大学课件饲料设备制造与工艺-第六章-饲料挤压膨化.ppt

1、第六章,饲料挤压膨化,（1）膨化机（2）膨化产物的后熟化,主要内容,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。,第一节 饲料膨化技术,一、膨化饲料的特点,膨化饲料的特点,提高了饲料的消化率和利用率,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,耗电量大、产量低,优点,缺点,二、 膨化机的分类,膨化机,单螺杆,双螺杆,湿法膨化,干法膨化,能膨化粘稠状物料,出料稳定,添加水蒸汽,添加水分,含水量可达25

2、%35%,膨化机,1.膨化饲料的特点2.膨化机的分类,本节小结,1.什么是膨化饲料，其有何特点？,课后思考,第一节 饲料膨化技术,一、单螺杆膨化机,单螺杆膨化机,进料装置,喂料绞龙,调质器,膨化机构,模板,切刀,传动装置,螺旋喂料器或振动喂料器,液态饲料组分添加系统,20%30%,第二节 膨 化 机,3、膨化机主体,膨化机主体,筒体,螺杆,成型模,切割机构,温度调节,加热夹套,（1）螺套（筒体）结构,双层夹套形式,单层结构,蒸汽来加热和保湿,加工难度,使用成本较低,螺套外的加热组件,结构简单,加工容易,使用成本较高,筒体,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,

3、喂料段,压缩段,10%25%,双头螺纹,等直径,螺槽由深变浅,50%,螺杆,挤出段,双头螺纹,等直径,螺槽更浅,15%30%,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913倍。,挤压力30100kg/cm2，120170，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,螺杆,输送区段,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,螺杆材质,螺套（筒体）材质,螺旋叶片,精密浇注,车床加工,40Cr、16-4不锈钢,38CrMoAl,合金喷涂,增强其耐磨性,表面硬度达6070HRC,耐

4、磨材料,38CrMoAl、40Cr,表面硬度达70HRC,螺套内壁沟槽,模板,42CrMo,表面硬度4050HRC,切刀装置,14把,锋利,500600r/min,传动装置可移动的支架上,刀片刃口必须紧贴模板面转动,4.切刀装置,二个止推轴承,轴承套,油封,端盖,润滑油箱,三角带驱动主轴皮带轮,450550r/min,400r/min,5.主轴传动装置,主轴传动装置,(二)挤压膨化工作原理,200 ， 38MPa,挤压推动,反向阻滞作用,加热,摩擦热,常温常压,爆炸,水、热,固化定型,(二)挤压膨化工作原理,影响膨化产品质量的因素,物料,粒度,水分,密度,化学成分,（淀粉、蛋白质、脂肪的含量）

5、,挤压过程,压力,温度,水分,螺杆的,设备性能,原料粒度,原料水分,成分含量,产品膨化度的要求,膨化制品的截面积 膨化度= 挤压机模具孔口截面积,密度是指单位体积膨化产品的质量（g/l）,密度、膨化度,膨化度是指膨化后制品的体积增大倍数,（三） 单螺杆膨化机的主要技术参数,螺杆的技术参数,螺杆的外径Ds,螺旋升角,角小,粒状,角大,粉状,压缩比C.R,长径比L/D,7.51251,13,1020度,小,膨化程度低,大,膨化程度高,大,压力较大,小,压力较小,能被充分塑化,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

6、不同的膨胀料,可以直接生产膨胀粗屑料,膨胀料的特点,对饲料原料选择范围广,受螺杆的挤压作用，物料温度可达110,增大添加液体饲料（糖蜜、油脂）的比例,.生产膨胀颗粒料，可提高制粒机环模的效率,提高饲料转化率,杀死沙门菌,高能量的饲料,增加制粒机的产量降低制粒机的吨料电耗,可利用廉价原料，降低生产成本,（二）膨胀器的工作原理,调质,膨胀器,70度-90度水分17%-21%,3-7秒140 4MPa,团状、絮状或粗屑状,（三）膨胀器的主要结构,膨胀器,喂料器,调质器,主传动箱,螺杆螺套,环形隙口出料机构,油脂添加系统,变频控制器,变速调速电机,喂料绞龙,2.调质器,轴向断面上每段有四个叶片,横向方

7、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,添加液体饲料和蒸汽的分配阀,调质器,3、螺杆螺套总成,螺杆,螺套,4节,1.051到2.61,分体装配式结构,弹性柱销联结,螺杆固定轴,螺杆螺套总成,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。 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

8、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。,4、环形隙口出料机构,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。,三、 双螺杆膨化机,螺杆为分段结构,101201,螺杆可使用不同的断面,套筒也为分段式,螺杆的啮合方式,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,双螺杆膨化机结构特点,同向旋转啮合式,异向旋转啮合式,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

9、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,0.81.0mm直径的产品,加工配方中油脂含量超过22%的物料,保持高效率地转换机械能,滞留的时间分布范围比较窄,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,单杆膨化机、膨胀机及双螺杆膨化机,本节小结,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？,课后思考,第二节 膨 化 机,浮性,半浮性饲料,慢沉性,沉性饲料,水分,22%28%,温度,80135,出机颗粒,第三节 膨化产品的后熟化,一

10、、膨化产品的干燥,料层的厚度,空气速度,1m/s,温度范围,100200,干燥面积,多层形式,最初的46分钟内177190,后一半时间内，空气温度应降低,连续输送式干燥机,产品经过干燥以后，物料水分降低了，但温度较高，必须降低其温度、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。,二、膨化产品的冷却,三、选择干燥/冷却机注意

11、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,选择干燥/冷却机注意事项,膨化产品的干燥、冷却及选择干燥/冷却机应注意的事项。,本节小结,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,第三节 膨化产品的后熟化,一、挤压膨化过程中的淀粉,第四节 挤压膨化过程中物料成分的变化,赋形作用,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,氢键,吸水性很小,硬,不易被淀粉酶,糊化淀粉,氢键断裂,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温度下，其颗粒会溶胀分

12、裂，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,（二）淀粉在挤压过程中的变化,大米淀粉：6878 小麦淀粉：5964玉米淀粉：6270 马铃薯淀粉：5666,糊化温度,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。,水溶性指数（WSI）,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去上层清液之后，每克样品所形成的胶凝体的质量。,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。,糊化程度,螺杆的转速,温度,水分,影响到剪切力和挤出时间,直链淀粉,支链淀粉,促进膨化,变轻、变松、变

13、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,变性程度大,组织化程度好,温度低,溶解性好,生产组织化蛋白,140160,有较好的溶解度,水分为20%40%,温度可低一些,赖氨酸,蛋氨酸,其余的氨基酸,蛋白质含量有所下降,淀粉（糖）含量,温度,水分,美拉德反应,影响蛋白质含量有所下降的因素,易受酶的作用,低档次的原料,膨化程度低,提高挤压温度和适量调整水分含量。,粘稠度大,能耗大,蛋白质经挤压后,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

14、形成复合物,游离脂肪降低,温度,水分,螺杆转速,游离脂肪,复合体的生成的影响因素,四、 挤压膨化过程中的维生素和矿物质,高温短时,空气接触少,维生素损失也不太严重,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,抗营养因子,抗胰蛋白酶,棉酚,芥籽甙,单螺杆挤压机,双螺杆膨化机,95%以上失活,完全丧失,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,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。,本节小结,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。,课后思

15、考,第四节 挤压膨化过程中物料成分的变化,温度,压力,膨化率,淀粉的含量,密度,水分,480g/L,8%,21%24%,3437个大气压,125138,25%27%,模头,320400g/L,一、 浮性饲料的生产技术,第五节 不同类型饲料的挤压膨化技术,二、 沉性饲料的生产技术,调质器,7090,20%24%,膨化机,28%30%,水,水,在450550g/L,120,26%,10%12%,少量的蒸汽,物料,10%的淀粉,不高于12%的脂肪,物料,颗粒,2630个大气压,干燥,三、膨化加工工艺,（一） 全脂大豆膨化工艺,清理,粉碎,配料,混合,挤压膨化,冷却,包装,去皮,（二） 鱼、虾类膨化饲料加工工艺,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,本节小结,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.,课后思考,第五节 不同类型饲料的挤压膨化技术,