我国大多数饲料厂均采用环模制粒生产水

1目前,我国大多数饲料厂均采用环模制粒生产水产饲料遥通过环模制粒生产的硬颗粒饲料沉入水底10耀20min即溃散袁采食性差袁部分残留在水域环境中袁对水质污染严重曰而挤压膨化饲料经过高温尧高压袁是一种低污染尧浪费少尧高转化率的优质环保型饲料遥因此袁水产膨化料已有逐步取代硬颗粒料成为水产饲料主流的趋势遥水产膨化饲料生产过程一般包括原料粉碎尧混合尧二次微粉尧挤压膨化尧烘干尧冷却等工序袁其中挤压膨化在整个工艺中具有十分重要地位,对饲料的品质尧生产效率等影响较大遥为此,本文就单尧双螺杆水产饲料挤压膨化机的工作特性和合理选用进行论述,为厂家正确应用水产饲料挤压膨化机提供参考,使挤压膨化技术在生产中真正起到作用,达到增产尧降耗袁提高饲喂时养分消化率和能量利用率的目的遥1挤压膨化机的结构特点及工作原理挤压膨化机主要由一个机筒和在膨化机筒内旋膨化转的螺杆等部件组成袁有单螺杆挤压膨化机和双螺杆挤压膨化机两大类遥在挤压加工过程中袁物料从喂料口进入模腔袁由螺杆推动向前输送时袁受到挤压尧混合尧压缩和剪切遥由于推动力尧摩擦力和剪切力及外加热的作用袁物料受压变热袁达到高温尧高压状态袁熟化成为改性的糊状物遥当物料从前面的模孔挤出后袁由于温度和压力突然降至常温尧常压状态袁致使物料内水分急剧汽化蒸发袁体积迅速膨胀袁成为膨化物遥1.1单螺杆挤压膨化机单螺杆挤压膨化机的螺杆由一根轴把各种结构的螺杆单元连接组成遥整个螺杆由三段组成院喂料段尧揉合段及熔融均化段遥物料从喂料口进入机筒后袁在螺杆中经历固体输送尧熔融和均化过程袁使物料从松散状态转变成连续可塑的面团状遥在单螺杆挤压腔中物料基本上紧密围绕在螺杆的周围袁呈螺旋形的连续带状袁螺杆转动时物料沿着螺旋就像螺母一样向前移动,但当物料与螺杆的摩擦力大于物料与机筒的摩擦力时,物料将与螺杆产生共转,这就不能实现对物料的向前挤压和输送作用了遥当物料的水分尧油分越高袁这种趋势就越明显遥为避免这些问题袁现在大多数的单螺杆挤压膨化机采用分段式袁单尧双螺旋袁压力环与捏合环交错排列的组合螺杆和内壁开槽机筒袁以适应机腔内物料的变化情况遥单螺杆挤压膨化机结构相对比较简单袁价格也相对较低袁其发展较早袁技术相对比较成熟袁设备稳定袁在膨化水产饲料生产中作为主要设备已有40多年的历史袁广泛应用于罗非鱼尧鮰鱼尧草鱼尧鲤鱼等的低蛋白成鱼饲料生产中遥另外袁在池塘混养鱼料等低档饲料生产中袁单螺杆挤压膨化机有明显的优势袁其原料无需经过超微粉袁粒度95%通过30耀50目即可袁大大降低了设备投资费用袁提高了生产效率遥1.2双螺杆挤压膨化机双螺杆挤压膨化机是多螺杆挤压膨化机中的一种袁是在单螺杆挤压膨化机的基础上发展起来的袁在双螺杆挤压膨化机的机筒中袁并排安放两根螺杆袁故称双螺杆挤压膨化机遥根据螺杆的相对位置可分为啮合型与非啮合型袁啮合型又可分为部分啮合型和全啮合型袁具体见图1曰根据螺杆的旋向可分为同向旋转与反向旋转两类袁反向旋转又可分为向内和向外两种袁具体见图2遥同向旋转式双螺杆压力区性质不同袁物料在套筒内腔受螺杆的旋转作用袁产生高压区和低压区袁具体见图3渊a冤中符号野+冶尧野-冶所示的位置遥显而易见袁物料将沿着两个方向由高压区向低压区流动院一是随螺杆旋转方向沿套筒内壁形成左右两个C形物料流渊见图4冤袁这是物料的主流曰另一个是通过螺杆啮合部分的间隙形成逆流[见图3渊b冤]遥产生逆流的原因是左螺杆把物料拉入啮合的间隙袁而右螺杆又把物料从间隙中拉出袁结果使物料呈野肄冶字形前进袁改变料流方向遥这不仅有助于物料的混合和均化袁而且还使螺杆的齿槽间产生研磨(即剪切)与滚压作用袁出现压延效应袁这个效应与反向螺杆压延效应相比要小得多遥当然袁压刘雄伟，江苏牧羊集团中宏公司，工程师，225009，扬州市经济开发区振兴路3号。范文海，单位及通讯地址同第一作者。收稿日期：2006-01-13《饲料工业》·圆园园6年第圆7卷第7期工艺设备水产饲料挤压膨化机的特性分析和正确选用刘雄伟范文海2渊a冤非啮合型渊b冤部分啮合型渊c冤全啮合型图1双螺杆啮合类型延效应小袁物料对螺杆的磨损也就减小袁物料就是这样经过输送尧剪切尧混合和机筒外壳的加热袁在高温尧高压的作用下达到熟化袁最后被挤出筒外遥物料流渊a冤渊b冤+-+-图3同向旋转式双螺杆图4扭曲的C型空间反向旋转双螺杆挤压膨化机一般采用两根尺寸完全相同袁但螺纹方向相反的螺杆遥向内旋转和向外旋转的区别在于压力区的位置不同袁双螺杆向内旋转产生的压力为上高下低袁物料通过双螺杆时袁在入口会产生极高的压力袁造成进料困难袁目前这种向内反向旋转式很少采用曰双螺杆向外旋转产生的压力为上低下高袁有利于进料遥但反向旋转与同向旋转相比袁物料在螺杆内形成的C形物料流不能从一根螺杆移向另一根螺杆袁物料产生的混合程度显著降低袁其自洁能力也没有同向旋转双螺杆有效和稳定遥反向旋转双螺杆由于上下有压力差袁产生使螺杆向两侧偏移的分离力袁螺杆在作用下压向机筒袁加速了机筒和螺杆的磨损袁且转速越高袁越大袁磨损越严重袁从而限制了螺杆的转速曰而同向旋转双螺杆不存在分离两螺杆的力袁故磨损较小袁可高速运转袁并能达到很高的产量袁故同向旋转双螺杆应用较广泛遥物料所需要的热量来源袁除了与单螺杆相同的部分外袁大部分来自啮合间隙曰受啮合螺纹的剪切尧挤压和混合袁产生热量袁并使热量均匀化遥间隙的大小对膨化质量影响很大袁间隙小尧剪切力大袁但通过的物料量刘雄伟等：水产饲料挤压膨化机的特性分析和正确选用工艺设备渊a冤向内反向旋转渊b冤向外反向旋转渊c冤同向旋转图2双螺杆的旋转方式3项目物料输送方式自清洁性工作可靠性控制方式挤压时物料内的热分布适应性物料允许水分加工产品设备价格生产能力单螺杆挤压膨化机摩擦输送无较平稳袁但可能堵塞手动不易控制不均匀适应范围较小10%耀30%品种较少袁品质较好较低小同向旋转双螺杆挤压膨化机强迫滑移输送有较好的自洁作用平稳尧可靠控制参数较多易于控制均匀适应范围广袁含水尧含油均可5%耀95%可加工多种产品袁品质优良较高较大表1单螺杆与双螺杆挤压膨化机的差别减少曰间隙大袁通过的物料量增加了袁但剪切力减小遥双螺杆强制输送和自洁的特性袁使物料在机筒中停留时间短而均匀曰双螺杆良好的混合性能使物料得到的热量及时均化袁加快了物料的熟化程度袁减少了料温的波动袁提高了膨化产品的产量和质量遥双螺杆挤压膨化机具有适应性强尧滑移输送及自洁等优点袁但其结构复杂袁投资成本高袁相应的维修和操作成本也较高遥因而袁双螺杆挤压膨化机一般用于那些具有高附加值的水产和宠物饲料生产中袁如鳗鱼尧甲鱼及幼鱼饲料的生产袁因为这些产品在市场上销售的价格足以回报双螺杆技术的制造产品所需的费用曰另外一些特种水产饲料如微粒水产饲料渊直径为0.8耀1.5mm冤尧高脂肪水产料及生产量小但配方常变的饲料也需采用双螺杆挤压膨化机进行生产遥双螺杆挤压膨化机在国内发展相对较晚袁对于中型以上的双螺杆挤压膨化机袁由于其原料特性变化范围较大袁需要螺杆转速在较大范围内调整袁由于其工作原理不同于单螺杆挤压膨化机袁在具体结构上有较大的差异袁特别是机筒尧螺杆尧推力轴承及齿轮箱的布置比较复杂袁造成设备成本的增加遥在同等生产能力下袁同向旋转双螺杆挤压膨化机与单螺杆挤压膨化机的对比结果见表1遥2水产饲料挤压膨化机选用时应注意的问题在新建水产饲料加工厂或改造原饲料生产线时,选用挤压膨化机首先要考虑其类型,根据饲料生产能力选择相匹配的挤压膨化机曰尤其是老厂改造时,还应考虑原粉碎机尧烘干机尧冷却器的生产能力是否足够遥选用时应重点考虑几个问题遥2.1膨化机的膨化效果对于水产饲料来说,好的膨化效果就是颗粒成形率99%以上尧颗粒粉化率小于1%尧颗粒漂浮率渊下沉率冤100%袁颗粒大小均匀尧色泽一致袁具有很好的耐水性曰上浮型水产饲料在水中保持10h尧下沉型水产饲料在水中保持3h不溃散等遥2.2挤压膨化机的投资价格双螺杆挤压膨化机设备投资费用是同等生产能力的单螺杆挤压膨化机的1.5耀1.7倍曰易损件的费用大约是单螺杆挤压膨化机的1.5倍曰电耗费用也大约为单螺杆挤压膨化机的1.5倍遥2.3挤压膨化机的使用寿命不同厂家的挤压膨化机由于结构特征和使用材质的不同,使用寿命也不尽相同遥所以,在选用挤压膨化机时,应特别注意一些易损件的耐磨性,以及其结构设计上是否合理,能否达到减少螺杆磨损的目的曰另外,在选用挤压膨化机时还要考虑该机器是否能真正达到节能降耗的目的遥对于没有经过超微粉的原料袁其易损件的磨损将更加严重袁特别是双螺杆挤压膨化机袁这种情况选用单螺杆挤压膨化机更合理遥3挤压膨化机的控制方式挤压加工大多数为人工或半自动操作袁挤压产品的质量与操作人员自身的素质有很大关系袁人为控制进料尧蒸汽和水的添加速度以及产品的温度将会造成颗粒产品质量不稳定袁尤其是水分的不均匀性袁从而烘干后水分含量达不到指标袁生产出不合格品袁给饲料厂带来较大的经济损失遥以时产6t的水产膨化机为例袁当颗粒水分超过安全储藏水分后袁颗粒将发霉曰当颗粒水分达到安全储藏水分后袁每降低一个百分点的水袁饲料厂一年的经济损失将达80多万遥全自动控制方式采用先进的计算机控制物料尧水和蒸汽的流量袁根据设置自动添加袁对所有故障实施报警袁消除了与挤压膨化机操作相关的人为因素影响和无法避免的产品质量波动遥（编辑：崔成德，[e-mail]）刘雄伟等：水产饲料挤压膨化机的特性分析和正确选用工艺设备41调质工艺的现状饲料生产企业无论是生产膨化料还是颗粒料袁都无一例外地要对物料进行调质袁以期达到稳定的工艺条件遥在生产过程中袁许多企业在调质这一环节大多采用普通单轴调质器或双轴调质器袁调质效果很难达到工艺要求遥所谓调质袁就是要将加入调质器内的饱和干蒸汽与物料充分混合并被物料吸收袁使物料达到一定的温度和水分要求袁满足后序加工的条件袁在调质器搅拌桨叶的快速翻转和搅动作用下袁促使水分均匀一致袁温度稳定遥在许多情况下袁普通调质器很难达到上述效果袁究其原因是院淤调质时间短袁即使将搅拌桨叶角度调整到使调质筒内物料充满系数达到80%以上袁低气压加大蒸汽进汽量袁物料仍不能具有较好的调质效果曰于物料水分低袁吸收热量的能力差袁导致物料吸收蒸汽量少袁调质后物料水分增加量低袁因为物料在调质筒内本身是一个湿热交换和传递的过程袁只有在适当的湿度下袁蒸汽的热量才能较好地渗透到物料来进行加热袁在湿度渊水分冤达不到一定程度时袁蒸汽加热只是在物料的表面袁调质后反映出的物料温度并不是真实的物料温度遥从上述分析看袁要增加调质时间袁采用双轴差径调质器很容易满足调质工艺条件袁但势必增加设备投资遥本文旨在从另一方面探讨提高调质工艺效果的方法袁使蒸汽更好地被调质物料所吸收袁使调质物料湿度渊水分冤易控尧温度均匀袁为后序加工提供稳定条件遥2加水系统在调质工艺中的应用方法提高调质工艺效果最直接有效的方法袁就是通过测定调质前物料的水分含量袁在物料混合时加入定量的水袁再计入3%的蒸汽量袁使物料含水量满足调质后对水分的要求袁从而使蒸汽在调质过程中最大限度的被物料吸收遥适宜的水分还能起到湿润剂的作用袁对后序制粒成形有利遥2.1物料中加水加水的关键在于将定量的水雾化后袁均匀地喷在调质物料或混合物料的表面袁使其在搅拌过程中与物料均匀混合遥定量加水如果配置小管径尧小流量的变送器和控制器来控制加水袁配置费用高袁最好利用已有水源袁压力不低于0.2MPa袁通过玻璃转子流量计定量加水遥2.2雾化水的方式液体雾化的方式一般有3种院压力雾化尧气流雾化和离心雾化遥压力雾化需另配加压水泵袁利用水泵产生的液压能提供雾化能量袁将雾化水从喷嘴喷出袁与被调质物料混合,在加水量所占物料比例不到5%的情况下,难以实现连续工作曰离心雾化在此种条件下不适应袁适宜的方式是采用气流雾化遥2.3雾化喷嘴的形式根据使用条件和安装位置不同,可选择以下3种形式的喷嘴遥淤缝隙式喷嘴渊见图1冤缝隙式喷嘴喷出扇形液体,其流量分布呈正态曲线,喷嘴中心最多,沿缝隙两侧逐渐减少,其分布宽度(即喷雾角)与液体压力成正比遥于锥孔形喷嘴渊见图2冤其流量分布亦呈正态曲线,喷嘴喷出锥形分布的液体,喷雾面不随压力的增大而增大遥盂折射式喷嘴渊见图3冤折射式喷嘴喷出的水雾呈线形分布袁其分