2022年飼料設(shè)備制造與工藝課程

1、第六章飼料擠壓膨化（1）膨化機(jī)（2）膨化產(chǎn)物的后熟化主要內(nèi)容 膨化飼料是將粉狀飼料原料（含淀粉或蛋白質(zhì)）送入膨化機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)連續(xù)的混合、調(diào)質(zhì)、升溫、增壓、擠出?？?、驟然降壓，以及切成粒段，干燥、穩(wěn)定等過(guò)程,所制得的一種膨松多孔的顆粒飼料。 第一節(jié) 飼料膨化技術(shù) 一、膨化飼料的特點(diǎn)膨化飼料的特點(diǎn)提高了飼料的消化率和利用率適合上層魚(yú)類(lèi)采食可殺死多種細(xì)菌壓制不同形狀、動(dòng)物所喜愛(ài)的膨化顆粒料。對(duì)維生素C和氨基酸都有一定的破壞作用耗電量大、產(chǎn)量低優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)二、 膨化機(jī)的分類(lèi) 膨化機(jī)單螺桿雙螺桿濕法膨化干法膨化能膨化粘稠狀物料出料穩(wěn)定添加水蒸汽添加水分含水量可達(dá)25%35% 膨化機(jī) 1.膨化飼料的特點(diǎn)2.膨化

2、機(jī)的分類(lèi)本節(jié)小結(jié)1.什么是膨化飼料，其有何特點(diǎn)？課后思考第一節(jié) 飼料膨化技術(shù) 一、單螺桿膨化機(jī) 單螺桿膨化機(jī)進(jìn)料裝置喂料絞龍調(diào)質(zhì)器膨化機(jī)構(gòu)模板切刀傳動(dòng)裝置螺旋喂料器或振動(dòng)喂料器液態(tài)飼料組分添加系統(tǒng)20%30%第二節(jié) 膨 化 機(jī) 3、膨化機(jī)主體膨化機(jī)主體筒體螺桿成型模切割機(jī)構(gòu)溫度調(diào)節(jié)加熱夾套 （1）螺套（筒體）結(jié)構(gòu)雙層夾套形式單層結(jié)構(gòu)蒸汽來(lái)加熱和保濕加工難度使用成本較低螺套外的加熱組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工容易使用成本較高筒體進(jìn)口至出口逐漸變小進(jìn)口空隙容積與出口空隙容積之比叫壓縮比 （2）螺桿喂料段壓縮段10%25%雙頭螺紋等直徑螺槽由深變淺50%螺桿擠出段雙頭螺紋等直徑螺槽更淺15%30%模板壓力和溫度

3、驟降，使其體積迅速膨脹，水分快速蒸發(fā)，脫水凝固，即成膨化料。經(jīng)膨化后的體積要比原體積增大913倍。擠壓力30100kg/cm2，120170，壓力最大，溫度最高，螺桿、螺套磨損最嚴(yán)重（3）各段的壓強(qiáng)變化螺桿輸送區(qū)段壓縮區(qū)段擠出區(qū)段糊化段壓力猛增擠出段前壓力達(dá)到最高 （4）各工作部件材料螺桿材質(zhì)螺套（筒體）材質(zhì)螺旋葉片精密澆注車(chē)床加工40Cr、16-4不銹鋼38CrMoAl合金噴涂增強(qiáng)其耐磨性表面硬度達(dá)6070HRC耐磨材料38CrMoAl、40Cr表面硬度達(dá)70HRC螺套內(nèi)壁溝槽模板42CrMo表面硬度4050HRC切刀裝置14把鋒利500600r/min傳動(dòng)裝置可移動(dòng)的支架上刀片刃口必須緊貼

4、模板面轉(zhuǎn)動(dòng)4.切刀裝置 二個(gè)止推軸承軸承套油封端蓋潤(rùn)滑油箱三角帶驅(qū)動(dòng)主軸皮帶輪450550r/min400r/min5.主軸傳動(dòng)裝置主軸傳動(dòng)裝置 (二)擠壓膨化工作原理200 ， 38MPa擠壓推動(dòng)反向阻滯作用加熱摩擦熱常溫常壓爆炸水、熱固化定型(二)擠壓膨化工作原理影響膨化產(chǎn)品質(zhì)量的因素物料粒度水分密度化學(xué)成分（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪的含量）擠壓過(guò)程壓力溫度水分螺桿的設(shè)備性能原料粒度原料水分成分含量產(chǎn)品膨化度的要求 膨化制品的截面積 膨化度= 擠壓機(jī)模具孔口截面積 密度是指單位體積膨化產(chǎn)品的質(zhì)量（g/l）密度、膨化度膨化度是指膨化后制品的體積增大倍數(shù)（三） 單螺桿膨化機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)螺桿的技術(shù)參

5、數(shù)螺桿的外徑Ds螺旋升角角小粒狀角大粉狀壓縮比C.R 長(zhǎng)徑比L/D7.51251131020度小膨化程度低大膨化程度高大壓力較大小壓力較小能被充分塑化二、 膨 脹 器（一）膨脹器及膨脹料的特點(diǎn)膨脹器與膨化機(jī)的區(qū)別膨脹器的出料口開(kāi)度可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)生產(chǎn)各種膨化率不同的膨脹料可以直接生產(chǎn)膨脹粗屑料膨脹料的特點(diǎn)對(duì)飼料原料選擇范圍廣受螺桿的擠壓作用，物料溫度可達(dá)110增大添加液體飼料（糖蜜、油脂）的比例.生產(chǎn)膨脹顆粒料，可提高制粒機(jī)環(huán)模的效率提高飼料轉(zhuǎn)化率殺死沙門(mén)菌高能量的飼料增加制粒機(jī)的產(chǎn)量降低制粒機(jī)的噸料電耗可利用廉價(jià)原料，降低生產(chǎn)成本（二）膨脹器的工作原理調(diào)質(zhì)膨脹器70度-90度水分17%

6、-21%3-7秒140 4MPa團(tuán)狀、絮狀或粗屑狀（三）膨脹器的主要結(jié)構(gòu)膨脹器喂料器調(diào)質(zhì)器主傳動(dòng)箱螺桿螺套環(huán)形隙口出料機(jī)構(gòu)油脂添加系統(tǒng)變頻控制器變速調(diào)速電機(jī)喂料絞龍2.調(diào)質(zhì)器軸向斷面上每段有四個(gè)葉片橫向方向上按螺旋線排列添加高比例液體大開(kāi)門(mén)式的清理門(mén)調(diào)整槳葉角度，維修清理添加液體飼料和蒸汽的分配閥調(diào)質(zhì)器3、螺桿螺套總成螺桿螺套4節(jié)1.051到2.61分體裝配式結(jié)構(gòu)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)結(jié)螺桿固定軸螺桿螺套總成 膨脹器的出料機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)座前端，接分料盤(pán)，機(jī)座外圈上裝有滑閥機(jī)構(gòu)，滑閥機(jī)構(gòu)后端聯(lián)結(jié)出料口開(kāi)度顯示裝置，出料口開(kāi)度顯示裝置與滑閥機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)連接。出料機(jī)構(gòu)的開(kāi)度可根據(jù)需要通過(guò)液壓系統(tǒng)和出料開(kāi)度顯示裝

7、置驅(qū)動(dòng)滑閥機(jī)構(gòu)進(jìn)行大小調(diào)節(jié)和定位。 在生產(chǎn)前或生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)需要給信號(hào)處理系統(tǒng)一指令，信號(hào)處理系統(tǒng)隨即發(fā)出信號(hào)給液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的電機(jī)得到指令后啟動(dòng)，并帶動(dòng)齒輪泵工作，液壓系統(tǒng)根據(jù)指令驅(qū)動(dòng)油缸活塞前進(jìn)或后退，油缸的運(yùn)動(dòng)最終帶動(dòng)滑閥中的滑板運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)出料口開(kāi)啟度的目的。4、環(huán)形隙口出料機(jī)構(gòu) 雙螺桿膨化機(jī)與單螺桿膨化機(jī)的膨化機(jī)理基本相同，所不同的是膨化所需要熱量不只靠擠壓物料產(chǎn)生的“應(yīng)變熱”（機(jī)械熱），還設(shè)置有專(zhuān)門(mén)的外部熱控溫裝置，而螺桿的主要作用是推進(jìn)物料。 三、 雙螺桿膨化機(jī)螺桿為分段結(jié)構(gòu)101201螺桿可使用不同的斷面套筒也為分段式螺桿的嚙合方式異向旋轉(zhuǎn)嚙合式同向旋轉(zhuǎn)嚙合式異向旋

8、轉(zhuǎn)非嚙合式同向旋轉(zhuǎn)非嚙合式雙螺桿膨化機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)同向旋轉(zhuǎn)嚙合式異向旋轉(zhuǎn)嚙合式異向旋轉(zhuǎn)非嚙合式同向旋轉(zhuǎn)非嚙合式雙螺桿膨化機(jī)與單桿膨化機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)加工高油脂的飼料可大于17%加工高水分物料超過(guò)30%的加工特別小的水生動(dòng)物飼料0.81.0mm直徑的產(chǎn)品加工配方中油脂含量超過(guò)22%的物料保持高效率地轉(zhuǎn)換機(jī)械能滯留的時(shí)間分布范圍比較窄物料溫度比較容易控制產(chǎn)量和質(zhì)量均很穩(wěn)定構(gòu)造較復(fù)雜，機(jī)械加工精度要求高，投資要大得多單桿膨化機(jī)、膨脹機(jī)及雙螺桿膨化機(jī)本節(jié)小結(jié)1.簡(jiǎn)述單桿膨化機(jī)擠壓膨化的工作原理。2.結(jié)合工作原理簡(jiǎn)述膨脹機(jī)與膨化機(jī)有何不同？3.與單桿膨化機(jī)相比，雙螺桿膨化機(jī)有何優(yōu)點(diǎn)？課后思考第二節(jié) 膨 化 機(jī)浮性

9、半浮性飼料慢沉性沉性飼料水分22%28%溫度80135出機(jī)顆粒第三節(jié) 膨化產(chǎn)品的后熟化一、膨化產(chǎn)品的干燥料層的厚度空氣速度1m/s溫度范圍100200干燥面積多層形式最初的46分鐘內(nèi)177190后一半時(shí)間內(nèi)，空氣溫度應(yīng)降低連續(xù)輸送式干燥機(jī) 產(chǎn)品經(jīng)過(guò)干燥以后，物料水分降低了，但溫度較高，必須降低其溫度、冷卻。通常將干燥機(jī)和冷卻器設(shè)計(jì)成整體，即干燥/冷卻機(jī)。在這種設(shè)計(jì)中，多通道干燥機(jī)的上部為干燥，下部為冷卻。物料的冷卻一般采用吸風(fēng)的方法，借助周?chē)諝鈦?lái)完成冷卻，降溫，干燥。 如果未經(jīng)冷卻就包裝產(chǎn)品或散料貯存，產(chǎn)品中的剩余水分會(huì)轉(zhuǎn)移到包裝或貯存裝置（例如容器壁）的最冷處。因而，在這些較冷處含水量會(huì)增

10、加，從而引起產(chǎn)品變質(zhì)。二、膨化產(chǎn)品的冷卻三、選擇干燥/冷卻機(jī)注意事項(xiàng)不應(yīng)把產(chǎn)品堆得太厚應(yīng)被翻轉(zhuǎn)和攪動(dòng)氣流應(yīng)相對(duì)較快而均勻停留時(shí)間和料層厚度可調(diào)選擇干燥/冷卻機(jī)注意事項(xiàng)膨化產(chǎn)品的干燥、冷卻及選擇干燥/冷卻機(jī)應(yīng)注意的事項(xiàng)。本節(jié)小結(jié)1.膨化產(chǎn)品為什么要進(jìn)行后熟化，通常的方法是什么？2.簡(jiǎn)述選擇干燥/冷卻機(jī)應(yīng)注意的事項(xiàng)課后思考第三節(jié) 膨化產(chǎn)品的后熟化一、擠壓膨化過(guò)程中的淀粉第四節(jié) 擠壓膨化過(guò)程中物料成分的變化賦形作用密度控制作用硬度控制作用吸水速度控制作用（一）淀粉的作用天然淀粉1100m氫鍵吸水性很小硬不易被淀粉酶糊化淀粉氫鍵斷裂吸水性增大易受酶的作用淀粉 淀粉在一定的水分含量和一定的溫度下，其顆粒

11、會(huì)溶脹分裂，內(nèi)部有序態(tài)的分子之間的氫鍵斷裂，分散成無(wú)序狀態(tài)，這個(gè)作用稱(chēng)為糊化作用（二）淀粉在擠壓過(guò)程中的變化大米淀粉：6878 小麥淀粉：5964玉米淀粉：6270 馬鈴薯淀粉：5666糊化溫度糊化度糊化淀粉與總淀粉含量之比吸水指數(shù)（WAI）表示擠壓膨化后，物料吸收水分的能力。水溶性指數(shù)（WSI） 將一定水分含量的物料懸浮于水中，在樣品經(jīng)過(guò)離心以及除去上層清液之后，每克樣品所形成的膠凝體的質(zhì)量。 上述試驗(yàn)的上層清液中所含原始樣品的百分率，淀粉糊化程度高，降解程度大的樣品水溶性指數(shù)大。糊化程度螺桿的轉(zhuǎn)速溫度水分影響到剪切力和擠出時(shí)間直鏈淀粉支鏈淀粉促進(jìn)膨化變輕、變松、變脆較硬，吸水速度較慢，水中

12、穩(wěn)定性好膨化度、溶解度較小二、 擠壓膨化過(guò)程中的蛋白質(zhì)擠壓溫度高變性程度大組織化程度好溫度低溶解性好生產(chǎn)組織化蛋白140160有較好的溶解度水分為20%40%溫度可低一些賴(lài)氨酸蛋氨酸其余的氨基酸蛋白質(zhì)含量有所下降淀粉（糖）含量溫度水分美拉德反應(yīng)影響蛋白質(zhì)含量有所下降的因素易受酶的作用低檔次的原料膨化程度低提高擠壓溫度和適量調(diào)整水分含量。粘稠度大能耗大蛋白質(zhì)經(jīng)擠壓后三、 擠壓過(guò)程中的脂肪膨化飼料有較長(zhǎng)的保質(zhì)期淀粉糊化蛋白質(zhì)變性生長(zhǎng)抑制因子破壞脂肪氧化酶和脂肪水解酶也被破壞殺菌作用 脂肪與淀粉和蛋白質(zhì)形成復(fù)合物游離脂肪降低溫度水分螺桿轉(zhuǎn)速游離脂肪復(fù)合體的生成的影響因素四、 擠壓膨化過(guò)程中的維生素和

13、礦物質(zhì)高溫短時(shí)空氣接觸少維生素?fù)p失也不太嚴(yán)重表 擠壓膨化對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響四、 擠壓膨化過(guò)程中的維生素和礦物質(zhì)五、 擠壓膨化過(guò)程中的抗?fàn)I養(yǎng)因子抗?fàn)I養(yǎng)因子抗胰蛋白酶棉酚芥籽甙單螺桿擠壓機(jī)雙螺桿膨化機(jī)95%以上失活完全喪失酚表1 棉籽和去皮大豆各占50%的混合物 經(jīng)擠壓膨化后的棉酚減少情況 擠壓膨化加工過(guò)程中淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)及抗?fàn)I養(yǎng)因子的變化。本節(jié)小結(jié)1.簡(jiǎn)述擠壓膨化過(guò)程中主要物料成分的變化. 2.簡(jiǎn)述擠壓膨化過(guò)程中淀粉的作用。課后思考第四節(jié) 擠壓膨化過(guò)程中物料成分的變化溫度壓力膨化率淀粉的含量密度水分480g/L8%21%24%3437個(gè)大氣壓12513825%27%模頭320400g/L一、 浮性飼料的生產(chǎn)技術(shù)第五節(jié) 不同類(lèi)型飼料的擠壓膨化技術(shù)二、 沉性飼料的生產(chǎn)技術(shù)調(diào)質(zhì)器709020%24%膨化機(jī)28%30%水水在4505