膨化机基本操作技术

1膨化机基本操作技术恒兴集团运营管理中心2008.11.302主要内容：•一.膨化生产质量物理外观要求•二.加工质量影响环节原因分析•三.影响膨化饲料加工质量主要环节权重•四.原料理化特性对膨化加工的影响•五.水与蒸汽压力设置•六.膨化机组基本结构•七.膨化机操作•八.配方\工艺\操作三者相互关系•九.膨化机常见事故分析和排除方法•十.注意事项31.能顺利生产0.8、1毫米的小料；2.0.8～3.0毫米的小料出模时形状成球形，大于3小于5毫米的料出模时近似球形。颗粒大小应均匀、表面光滑、不脱皮，泡水10分钟要透芯。3.5毫米以上的料，颗粒大小要均匀，弹性好，表面光滑、不脱皮、不开裂。泡水20分钟内要透芯。4.成品水分差异在±1%以内。5.膨化料熟化度要达到85%以上。沉水料中不会出现浮水现象，浮水料中不会出现沉水现象。一.膨化生产质量物理外观要求4二.加工质量影响环节原因分析5三.影响膨化饲料加工质量主要环节权重6•1.粉碎粒度：•粗的物料粉碎颗粒：•产品膨化系数减小，易堵模；•影响前调质和挤压混揉效果；•挤压机磨损大、机械能耗高；•产品颗粒外观较粗糙。•注：依据产品别和挤压要求,确定最经济的粉碎粒度。四.原料理化特性对膨化加工的影响7•2.淀粉:•淀粉有交强的吸水性；•糊化后的淀粉可增强物料的粘性；•在最终产品中起膨化和粘合的双重作用。即淀粉粘结功能和膨化功能都很好。•合理偏高的淀粉含量：•膨化系数增加，浮水率提高；•挤压操作宽度大，品质易稳定；•物料流化性能好，利于饲料成粒，有助于改善颗粒外观质量。•由此，浮性料要求：淀粉含量：≥20%•沉性料要求：淀粉含量：≥10%8•3.粗脂肪:•挤压前，当含量≤12%时（单轴机≤8%），不会影响粘结功能和膨化功能。•当含量＞12%时，粘结功能和膨化功能会变差，应相应增加机械能和蒸汽热能；•物料均质差，品质易不稳定；•产品粘性减小，耐水性降低；•影响挤压温度压力,膨化力减小，产品浮水率降低。9•4.粗蛋白：•粗蛋白拥有吸水性、弹性和凝固性；•品种来源很重要(含量高)：•动物蛋白粘结功能和膨化功能差，同时，品种来源膨化性能差异较大，植物蛋白粘结功能和膨化功能一般，品种来源膨化性能也有差异；•磨擦系数小，设备磨损降低，压模稳定工作面积须减小；•产品组织化好，粘弹性增加。10五.水与蒸汽压力设置1.供水压力：（1）调质器：0.4Mpa。（2）膨化腔：0.4Mpa。（3）膨化腔夹层：0.4Mpa。2.蒸汽压力：（1）调质器：0.20～0.25Mpa（2）膨化腔：0.50～0.60Mpa（3）膨化腔夹层：0.50～0.60Mpa11六.膨化机组基本结构喂料仓螺旋喂料器调质器挤压部件切割装置12131.喂料仓的作用•均匀地将物料送入螺旋喂料器;•防止物料突然结拱而导致断料；•在称重喂料系统中起到容器的作用；•调节物料的密度，保持供量均匀，确保膨化机进机物料密度一致。142.螺旋喂料器作用与控制•(1)螺旋喂料器作用:•接受喂料仓输入的物料;•将设定重量的物料送入调质器。15（2）喂料器控制:根据膨化机模板开孔面积来确定。浮水料250～280mm2/吨.小时；沉水料500～700mm2/吨.小时。其中小模孔、低档料选用低值，大模孔、高档料选用高值。163.调质器（DDC）作用与操作•(1)调质器（DDC）作用:•A.将物料与蒸汽、水或其他液体充分混合;•B.使物料在一定温度和一定含水率的条件下保持一定的时间，以达到预熟化的目的。17(2)调质器（DDC）操作:A.机器配置上应先喷水后喷汽。喷水应雾化；喷汽量应两头小中间大。B.调质器中的物料在浆叶的作用下要往上抛，充分地与蒸汽接触，提高调质效果。C.蒸汽进入调质器前应排清管道中的冷凝水。D.调质水分的控制：物料调质后进入膨化机时的水分，浮水料20～25%；沉水料28～32%。E.物料调质温度T的控制:沉水料90～96℃，浮水料98～104℃。配有密度调节器或真空喷涂机的设备，生产沉水料时，可参考浮水料的制程条件生产。18调质水分的控制：设：调质后总水分为V，进入调质器前物料本身所含的水分为V1，调质中直接喷水量V2，物料在调质中蒸汽升温所增加的水分为V3。则：V=V1+V2+V3（%）V1=7～9%（按物料的实际水分含量计）V3=（T-t）/16.3（%)）其中：T—调质后物料温度（℃）t—调质前物料温度（℃）16.3—物料在0.2Mpa饱和蒸汽调质下,每增加1%水分,物料本身的温度理论应提高16.3℃。19注：0.2Mpa饱和蒸汽蒸发总焓值650.68kcal/kg。饲料比热1.67KJ（千焦）≈0.4kcal（千卡）/kg.℃，1kcal=4.1868KJ0～100℃空气定压比热0.24kcal/kg.℃根据上述理论推算，设浮水料调质后温度100℃，进入调质器的料温30℃，则物料在0.2Mpa饱和蒸汽加温增加水分V3：V3=（100-30）÷16.3≈4.3（%）实际上向调质器添加蒸汽的量要比物料吸收的量大得多，由于调质器构造的差异，热效率也会有所不同，实际上调质蒸汽用量比物料吸收量大1.5～1.8倍。直接加水量V2=V-V1-V3（%）20举例说明：珠海恒兴用146×2膨化机生产淡水鱼料107模板规格：5.0mm—93孔,总面积=1825mm2确定喂料量：G=1825÷240=7.6T.h进入调质器前物料水分：V1=9%物料调质控制温度T=100℃，本身t=30℃。物料调质水分增加：V3=（100-30）÷16.3≈4%调质后设定水分：V=25%直接向调质器添加水量：V2=V-V1-V3=25-9-4=12%总量=G·V2=7600×12%=912kg.h调质器蒸汽耗用总量≈1.6V3·G≈1.6×4%×7600≈486kg.h214.膨化机的结构及工作原理进料口膨化腔添加口夹套进口泻压口螺杆出料切割22•（1）膨化机工作原理：•A.物料进入膨化机中，螺杆螺旋推动物料形成轴向流动。•B.由于螺旋与物料，物料与机筒，以及物料内部的机械摩擦，物料被强烈的挤压、搅拌、剪切，其结果物料被进一步细化、均化；23•C.随着压力的逐渐加大，温度相应升高，在高温、高压、高剪切条件下，物料的物性发生变化。由粉状变成糊状，淀粉糊化，蛋白变性，纤维质部分降解、细化，致病菌被杀死，卫生指标提高，有毒成分失活。•D.当糊状料从模孔喷出的瞬间，在强大的压力差作用下，物料被膨化、失水、降温，膨化产品结构疏松、多孔、酥脆，且有较好的适口性和风味。24•（2）螺杆结构：25•（3）膨化腔结构：26•单节膨化腔剖面示图：27•（4）压模结构：28•A.膨化机产量与模板的关系：29•B.开孔面积的计算：30•压距设计参数：•a.孔径≤1.5mm:•压距为1mm。•b.孔径≥2.0mm:•压距为1.5～2mm。•压距与产品外观关系：•a.模孔压距短：产品表面多孔、球形外形。•b.模孔压距长：产品表面光滑、圆柱体外形。•C.模孔结构有效压距控制：315.切刀装置•（1）切刀的作用:将挤出物切割成一定长度的颗粒。横梁支撑架切割装置悬挂调节装置32手轮电机切刀位置锁紧•（2）切刀的控制关键点：切刀数量、类型（软、硬刀）、切刀转速等三点。切刀的线速度必须远大于膨化机挤压物的出模速度，切刀的速度越快，物料的切口就越整齐。在保证颗粒长度不变的情况下，切刀片数越少，切刀的线速度就越快。33•（3）切刀结构选型要求：•模孔≤Φ2.5mm:选刀片厚度0.4-0.6mm极易调整；•模孔≥Φ2.5mm:选刀片厚度0.6-1.2mm耐磨时间长；•配方皮毛棉含量多时：用硬切刀片有利于产品成形；•颗粒空心或异形时：刀刃结构切割角度有特殊要求;•切刀数量和转速：出模挤压力和喂料速度高低而定。34下表是湛江特种厂的切刀装置，仅供参考。模孔直径（mm）165膨化机146×2膨化机刀片数刀型刀片数刀型＜￠2.015软刀12软刀￠2.5～￠4.510软刀12软刀＞￠5.05硬刀6软刀35七.膨化机操作361.生产必备要素•原料；•蒸汽的要求；•水的要求；•其他液体添加的要求；•电的要求。372.膨化机操作要领⑴根据生产品种选好模板：模孔直径=产品直径/膨化系数（沉水料1.1～1.2，浮水料1.6～1.8）。⑵膨化腔夹层温度控制：利用双向阀向膨化腔里通蒸汽或冷却水。生产沉水料时，进料之前先通蒸汽预热，进料后再通冷却水冷却，夹层温度控制在50～70℃；生产浮水料时，进料之前先通蒸汽预热，进料后，进料端的第一个夹层通冷却水冷却，其它夹层温度控制在130～140℃。38⑶膨化腔直接添加蒸汽阀门控制：生产沉水料时，此阀门不开；生产浮水料时，此阀门是否打开应由出模物料的膨化效果来确定，如果膨化度不够，是膨化腔里的温度和压力偏低，此阀门应打开向膨化腔补充蒸汽，或者提高主机转速。浮水料出模时压力3.0～4.0Mpa，温度120～135℃。⑷膨化腔直接添加水阀门的控制：仅用于生产后清洗膨化腔。⑸主机转速控制：主机转速越高，机械能损耗就越大,机械能转换热能的量就越多。当产量、水和蒸汽添加量不变的情况下，改变主机转速即可改变物料的膨化度。393.膨化机操作技能⑴要掌握主机转速、主机电流、产能、模板开孔面积与物料膨化度的相互关系；⑵要掌握水和蒸汽的添加量对物料膨化度的需求和影响；⑶在主机载荷的允许条件下，探索不同产品的最大产能。产能模板膨化度水和蒸汽主机转速404.产品浮水率与挤压条件控制•提高产品浮水率：•加大蒸汽热能的输入，减短模孔有效压距；•调节螺旋组态与提高螺杆转速,增加机械能输入;•减小模孔工作面积，提高挤压膨化力;•降低单位产量，延长挤压滞留时间;•合理控制加水量，增大挤压膨化力。•注：产品容重处于480g/L是沉/浮水的临界点！415.提高产品颗粒均匀度•A.因模孔出料速度快慢不一或物料均质不均匀引起;•B.调整螺旋组态延长滞留时间，增加混揉均质能力；•C.调节挤压产量和挤压模开孔面积使得相互匹配；•D.合理控制挤压水分含量，防止产品颗粒挤压形变；•E.检查螺旋衬套磨损情况，防止挤压力不均匀；•F.严防挤压模模孔堵塞或模孔不均匀磨损。426.防止产品色泽巨变：•A.挤压膨化水分含量越低，产品颜色越浅;•B.调质、挤压温度越低，产品色泽越浅；•C.物料挤出前进行抽/排气会严重影响产品色泽，导致产品颜色变深；•D.合理分配油脂内加与外喷涂量,保证喷油均匀。•注：指产品配方原料品种比例一定的条件下。43八.配方\工艺\操作三者相互关系441.配方设计•（1）配方设计科学：•设备操作宽度变化大；•产品品质极易波动；•影响产品合格率高低。45•（2）挤压膨化性能较好的原料:•A、淀粉类原料:高筋面粉、玉米粉、马铃薯淀粉等;•B、植物蛋白原料:低温豆粕、小麦蛋白、玉米蛋白粉等;•C、动物蛋白原料:进口白鱼粉、蒸汽鱼粉、鸡肉粉等;•D、微生物蛋白原料:啤酒酵母粉等;462.水产膨化饲料生产工艺47•（1）工艺设备：•设备选型和工艺设计科学合理时：•􀂇配方设计宽度大；•􀂇设备操作宽度大；•􀂇产品品质易稳定。48•（2）加工工艺设备关键控制点：•A.粉碎粒度控制原则：•压模孔径要求：筛片孔径1/3压模孔径,且筛片最大孔径不超过Φ1.2mm；•产品外观要求：挤压膨化过程物料粉碎粒度越细，产品外观越好；•养殖品别要求：依据养殖品种，经济合理的控制物料粉碎细度。49•B.半成品粉料筛选除杂:•挤压模孔Φ2.0mm以下时，粉料须经过30-40目筛网筛选除杂;•挤压模孔Φ2.0mm以上时，粉碎须经过24-30目筛网筛选除杂。50九.膨化机常见事故分析和排除方法事故种类主要原因解决方法大颗粒料有脱皮现象熟化度不够；面粉量、筋度或粘度不够。提高膨化温度；（增加蒸气、喂料量或主机转速）选用足量的优质面粉。成品料含粉多膨化系数过大；面粉的量、筋度或粘度低；回机料添加过量。降低膨化腔温度和压力；选用足量的优质面粉。回机料≤10%。成品膨化度不够压力不够大；温度偏低；面粉含量少。减少加水量；增加喂料量；增加蒸汽量；提高主机转速；增加面粉量。颗粒