单螺杆式挤压膨化机的使用特性解析

单螺杆式挤压膨化机的使用特性解析1单螺杆式挤压膨化机的工作原理单螺杆式挤压膨化机主要由进料装置、调质器、螺杆挤压腔体、成形模板与切刀、参数检测与控制系统以及驱动动力等局部所组成。含有一定量淀粉比例（20%以上）的粉粒状原料由旋转式加料器均匀地进入调质器，在调质室内进行调湿和升温，经搅拌混合使物料各级分的温度、湿度均匀一致。调质后的物料送入螺杆挤压腔内，挤压腔内的螺杆通常被制成变径（齿根直径）和变螺距的几何形状，使挤压腔空间容积沿物料前进方向逐渐变小，在稳定的螺杆转速下，物料所受到的挤压力逐步增大，其压缩比可达4-10,同时，物料在腔内的移动过程中还伴随着强烈地剪切揉和与摩擦作用，有时，根据需要还可通过腔筒夹套内流过的生蒸汽对物料进行间壁加热，这样共同作用的结果使物料温度急骤升高（110^200℃）,物料中的淀粉随即产生糊化，整个物料变成熔化的塑性胶状体。在挤出模板之前，物料中所含水分的温度虽然很高，但在相应较大的压强下水分一般并未转变成水蒸汽，直到物料从挤出模孔排出的瞬间，压强骤然降至一个大气压，水分迅速变成过热蒸汽而增大体积，使物料体积亦迅速膨胀，水蒸汽进一步蒸发遗散的结果使物科水分含量降低，同时由于温度也很快下降，物化淀粉随即凝结，水蒸汽的遗散使凝结的胶体状物料中留下许多微孔。所谓膨化就是依据这样的原理和作用结果而得名的。连续挤出的柱状或片状膨化产品经旋转切刀切断后送入冷却、干燥和喷涂等后处理工段。螺杆式挤压膨化机是将输送、换热、搅拌、加压、揉和及剪切等作用集于一体，在一台设备上完成诸如调质、蒸煮、灭菌和蝴化成型等一系列连续地操作过程。2单螺杆式挤压膨化机的主体结构单螺杆式挤压膨化机的工作主体由进料装置、调质器、螺杆挤压腔体、模板和切刀装置所组成。（1）进料装置和调质器进料装置和调质器与其他压粒机所用的螺旋式进料器和桨叶式调质器的结构类似。调质器装设于进料装置与螺杆挤压腔体之间。在调质器内，根据原料的性质和产品的要求通过加注水分或生蒸汽进行调湿和升温，通常要使粉粒原料的水分含量在15%〜30%之间（湿基），温度升高到70-98）。在喷水和生蒸汽的同时伴随着搅拌混合使物料的温湿度均匀一致，然后依次将调质后的物料送入螺杆挤压腔体。（2）螺杆挤压腔体螺杆挤压腔体由挤压螺杆和挤压腔筒体两局部构成，它们是螺杆式挤压膨化机的关键组件。挤压腔筒体（带夹套或不带夹套）是静止的部件，紧固在机座上。螺杆位于筒体中心，由驱动电机经减速箱减速后驱动螺杆以一定的转速旋转。可以用螺杆拖移泵的工作原理来描述物料在挤压腔内被推移输送和排出过程，即落入螺杆齿槽中的物料，伴随着螺杆的旋转，在螺旋升角的作用下被推移至挤出口。但是，如果物料填满齿槽并紧紧地粘结在螺杆上与螺杆一起旋转，当它与筒体内壁上的圆周摩擦力小于它与螺杆齿槽的摩擦力时，会出现物料随螺杆仅作旋转运动，产生滑壁空转而失去物料的输送作用。到一定程度，物料不可能再进入，也无膨化产品输出，这种运行过程只不过是将机械能变成摩擦热能而徒费功耗。为了克服这种不利情况，可在筒体内外表的径向和轴向开设沟槽。开设环格和直线槽后，增加了物料在腔体内沿径向和轴向的运动阻力，防止了滑壁空转现象。它们还可增进物料在挤压腔内的剪切和捏和作用。通常，沿轴向上筒体可分成几段，使用时将各段活套在螺杆上，然后用螺栓、定位销把各段联接成整体。这种结构由于拆装比拟方便，使用后亦便于清除内壁的残留物料。另外，各段夹套内的加热介质、温度和传递的热量也都可根据工艺要求分别进行调试。螺杆是挤压膨化机的主要工作部件，它的几何结构比拟复杂。螺杆的结构参数及工作参数直接影响膨化机的工作性能。螺杆长度与其直径的比值愈大，物料在腔内停留的时间就愈长，按压捏合及糊化也愈充分。齿槽较深，螺距较大和齿宽较小的螺杆，因空间容积相应较大，故在一定转速下可获得较大的产量。多头螺杆由于齿面与物料的接触面积增大，故压力和热量的传递效果较好，但空间容积相应减少。在挤压过程中的不同阶段，其工作参数亦不尽相同。当螺杆长度相宜径一经确定，那么只有通过改变螺杆的其他参数去适应不同区段的要求。将螺杆与筒体一起沿长度方向上分为三个不同的工作区段，即进料输送区段、揉和挤压区段和焙融糊化区段。腔内温度、物料状态沿长度方向也不断改变。根据各区段的不同工作参数要求,其各段螺杆的结构参数亦不同。通常，筒体内壁与螺杆之间的容积从进料口至挤出口是逐渐减小的，其比值称作压缩比，它反映了物料在挤压全过程中体积被压缩的程度。可以通过增加螺杆牙底直径（即逐渐减小齿高）或减小螺距等方式来实现一定的压缩比，满足沿长度方向压力不断升高的要求。采用这种方式，使筒体内腔与螺杆外轮廓之间所构成的容积逐渐变小，物料体积必然逐渐被压缩，压强逐渐增大。为适应这样复杂的工艺要求，新型多件组装螺杆，由几节不同螺距的单头螺杆依次套在驱动轴上组装而成，根据不同的加工要求，可方便地选用不同的螺杆组件。（3）成型模扳挤出成型模板用螺栓固接于筒体末端，由于摸板孔口过流面积与腔内过流面积比拟要小得多，故模板首先对将要被挤出的原料起节流增压的作用，造成孔口前后产生很大的压力差。物料通过模板孔口而成型。根据产品形状的不同要求，会出现多种成型模。复式成型模可以制造夹心挤压颗粒饲料，这对改善适口性和减少微量饲料的损失应是一个新的途径。（4）切割机构被连续挤出的膨化产品由切割机构将其切割成均匀一致的粒段。通常专设一台切割电机驱动割刀架旋转，割刀的旋转速度可由变速装置调节，割刀速度愈快，制品粒段的长度愈短（变速旋转切刀的速度范围为500〜600r/min）。割刀与挤出成型模板之间留有一定的间隙，以免旋转的割刀与模板碰撞摩擦。3螺杆式挤压膨化机的操作特性原料及膨化产品的品种、湿度、粒度和面团流变学等参数是选择和确定膨化机类型、操作参数的重要因素。对多数于膨化饲料产品（湿度小于10%）,用具有高剪切揉和作用的机型和高温（150〜20（rc）的操作参数，以使原料中淀粉质充分糊化。要获得较高的切应变速率可增加螺杆转速，选用矮齿形的螺杆为宜。这种机型结构和操作