挤压膨化机的原理和选用建议

 1  单螺杆挤压膨化机

      单螺杆挤压膨化机的螺杆由一根轴把各种结构的螺杆单元连接组成。整个螺杆由三段组成：喂料段、揉合段及熔融均化段。物料从喂料口进入机筒后，在螺杆中经历固体输送、熔融和均化过程，使物料从松散状态转变成连续可塑的面团状。

      在单螺杆挤压腔中物料基本上紧密围绕在螺杆的周围，呈螺旋形的连续带状，螺杆转动时物料沿着螺旋就像螺母一样向前移动,但当物料与螺杆的摩擦力大于物料与机筒的摩擦力时,物料将与螺杆产生共转,这就不能实现对物料的向前挤压和输送作用了。当物料的水分、油分越高，这种趋势就越明显。为避免这些问题，现在大多数的单螺杆挤压膨化机采用分段式，单、双螺旋，压力环与捏合环交错排列的组合螺杆和内壁开槽机筒，以适应机腔内物料的变化情况。

      2  双螺杆挤压膨化机

      双螺杆挤压膨化机是多螺杆挤压膨化机中的一种，是在单螺杆挤压膨化机的基础上发展起来的，在双螺杆挤压膨化机的机筒中，并排安放两根螺杆，故称双螺杆挤压膨化机。根据螺杆的相对位置可分为啮合型与非啮合型，啮合型又可分为部分啮合型和全啮合型；根据螺杆的旋向可分为同向旋转与反向旋转两类，反向旋转又可分为向内和向外两种。

     同向旋转式双螺杆压力区性质不同，物料在套筒内腔受螺杆的旋转作用，产生高压区和低压区。显而易见，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分的间隙形成逆流。产生逆流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，结果使物料呈“∞”字形前进，改变料流方向。这不仅有助于物料的混合和均化，而且还使螺杆的齿槽间产生研磨(即剪切)与滚压作用，出现压延效应，这个效应与反向螺杆压延效应相比要小得多。当然，压延效应小，物料对螺杆的磨损也就减小，物料就是这样经过输送、剪切、混合和机筒外壳的加热，在高温、高压的作用下达到熟化，*后被挤出筒外。

      反向旋转双螺杆挤压膨化机一般采用两根尺寸有效相同，但螺纹方向相反的螺杆。向内旋转和向外旋转的区别在于压力区的位置不同，双螺杆向内旋转产生的压力为上高下低，物料通过双螺杆时，在入口会产生极高的压力，造成进料困难，目前这种向内反向旋转式很少采用；双螺杆向外旋转产生的压力为上低下高，有利于进料。但反向旋转与同向旋转相比，物料在螺杆内形成的C形物料流不能从一根螺杆移向另一根螺杆，物料产生的混合程度显著降低，其自洁能力也没有同向旋转双螺杆有效和稳定。

      反向旋转双螺杆由于上下有压力差，产生使螺杆向两侧偏移的分离力F，螺杆在F作用下压向机筒，加速了机筒和螺杆的磨损，且转速越高，F越大，磨损越严重，从而限制了螺杆的转速；而同向旋转双螺杆不存在分离两螺杆的力，故磨损较小，可高速运转，并能达到很高的产量，故同向旋转双螺杆应用较广泛。

      物料所需要的热量来源，除了与单螺杆相同的部分外，大部分来自啮合间隙；受啮合螺纹的剪切、挤压和混合，产生热量，并使热量均匀化。间隙的大小对膨化质量影响很大，间隙小、剪切力大，但通过的物料量减少；间隙大，通过的物料量增加了，但剪切力减小。双螺杆强制输送和自洁的特性，使物料在机筒中停留时间短而均匀；双螺杆良好的混合性能使物料得到的热量及时均化，加快了物料的熟化程度，减少了料温的波动，提高了膨化产品的产量和质量。

      双螺杆挤压膨化机具有适应性强、滑移输送及自洁等优点，但其结构复杂，投资成本高，相应的维修和操作成本也较高。因而，双螺杆挤压膨化机一般用于那些具有高附加值的水产和宠物饲料生产中，如鳗鱼、甲鱼及幼鱼饲料的生产，因为这些产品在市场上销售的价格足以回报双螺杆技术的制造产品所需的费用；另外一些特种水产饲料如微粒水产饲料、高脂肪水产料及生产量小但配方常变的饲料也需采用双螺杆挤压膨化机进行生产。

      3  水产饲料挤压膨化机选用时应注意的问题

      在新建水产饲料加工厂或改造原饲料生产线时,选用挤压膨化机*先要考虑其类型,根据饲料生产能力选择相匹配的挤压膨化机；尤其是老厂改造时,还应考虑原粉碎机、烘干机、冷却器的生产能力是否足够。选用时应重点考虑几个问题。

      1 .膨化机的膨化效果

      对于水产饲料来说,好的膨化效果就是颗粒成形率99%以上、颗粒粉化率小于1%、颗粒漂浮率（下沉率）100%，颗粒大小均匀、色泽一致，具有很好的耐水性；上浮型水产饲料在水中保持10h、下沉型水产饲料在水中保持3h不溃散等。

      2.挤压膨化机的使用寿命

      不同厂家的挤压膨化机由于结构特征和使用材质的不同,使用寿命也不尽相同。所以,在选用挤压膨化机时,应特别注意一些易损件的耐磨性,以及其结构设计上是否合理,能否达到减少螺杆磨损的目的；另外,在选用挤压膨化机时还要考虑该机器是否能真正达到节能降耗的目的。对于没有经过超微粉的原料，其易损件的磨损将更加严重，特别是双螺杆挤压膨化机，这种情况选用单螺杆挤压膨化机更合理。

      3 挤压膨化机的控制方式

      挤压加工大多数为人工或半自动操作，挤压产品的质量与操作人员自身的素质有很大关系，人为控制进料、蒸汽和水的添加速度以及产品的温度将会造成颗粒产品质量不稳定，尤其是水分的不均匀性，从而烘干后水分含量达不到指标，生产出不合格品，给饲料厂带来较大的经济损失。全自动控制方式采用先进的计算机控制物料、水和蒸汽的流量，根据设置自动添加，对所有故障实施报警，消除了与挤压膨化机操作相关的人为因素影响和无法避免的产品质量波动