械条件下可行，到另外一种 条件下不行 • 原料不断变化，配方不断修改，如，采用低淀粉产品 配方，用植物蛋白替代鱼粉配方等等 • 可行的方式：中试试验取得经验，再到工业设备上实 施 • 上述讨论仅涉及原料和工艺参数，设备结构调整也是 一种可行的方案，未涉及
膨化机颗粒膨化度模型
• 物理模型：容重与工艺过程参数的定量关系
w B K F T
F Td T 0
Pd FT N s
FT :总物料量, Fw ：水流量， Td 模头温度, T0 ：参考温度 25 C, Ns :螺杆转速， ：扭矩, Pd ：模头压力, B:容重, , , , K：试验参数， Ns/FT =SME
原料颗粒与水之间的相互作用
• 水自颗粒表面扩散到颗粒内部是由颗粒周围的温 度，颗粒的大小和颗粒的特征所决定的 • 颗粒直径与颗粒软化（复水）最小时间关系图：
颗粒软化水和时间，秒
颗粒直径，微米
原料颗粒与水之间的相互作用
• 由原料颗粒的平均粒径和最大粒径，可以在此 种图表上查出颗粒水和所需要的最小时间 • 在调质器内，颗粒的与水接触的情况与实验室 测定颗粒软化时间的条件完全不同，需要给出 停留时间为4-6倍的最小停留时间 • 原料在调质器的预糊化对颗粒的质量影响比较 大 • 目前的工艺设计多为：原料在调质器内与水的 作用时间长，在膨化机内短
利用模型比较单螺杆和双螺杆膨化机的操作特征
双螺杆机，鱼粉 双螺杆机，大豆蛋白
双螺杆机
单螺杆机
膨化机颗粒膨化度模型应用
• • • • 利用模型比较单螺杆和双螺杆膨化机的操作特征 在不同膨化机上，模头温度和SME变化趋势完全不同 水含量： 单螺杆机不同配方的影响类似 在单螺杆机上，鱼粉配方， SME对容重影响不大，模头温度影 响大 • 在单螺杆机上，大豆蛋白配方， SME对容重影响较大，模头温 度影响不大 • 加工此2种配方时用单螺杆膨化机可以添加比较少的水，可减少 后续烘干的能耗
调质器调质工艺
• 大多依靠经验方法来使用和调整工艺 • 需要考虑调质工艺的三个方面的特征： 热能量的需求和加入量 加热速率和软化复水时间 物料的停留时间分布 • 调质器内，蒸汽，水和原料颗粒应充分混合均匀
调质器内物料的停留时间分布
• 常用的计算公式包括（工业上常用时间2-10分钟之间）
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调控膨化水产饲料加工单元的 工艺过程
程宏远 过程工程咨询公司，丹麦，Horsholm
hyc@thermoextrusion.com, www.thermoextrusion.com
特别鸣谢：中国水产频道
内容
• • • • • 原料的选择 原料的粉碎颗粒 调质器的调控 膨化机的参数确定 产品颗粒的质量分析
原料的粉碎
• 原料的颗粒大小： 国内：常用95%过80目筛，或部分直接用面粉 国外：95-99%，0.5-1.0毫米粒径 鱼粉中若有比较多的大鱼骨颗粒，需要另外处理 植物蛋白粉碎较细 • 原料颗粒直径太小：与水滴作用后容易“结团”，观 察在家庭厨房中“和面”过程，此“结团”颗粒在调 质器内不易打散，直接导入到了膨化机 • 原料颗粒需要在调质器内软化，润湿，预糊化，结团 的过小颗粒反而弱化了这些作用
• 膨化机的运行特征：在一定的螺杆转速范围内，从齿轮箱输出的扭矩 是恒定的 • 国内外使用膨化机的主要差异：比扭矩， NM/cm^3 国内：比扭矩=2-2.5，国外：比扭矩=4-5 • 比扭矩=单个轴的输出功率/（2个轴的中心距，a）^3
膨化机膨化工艺--机械特征
• 在相同的螺杆转速下，比扭矩高的膨化机可以提供更 多的机械能 • 比扭矩大小：影响螺杆的剪切力，螺杆内原料的充满 度，加工原料和产品的温度 • 大功率马达 较高比扭矩，其它因素也影响比扭矩 • 比扭矩高，可加工的原料粒径范围宽 • 膨化机的螺杆配置：无数种组合，每种设备都会不一 样
可以选择的原料及其功能
• 不同原料及其功能
原料成分 各种谷物粉 土豆粉 蛋白原料粉 水 麸皮 颗粒骨架形成 X X X X X X X 改变流变性 影响膨化度 改善质量 X X X
植物、动物油脂
X
X
X
• 常用淀粉源：小麦，玉米，薯类，等等 • 常用蛋白源：鱼粉，面筋，大豆，其它豆类
原料的选择
• 评价原料的质量—能否将水产动物营养成分粘连 在一起（仅从膨化颗粒成型角度看） • 原料的物理特征：粒径，硬度，流动性 • 原料的成分特征：面筋，淀粉，脂肪，水，麸皮
膨化机的能量输入
• 能量输入来自：马达的机械能SME，蒸汽冷凝释放的能量 和膨化机机筒散热或通过机筒加入的热能 • 机械能密度：SME=Td*N/Q Td=螺杆的扭矩，Nm, N=螺杆转速，1/s，Q=总物料流量， kg/hr • 分析机械能密度的变化是调整膨化机的依据 • SME与3个主要因素相关：熔融物料的平均粘度，平均剪 切速率的平方，物料在膨化机内的平均停留时间
原料的选择
• 调整产品颗粒容重的原料成分： 水，淀粉和油脂是控制产品容重的关键因素 蛋白质，麸皮和盐分对产品的容重进行局部调 整 蛋白质颗粒在剪切力的作用下可以改变形式和 大小，发生凝聚，油脂会阻止该凝聚 麸皮在较强的剪切力下可改变其性质 • 同一种原料成分往往具有多种功能，原料成分 比例的选择是一个非常复杂的过程
膨化机产品颗粒的质量分析
• 产品颗粒的质量是指产品颗粒的外形，组织结构，和营养 价值 • 产品颗粒的外形应该是外表圆润没有尖角，毛边的圆柱体。 最理想的颗粒应该是球状的，但是生产难度太大 • 原因：颗粒在运输，传送过程中颗粒上大部分的毛边和尖 角将会在与机械或其他颗粒的碰撞中磨损掉。这些磨损的 残渣将不能用于有效的饲喂 • 产品颗粒外形的控制是比较难的，一般认为，原料颗粒的 粉碎颗粒大小，特别是鱼骨颗粒的大小，原料在模头前的 粘度直接与外形的控制相关，控制模头温度是关键因素之 一
膨化机膨化工艺
• 膨化工艺的确定和调整：80%靠经验，15%靠感觉，5%靠 运气，行业里的关键技术
膨化机常用加工参数范围
SME W.h/kg
60或以下
L/D
水含量% 湿基
22-26
螺杆转速 rpm
500-800
停留时间 秒
8-12
熔融温度 C
100-140
典型产品
20-28
水产饲料，半湿宠物 料
膨化机膨化工艺—机械特征
膨化机颗粒膨化度模型应用
• 利用模型确定容重与操作参数的变化关系
双螺杆机，鱼粉
双螺杆机，大豆蛋白
膨化机颗粒膨化度模型应用
• 比较前面的2张图，可以看到，加工鱼粉配方时产品的容 重变化对水含量比较敏感，而大豆蛋白配方产品对原料中 水分变化不敏感 • 鱼粉配方：模头温度和SME变化对容重影响平缓 • 大豆蛋白配方：模头温度和SME变化对容重影响较大
膨化机操作参数对产品的影响
• 水含量，机筒温度，螺杆转速，产率，螺杆配置，模 头温度 • 颗粒膨化度的容重模型：程宏远和Friis开发，已经在 多种中试和工业化单、双螺杆膨化机上得到验证 • 确定了水含量，螺杆转速，模头温度与颗粒容重之间 的定量关系 • 在原料配方，螺杆配置和产率确定后指导膨化机操作 参数的调节方案及方向
原料中不同成分对膨化度的影响--经验
• 膳食纤维：小麦常常是必须添加的原料成分，加入的小麦同时 也带入了小麦麸糠（纤维）。在纤维中又分为可溶性纤维和不 可溶性纤维，小麦颗粒表皮产生的纤维是不可溶性纤维。
• 在膨化机加工中，纤维的增加会导致熔融原料的粘度增加，也 会导致膨化度的降低，容重升高，产品颗粒变硬。 有一种理论认为，这是由于纤维中的不可溶性纤维导致的结果， 可溶性纤维是对膨化度有利的。
上述内容以讨论基本原理为主，未涉及具体 产品生产
原料的选择—控制膨化颗粒质量
• 设计一个满足水产动物营养需求的优秀配方是水 产饲料的核心 • 大批量生产此水产饲料配方是工业化的关键，考 虑原料价格，品质，有效性，等等 • 膨化颗粒生产是用淀粉和面筋等将不同营养成分 粘合成型的过程
• 淀粉和面筋二者共同形成膨化颗粒的骨架结构， 其它成分填充到此三维骨架结构中，从而形成了 一个整体的组织结构—膨化颗粒
• 但是，也观察到在膨化机内的剪切力的作用下，不可溶性纤维 的溶解度也可以得到改善、改性，得到改性的不可溶性纤维对 膨化度有利
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原料中不同成分对膨化度的影响--经验
• 盐的作用：氯化钠，小苏打，柠檬酸钠 • 盐分的加入对颗粒的膨化都有明显的影响 • 在原料中加入氯化钠将使截面膨化度降低，但是增加长度 膨化度 • 加入小苏打和柠檬酸钠的效果与氯化钠相似，即截面膨化 度降低，长度膨化度增加
调质器调质工艺
• 最早应用在单螺杆膨化机加工宠物和水产料，克服单螺杆膨化 机较低的混合效率和缺少灵活性的缺陷。目前，单螺杆和双螺 杆膨化机都用调质工艺 • 调质器的主要功能包括： ***加入蒸汽和水来预热，软化，初步熟化原料中的谷物颗粒 ***降低螺杆熔融区的剪切强度，以减少由强剪切引起大分子降解 和营养流失，同时，也可改善产品质量 ***增加膨化机螺杆输送体积或质量，从而提高膨化机产量 ***软化原料颗粒，颗粒变软以减少磨损，延长螺杆和机筒的寿命
t=平均停留时间 Vp=调制器体积 Fr=调制器填充比例，通常在40-55% f=原料混合物容重 Qp=向调制器加入的原料混合物的质量流量（包括调制器中原料吸收 的水分） • SCP=调制器产率
调质器内加热软化原料颗粒
• 水蒸汽和水加入到调质器内后，蒸汽冷凝释放出的热量加 热水和原料颗粒。冷凝的水和加入的水在颗粒周围形成一 层水膜。颗粒周围的温度和水含量此时很高，这些热量和 水需要时间扩散到原料颗粒中去。 • 有2个因素主导和控制这种扩散：一个是膜阻力，另一个 是热量和水的传递速率
• 形成产品颗粒骨架结构的原料成分：淀粉和蛋白 质，淀粉在高于玻璃转换温度后变成橡胶状的粘 性熔融物，蛋白质在剪切力的作用下改变形式， 产生粘性 • 调整原料流变学特征的原料成分：水，脂肪
原料的选择
• 调整原料流变学特征的原料成分：水，脂肪 水：最关键的成分，在膨化过程中有多重作用 水含量高，物料较软，消耗的机械能比较少 水含量低，螺杆与原料之间的摩擦力比较大，较多机 械能会转移到物料中去，物料的温度上升很快 脂肪的影响：产品颗粒膨化度降低 油脂会影响螺杆与原料之间的相互作用程度，即剪切 强度油脂含量高，原料颗粒间，原料颗粒与螺杆间润 滑作用强，螺杆对原料施加的剪切作用力降低，原料 中的淀粉降解程度下降，蛋白质和纤维分子未能有效 的改变其形态
• 膜阻力的降低通过提高混合效率来改善，要改善混合桨叶 的设计来提高混合效率 • 热量通常传递是很快的，这里传递最慢的是水
调质器的控制
• 调整蒸汽加入量，控制调质器原料出口温度 • 出口温度达到95-98C后，加入过量的蒸汽不能向原料 中加入更多的能量 • 通过改变桨叶转速，产量和桨叶配置，调质器可以提 供不同的加工时间和混合程度 • 增加轴向混合，如加快转速，要找到平衡点 正面效果：将使原料颗粒混合更加均匀，改善调质器 出口原料颗粒的均匀性 负面效果：使颗粒的停留时间分布更加分散，不同的 颗粒的停留时间会有比较大的差异。因此，也可以导 致调质的不均匀，颗粒软化不均匀