饲料设备制造与工艺课程

1、（1 1）膨化机）膨化机（2 2）膨化产物的后熟化）膨化产物的后熟化主要内主要内容容 膨化饲料是将膨化饲料是将粉状饲料原料粉状饲料原料（含淀粉或蛋白质）（含淀粉或蛋白质）送入膨化机内，送入膨化机内，经过连续的经过连续的混合、调质、升温、增压、混合、调质、升温、增压、挤出模孔、骤然降压，以及切成粒段，干燥、稳定等挤出模孔、骤然降压，以及切成粒段，干燥、稳定等过程过程, ,所制得的一种膨松多孔的颗粒饲料。所制得的一种膨松多孔的颗粒饲料。 第一节第一节 饲料膨化技术饲料膨化技术 一、膨化饲料的特点一、膨化饲料的特点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提高了饲料的消化率和利用率适合上

2、层鱼类采食适合上层鱼类采食可杀死多种细菌可杀死多种细菌压制不同形状、动物所喜爱的膨化颗粒料。压制不同形状、动物所喜爱的膨化颗粒料。对维生素对维生素C和氨基酸都有一定的破坏作用和氨基酸都有一定的破坏作用耗电量大、产量低耗电量大、产量低优点优点缺点缺点二、二、 膨化机的分类膨化机的分类 膨化机膨化机单螺杆单螺杆双螺杆双螺杆湿法膨化湿法膨化干法膨化干法膨化能膨化粘稠状物料能膨化粘稠状物料出料稳定出料稳定添加水蒸汽添加水蒸汽添加水分添加水分含水量可达含水量可达25%25%35%35% 膨化机膨化机 1.1.膨化饲料的特点膨化饲料的特点2.2.膨化机的分类膨化机的分类本节小结本节小结1.1.什么是膨化饲

3、料，其有何特点？什么是膨化饲料，其有何特点？课后思考课后思考第一节第一节 饲料膨化技术饲料膨化技术 一、单螺杆膨化机一、单螺杆膨化机 单螺杆膨化机单螺杆膨化机进料装置进料装置喂料绞龙喂料绞龙调质器调质器膨化机构膨化机构模板模板切刀切刀传动装置传动装置螺旋喂料器或振动喂料器螺旋喂料器或振动喂料器液态饲料组分添加系统液态饲料组分添加系统20%30%第二节第二节 膨膨 化化 机机 3、膨化机主体、膨化机主体膨化机主体膨化机主体筒体筒体螺杆螺杆成型模成型模切割机构切割机构温度调节温度调节加热夹套加热夹套 （1）螺套（筒体）结构）螺套（筒体）结构双层夹套形式双层夹套形式单层结构单层结构蒸汽来加热和保湿蒸

4、汽来加热和保湿加工难度加工难度使用成本较低使用成本较低螺套外的加热组件螺套外的加热组件结构简单结构简单加工容易加工容易使用成本较高使用成本较高筒体筒体进口至出口进口至出口逐渐变小逐渐变小进口空隙容积与出口进口空隙容积与出口空隙容积之比叫空隙容积之比叫压缩比压缩比 （2 2）螺杆）螺杆喂料段喂料段压缩段压缩段10%10%25%25%双头螺纹双头螺纹等直径等直径螺槽由深变浅螺槽由深变浅50%50%螺杆螺杆挤出段挤出段双头螺纹双头螺纹等直径等直径螺槽更浅螺槽更浅15%15%30%30%模板模板压力和温度骤降，使其体积压力和温度骤降，使其体积迅速膨胀，水分快速蒸发，迅速膨胀，水分快速蒸发，脱水凝固，即

5、成膨化料。经脱水凝固，即成膨化料。经膨化后的体积要比原体积增膨化后的体积要比原体积增大大913倍。倍。挤压力挤压力3030100kg/cm2100kg/cm2，120120170170，压力最大，压力最大，温度最高，螺杆、螺套磨温度最高，螺杆、螺套磨损最严重损最严重（3 3）各段的压强变化）各段的压强变化螺杆螺杆输送区段输送区段压缩区段压缩区段挤出区段挤出区段糊化段压力猛增糊化段压力猛增挤出段前压力达到最高挤出段前压力达到最高 （4 4）各工作部件材料）各工作部件材料螺杆材质螺杆材质螺套（筒体）材质螺套（筒体）材质螺旋叶片螺旋叶片精密浇注精密浇注车床加工车床加工40Cr40Cr、16-416-

6、4不锈钢不锈钢38CrMoAl38CrMoAl合金喷涂合金喷涂增强其耐磨性增强其耐磨性表面硬度达表面硬度达606070HRC70HRC耐磨材料耐磨材料38CrMoAl38CrMoAl、40Cr40Cr表面硬度达表面硬度达70HRC70HRC螺套内壁沟槽螺套内壁沟槽模板模板42CrMo表面硬度表面硬度4050HRC切刀装置切刀装置1414把把锋利锋利500500600r/min600r/min传动装置可移动的支架上传动装置可移动的支架上刀片刃口必须紧贴模板面转动刀片刃口必须紧贴模板面转动4.4.切刀装置切刀装置 二个止推轴承二个止推轴承轴承套轴承套油封油封端盖端盖润滑油箱润滑油箱三角带驱动主轴皮

7、带轮三角带驱动主轴皮带轮450450550r/min550r/min400r/min400r/min5.5.主轴传动装置主轴传动装置主轴传动装置主轴传动装置 ( (二二) )挤压膨化工作原理挤压膨化工作原理200 200 ， 3 38MPa8MPa挤压推动挤压推动反向阻滞作用反向阻滞作用加热加热摩擦热摩擦热常温常压常温常压爆炸爆炸水、热水、热固化定型固化定型(二二)挤压膨化工作原理挤压膨化工作原理影响膨化产品质量的因素影响膨化产品质量的因素物料物料粒度粒度水分水分密度密度化学成分化学成分（淀粉、蛋白质、脂肪的含量）（淀粉、蛋白质、脂肪的含量）挤压过程挤压过程压力压力温度温度水分水分螺杆的螺杆的

8、设备性能设备性能原料粒度原料粒度原料水分原料水分成分含量成分含量产品膨化度的要求产品膨化度的要求 膨化制品的截面积膨化制品的截面积 膨化度膨化度= 挤压机模具孔口截面积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（密度是指单位体积膨化产品的质量（g/l）密度、膨化度密度、膨化度膨化度是指膨化后制品的体积增大倍数膨化度是指膨化后制品的体积增大倍数（三）（三） 单螺杆膨化机的主要技术参数单螺杆膨化机的主要技术参数螺杆的技术参数螺杆的技术参数螺杆的外径螺杆的外径DsDs螺旋升角螺旋升角角小角小粒状粒状角大角大粉状粉状压缩比压缩比C.R C.R 长径比长径比L/DL/D7.57.51 1252

9、51 11 13 31020度度小小膨化程度低膨化程度低大大膨化程度高膨化程度高大大 压力较大压力较大小小压力较小压力较小能被充分塑化能被充分塑化二、二、 膨膨 胀胀 器器（一）膨胀器及膨胀料的特点（一）膨胀器及膨胀料的特点膨胀器与膨化机的区别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不同的膨胀料生产各种膨化率不同的膨胀料可以直接生产膨胀粗屑料可以直接生产膨胀粗屑料膨胀料的特点膨胀料的特点对饲料原料选择范围广对饲料原料选择范围广受螺杆的挤压作用，物料温度可达受螺杆的挤压作用，物料温度可达110增大添加液体饲料（糖蜜、油脂）

10、的比例增大添加液体饲料（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提高饲料转化率杀死沙门菌杀死沙门菌高能量的饲料高能量的饲料增加制粒机的产量增加制粒机的产量降低制粒机的吨料电耗降低制粒机的吨料电耗可利用廉价原料，降低生产成本可利用廉价原料，降低生产成本（二）膨胀器的工作原理（二）膨胀器的工作原理调质调质膨胀器膨胀器7070度度-90-90度度水分水分17%-21%17%-21%3-73-7秒秒140 140 4MPa4MPa团状、絮状或团状、絮状或粗屑状粗屑状（三）膨胀器的主要结构（三）膨胀器的主要结构膨胀器膨胀器喂料器喂料器

11、调质器调质器主传动箱主传动箱螺杆螺套螺杆螺套环形隙口出料机构环形隙口出料机构油脂添加系统油脂添加系统变频控制器变频控制器变速调速电机变速调速电机喂料绞龙喂料绞龙2.2.调质器调质器轴向断面上每段有四个叶片轴向断面上每段有四个叶片横向方向上按螺旋线排列横向方向上按螺旋线排列添加高比例液体添加高比例液体大开门式的清理门大开门式的清理门调整桨叶角度，维修清理调整桨叶角度，维修清理添加液体饲料和蒸汽的分配阀添加液体饲料和蒸汽的分配阀调质器调质器3 3、螺杆螺套总成、螺杆螺套总成螺杆螺杆螺套螺套4 4节节1.051.051 1到到2.62.61 1分体装配式结构分体装配式结构弹性柱销联结弹性柱销联结螺杆

12、固定轴螺杆固定轴螺杆螺套总成螺杆螺套总成 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。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。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，信号在生产前或生产过程中，根据需要给信号

13、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，液压系统根据指令驱动油缸活塞前进或后退，油缸的运带动齿轮泵工作，液压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。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 4、环形隙口出料机构、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，所不同的不同的是膨化所需要热量不只靠挤压物料产生的是膨化所需要热量

14、不只靠挤压物料产生的“应变热应变热”（机械热），（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。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、三、 双螺杆膨化机双螺杆膨化机螺杆为分段结构螺杆为分段结构10101 120201 1螺杆可使用不同的断面螺杆可使用不同的断面套筒也为分段式套筒也为分段式螺杆的啮合方式螺杆的啮合方式异向旋转啮合式异向旋转啮合式同向旋转啮合式同向旋转啮合式异向旋转非啮合式异向旋转非啮合式同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双螺杆膨化机结构特点同向旋转同向旋转啮合式啮合式异向旋转异向旋转啮合式啮合式异向旋转非异向旋转非

15、啮合式啮合式同向旋转同向旋转非啮合式非啮合式双螺杆膨化机与单杆膨化机相比优点双螺杆膨化机与单杆膨化机相比优点加工高油脂的饲料加工高油脂的饲料可大于可大于17%加工高水分物料加工高水分物料超过超过30%的的加工特别小的水生动物饲料加工特别小的水生动物饲料0.81.0mm直径的产品直径的产品加工配方中油脂含量超过加工配方中油脂含量超过22%的物料的物料保持高效率地转换机械能保持高效率地转换机械能滞留的时间分布范围比较窄滞留的时间分布范围比较窄物料温度比较容易控制物料温度比较容易控制产量和质量均很稳定产量和质量均很稳定构造较复杂，机械加构造较复杂，机械加工精度要求高，投资工精度要求高，投资要大得多要

16、大得多单杆膨化机、膨胀机及双螺杆膨化机单杆膨化机、膨胀机及双螺杆膨化机本节小结本节小结1.1.简述单杆膨化机挤压膨化的工作原理。简述单杆膨化机挤压膨化的工作原理。2.2.结合工作原理简述膨胀机与膨化机有何不同？结合工作原理简述膨胀机与膨化机有何不同？3.3.与单杆膨化机相比，双螺杆膨化机有何优点？与单杆膨化机相比，双螺杆膨化机有何优点？课后思考课后思考第二节第二节 膨膨 化化 机机浮性浮性半浮性饲料半浮性饲料慢沉性慢沉性沉性饲料沉性饲料水分水分22%28%温度温度80135出机颗粒出机颗粒第三节第三节 膨化产品的后熟化膨化产品的后熟化一、膨化产品的干燥一、膨化产品的干燥料层的厚度料层的厚度空气

17、速度空气速度1m/s温度范围温度范围100200干燥面积干燥面积多层形式多层形式最初的最初的46分钟内分钟内177190后一半时间内，空气温度应降低后一半时间内，空气温度应降低连续输送式干燥机连续输送式干燥机 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。其温度、冷却。通常将干燥机和冷却器设计成整体，即干燥通常将干燥机和冷却器设计成整体，即干燥/冷却机。冷却机。在这种设计中，多通道干燥机的在这种设计中，多通道干燥机的上部为干燥，下部为冷却。上部为干燥，下部为冷却。物料的物料的冷却一般采用吸风的方法，冷却一般采用吸风的方

18、法，借助周围空气来完成冷却，降温，干燥。借助周围空气来完成冷却，降温，干燥。 如果如果未经冷却就包装产品或散料贮存未经冷却就包装产品或散料贮存，产品中的剩余水分会转，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，在这些较冷较冷处含水量会增加，从而引起产品变质。处含水量会增加，从而引起产品变质。二、膨化产品的冷却二、膨化产品的冷却三、选择干燥三、选择干燥/冷却机注意事项冷却机注意事项不应把产品堆得太厚不应把产品堆得太厚应被翻转和搅动应被翻转和搅动气流应相对较快而均匀气流应相对较快而均匀停留时间和料层厚度可调停留时间和料层

19、厚度可调选择干燥选择干燥/冷却机注意事冷却机注意事项项膨化产品的干燥、冷却及选择干燥膨化产品的干燥、冷却及选择干燥/冷却机应注意的事项。冷却机应注意的事项。本节小结本节小结1.1.膨化产品为什么要进行后熟化，通常的方法是什么？膨化产品为什么要进行后熟化，通常的方法是什么？2.2.简述选择干燥简述选择干燥/ /冷却机应注意的事项冷却机应注意的事项课后思考课后思考第三节第三节 膨化产品的后熟化膨化产品的后熟化一、挤压膨化过程中的淀粉一、挤压膨化过程中的淀粉第四节第四节 挤压膨化过程中物料成分的变化挤压膨化过程中物料成分的变化赋形作用赋形作用密度控制作用密度控制作用硬度控制作用硬度控制作用吸水速度控

20、制作用吸水速度控制作用（一）淀粉的作用（一）淀粉的作用天然淀粉天然淀粉1100m氢键氢键吸水性很小吸水性很小硬硬不易被淀粉酶不易被淀粉酶糊化淀粉糊化淀粉氢键断裂氢键断裂吸水性增大吸水性增大易受酶的作用易受酶的作用淀粉淀粉 淀粉在一定的水分含量和一定的温度下，其颗粒会溶胀分裂，淀粉在一定的水分含量和一定的温度下，其颗粒会溶胀分裂，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，这个作用称为称为糊化作用糊化作用（二）淀粉在挤压过程中的变化（二）淀粉在挤压过程中的变化大米淀粉：大米淀粉：6878 小麦淀粉：小麦淀粉：5964玉米淀粉：玉米淀粉：

21、6270 马铃薯淀粉：马铃薯淀粉：5666糊化温度糊化温度糊化度糊化度糊化淀粉与总淀粉含量之比糊化淀粉与总淀粉含量之比吸水指数（吸水指数（WAI）表示挤压膨化后，物料吸收水分的能力。表示挤压膨化后，物料吸收水分的能力。水溶性指数（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。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。度高，降解

22、程度大的样品水溶性指数大。糊化程度糊化程度螺杆的转速螺杆的转速温度温度水分水分影响到剪切力和挤出时间影响到剪切力和挤出时间直链淀粉直链淀粉支链淀粉支链淀粉促进膨化促进膨化变轻、变松、变脆变轻、变松、变脆较硬，吸水速度较慢，较硬，吸水速度较慢，水中稳定性好水中稳定性好膨化度、溶解度较小膨化度、溶解度较小二、二、 挤压膨化过程中的蛋白质挤压膨化过程中的蛋白质挤压温度高挤压温度高变性程度大变性程度大组织化程度好组织化程度好温度低温度低溶解性好溶解性好生产组织化蛋白生产组织化蛋白140160有较好的溶解度有较好的溶解度水分为水分为20%40%温度可低一些温度可低一些赖氨酸赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸其余的氨基酸

23、其余的氨基酸蛋白质含量有所下降蛋白质含量有所下降淀粉（糖）含量淀粉（糖）含量温度温度水分水分美拉德反应美拉德反应影响蛋白质含量有影响蛋白质含量有所下降的因素所下降的因素易受酶的作用易受酶的作用低档次的原料低档次的原料膨化程度低膨化程度低提高挤压温度和适量调整水分含量。提高挤压温度和适量调整水分含量。粘稠度大粘稠度大能耗大能耗大蛋白质经挤压后蛋白质经挤压后三、三、 挤压过程中的脂肪挤压过程中的脂肪膨化饲料有较长的保质期膨化饲料有较长的保质期淀粉糊化淀粉糊化蛋白质变性蛋白质变性生长抑制因子破坏生长抑制因子破坏脂肪氧化酶和脂肪水解酶也被破坏脂肪氧化酶和脂肪水解酶也被破坏杀菌作用杀菌作用 脂肪与淀粉和

24、蛋白质形成复合物脂肪与淀粉和蛋白质形成复合物游离脂肪降低游离脂肪降低温度温度水分水分螺杆转速螺杆转速游离脂肪游离脂肪复合体的生成的影响因素复合体的生成的影响因素四、四、 挤压膨化过程中的维生素和矿物质挤压膨化过程中的维生素和矿物质高温短时高温短时空气接触少空气接触少维生素损失也不太严重维生素损失也不太严重表表 挤压膨化对维生素稳定性的影响挤压膨化对维生素稳定性的影响四、四、 挤压膨化过程中的维生素和矿物质挤压膨化过程中的维生素和矿物质五、五、 挤压膨化过程中的抗营养因子挤压膨化过程中的抗营养因子抗营养因子抗营养因子抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶棉酚棉酚芥籽甙芥籽甙单螺杆挤压机单螺杆挤压机双螺杆膨化机双螺杆膨化机95%以上失活以上失活完全丧失完全丧失酚酚表表1 棉籽和去皮大豆各占棉籽和去皮大豆各占50%的混合物的混合物 经挤压膨化后的棉酚减少情况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、挤压