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        20世紀(jì)30年代，*臺(tái)用于谷物加工的單螺桿擠壓機(jī)問(wèn)世，它開(kāi)始用于生產(chǎn)膨化玉米。二戰(zhàn)期間，日本人用于生產(chǎn)壓縮軍糧。20世紀(jì)60年代，續(xù)單螺桿擠出機(jī)后開(kāi)始出現(xiàn)了雙螺桿擠壓機(jī)，并用于食品加工領(lǐng)域。50年代，美國(guó)將擠壓膨化技術(shù)應(yīng)用于飼料工業(yè)，主要用于加工寵物食品，對(duì)動(dòng)物飼料進(jìn)行預(yù)處理以改進(jìn)消化性和適口性，并生產(chǎn)反芻動(dòng)物蛋白補(bǔ)充料的尿素飼料（Loscicki，1982）。

        到了80年代，擠壓膨化技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)外發(fā)展速度zui快的飼料加工新技術(shù)，它在加工特種動(dòng)物飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料、早期斷奶仔豬料及飼料資源開(kāi)發(fā)等方面具有傳統(tǒng)加工方法*的優(yōu)點(diǎn)。上有代表性的膨化機(jī)生產(chǎn)企業(yè)除丹麥SPROUT-MATADOR公司外，還有美國(guó)Insta-pro 、Wenger和Anderson公司，德國(guó)的KARL公司，瑞士的Buhler公司等。

　　我國(guó)從70年代開(kāi)始研究食品擠壓技術(shù)和擠壓加工機(jī)械。1980年，北京食品研究所仿制出*臺(tái)自熱式PJ-1型谷物膨化擠壓機(jī)。1982年無(wú)錫輕工業(yè)大學(xué)從法國(guó)Clextral公司引進(jìn)一臺(tái)BC-45型雙螺桿擠壓機(jī)，開(kāi)始了對(duì)擠壓加工技術(shù)的研究（文東輝等. 1999）。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)廠家也先后從世界各大公司引進(jìn)了*的擠壓設(shè)備。在引進(jìn)國(guó)外設(shè)備的同時(shí)，一些飼料設(shè)備生產(chǎn)廠也先后生產(chǎn)了不同類型的擠壓膨化設(shè)備，國(guó)內(nèi)代表性的膨化機(jī)生產(chǎn)企業(yè)有牧羊集團(tuán)、正昌集團(tuán)、北京現(xiàn)代洋工機(jī)械科技發(fā)展有限公司等。

　　隨著膨化機(jī)越來(lái)越多地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，必須在提高膨化機(jī)設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，提高使用水平。本文僅對(duì)雙螺桿膨化機(jī)的結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)等作一簡(jiǎn)要說(shuō)明。希望對(duì)膨化機(jī)的使用者有所幫助。[NextPage]

　　1.雙螺桿膨化機(jī)工作原理及優(yōu)點(diǎn)

　　1.1雙螺桿膨化機(jī)結(jié)構(gòu)
　　配合物料經(jīng)輸送設(shè)備送至調(diào)質(zhì)器，物料在調(diào)質(zhì)器中經(jīng)高溫蒸汽調(diào)質(zhì)，由瀉料槽進(jìn)入膨化機(jī)構(gòu)，在一對(duì)相互平行嚙合的螺桿泵送下，從一定形狀的?？字兴查g擠出切割成粒。

1.主電機(jī)  2.調(diào)質(zhì)器   3.瀉料槽  4.膨化機(jī)構(gòu)  5.切割裝置  6.支撐
7.底座及機(jī)架  8.齒輪箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)  9.電控系統(tǒng)
圖1.雙螺桿膨化機(jī)的組成

　　1.2雙螺桿膨化機(jī)膨化原理

　　圖2所示為一典型雙螺桿擠壓膨化機(jī)的膨化機(jī)構(gòu)，是靠一對(duì)相互平行嚙合的螺桿推動(dòng)物料向前推進(jìn)，其螺桿分為三段：輸料段、壓縮熔融段、均勻段。在輸料段，物料從料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著螺槽方向向前輸送，并被逐漸壓實(shí)。進(jìn)入壓縮熔融段后，由于螺旋結(jié)構(gòu)上的變化，壓力升高，又由于受到來(lái)自機(jī)筒的外部加熱以及物料在兩根螺桿之間及螺桿和機(jī)筒的強(qiáng)烈攪拌、混合、剪切下，物料溫度升高,開(kāi)始熔融，直至全部熔融。由于螺槽空間進(jìn)一步變小，物料進(jìn)一步升溫升壓，得到蒸煮，使原料淀粉充分糊化，脂肪、蛋白質(zhì)變性等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，組織進(jìn)一步均化，到達(dá)均勻段，經(jīng)分流板將從“ ”膨化腔出來(lái)的物料均勻分到模板上，此時(shí)壓力通常為3～6Mpa（依膨化要求而定），溫度可達(dá)150～200℃，由于在密閉套筒中這樣高的壓力超過(guò)了擠壓溫度下的飽和蒸汽壓，所以水分不會(huì)快速蒸發(fā)，當(dāng)物料從一定形狀的模孔中瞬間擠出時(shí)，壓力迅速釋放，游離水分急劇蒸發(fā)，物料隨之膨脹，水分從物料中迅速散失，使產(chǎn)品很快冷卻至80℃左右，從而被固化定型，并保持其膨脹后的形狀。

1.料斗  2.螺桿  3.機(jī)筒  4.分流板  5.模板
圖2 雙螺桿膨化結(jié)構(gòu)示意圖

　　1.3雙螺桿膨化機(jī)的特點(diǎn)

　　雙螺桿膨化機(jī)在國(guó)內(nèi)發(fā)展相對(duì)較晚，由于其膨化的原料特性變化范圍較大，需要螺桿轉(zhuǎn)速在較大范圍內(nèi)調(diào)整，其工作原理比單螺桿膨化機(jī)要復(fù)雜得多，在具體結(jié)構(gòu)上有較大差異，特別是機(jī)筒、螺桿、推力軸承齒輪箱的布置比較復(fù)雜，造成設(shè)備成本的增加，如單螺桿采用皮帶一級(jí)傳動(dòng)，而雙螺桿膨化機(jī)采用齒輪箱傳動(dòng)，二者在制造與傳動(dòng)效率方面都有很大差異。（雙螺桿與單螺桿膨化機(jī)的區(qū)別見(jiàn)表1）。

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　　2.雙螺桿膨化機(jī)在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

　　擠壓膨化加工是將原料經(jīng)過(guò)高溫、高壓、瞬間熟化的加工工藝，集輸送、粉碎、擠壓、混合、剪切、、高溫消毒及成型于一體，且可以加工粘稠、高脂肪、高水份的原料，這是一般生產(chǎn)工藝*的，因此被越來(lái)越多地應(yīng)用在水產(chǎn)飼料、寵物飼料、特種養(yǎng)殖等飼料及食品的生產(chǎn)中。

　　2.1加工工藝流程
　　原料微粉碎→配料、混合→膨化→切粒→干燥→噴涂→冷卻→計(jì)量打包。

　　2.2膨化水產(chǎn)料優(yōu)點(diǎn)
　　2.2.1良好的耐水性
　　膨化過(guò)程中形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使膨化水產(chǎn)飼料顆粒能在水中穩(wěn)定性很好，不管是沉性飼料還是浮性飼料在水中浸泡12小時(shí)都能保持不潰散，可保持養(yǎng)殖水質(zhì)，不僅大幅度減少飼料的浪費(fèi)，而且能夠很好地為水產(chǎn)動(dòng)物的健康生長(zhǎng)提供了優(yōu)良的環(huán)境。
　　2.2.2更高的消化性
　　膨化料加工過(guò)程中的高溫、高壓、強(qiáng)剪切作用對(duì)淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)所產(chǎn)生的變化提高了此類物質(zhì)的可消化性，膨化水產(chǎn)飼料的淀粉糊化度一般在85％以上，而普通硬顆粒水產(chǎn)料僅有40％左右，僅淀粉的消化率就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通硬顆粒水產(chǎn)料；強(qiáng)擠壓作用可以使部分結(jié)構(gòu)緊湊的纖維素、角質(zhì)蛋白等降解，使其包裹的不可消化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得以釋放，使消化率大幅度提高。
　　2.2.3優(yōu)良的適口性
　　膨化過(guò)程中適宜的溫度和壓強(qiáng)作用使飼料顆粒成品具有多孔及質(zhì)構(gòu)均勻的特性，并且產(chǎn)生部分香味物質(zhì)，增加了飼料的誘食性，刺激水產(chǎn)動(dòng)物的食欲，增加了采食量。
　　2.2.4拓寬了原料利用范圍
　　食品業(yè)、釀造業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的下腳料由于含有過(guò)量的水分、油脂或纖維素而不易被加工成其他形式的水產(chǎn)料，而雙螺桿膨化機(jī)能將它們做到物盡其用，豐富了飼料資源。
　　2.2.5方便養(yǎng)殖管理
　　膨化飼料不僅能夠很好地適應(yīng)水產(chǎn)動(dòng)物的采食習(xí)慣，同時(shí)還能使養(yǎng)殖者準(zhǔn)確了解水產(chǎn)動(dòng)物的采食情況，及時(shí)調(diào)整投放量。膨化飼料的使用能降低養(yǎng)殖水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)化的危害，可降低換水頻率，減少換水量及增氧量。
　　2.2.6提高了飼料安全性
　　擠壓膨化過(guò)程能有效地去除了原料中致病菌及鈍化部分原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，可減少飼料中的藥物添加量。故膨化水產(chǎn)料比其它形式的水產(chǎn)飼料更安全，這一安全結(jié)果是通過(guò)物理方法獲得的，無(wú)不良副作用產(chǎn)生。大大減少了水產(chǎn)品的藥物殘留量，對(duì)人類的食品安全具有重要意義。

　　2.3水產(chǎn)飼料雙螺桿膨化機(jī)的選擇
　　在新建或改建水產(chǎn)飼料生產(chǎn)線時(shí)，首先要考慮雙螺桿膨化機(jī)的選型，根據(jù)生產(chǎn)能力及投資大小選擇匹配的膨化機(jī)；在改造生產(chǎn)線時(shí)還要考慮原有粉碎機(jī)、冷卻機(jī)、干燥機(jī)的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效果能否滿足所選膨化機(jī)，要充分考慮能否利用現(xiàn)有設(shè)備以便降低投資。
　　2.3.1膨化機(jī)的膨化效果
　　所選膨化機(jī)生產(chǎn)的水產(chǎn)飼料膨化效果要滿足以下幾條：
　　A. 顆粒成形率≥99％；
　　B. 顆粒漂浮率＝100％,下沉率≥99％；
　　C. 顆粒大小均勻、色澤一致，具有很好的耐水性；
　　D. 浮性料在水中保持10h、沉性料在水中保持3h不爛、不散。
　　2.3.2擠壓膨化機(jī)的使用壽命
　　不同廠家的雙螺桿膨化機(jī)由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特征、使用材料、加工工藝等不盡相同，使用壽命差異很大。在選用膨化機(jī)時(shí)，首先應(yīng)注意總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，各部件制造工藝、選材是否精良，易損件的耐磨性如何等；其次應(yīng)注意動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，能否有效降低傳動(dòng)過(guò)程中的能耗。
　　2.3.3可操作性
　　膨化加工一般是人工或半自動(dòng)操作，故要考慮操作雙螺桿膨化機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度、操作是否方便、應(yīng)急措施是否完善。如大型雙螺桿膨化機(jī)是否配有吊裝機(jī)構(gòu)和螺旋拆卸工具以便輕松更換螺旋或機(jī)筒；是否具有瀉料裝置以便在堵機(jī)時(shí)排除調(diào)質(zhì)器中的物料不讓其進(jìn)入膨化機(jī)構(gòu)；膨化外加熱措施是否*安全可靠；夾套是否經(jīng)試壓檢測(cè)等。