挤压膨化加工技术

单轴的操 作顶峰
灵活性
3.3物料调质水分与停留时间和糊化度关系
100
糊化度[％]
80
60
~30%[水份]
~25 %[水份]
40
~20 %[水份]
20
0
100
0
20
40
60
80
30秒调质时间已足够
停留时间[秒]
3.4调质温度对挤压扭矩的影响
扭矩[%}
150
140 130
120
110
调质温度不
100
低于75 °C
C排气
25 Wh/kg
瓦时/公斤
D抽真空
0.1
90
2
4
6
8
10s
E
正
压
常用密度控制模式
B 、正压控制 A 、抽真空控制
3.8颗粒长短的控制方式：
切刀电机rpm调节; 切刀支数调整(须均布); 供料量大小调整。
四、挤压机拆卸过程示意
1.整机清洗 （含内/外）
2.断水.电.气.汽！ 3.螺杆与动力分离
注:① 模开孔面积大小直接影响挤压阻力和物料充填度; ② 模孔工作面积过大：将造成挤压力不均衡，产品 颗粒易大小不均； ③ 产品挤出后形状变化大时：模孔结构设计须采用 阻力补偿方式。
7.7 模孔结构有效孔深设计： ¾ 压距设计参数：
A、孔径≤1.5mm : 压距为孔径的1.2-1.5倍
B、孔径≥2.0mm : 压距为孔径的0.8-2.0倍
三.饲料加工常用挤压机组及特性：
A.单螺杆带挤压环型
B.双螺杆平行相交型/同向
A.
EX-165 4-6T/H EX-215 6-8T/H
B.
EX-93 2-5T/H EX-128 5-7T/H
3.1单/双螺杆挤压机的特点
物料摩擦输送，自我清洁性能较弱； 简约而可靠整机系统----稳定； 操作范围比双螺杆挤压机要小； 对配方依赖性要求较高； 需要更有经验的操作员。
4) 挤压膨化饲料之形成
饲料原料经科学配比以及挤压前工序处理后， 在挤压蒸煮过程时会形成：
--淀粉糊化 --蛋白质变性 --破坏天然毒素 --杀菌等作用 高温高压物料在通过出模孔瞬间，压力和温度 急剧下降时，物料体积膨胀经切刀切割成型（形成 内部孔状结构的膨化颗粒饲料）。
5)饲料加工挤压技术之优点 能提供均匀膨化即充分熟化的产品； 可生产多样形状的产品； 饲料水中安稳性好； 产品品质高，外观美好一致； 新产品易开发。
4.卸下终端螺栓 （注意旋转方向）
5.装上专用拆卸工具
（上为空机状态！）
6.通过专用液压拆卸工 具，将整条螺杆水平 拉出。
7.用紫铜棒打出全部螺旋 8.清洗挤压螺腔
9.清洗挤压螺杆、螺旋 10.组装好挤压螺杆、螺旋
注:清洗单螺 杆挤压机 螺旋过程
组装好挤压螺旋
拆:螺旋衬套过程
A.液压 B.气割
五、影响膨化饲料加工质量主要环节
挤压螺杆组态分类
依热来源分类： a.自热型挤压机 b.等热型挤压机 c.复合型挤压机
单螺杆搅拌杆型
双螺杆平行相交型/同向 双螺杆平行相交型/逆向
双螺杆相切型 单螺杆带阻力环型
双螺杆锥形相交型/逆向
5) 挤压螺腔 --长径比 （L/D=5/1-20/1)
--内衬套 (要求高耐磨性）(A)
--管套腔 (冷/热流体通路)(B)
变截面积
机械能控制阀门 开放状态
关闭状态
机械能最小
机械能最大
机械能控制阀门----调节扭矩
瓦时/公斤 40 Wh/kg
25 Wh/kg
10 Wh/kg
3.7产品密度的控制模式：
蒸汽压：bra
°C 140 130 120 110 100
2.8
40 Wh/kg
A蒸汽注入
2.1
B密封
30 Wh/kg
1.3
C A
6) 成型系统： --模组 --模板 --切刀
7) 自动控制系统
带动力负载控制装置
人性化的界面 各个产品最佳操作 条件记忆、开关机 运行模式、各种参 数曲线追踪.....
8) 辅助系统 a.水流添加系统
进前调质器
进挤压主机
b.油添加系统 螺杆泵
流量计
c.蒸汽添加系统 PC
调质温度
流量计 电动阀
产品质量控制
7.9 提高产品浮水率： 加大蒸汽热能的输入，减短模孔有效压距； 调节螺旋组态与提高螺杆转速,增加机械能输入; 减小模孔工作面积，提高挤压膨化力; 降低单位产量，延长挤压滞留时间; 合理控制加水量，增大挤压膨化力。
注：产品容重处于480g/L是沉/浮水的临界点！
7.10 提高产品沉水率 ：(影响产品沉水因素较多)
单螺杆挤压机
双螺杆挤压机
物料正位移式压缩推进，高自我清洁性能； 最尖端的挤压工艺； 易于根据需要调整组态结构----模块式配置； 对配方依赖性要求较低； 需要更高素质的操作员。
投资成本：单螺杆比双螺杆挤压机要低；
性能
3.2单/双轴挤压机的操作宽度
灵活性更大
操作窗口
性能更好
双 单
Î 几乎可覆盖单螺杆挤压机所有的应用领域
六、原料理化特性对挤压参数的影响
6.1 粉碎粒度： 粗的物料粉碎颗粒 产品膨化系数减小，易堵模； 影响前调质和挤压混揉效果； 挤压机磨损大、机械能耗高； 产品颗粒外观较粗糙。 注：依据产品别和挤压要求,须 确定最经济的粉碎粒度。
理化特性/挤压
6.2 淀粉含量: 合理偏高的淀粉含量 膨化系数增加，浮水率提高； 挤压操作宽度大，品质易稳定； 物料流化性能好，利于饲料成 粒，有助于改善颗粒外观质量。
挤压膨化加工技术
彭江
海大集团生产管理中心
20080731
提纲
一、挤压技术简述 二、挤压系统基本构造 三、饲料加工常用挤压机组及特性 四、挤压机拆卸过程示意 五、影响膨化饲料加工质量主要环节 六、原料理化特性对挤压参数的影响 七、挤压操作条件与产品质量控制 八、配方、设备选型与操作三者间相互关系
一、挤压技术简述（饲料加工）
90
80 70
60 50
40 60 70 80 90 100
调质温度 [℃]
举例：水产饲料:3000KG/H，水份28.5%，停留时间30秒
3.5物料在挤压内运动状态：
热的粉料
回填是由模头 的阻力引起的
排气区的原料
高扭矩引起的回填
物料在挤压内运动状态：
3.6机械能控制模式
A.出模前变截面积
B.挤压中变截面积
2) 挤压过程中气泡核之形成：
----原料颗粒内自身空洞 ----原料混合输送时搅拌打入 ----油水相界面所形成气泡核 ----蒸煮发酵释放气体 ----过热水释压闪蒸气体等
这些气泡核在受热成长、结合后， 将成为气泡；高温高压的物料在挤压推动 下物料变性(组织形状改变) 。
3) 挤压过程控制
物料在单/双轴挤压机中流动状态各 不相同，使得物料混合均匀度、受热均匀 度、糊化度、理化特性、生化特性以及气 泡成长情形均将改变，若在挤压过程中加 以控制----膨化饲料之加工品质即能掌握。
充分加水加汽，增强软化、熟化调质作用； 调节螺旋组态降低螺杆转速,减少机械能输入； 合理控制机腔熔融段和末端均化段挤压温度； 挤出前抽真空处理,降低物料过热水饱和状态; 增大模孔面积降低挤压力,加长模孔有效压距。 注:在挤压出口设计增压密度控制器,也可较好控
制产品比重。
7.11 提高产品颗粒均匀度：
水进入调质器 蒸汽进入调质器 蒸汽返回
调质器
真空管 蒸汽进入排气管
带密度控制
PIC
基本设备 械能控制
控制系统
水进入挤压机
TIC
带真空装置
1) 进料系统 --干料桶 --计量称 --供料机 --分叉阀
原料强制转移到挤压机内
2)调质系统
原料
蒸汽及液体
均质 混合段 调质 保持段
高转速
调质好的原料
低转速
双轴差速调质
理化特性/挤压
6.5 挤压水分： 挤压膨化含水量合理时 挤压剪力减小，能耗降低； 有利于提高物料糊化度； 水分22.5-28%是最佳范围； 挤压水分增加颗粒颜色深。 注：挤压水分太高或太低时， 颗粒色泽和形变大，易导致产 品不格。
理化特性/挤压 6.6 皮毛壳类原料： 含皮毛壳类原料增加 物料难粉碎，粉碎效率降低； 不规则外形难精筛选,易导致堵 模、生产故障率增加； 气泡易破裂,产品颗粒外观差。
因模孔出料速度快慢不一或物料均质不均匀引起！ 调整螺旋组态延长滞留时间，增加混揉均质能力； 调节挤压产量和挤压模开孔面积使得相互匹配； 合理控制挤压水分含量，防止产品颗粒挤压形变； 检查螺旋衬套磨损情况，防止挤压力不均匀； 严防挤压模模孔堵塞或模孔不均匀磨损等；
均质 单轴调质
来自百度文库
3)动力系统： --支架 --传动马达 --变速控制器 --减速系统 --止推系统
4) 挤压螺杆组态/螺旋元件
B
C
--进料、压缩段(A)
--混揉、均质段(B)
--均压、成形段(C)
C
B
A
螺旋元件种类：
正向螺轴 反向螺轴 台型螺轴 混合螺组
螺旋元件种类：
单螺旋螺轴 柔炼块螺组 沟槽传送混合螺轴 双螺旋螺轴 阻力块等
¾ 压距与产品外观关系： A、模孔压距短：产品表面多孔、球形外形。 B、模孔压距长：产品表面光滑、圆柱体外形。
7.8 切刀结构选型要求：
¾ 模孔≤Φ2.5mm:选刀片厚 度0.4-0.6mm极易调整；
¾ 模孔≥Φ2.5mm:选刀片厚 度0.6-1.2mm耐磨时间长；
¾配方皮毛棉含量多时：用硬切刀片有利于产品成形； ¾颗粒空心或异形时：刀刃结构切割角度有特殊要求; ¾切刀数量和转速：出模挤压力和喂料速度高低而定。
料量、螺轴组态、挤压温度、压力、原料配比、挤 压前拌合处理、模孔数等因素影响。 7.1螺轴转速增加影响：
a.剪力加大，温度升高。 b.物料滞流时间减短，糊化程度各不相同。 c.模口压力增加，但挤压力可控制。
7.2进料量之影响： a.物料在机内的充填度； b.物料的滞流时间和膨化系数等；
7.3螺轴组态之影响： a.充填度分布； b.剪力大小； c.物料糊化、降解之高低； d.产品膨化系数； e.物料滞流时间，混揉情形等；
5.1 影响环节要因分析： 目 标 影响环节 关键控制点
具体因素
原料 配方
原料理化特性 物料预处理 配方成分
原料膨化品质系数 除杂/粒度/前调质 淀粉/油脂/粗纤维值
膨化料 加工质 量控制
工艺 设备
挤压 操作
主机结构原理 工艺设备配置 挤压模孔参数
水/蒸汽添加量 产量/螺杆转速 温度/压力控制
7.4挤压温度/压力之影响： a.糊化度，酵素活性； b.温度与滞流时间一般反相关； c.膨化系数和产品颜色等；
7.5挤压水分之影响： a.挤压剪力及滞流时间； b.膨化系数和产品颜色； c.糊化度及成型等。
7.6 挤压模孔面积参数要求： ¾高档水产膨化料: 220-260mm2 /t/h ¾普通水产膨化料：240-280 mm2 /t/h ¾低密慢沉性饲料：300-380 mm2 /t/h ¾高密度沉水饲料：400-550 mm2 /t/h
单双轴/D:L/螺旋组态 粉碎/筛选/干燥/喷涂 单孔结构/模孔面积等
产品粒径/外观色泽 充填度/滞留时间控制 糊化度/膨化度控制
其 新手操作 他 设备磨损
岗前培训/标准化 追踪螺旋/衬套/模具
5.2 主要影响环节权重：
操作 12%
设备 18%
其它 4%
工艺 24%
配方 42%
挤压膨化颗粒饲料----样品
膨化料耐水性测试情况
挤压膨化料生产工艺流程图
配料系统
粉碎
挤压系统
干燥、喷涂、冷却 打包
二、挤压系统基本构造:（大致分为八部分）
1供料系统 2调质系统 3动力系统
8附属系统（油、水、汽系统） 4挤压螺杆
5挤压螺腔 6成形系统
7自动控制系统 注：密度、机械能控制系统等
挤压系统工艺流程图
理化特性/挤压 6.7 亲水性原料: A、水产粘合剂：
聚甲基脲.聚丙烯酸钠等； B、单/多糖类：
蔗糖.果糖.果胶.琼脂等； 经挤压后成胶能力普遍下降，黏合效果不明显； 因其亲水特性，在挤压过程中明显降低挤压剪力，
产品膨化度减小；
七、挤压操作条件与产品质量控制
A.挤压条件控制 膨化饲料品质受挤压系统参数、螺轴转速、进
理化特性/挤压 6.3 粗脂肪 : 挤压前超过8%之含量（单轴机） 物料均质差，品质易不稳定； 产品粘性减小，耐水性降低； 影响挤压温度压力,膨化力减 小，产品浮水率降低。
理化特性/挤压
6.4 粗蛋白： 品种来源很重要(含量高) 动物蛋白膨化性能差异较大，植 物蛋白膨化性整体较好； 磨擦系数小，设备磨损降低，压 模稳定工作面积须减小； 产品组织化好，粘弹性增加；
挤压技术是借外力将物料作用流动，同时受 到不同程度之混揉、加热、剪切、变性等作用， 通过模组成形的一种加工技术。
1) 挤压蒸煮成形技术----将一般的挤压技术 结合蒸煮食品的功能而成，具有蒸煮及饲料成形 两大功能；其中蒸煮是用蒸汽直接注入物料中或 在夹套内间接加热或使物料在挤压高速剪切中产 生磨擦热能来加热。