膨化工艺讲稿课件

膨化工艺的操作技能

(Matingchun)一、膨化机的基本知识。膨化饲料生产的要素配方的要素：

a.蛋白质成分是水产动物成长和维持生命所必需的一种营养素，也是水产饲料中最重要的成分，通常占配方的25％～50％

b.淀粉是水产饲料中发现的主要碳水化合物形式，它在最终产品中起膨化和粘结的双重作用。饲料中的淀粉水平由营养需要及所希望达到颗粒密度来确定。为保证饲料在水中的稳定性，下沉的水产饲料中淀粉含量最低要达到10％，而浮的最少要20％，增加淀粉的含量将提高膨化产品的膨化密度。

c.挤出时，脂肪提供光滑性和可塑性，其水平的高低对产品质量影响不同。如果饲料中淀粉含量高而脂肪含量低于12％，那么要得到非膨化、完全煮熟的产品是非常困难的

膨化饲料生产的要素2.工艺上的要素：

a.水压，汽压要不低于0.5Mpar.b.调质三要素：时间、水分、温度膨化四要素：时间、水分、温度、压力挤压水产饲料的优点1、良好的耐水性：加工合格的挤压水产饲料在水中浸泡12h保持原形；2、更高的可消化性：强烈的剪切作用、高温高压作用引起淀粉、蛋白质变性等物理变化，提高该类营养素的可消化性（普通硬颗粒水产饲料的淀粉糊化度为40%左右，挤压水产饲料的淀粉糊化度一般为85%以上）饲料转化率10%～20%。3、适口性得以改良：挤压水产饲料成品具有的多孔及质构均一两大特性使其入水变软无硬芯；4、拓宽原料利用范围；5、方便养殖管理；6、饲料安全性提高。挤压水产饲料的不足1、制造成本高：普通鱼硬颗粒的成型电耗约25度/t，用气量约60kg/t；普通鱼挤压饲料的成型电耗则在40度/t，部分厂家超过100度/t，用气量通常超过100kg/t；膨化机吨产量易损件费用高于硬颗粒机，挤压饲料的加工成本是硬颗粒的2～3倍；2、热敏性营养素破坏严重：挤压水产饲料的加工温度为120℃以上，压力4MPa以上，物料含水率30%左右，并受到强烈的剪切作用。除耐高温淀粉酶外，极少有饲用酶能在此条件下存活。许多种维生素的活性在此条件下大幅度下降。配方设计师期望的配方平衡性在最终饲料产品中得不到体现；3、操作技术要求高；4、部分挤压水产饲料养殖效果不理想的原因分析：最终饲料的营养素失衡，动物的采食量下降，饲喂动物不适应。挤压（膨化）机的结构及工作原理

1．挤压（膨化）的结构，按机型分为单或双螺杆挤压（膨化）机。由变速螺旋喂料器，调质器，挤压（膨化）系统《主要包括：套筒，螺杆，主轴等》，底座，主电机，整流板及适配器，切刀传动装置构成。2．挤压（膨化）的工作过程：缓冲仓物料经过无级变速螺旋喂料器喂入调质器加水。加汽使物料熟化挤压（膨化）系统在螺杆作用下进行挤压，剪切，揉搓最后从压模中被挤出切刀切成合格的颗粒烘干——分级——冷却（外涂）——打包。3．工作原理：

a。喂料阶段：其工能是把物料运离下料口，并进行压缩，将物料预先进行水分调节，使其充满螺槽内。b。输送阶段：在输送过程中与水混合后形成面团状物体，当产品输送通过筒体时，受到剪切作用，并与筒体和螺杆发生相互摩擦，产生摩擦热引起产品温度上升进行的揉搓《混合》动作使产品均匀一致。C。成形阶段：在输送通过这一区域时温度和压力迅速上升，剪切力增加，由于螺杆结构以及压模对物料流动产生的阻力，物料受到的压力在成型的最终部分即压模前是最大的。4．单螺杆与双螺杆挤压（膨化）机的工作原理区别

a。单螺杆膨化机采用皮带传动方式，主轴转速恒定，其效率低，工艺操作难度大，由一根轴把各结构的螺杆单元连接组成。单螺杆膨化机主要靠拖拽流来完成输送，由于其结构特性物料在筒内向前推进时依靠机筒与物料之间相互摩擦来完成，摩擦力越大，其向前推进的效率越高。但物料与螺杆之间相互摩擦力越大，则会起阻滞作用，而造成物料粘在螺杆上，若物料粘附在螺杆上，则不能向前输送而产生堵塞。当物料的水分，油份越高这种趋势就越明显，这就限制了单螺杆膨化机对低粘性原料，尤其是高含油脂原料的加工，这种输送方式对高压敏感，压力将产生回流，而降低输送的效率。 单螺杆膨化机的大部分能量来自于通过机筒传导的外加热和螺杆转动时由剪切产生的机械能转化热，其中机械能的大小是螺杆转速和螺杆结构所决定的，这是因为剪切率与螺杆转速成正比。4．单螺杆与双螺杆挤压（膨化）机的工作原理区别：

b．双螺杆挤压机也是一种拖拽流机，但由于其两根螺杆同向旋转并完全啮合而具有种正压泵的附加功能。这使得双螺杆机既可以用来输送高粘性的物料，也可以用来低粘性的物料，能够适应高水份，高油脂配方产品的加工，同时具有自清功能。在同向双螺杆挤压机中，物料在套筒内腔受螺杆的旋转作用，产生高压区和低压区，物料将沿着两个方向由高压区向低压区流动。一是随螺杆旋转方向沿套筒内壁形成左右两个“C”形物料流这是物料的主流，另一个是通过螺杆啮合部份的间隙，形成逆流产生的原因是左螺杆把物料拉入啮合的间隙，而右螺杆又把物料从间隙中拉出。呈倒‘∞’字形前进，螺棱既产生正向输送，又允许物料改变方向，这不仅有助于物料的混合和均化，提供更好的混合和热交换，而且使螺杆的齿槽间产生剪切作用，物料就是这样经过输送，剪切，混合在高温高压的作用下，达到熟化最后被挤出。物料所需的热量来源，除了与单螺杆相同的部分，大部分来自啮合间隙，受啮合螺纹的剪切，挤压和混合而产生热量并使热量均匀化，间隙的大小对挤压质量影响很大，间隙小，剪切力大，但通过的物料量减少，双螺杆挤压机的最大特点是它能够将各种原料进行混合而不考虑其构成。挤压膨化工艺段能量的输入挤压机蒸汽24%

调质器蒸汽47%

烘干机能量8%

挤压机机械能17%

挤压机水1%调质器水3%

原料入机水分确定原料入机水分是指进入挤压腔时的物料水分。该参数对产量、电耗、产品质量、设备使用寿命及挤压机的工作平稳性等都有影响；物料水分提高，蒸汽成本和干燥成本相应增加。而水分的提高，可促使物料软化，降低物料对设备的摩擦阻力，从而降低对螺杆的驱动力要求，并减小易损件的磨损。另一方面，通过蒸汽来提高物料温度所需的费用远远低于由机械能通过摩擦产生热量所需的费用。因此，当物料水分含量低于20%时，增加水分使系统操作费用呈直线下降的趋势；当物料水分达到25%后，增加水分对驱动能耗及磨损不再有明显的影响，系统操作费趋于稳定；将饲料产品的粉化率、耐水性、营养成分保留率、加工中对原料组成变化的适应性及设备生产能力等归结成量化指标“产品特性”，产品特性亦与物料水分密切相关；由系统操作费和产品特性的变化规律可得出，物料水分22%～31%是挤压机的适宜操作参数。制取挤压水产颗粒饲料时，这一参数同时适用于大多数单螺杆挤压机和双螺杆挤压机；入机水分的高低，同时影响产品的密度，即产品的沉浮性。产品密度控制1、密度控制机理：挤压水产饲料的密度小于养殖水的密度，饲料浮于水面。饲料密度比水密度大的幅度越高，饲料下沉的速度越快。

挤压水产饲料密度受内因和外因两方面控制。内因即物料本身性质，原料中难以形成网络结构的成分含量越高，产品密度越大；外因即挤压过程，特别是挤压机近出口处提供的条件，物料进入模板前，温度越低，压力越小，产品密度越高。挤压水产饲料密度控制，就是通过多种途径来调节内、外两个因素。2、配方要求：淀粉既为动物提供能量又是饲料产品必要的成形和保形材料。不管是生产沉性饲料还是浮性饲料都少不了淀粉原料。而淀粉经糊化后极易形成网络结构，使产品密度下降。因而通过改变淀粉含量能较大幅度调节产品密度。对目前性能较好的单螺杆挤压机而言，生产浮性饲料时，原料中的淀粉含量不宜低于18%；而生产沉性饲料，原料中的淀粉含量不易高于20%产品密度控制3、加工要求：挤压过程中的外因调节主要为：水分、温度、模孔面积和螺杆转速4方面。由于物料出模孔瞬间水分汽化，体积膨胀而使颗粒内产生孔穴。孔穴的大小和多少与原料水分相关，生产浮性饲料需要原料的合适含水量。但另一方面，原料中的水分降低物料对螺杆和机膛内壁的摩擦力，从而降低近模板处物料的压力和温度，减少出模瞬间水分的汽化程度，使产品密度增高。调节原料水分成为调节产品密度的重要措施之一。

如近模板处机膛温度可调，则加温促使水分汽化，产品密度下降；用冷却水降温，减少汽化强度，产品密度增高。

所有物料通过模孔成为产品，模孔是物料的最后通道。通道面积大，物料在较低压力下就可通过，模板内外压差小，物料汽化程度低。生产沉性饲料选用模孔较多的模板；生产浮性饲料则选用模孔少的模板。模孔面积的量化推荐值如挤压膨化的部分参数A．浮性饲料：膨化度。1.5~2.0容重320~420g/L，出模水份18~24%调质水份25%左右计算产量=开孔面积（兀r2*n）m㎡/200~350/m㎡/Th；n=产量*200~350/（m㎡/Th）/兀r2

B沉性饲料：膨化度1.0~1.2调质水份28%左右容重480~720g/L，出模水份内21~24%计算产量T/h=开孔面积/550~~650/m㎡/Th;n=产量*550~~650/（m㎡/Th）/兀r2

C容重达到450~480g/L是浮沉料的临界点，浮性应≤420g/L，沉性≥500g/L

D．生产浮性饲料其淀粉含量最少是20%；沉性饲料的淀粉含量不少于10%。总油脂含量在12%以下，（干物料含油量7%以下，其余外喷。）影响挤压(膨化)产品颗粒均匀性的主要因素

a.机型及螺片组合方式

b.模板(包括材质,工艺,开孔面积,模孔形状及排布)

c.生产操作参数设置(水.汽的添加量,螺杆转速,切刀数量及转速等)

d.产品配方中的原料组份及配比

e.物料的粉碎细度及其洁净程度

f.生产配套(如水压,汽压,料流稳定,筛分有效等).

.挤压(膨化)加工中的变量a.原料的颗粒大小

.b.原料中所含组分c.原料及调质后的含水量

d.喂料速度.e.调质机型

f.调质温度

g.熟化程度

h.膨化机型

挤压(膨化)机内壁的温度

j.机膛内压力.

r.螺杆部件的几何结构

l.腔体内壁槽纹的几何结构

m.压模模孔的大小与形状等

n.干燥机内的温度.

o.干燥机内的空气流量.

p.物料在干燥机内的停留时间

q.干燥机内空气的干湿度……

挤压(膨化)机作业过程不稳的原因分析1喂料斗内的料流问题

2挤压机内的固体输送问题

3搅拌能力不够

4熔化能力不够

5机镗温度波动

6螺杆温度波动

7螺杆转速变动

8压模中的挤压物温度的不均匀性

9模头压力很低

10压力形成能力不够.

挤压（膨化）故障分析与排除1．操作者是直接控制预调质器和挤压（膨化）机的喂料速度，注水量，蒸汽注入以及挤压（膨化）机机镗的温度，通过调节这些自变量而使物体温度，压模压力，动力，消耗，产品质量等的在生产过程中应掌控机械的运行状态

2．找出问题所在

a。故障命名最好用专用术语

b。故障描述用简单的词汇描述，不暗指任何可能的原因

c。找出故障原因：

1.原料。

2.机械（预调质器，水和蒸汽注入装置，螺杆，机镗及压模）。

3.工艺过程：（压力，温度，产量及时间）。

。d。测定故障的严重程度

。e。确定责任所在。

。f。采取措施避免故障。

。g。防止故障再度发生，作好记录。

3故障排除

a.原料有关的问题（容重，糊化，粘弹性）。1.原料是否变质。2.配料是否错误。3.配方组合分配比是否正确合理。4.油脂添加等。3故障排除

机械有关问题。1.驱动。主要部件是电机减速器和止推轴承。驱动问题表现为转速改变和/或不能产生要求的扭矩。2.喂料系统，应检查其驱动稳定性。3.加热和冷却系统。4.螺杆，机镗和压模磨损正常运转寿命可以变动在200~2000小时内。挤压机的磨损使螺片与机镗的间隙加大，压模的磨损使模头压力和产品的大小，形状发生改变，挤压机的磨损一般发生在压缩区的末端，压缩区的磨损会降低熔化能力，导致温度不匀和压力波动，熔化区的磨损会减低泵压能力。挤压机螺杆和机镗最主要的磨损机理是黏附，摩擦和腐蚀，磨损。而压模只有摩擦和腐蚀，磨损。膨化工艺的操作技能

二、操作流程一、单螺杆膨化机的操作主要结构

(一):喂料仓

(二):喂料绞龙

(三):DDC（双轴差速调质器）

(四):挤压机

(五):切割装置

(六):管路系统

(七):全自动控制系统主要技术参数和性能指标1．型号说明 型号为SJPS215，165膨化机饲料机械螺杆直径水产饲料挤压膨化

BCTH-125HT/20D

长径比高的扭矩螺杆直径挤压机类型主要技术参数和性能指标2．主要技术参数：MY-215膨化机；MY165膨化机。螺杆直径（㎜）215165

长径比（L/Ds）1313

主电机动力（KW）250160

切割速度（r/min）280-3000rpm可调（5-100Hz）切割器动力（KW）5.53.0

调质器双轴差速调质器动力（KW）2218.5

螺旋喂料器动力（KW）3（5-100Hz）1.1

喂料仓动力（KW）2.22.2产能（T/H）7～84～6MY-165，215的基本配置喂料装置

保证物料能稳定、恒定流量的通过喂料器进入调质。喂料装置的特点间歇式自动进料差重式称重理想的破拱设计变频喂料用计算机直接控制喂料量

（精确度０.１kg）关于膨化腔的说明牧羊MY-165膨化机挤压器部分共有5段膨化腔；MY-215膨化机挤压部分共有6段膨化腔。每段膨化腔的总体结构大体相同；膨化腔上部的管路联入：一种是进腔体，另一种是进夹套；进腔体的流体是直接加到膨化腔内部，进入物流；夹套存在的作用：通过对夹套中加蒸汽或冷却水，可让膨化腔的温度保持在需要的范围内。

单节膨化腔剖面示图切割装置管路系统

膨化水产饲料过程中，在主机设备正常运转情况下，实际上主要是对不同产量下对相应的水和蒸汽注射量的调节，以生产出合格产品。因此，熟悉掌握管路系统的构造和原理对于水产膨化操作人员来说至关重要。MY-165膨化机管路系统对重要的水、汽添加在触摸屏上实行自动控制，系统分为以下两部分：水路系统：1DDC（调质器）加水（自来水）

2膨化腔加水（自来水）

3夹套冷却加水（自来水）

4油泵冷却加水（自来水）

蒸汽系统：1DDC（调质器）蒸汽注射

2膨化腔蒸汽注射

3夹套蒸汽注射自动控制系统

牧羊-MY165膨化机PLC控制系统是一个全面自动化的控制系统。在这个系统中选用了一些先进的控制组件，结合本系统的设计方案确保本系统能成为一个优越的、稳定的、操作简便的智能型控制系统。MY-165，MY215操作与保养生产时必需具备的要素

原料；蒸汽的要求；水的要求；其他液体添加的要求电的要求；牧羊MY-165，MY215生产流程（一）(1).

操作：触摸屏“生产工况”画面，切换“自动”，按“启动”触摸按钮。动作（有时间先后）：确认DDC出料口旁通在旁路；

DDC开始运转，星三角启动完毕；系统自动向喂料仓中加料；（如喂料仓中物料达不到设定上限）喂料铰龙运转；喂料仓破拱电机运转牧羊MY-165，MY215生产流程（二）(2).当DDC出料口有料出来时，启动水泵电机，向

DDC中加水、蒸汽调质；

(3).调质物料；

(4).启动油泵电机。此时报警器会“启动预警”。启动主电机、切刀电机；

(5).主电机启动完毕后，切换旁通，料进膨化腔，同时向膨化腔中加一点水润滑；牧羊MY-165，MY215生产流程（三）(6).看主电机电流。如电流比正常过大，且超过设定上限，旁通会自动打出物料，待空载时，打进物料。有两个原因：调质器出料口有部分没有调质的干料；膨化腔中有部分没有洗清的物料变干。

(7).看料形，调整切刀转速，以期加工长短适宜的颗粒。

(8).定时检查料型，注意主电机负载。停机时注意事项

(1).等主电机负载变为空载后停主电机；(2).切断主电机电流时应该立即向膨化腔中加水润滑、稀和膨化腔中残余的物料；(3).加水冷却各节膨化腔；(4).当主轴停止转动后才能停切刀电机；(5).及时打开切刀架，清洗膨化腔；(6).可在清洗后向膨化腔中加一点水；(7).清理切刀装置。一般故障及排除方法（一）

故障原因排除方法1.膨化腔温度达不到要求的额定温度蒸汽调质温度低，夹套温度低提高调质温度，提高夹套温度2.堵塞不出料或出料糊状稀料a)供水蒸汽压力及给水量或蒸汽量太小或太大b)模孔被堵严重a)调整水蒸汽压力及供给量b)停机清理3.产量下降a)压力环磨损b)螺头磨损严重.a)更换压力环b)

更换螺头4.正常工作后突然不出料a)短时进料太多或断料b)模孔堵塞a)停机检查b)停机检查5.膨化颗粒料直径太大或太小a)出料端模孔太大或太小b)调质温度过高或过低a)按要求配置适当的模孔尺寸b)调整调质温度一般故障及排除方法（二）

故障原因排除方法6.膨化颗粒料太长或太短切割速度太高或太低调整切割传动转速7.产品排出模孔之前被堵塞a)原料的粒度相对于模孔尺寸来说显得太大b)水量不够,不足使物料产生流动a)粉碎原料b)加大初始流量,并在产品进入筒体之前就开始加水8.产品成形差a)原料配方不适当b)加工温度太高或太低c)物料进入不衡定d)产品水分含量太高或太低e)切断速度不正确f)刀片磨损g)粉碎粒度太大a)改变原料配方b)重新组合机筒内的部件c)调整到均匀进料d)降低或提高加水或加蒸汽量e)调节适当的转速f)换刀片g)原料粉碎细一点,达到一定的粒度产品维护及保养(一)设备运转每班后内外要打扫干净，尤其是膨化腔内不得留存物料，

以免冷却结块后难以清理；

膨化腔主轴大皮带轮要注意经常清扫，不得积灰太多，

否则会使皮带轮不平衡引起膨化腔振动；膨化腔主轴承采用润滑油润滑，进料调质器及其传动装置轴承及其它轴承部分采用润滑脂润滑；润滑油名称及代号：ISOVG68轴承油

(建议选用:美孚中重级系统循环油VG68)

润滑脂名称及代号：特221号润滑脂

(SY1525-82)

产品维护及保养(二)主轴承座必须定期更换新油，第一次换油时间为工作2个月左右，以后每隔一年更换新油；换油时要求放空全部旧油,并用压缩空气清理油箱.其它轴承部位，每工作48小时，注润滑脂一次；

蒸汽调质器上的链条传动机构要经常进行润滑；

无故不宜随意调整蒸汽管路上的元件,保持各元件干燥,清洁；拆卸螺头，不得重敲；

要保持膨化机和其周围环境的清洁。润滑脂润滑点所有转动部件①喂料器减速电机；②喂料器壳体两端轴承；③调质器电机；④调质器壳体两端轴承；⑤膨化机主电机；⑥进料膨化腔与轴承座连接这一侧的油杯加油口；⑦切割装置电机⑧切割装置滑动轴承。润滑脂名称及代号：钙基润滑脂ZG3(GB491-1987)其它轴承部位，每工作48小时，注润滑脂一次。BUHLER

Operatinginstructions

操作说明

一．Descriptionoftheoperation（具体操作分类介绍）

1．Generaldescriptionforvalueinput（数值输入总则）a,输入格前的光标可通过箭头（3）或（4）来移动b.如果对某一输入方块输入数值，光标必须位于其左方位置。C.当回车键（5）或数字键被按下时，会出现一个窗口且目标数值被输入要终止输入，再按回车键（5）一次即可.d.如果输入不正确的数值，用退格键（2）即可完成。要关闭输入窗口且不修改数值，重复按几次退格键即可2．2．Generaldisplaystructure(一般显示结构)BCTB operationdata page1/4 180399 BUHLER14:27:36Recipenumber(配方编号) Automatic(自动状态)Recipename(配方名称)。。。。。。。。。 REST-POSITION 201:MessageFeedrate(喂料速度) 0kg/h0kg/hConditioner(调质器) OFFExtrudershaftspeed(挤压机轴速)0Rpm0RpmONExtrudershafttorque(挤压机转矩)0%Extruderoutletpressure(挤压机出口压力)0Bar33Extruderoutlettemperature(出口温度)0℃Cutterspeed(切刀转速)0Rpm0Rpm OFFFunctionlocked(操作者信息)﹥page(f1)start(f2)stop(f3)﹥prod(f5)stop-Fd(f6)rHorn-Res(f7)AlmRes(f8)﹤page(f9)Autom(f14)Manual(f15)Exit(f16)3．Descriptionofthevariousscreendisplaypages(不同屏幕下的注解)Menu（菜单）18.03.99BCTBMenu14:27:36BUHLERF2Operationdata(运行数据)F10productionstatistic(产量统计)F3Recipedata（配方数据）F4Machineparameters（机器参数）F5Alarmmemory（报警记录）F6Service（维护）Operationdatainautomaticoperation(page)(自动运行数据第一页)Key(键)MeaningandFunction(意义及功能)F1﹥page 切换至下一页F9﹤page切换至上一页F2start自动运行启动/在停车阶段按下此键系统将转向起动F3stop自动运行停车键F5﹥prod开始从起动阶段切换至运行阶段F6stop-Fdr在停车阶段停止喂料F13st-Extr启动挤压机F14Autom.Remote切换现场操作和远程操作F15Manual切换手/自动操作/在起动或运行阶段切换无效Operationdatainautomaticoperation(page4)Extrudershafttorque(挤压机轴转矩)0NmExtruderpower(挤压机功率)0KwSpec.mech.Energy(SME)(产能)0Wh/KgExtruderthroughput(挤压时产量)0Kg/hOperationdatainmanualoperation(page1)(手动运行数据第一页)F2Start/StopConditioner(启动/停止调质器)F3Start/StopExtruder(启动/停止挤压机)F4Start/StopCutter(启动/停止切刀)F5▼Closecouplingjaws(闭合联轴器)F13◆Opencouplingjaws(打开联轴器)F6 ◄▌Extractthescrews（从挤压腔中退出螺杆）F14►▌Screwextractioncylinderreturn(将螺杆装回挤压腔)Currentrecipedata(page1)(当前配方数据)

开始（start运行(operation)停止(stop)Feedrate(喂料速度)0Kg/h0Kg/h0Kg/hExtrudershaftspeed轴速0Rpm0Rpm0RpmCutterspeed(切刀转速)0RpmProductionstatistic(生产统计)F4清除短期数据F5清除长期统计数据

B各报警显示及清除00参数丢失