大学课件饲料设备制造与工艺 (8)

对饲料原料选择范围广
可利用廉价原料，降低生产成本 提高饲料转化率
膨 胀 料 的 特 点
受螺杆的挤压作用，物料温度可达110℃ 杀死沙门菌 增大添加液体饲料（糖蜜、油脂）的比例 高能量的饲料
.生产膨胀颗粒料，可提高制粒机环模的效率
增加制粒机的产量 降低制粒机的吨料电耗
（二）膨胀器的工作原理
70度-90度 水分17%-21%
主要内 容
（1）膨化机 （2）膨化产物的后熟化
第一节 饲料膨化技术
膨化饲料是将粉状饲料原料（含淀粉或蛋白质） 送入膨化机内，经过连续的混合、调质、升温、增压、
挤出模孔、骤然降压，以及切成粒段，干燥、稳定等
过程,所制得的一种膨松多孔的颗粒饲料。
一、膨化饲料的特点
提高了饲料的消化率和利用率 优点 适合上层鱼类采食 可杀死多种细菌 压制不同形状、动物所喜爱的膨化颗粒料。 对维生素C和氨基酸都有一定的破坏作用 缺点 耗电量大、产量低
异向旋转 啮合式
同向旋转 啮合式
异向旋转非 啮合式
同向旋转 非啮合式
双 螺 杆 膨 化 机 与 单 杆 膨 化 机 相 比 优 点
加工高油脂的饲料
可大于17%
加工高水分物料
超过30%的
加工特别小的水生动物饲料
0.8～1.0mm直径的产品
加工配方中油脂含量超过22%的物料 滞留的时间分布范围比较窄
膨 化 饲 料 的 特 点
二、 膨化机的分类
单螺杆 膨 化 机 双螺杆 能膨化粘稠状物料 出料稳定
膨 化 机
湿法膨化
添加水蒸汽
含水量可达25%～35%
干法膨化
添加水分
第一节 饲料膨化技术
本节小结
1.膨化饲料的特点 2.膨化机的分类
课后思考
1.什么是膨化饲料，其有何特点？
第二节 膨 化 机
一、单螺杆膨化机
第四节 挤压膨化过程中物料成分的变化
一、挤压膨化过程中的淀粉
（一）淀粉的作用
赋形作用
密度控制作用
硬度控制作用 吸水速度控制作用
（二）淀粉在挤压过程中的变化
天然淀粉 1～100μm 氢键
吸水性很小 硬 不易被淀粉酶 吸水性增大
糊化淀粉
α－淀粉
氢键断裂 易受酶的作用
淀粉在一定的水分含量和一定的温度下，其颗粒会溶胀分裂，
三、选择干燥/冷却机注意事项
选 择 干 燥 冷 却 机 注 意 事 项
不应把产品堆得太厚
应被翻转和搅动
/
气流应相对较快而均匀
停留时间和料层厚度可调
第三节
本节小结
膨化产品的后熟化
膨化产品的干燥、冷却及选择干燥/冷却机应注意的事项。
课后思考
1.膨化产品为什么要进行后熟化，通常的方法是什么？
2.简述选择干燥/冷却机应注意的事项
课后思考 1.简述浮性与沉性饲料生产技术. 2. 简述全脂大豆膨化加工工艺. 3.简述鱼虾类膨化饲料加工工艺.
温度 游离脂肪 水分 螺杆转速
四、 挤压膨化过程中的维生素和矿物质
高温短时 维生素损失也不太严重
空气接触少
表
挤压膨化对维生素稳定性的影响
四、 挤压膨化过程中的维生素和矿物质
五、 挤压膨化过程中的抗营养因子
单螺杆挤压机 抗 营 养 因 子 抗胰蛋白酶 棉酚 芥籽甙
95%以上失活 完全丧失
百度文库
双螺杆膨化机
添加液体饲料和蒸汽的分配阀
3、螺杆螺套总成
螺 杆 螺 套 总 成
螺杆 螺套
4节
1.05﹕1到2.6﹕1
分体装配式结构
弹性柱销联结
螺杆固定轴
4、环形隙口出料机构
膨胀器的出料机构设置在机座前端，接分料盘，机座外圈上装有滑
阀机构，滑阀机构后端联结出料口开度显示装置，出料口开度显示装置与
滑阀机构和液压系统连接。出料机构的开度可根据需要通过液压系统和出 料开度显示装置驱动滑阀机构进行大小调节和定位。
蛋 白 质 经 挤 压 后
易受酶的作用 膨化程度低
低档次的原料
提高挤压温度和适量调整水分含量。 能耗大
粘稠度大
三、 挤压过程中的脂肪
膨 化 饲 料 有 较 长 的 保 质 期
淀粉糊化
蛋白质变性
生长抑制因子破坏
脂肪氧化酶和脂肪水解酶也被破坏
杀菌作用
脂肪与淀粉和蛋白质形成复合物 游离脂肪降低
复 合 体 的 生 成 的 影 响 因 素
调质
膨胀器
团状、絮状或 粗屑状
3-7秒 140℃ 4MPa
（三）膨胀器的主要结构
变速调速电机
喂料器
调质器 主传动箱 膨胀器 螺杆螺套
变频控制器 喂料绞龙
环形隙口出料机构 油脂添加系统
2.调质器
轴向断面上每段有四个叶片 调 质 器
横向方向上按螺旋线排列 添加高比例液体
大开门式的清理门
调整桨叶角度，维修清理
38CrMoAl 表面硬度达60～70HRC 表面硬度达70HRC 螺套内壁沟槽
耐磨材料
38CrMoAl、40Cr
模板
42CrMo
表面硬度40—50HRC
4.切刀装置
1—4把 锋利 切刀装置 刀片刃口必须紧贴模板面转动 500～600r/min
传动装置可移动的支架上
5.主轴传动装置
三角带驱动主轴皮带轮 二个止推轴承 主 轴 传 动 装 置 润滑油箱 轴承套 油封 端盖
第三节
浮性 半浮性饲料
膨化产品的后熟化
慢沉性
沉性饲料
出 机 颗 粒
水分 温度
22%～28% 80～135℃
一、膨化产品的干燥
连续输送式干燥机
料层的厚度
空气速度
温度范围 干燥面积
1m/s
100～200℃ 多层形式
最初的4～6分钟内177～190℃
后一半时间内，空气温度应降低
二、膨化产品的冷却
产品经过干燥以后，物料水分降低了，但温度较高，必须降低
水
膨化机 28%～30%
26～30个 大气压
物料
20%～24%
颗粒
在450～550g/L 120℃ 26%
干 燥
10%～12%
12%
三、膨化加工工艺
（一） 全脂大豆膨化工艺
去皮
清理
粉碎
配料
混合
挤压膨化
冷却
包装
（二） 鱼、虾类膨化饲料加工工艺
第五节 不同类型饲料的挤压膨化技术
本节小结
1.浮性饲料生产技术 2.沉性饲料生产技术 3.膨化加工工艺
模头
一 、 浮 性 饲 料 的 生 产 技 术
125～138℃
34～37个大气压
温度 压力 膨化率 密度
淀粉的含量
25%～27% 8% 480g/L 320～400g/L 21%～24%
水分
二、 沉性饲料的生产技术
的 淀 粉 物料 不 高 于 的 脂 肪
10% 水 调质器 少 量 的 蒸 汽 70～90℃
内部有序态的分子之间的氢键断裂，分散成无序状态，这个作用
称为糊化作用
糊化温度
大米淀粉：68～78℃
小麦淀粉：59～64℃
玉米淀粉：62～70℃
马铃薯淀粉：56～66℃
糊化度
糊化淀粉与总淀粉含量之比
吸水指数（WAI）
表示挤压膨化后，物料吸收水分的能力。
将一定水分含量的物料悬浮于水中，在样品经过离心以及除
θ 角大 θ 角小
粉状 粒状
膨化程度高 膨化程度低 大 压力较大 小 压力较小 能被充分塑化
压缩比C.R
1～3
小
长径比L/D
7.5﹕1～25﹕1
二、 膨 胀 器 （一）膨胀器及膨胀料的特点
膨 胀 器 与 膨 化 机 的 区 别
膨胀器的出料口开度可在一定范围内任意调节
生产各种膨化率不同的膨胀料 可以直接生产膨胀粗屑料
450～550r/min
400r/min
(二)挤压膨化工作原理
水、热
挤压推动
加热
爆炸
200 ℃， 3～8MPa 反向阻滞作用 常温常压
摩擦热
固化定型
(二)挤压膨化工作原理 粒度 水分 影 响 膨 化 产 品 质 量 的 因 素 物料 密度 化学成分 压力 温度 水分 （淀粉、蛋白质、脂肪的含量） 设备性能 原料粒度
是膨化所需要热量不只靠挤压物料产生的“应变热”（机械热），
还设置有专门的外部热控温装置，而螺杆的主要作用是推进物料。
异向旋转啮合式
同向旋转啮合式
双 螺 杆 膨 化 机 结 构 特 点
螺杆的啮合方式 异向旋转非啮合式 同向旋转非啮合式 螺杆为分段结构 螺杆可使用不同的断面 10﹕1～20﹕1
套筒也为分段式
去上层清液之后，每克样品所形成的胶凝体的质量。 水溶性指数（WSI） 上述试验的上层清液中所含原始样品的百分率，淀粉糊化程 度高，降解程度大的样品水溶性指数大。
螺杆的转速 温度 水分
影响到剪切力和挤出时间 糊化程度
支链淀粉 直链淀粉
促进膨化
变轻、变松、变脆 较硬，吸水速度较慢， 水中稳定性好
膨化度、溶解度较小
二、 挤压膨化过程中的蛋白质
挤压温度高
温度低
变性程度大
溶解性好
组织化程度好
生产组织化蛋白 有较好的溶解度
140～160℃
水分为20%～40%
温度可低一些
蛋 白 质 含 量 有 所 下 降
赖氨酸
蛋氨酸 其余的氨基酸
所 下 降 的 因 素
影 响 蛋 白 质 含 量 有
淀粉（糖）含量 温度
美拉德反应
水分
挤压力30～100kg/cm2， 120℃～170℃，压力最大， 温度最高，螺杆、螺套磨 损最严重
（3）各段的压强变化
输送区段
螺杆
压缩区段
挤出区段
糊化段压力猛增
挤出段前压力达到最高
（4）各工作部件材料
合金喷涂 增强其耐磨性
车床加工 螺杆材质 螺旋叶片 精密浇注 螺套（筒体）材质
40Cr、16-4不锈钢
表1 棉籽和去皮大豆各占50%的混合物 经挤压膨化后的棉酚减少情况
酚
第四节 挤压膨化过程中物料成分的变化
本节小结
挤压膨化加工过程中淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、 矿物质及抗营养因子的变化。
课后思考 1.简述挤压膨化过程中主要物料成分的变化.
2.简述挤压膨化过程中淀粉的作用。
第五节 不同类型饲料的挤压膨化技术
使用成本较低
结构简单 加工容易
使用成本较高 进口至出口 逐渐变小
进口空隙容积与出口 空隙容积之比叫压缩比
（2）螺杆
喂料段
10%～25%
螺 杆
压缩段
50%
双头螺纹
等直径
螺槽由深变浅
挤出段 15%～30%
双头螺纹
等直径
螺槽更浅
模板 压力和温度骤降，使其体积 迅速膨胀，水分快速蒸发， 脱水凝固，即成膨化料。经 膨化后的体积要比原体积增 大9～13倍。
保持高效率地转换机械能
物料温度比较容易控制
产量和质量均很稳定
构造较复杂，机械加 工精度要求高，投资 要大得多
第二节 膨 化 机
本节小结
单杆膨化机、膨胀机及双螺杆膨化机
课后思考 1.简述单杆膨化机挤压膨化的工作原理。 2.结合工作原理简述膨胀机与膨化机有何不同？ 3.与单杆膨化机相比，双螺杆膨化机有何优点？
进料装置 喂料绞龙
螺旋喂料器或振动喂料器 液态饲料组分添加系统
单 螺 杆 膨 化 机
调质器
膨化机构
20%～30%
模板
切刀 传动装置
3、膨化机主体
筒体
螺杆
膨 化 机 主 体 成型模 切割机构 温度调节 加热夹套
（1）螺套（筒体）结构 加工难度 双层夹套形式 蒸汽来加热和保湿
筒 体
单层结构 螺套外的加热组件
在生产前或生产过程中，根据需要给信号处理系统一指令，信号
处理系统随即发出信号给液压系统，液压系统的电机得到指令后启动，并 带动齿轮泵工作，液压系统根据指令驱动油缸活塞前进或后退，油缸的运 动最终带动滑阀中的滑板运动，从而达到调节出料口开启度的目的。
三、 双螺杆膨化机
双螺杆膨化机与单螺杆膨化机的膨化机理基本相同，所不同的
挤压过程
原料水分
成分含量 产品膨化度的要求
螺杆的
密度、膨化度
密度是指单位体积膨化产品的质量（g/l）
膨化度是指膨化后制品的体积增大倍数
膨化制品的截面积 膨化度= ————————————— 挤压机模具孔口截面积
（三） 单螺杆膨化机的主要技术参数
螺杆的外径Ds 螺 杆 的 技 术 参 数 螺旋升角θ 10～20度 大
其温度、冷却。通常将干燥机和冷却器设计成整体，即干燥/冷却机。
在这种设计中，多通道干燥机的上部为干燥，下部为冷却。物料的 冷却一般采用吸风的方法，借助周围空气来完成冷却，降温，干燥。 如果未经冷却就包装产品或散料贮存，产品中的剩余水分会转 移到包装或贮存装置（例如容器壁）的最冷处。因而，在这些较冷 处含水量会增加，从而引起产品变质。