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单螺杆原料膨化机的应用

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日期：2010-02-25
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单螺杆原料膨化机的一般描述

挤压膨化加工定义为这样一种工艺过程，即：迫使饲料/食品原料在一种或几种工艺条件下（如搅拌、加热、剪切）流动通过压模，令物料成形和/或喷发汽化（Rossen and Miller，1973）。在当今饲料和食品工业中，挤压膨化机是指一种带螺旋特点（即一个带叶片的旋转螺杆，十分严密地安装在一个圆筒内输送流体）连续地加工一种产品的机器。挤压膨化机可以设计成包括各种作业，如粉碎、搅拌、匀质、熟化、冷却、抽真空、成形、切割。无论是干法原料膨化机或是湿法原料膨化机，都是由主要几个部件组成：喂料器，单筒调质器（仅湿法配置），螺杆，机镗，模头装置，切刀和出料系统，主机动力传动装置。

原料膨化的目标

饲料原料膨化的目标就是提高饲料原料的生物效价，即达到原料中的淀粉充分α化、蛋白质改性、抗营养因子降解、有害微生物被杀灭。其结果是提高了原料应用价值，使一些通常不能用于饲料的原料得以利用，使一些比例受到限制的廉价原料可以增加使用量。从而实现扩大原料来源，拓展配方设计空间，提高消化吸收率，提高诱食性，降低饲料系数，健康养殖和净化环境的目的。

单螺杆原料膨化机的分类

1.干法原料膨化机

• 是一种自热式挤压膨化机，靠摩擦产生热能或机械能作为对产品进行熟化和脱水的唯一热源，对原料不进行预调质处理而直接进行挤压膨化加工。

• 不需要调质器，不需要配置蒸汽系统，投资成本低，产量较低，能耗高，磨损较大。

• 适用于小产量原料膨化加工，通常使用55和75kw二个规格产品，根据用户需求90kw也可选用。

2. 湿法原料膨化机

• 是一种多热源挤压膨化机，需要将原料进行预调质处理，在调质器或机筒注入蒸汽，通常所加工的挤压膨化产品水分较高，还需要配置冷却或烘干设备。

• 需要调质器，也需要配置蒸汽系统，投资成本相对较高，产量也高，能耗低，产品品质好。

• 适用于所有原料膨化加工，产品规格齐全，从小产量机型55、75、90、110kw到大产量机型132、160、200kw及250kw以上。

• 目前市场上132kw机型是饲料加工中的主力机型。

单螺杆原料膨化机的硬件配置

1. 螺旋喂料器：是一个定量加料机构，配用的电机是变频电机，可以通过变频器来调整螺旋主轴的转速达到控制喂料量的目的。用于均匀给料，通常选用不锈钢材质制造。

2. 单筒调质器：用于将干物料与水、蒸汽或其他液体原料混合和加热，是一种固液汽三相物质混合的特殊容器，主要是添加适量的蒸汽与粉状混合物料进行充分的混合，将物料中的淀粉糊化并为在挤压过程中提供润滑作用，减少挤压部件的磨损。一般调质后的物料温度应达到90℃～95℃才能保证较好的调质效果。除了添加蒸汽外，调质器还配有水、油脂添加口。在这些添加口中，可以根据实际需要加入各种液体营养成分来满足配方的要求。为了加强调质效果，也有双轴调质器和双轴差速调质器用于配置在原料膨化加工，这主要取决于用户的需求。

3. 组合螺杆：在一根轴杆上由多个螺旋及元件装配而成，多采用硬质合金材料或硬化处理材料制造。

4. 机镗：由多节铸件机筒组成，内套通常采用硬质合金钢材料制造。大功率机型通常都带有夹套装置，用于蒸汽辅助加热或水冷却，以改善大直径螺旋在机械能转换过程中的均一性。

5. 模头或模具装置：模具装在机镗末端，模板固定其上，用于产品成形出料。通常膨化大豆用单孔模头，膨化玉米用单孔或多孔（3孔以上）模头，膨化片状混合料用环隙出料模头装置。

6. 切刀出料：切割出模成形物料为颗粒产品。

转刀：装在挤压机压模面板的中央位置；

飞刀：其旋转轴线处于机镗纵轴线侧面，这比装在中央的转刀有更高的行刀速度通过物料；

截断机切刀：用于切段较长或慢速挤压的场合.

7. 动力传动装置：由主电机、轴承箱及皮带轮组成。

单螺杆原料膨化机的应用

• 膨化大豆

膨化全脂大豆粉作为饲料原料，挤压膨化加工不仅能有效地使大豆中的抗营养因子如抗胰蛋白酶、脲酶等灭活，而且有利于蛋白质变性、淀粉糊化和大豆油细胞破裂，可显著提高大豆的营养价值。

膨化全脂大豆粉用于乳（仔）猪饲料与豆粕加油脂型饲料具有无可比拟的优越性，它克

服了添加油脂对生产设备的要求及产品质量的影响，更有效消除了其中一些使动物过敏的因子而引起的仔猪消化紊乱、肠粘膜出现炎症、导致仔猪下痢的症状，从而越来越受到饲料加工者的欢迎。

• 膨化玉米：加工成熟化玉米粉作为饲料原料

膨化玉米粉通常用于乳（仔）猪饲料, 玉米经膨化加工后淀粉高度α化，消化吸收率提高30%以上，由于玉米淀粉分子间氢键断裂而糊化并生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖及麦芽糊精等低分子量产物，特别有利于幼小动物的消化吸收。膨化玉米粉形成网状结构提高了淀粉黏结度而具有十分好的黏结能力，在饲料加工中有利于颗粒成形。

由于采用模孔出料方式加工膨化玉米粉能够得到较好的熟化度或膨化度的产品，但产量低、电耗高；以环隙出料方式加工玉米粉或玉米混合料，其熟化度也能达到70-89%，产量明显提高。以金地三福SG132kw机型膨化玉米粉为例，模孔出料时的产量为1300-1500kg/h，环隙出料时的产量为4000-5000kg/h，其产品质量能满足加工膨化乳猪料或其他要求，产量高达3倍，大大节约了生产成本。

• 膨化全价乳猪料：

将全价乳猪料直接加工成膨化片状料或先膨化加工“大配方”料再经粉碎、二次配料混合“小配方”料后再制粒加工成膨化颗粒料。

1. 熟化度可达60-70%。

2. 使饲料具有良好的适口性和易消化性。

3. 由于高温灭菌和钝化不明因子的作用，饲用膨化乳猪料与传统颗粒饲料相比，经挤压膨化后仔猪料清洁卫生，细菌含量少，可有效控制仔猪的腹泻以及断奶期的膘情，减少发病率、死亡率.。

4. 同样肉鸡料也可以进行膨化加工，膨化后的肉鸡料细菌数会极大减少，有利于肉鸡的快速生长。

膨化貂狐料：

1. 玉米+麸皮等其他原料直接膨化加工为配合饲料

2. 单独膨化玉米，使用膨化玉米粉与其他原料配比混合后加工为配合饲料

3. 对玉米的熟化度要求较高，膨化产品的熟化度为90%以上和容重通常为150-250g/l.，

• 膨化粮食和油料加工副产品。

1. 膨化麸皮、米糠，有效提高消化率和适口性，延长饲料原料的保质期。糠麸中所含的大量粗纤维不利于营养素的消化吸收，膨化后有一定程度的降解，减轻粗纤维的不良影响。糠麸中残留的胚芽含有活力很强的氧化酶，易导致米糠和麸皮变质，膨化使氧化酶灭活，保证了麸糠保鲜和安全使用。

2. 膨化豆粕、菜籽粕、花生粕、棉籽粕，在挤压膨化过程中添加适当的添加剂，能有效消

除或降低饼粕中的有害因子和毒性。

豆粕：含有抗胰蛋白酶、皂角苷等多种耐高温抗营养因子，在90℃高温下也很难将其有效去除，但膨化过程中产生的高温和高压，抗胰蛋白酶去除率达到97%。通常饲料加工采购的熟豆粕不需要再次膨化。

菜粕：含硫葡萄糖甙类化合物，经膨化处理，主要抗营养因子芥子碱的去除率达到92%。

棉粕：主要毒素为游离棉酚、环丙烯脂肪酸，在挤压和高水份高热条件下，有毒的游离棉酚降解或与蛋白质结合成无毒的结合棉酚，游离棉酚去除率84%。

田箐籽：生物碱去除率86%。

• 膨化羽毛粉

利用挤压膨化高温、高压和高剪切的作用及在挤压膨化过程中外加添加剂的方法加工膨化羽毛粉。羽毛蛋白质分子中二硫键的交联作用使消化酶不能将其分解，在高温高压和剪切作用下，蛋白质表面电荷重新分布，结构重组，分子间氢键、二硫键等次级键被打开断裂（50%以上），胱氨酸增加，膨化羽毛粉消化率达到饲用要求（胃蛋白酶的消化率>75%）的同时，各种氨基酸生物学效价与高压水解羽毛粉无差异，从而不仅克服了传统高压水解或酸碱水解所需设备投资大、能耗高、劳动强度大和环境污染严重等缺点，而且初步实现了羽毛加工连续化的生产工艺，为资源的合理利用提供了新的开发途径。

• 膨化动物动物屠宰加工副产品如血粉、肉骨粉等。

膨化血粉：血细胞紧密的细胞膜使血粉消化率很低，膨化使血细胞破壁，蛋白质容易被消化，体外消化率达到97%。

膨化肉骨粉、动物内脏粉、动物屠宰加工下脚料混合物、鱼粉及水产品加工下脚料混合物等：经膨化加工后，使这些原料中蛋白质变性、灭酶、灭菌、除异味，提高消化率和诱食性。经高温灭菌消毒，这些废弃物上的细菌全部被杀灭消除。

• 膨化尿素（缓释尿素）

将玉米和尿素按一定比例混合后膨化，膨化后可直接用于奶牛及育肥牛饲料。适口性好，释放氨的速度缓慢，产奶及产肉率更高，饲料成本更低，提高了养殖回报率

• 用于各种油料加工的预处理。

膨化大豆

膨化菜籽

膨化棉籽

膨化花生

葵花籽

膨化其他油料

各种油料经挤压膨化加工预处理，由于油料的含油细胞被彻底破坏，油脂充分外露，有害物质得到钝化，且物料疏松多孔而强度又高，通过干燥后进行直接浸出。能够强化浸出效果、提高设备产量、降低能量消耗

• 各种谷物作为食品原料或小食品。

膨化米粉

膨化小麦粉

膨化荞麦

膨化燕麦

膨化谷物混合物

以上作为食品原料或小食品，仅用于投资少、产量规模小和产品品质要求较低的项目。

通常膨化食品加工推荐使用双螺杆挤压膨化机及其配套烘干设备

• 其他各种适用于以压膨化加工的物料。

膨化各种适用于以挤压膨化加工物料。可以说挤压膨化机是一种“万能机”，任何原料均可以来试验加工。但对于单螺杆机型不能适用于高油脂、高水分、高纤维、高粘结性或低粘结性等难以加工的原料

单螺杆原料膨化机的选用

• 按产量：用户对产量要求较小时通常选用干法单螺杆原料膨化机：而产量较大或批量生产膨化原料的产品时，一定要选择湿法单螺杆原料膨化机，这样有利于生产成本的控制和产品质量的稳定。

• 按产品类型：有的用户要求膨化大豆和膨化玉米的“香味”，则干法膨化机当然是首选，但同样是在较小产量时适用。如果用于膨化加工乳猪料产品，首选一定是湿法机型。

• 按投资额：干法机型投资小于湿法机型。

• 总之，通常建议选用湿法单螺杆原料膨化机，主要由于其加工产量大、产品质量好、质量稳定、电耗相对较低。只有一些产品单一、产量小、投资少、产品质量要求相对较低的项目可以选用干法原料膨化机

单螺杆原料膨化机的操作

开机前的准备：

• 将膨化机及相关设备装配妥当。调紧所有的紧固件，将所有部件校直找平。

• 在机镗和螺杆装配之后，应当用手转动螺杆确认能运动自如。

• 将模具用螺栓固定在膨化机机机镗末端；对于膨化玉米，则需装上旋转切刀，将刀片调节到能够利落地切出成品，同时还要注意延长刀片使用期；对于加工片状膨化料，则需调整模头间隙。

• 按要求给机镗接上水和蒸汽通路。蒸汽通路上的凝结水必须清除。

• 检查所有的喂料器和调质器。计算好每批饲料的原料喂入量。

启动与生产运转

• 为尽量减少起动阶段的浪费，要让膨化机尽快进入作业条件和平衡状态。可先通入蒸气将机镗和模具预热到所要求的作业温度可达此目的。

• 将水泵按作业速度1.5倍的速度起动，水一进入机镗即分步启动或连锁启动膨化机、调质器和喂料器。

• 喂料加速，同时逐渐将水流速度降到作业水平。

• 当机镗和压模达到稳定的作业温度时，调节水流量、蒸气流量和喂料速度，使之能在中度扭矩水平（电机负载的90%或更低）生产运行。

停机步骤：

• 与启动操作一样，膨化机的停机操作也必须依次进行。

• 关掉蒸气阀门，逐渐提高水流速度，让未熟化的物料将已熟化物料赶出机外。

• 令机镗温度降下来以停止熟化反应，这样可以防止停机后物料烧焦。

• 顺序关停喂料器、调质器，当负载低于25%时，关停膨化机并关掉水泵。

• 逐步仔细地卸下模具，松开螺栓，要特别注意模板后面可能仍有一定的压力。

• 清洗清理机镗、螺杆、模具等。

单螺杆原料膨化机的配套

• 清理设备：永磁筒和滚筒清理筛。

• 粉碎设备：锤片式粉碎机或对棍磨粉碎机。

• 混合设备：螺带式混合机和浆叶式混合机。

• 冷却设备：逆流式冷却器或滚筒式冷却机

• 输送设备：螺旋输送机、斗式提升机、气力输送装置（风机、刹克龙、风管）

• 包装设备：人工打包或自动打包机

SG系列单螺杆原料膨化机的特性

• 北京金地三福膨化机制造有限公司主要生产制造、组装、经营具有高技术水平的双螺杆挤压膨化机和配套烘干及油脂喷涂设备和单螺杆原料膨化机，为水产饲料、宠物食品、植物组织蛋白和食品加工及饲料加工全套工程建设服务。在此基础上研制开发了SG系列单螺杆原料膨化机，产品规格从55KW、75KW、90KW干法机型到90KW、132KW、160KW、200KW、250KW湿法机型，能够满足用户的各种需求。

• 消化吸收美国WENGER公司的UPC技术应用于SG系列单螺杆原料膨化机，与同类原料膨化机相比产量可提高10-20%；有效保证产品的熟化度及熟化均匀度；有效保证产品的抗营养因子或有害成分的灭活度。

• 膨化筒体带有加热（冷却）夹层，可根据需要，向夹层内通入蒸汽，使得熟化更均匀充分，产量更高。

• 可靠的轴承箱，提高了机器的使用寿命。

• 配置全不锈钢材质螺旋喂料器和单筒调质器。

• 易损件采用硬质合金钢材料制造，降低了客户的配件成本。

应用实例：

1. “膨化混合饲料+ 低温制粒”工艺（适用于生产乳猪教槽料）：

先对大配方（主要为玉米、豆粕等，不含热敏性原料）进行一次配料及混合，再由环隙出料方式的膨化机进行膨化（辅以夹层加热，膨化产量可达5-6t/h），产量高于传统膨化方式3倍以上（传统方式很难超过1.5t/h），产出物料为片状（片状尺寸视混合料中玉米粉含量而定，一般约30x30mm～80x300mm左右），螺旋磨损较轻；膨化后的片状料经过打碎、冷却、粉碎后，再进行二次配料混合（加入热敏性原料），然后进入制粒机低温制粒（70℃以下）。采用此工艺生产乳猪叫槽料，产品品质明显高于单一制粒，成品颗粒松软，热敏性原料的营养成分得以充分保留，熟化度也完全达到小猪需求，且产量远高于传统的单一原料膨化方式。该工艺适用于新厂建设和老厂改造，在国内已有多家饲料加工企业运用此工艺生产“膨化+低温制粒乳猪教槽料”，大大降低了生产成本，并取得了令人满意的饲养效果。

2．专业化生产膨化原料产品成套工程：

适用于专业化大产量规模（5-10T/h以上)膨化原料生产企业，主要用于加工全脂膨化大豆和膨化玉米。

北京金地三福膨化机制造有限公司

汪沐高级工程师曹卫东高级工程所

Tel: 010-89568893, 13601217089, 1313808844491

Fax: 010-89567126

Email:jdsfwm@126.com jdsfcwd@126.com

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