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影響擠壓膨化機工作的因素
閱讀：1158 發(fā)布時間：2010-10-26影響擠壓膨化機工作因素主要有眾多，而且是相互影響，具有自變量和應(yīng)變量的關(guān)系。因此，如何統(tǒng)盤考慮是一個較為復(fù)雜的問題。為此，同一臺擠壓膨化機要達(dá)到同一個質(zhì)量的產(chǎn)品，可用不同的工藝參數(shù)即不同的操作方來獲得相同產(chǎn)品。所以，將擠壓膨化機操作稱之是一種藝術(shù)一點多不過分。該機是飼料加工廠設(shè)備中操作水平要求zui高一種機型?？偟脕碚f：影響擠壓膨化機工作因素主要是：1原料；2擠壓膨化機性能；3操作。
這些因素主要是影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品生產(chǎn)率、操作穩(wěn)定性等。
現(xiàn)僅對原料、擠壓膨化機性能中有關(guān)問題進行討論：
（一）、原料：由于飼料原料有能量、蛋白、維生素、微量元素及添加劑等數(shù)十種組分組成。而影響擠壓膨化機加工性能的主要是能量、蛋白。影響?zhàn)B殖效果不僅是與能量、蛋白的組分有關(guān)，而且與添加量微量的維生素、微量元素及添加劑等組分更為重要?，F(xiàn)就擠壓膨化機的原料影響加工性能和加工引起的養(yǎng)殖性能的有關(guān)問題進行討論：
1）、飼料的組份種類很多，其物料性質(zhì)不相同，影響調(diào)質(zhì)效果亦不同。
根據(jù)其主體的組份及物料性質(zhì)分為蛋白型、淀粉型、纖維型、肪脂型、熱敏型等，不同特性的原料應(yīng)選擇機型不同或擠壓膨化機操作的工藝參數(shù)應(yīng)不相同。這方面大家都比較了解，亦就不作贅述。
2）、飼料的含水量及含脂肪量
單螺桿擠壓膨化機當(dāng)飼料含水量不能大于30%、脂肪含量不大于10%否則單螺桿無法正常工作。
如含水量大于30%、脂肪含量大于17%，需用雙螺桿擠壓膨化機。
同時飼料含水量高對于飼料滅菌有利，所以。在相同調(diào)質(zhì)效果時，雙螺桿擠壓膨化機的飼料滅菌效果優(yōu)于單螺桿擠壓膨化機。原因見后面物料的水分分析。
飼料有一定的含脂量可減少飼料對螺桿、機筒的磨損，由于雙螺桿擠壓膨化機可大于脂肪含量大于17%，為此，雙螺桿擠壓膨化機在加工高脂肪時螺桿、機筒的磨損可優(yōu)于單螺桿小。
3）、水產(chǎn)飼料的粉碎細(xì)度：
水產(chǎn)飼料原料的粉碎細(xì)度主要是能量、蛋白原料及微量元素的粉碎。
（1）、能量、蛋白原料的粉碎細(xì)度：
魚蝦飼料原料粉碎細(xì)度常用的能量、蛋白原料粉碎細(xì)度魚為40目左右，蝦為95%通過80目、粒度為0.237mm。由于魚體內(nèi)的消化系統(tǒng)優(yōu)于蝦體，所以，魚的現(xiàn)用的粉碎細(xì)度能符合養(yǎng)殖要求。而蝦的粉碎原料的細(xì)度尚可商榷，粉碎細(xì)度的確定，應(yīng)根據(jù)水生動物的消化特性和擠壓加工中粉料所處的溶融狀態(tài)，只要經(jīng)擠壓膨化機的調(diào)質(zhì)、揉合后，能使粉料粒度水生動物的消化系統(tǒng)能適應(yīng)，調(diào)質(zhì)、揉合后使粉料粒度能處于溶融狀態(tài)，物料能均勻地從膜孔中擠出為準(zhǔn)。顯然粉碎粒度決定于溶融效果，即淀粉和蛋白是否完變性有關(guān)與其他因素基本無關(guān)。只要擠壓膨化機的調(diào)質(zhì)和揉合溶融效果好的機型，粉碎細(xì)度粗一些亦無妨。但過粗的顆粒，調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)效果又不好，在進料段的物料尚未進入溶融狀態(tài)，粒度越粗螺桿和機筒磨損越大，為安全、可靠、減少過粗的粒度對螺桿和機筒磨損，過粗的粒度仍不宜采用。粉碎細(xì)度的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與擠壓膨化機擠壓螺桿揉合溶融性能及調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)性能來確定。以獲得粒度。如果調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)性能好、螺桿揉合溶融性能強的擠壓膨化機進能量、蛋白飼料的粉碎粒度在魚飼料為40目左右，蝦飼料為60～70目已滿足使用要求。對人家的經(jīng)驗需了解該經(jīng)驗是在什么條件下形成的，自已與他有什么差別，自已要做到心中有數(shù)。
（2）、微量元素的粉碎細(xì)度
現(xiàn)對微量元素的粉碎粒度進行討論：目前飼料廠各類微量元素等組分的細(xì)度大多在左右100目左右，粒徑在0.18mm。微量元素在擠壓過程中難以
實現(xiàn)溶融效果，仍以顆粒狀態(tài)出現(xiàn)。對幼小水產(chǎn)養(yǎng)殖對象而言，如要在混合均勻的前提下確保每天食進的每種微量元素的顆粒應(yīng)符合概率誤差要求，食進的微量元素zui小顆粒數(shù)不應(yīng)少于8～10粒。
對于蝦而言每天投餌料量應(yīng)與體長有關(guān)。按蝦的體長日投餌料量為：Qe=0.017L1.5g，L為體長（cm）?，F(xiàn)根據(jù)蝦的體長來計算日投餌料量如下：體長為1cm、2cm、3cm、5cm分別進行計算得：0.017 g、0.038 g、0.088 g、0.19 g 。
蝦長1cm、 2cm、3cm、5cm時微量元素粉碎粒徑計算：蝦飼料組分中能量、蛋白組分占95～98%。常量占2～3%（維生素等熱敏組分為擠壓膨化后加入）， 微量元素（預(yù)混合飼料其中微量元素占10%）占1%左右。
蝦長1cm時，蝦每天食進的微量元素總重量分為：0.000017g 、0.000038g、0.000088g、0.00019g 。
蝦的微量元素常用品種有6～8種，為了混合均勻，每天食進各種微量元素至少應(yīng)有8～10粒，才能滿足食進營養(yǎng)誤差的要求，為此，1cm、 2cm、3cm、5cm蝦每天食進每粒微量元素的平均重量分別為：0.00000035g 。0.00000079g 、0.0000018g、0.00000395g。
微量元素以硫酸銅為例（如添加量在20 g/t，混合比1：50000），硫酸銅容重1t/m3=1g/cm3，微量元素zui大粉碎體積體積分別為蝦長1cm時食進每粒微量元素的體積：0.00035 mm3、0.00079 mm3、0.0018 mm3、0.00395 mm3。
蝦長2cm、3cm、5cm 時食進時微量元素的粉碎粒徑應(yīng)分別為：0.087 mm、0.11 mm、0.15 mm、0.196 mm。
從上分析可知蝦長在3cm以下時微量元素粉碎粒徑在100目不*符合要求，粒徑應(yīng)小于180～200目才能滿足使用要求。對蝦長在3cm以上的微量元素粉碎粒徑在100目已滿足要求。微量元素添加量小于20 g/t的物料粒徑來看，100目細(xì)度更不符合要求，必須小于180～200目。
（二）、擠壓膨化機性能
擠壓膨化機主要有喂料系統(tǒng)、調(diào)質(zhì)器、擠壓膨化系統(tǒng)、割刀系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機座等幾部分組成。螺桿、機筒無疑zui為重要部分，是決定擠壓膨化機性能的主體。由于擠壓膨化機螺桿、機筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響擠壓膨化機影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量zui關(guān)鍵的因素，加工不同原料，螺桿的參數(shù)或螺桿的組合應(yīng)跟隨變化，才能獲得較理想的擠壓膨化效果。但調(diào)質(zhì)器的性能優(yōu)劣，同樣嚴(yán)重影響擠壓膨化技術(shù)能否得到充分發(fā)揮的關(guān)鍵。亦是確保擠壓膨化機性能的重要因素。由于螺桿、機筒等部分其他專家談得較為全面，我就不多贅述，現(xiàn)就調(diào)質(zhì)器對的擠壓膨化機擠壓效果進行討論：
1、飼料調(diào)質(zhì)的機理：飼料調(diào)質(zhì)就是飼料水熱處理的過程，飼料調(diào)質(zhì)實際是氣相（蒸汽）、液相（細(xì)微水分散的水滴）的熱量、質(zhì)量（水分）向固相（粉狀物料）傳遞熱量和質(zhì)量的過程。蒸汽在飼料調(diào)質(zhì)過程中，它既是傳熱體，又是傳濕體。而且，飼料在調(diào)質(zhì)過程中熱量和質(zhì)量不斷地發(fā)生變化， 調(diào)質(zhì)亦是蒸汽中的熱量和質(zhì)量通過粉狀顆粒物料的外表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)移的過程。
粉狀物料的調(diào)質(zhì)是蒸汽均勻圍繞粉狀物料的周圍，靠近顆粒物料的表面形成界面層，調(diào)質(zhì)過程的傳熱和傳質(zhì)的速度，決定于蒸汽和粉狀顆粒物料內(nèi)部與界面層的溫度梯度、速度梯度、濕度梯度、物料性質(zhì)（密度、顆粒大小、含水量）等因素。
2、調(diào)質(zhì)的目標(biāo)和要求: 飼料粉料在調(diào)質(zhì)過程中水和熱共同作用下，使粉狀顆粒物料軟化。調(diào)質(zhì)軟化要求是，能使顆粒物料中心都達(dá)到軟化為*,只是調(diào)質(zhì)的目標(biāo)和要求。
4、飼料調(diào)質(zhì)過程:
當(dāng)?shù)蜏睾秃葺^低的固相粉狀物料進入有一定轉(zhuǎn)速的調(diào)質(zhì)器內(nèi)，蒸汽壓力從200kpa~400kpa降為常壓，蒸汽溫度為120℃~143℃降為100℃，這就開始進行生粉料的調(diào)質(zhì)熟化的過程。
調(diào)質(zhì)過程中蒸汽中的水蒸汽分壓高于粉狀顆粒物料表面水蒸汽分壓， 為此，粉狀顆粒物料表面不斷地吸收水蒸汽中的水份（見圖7是從1---4為物料吸收水的過程）。此時，粉狀物料表面水份高于物料的內(nèi)部水份（即濕度梯度）。物料表面水份和內(nèi)部水份之間有水分壓差，并遵循水分壓高物料表面水份和內(nèi)部水份之間有水分壓差，并遵循水分壓高的區(qū)域向水分壓低的區(qū)域流動的規(guī)律。所以， 粉狀顆粒物料不僅表面吸附水份，而且,向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。粉狀顆粒物料在調(diào)質(zhì)器的打板打擊和翻動下，達(dá)到調(diào)質(zhì)的目的。
圖7 物料吸收水的過程
5、調(diào)質(zhì)器的結(jié)構(gòu)
1）、zui常用有雙筒差速調(diào)質(zhì)器是高速調(diào)質(zhì)和低速保溫相結(jié)合，其結(jié)構(gòu)基本符合上述調(diào)質(zhì)的基理，調(diào)質(zhì)性能較好，但由于雙筒差速調(diào)質(zhì)器的結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)不同其調(diào)質(zhì)效果仍有差別。
2）、物料的水份:是影響調(diào)質(zhì)效果的重要因素，在調(diào)質(zhì)溫度， 調(diào)質(zhì)時間相同情況下， 物料的水份含量高，其調(diào)質(zhì)效果優(yōu)于水份低的物料，由于微生物對濕熱的抗性較差，在蒸汽的作用下微生物能在周圍介質(zhì)中吸取高溫的水份，因而，對微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)的凝固有促進作用， 加速微生物死亡（濕熱物料微生物死亡時間為較低水份物料的1/3）。所以，在物料的水份含量高的條件下沙門氏菌等霉菌及致病菌和植物血球凝結(jié)素、蛋白酶抑制劑有害因子破壞和滅活度高，同時淀粉糊化度亦高 。為此，物料水分高的雙螺桿擠壓膨化機對有害因子破壞和有害微生物滅活度均優(yōu)于單螺桿擠壓膨化機。
以上討論可知要獲得較好的擠壓膨化效果，因素眾多，應(yīng)必須根據(jù)產(chǎn)品要求，原料的特性，調(diào)整擠壓膨化機螺桿組合，控制調(diào)質(zhì)器有關(guān)參數(shù)，確定調(diào)質(zhì)的參數(shù)。才能獲得較好得擠壓膨化效果。