膨化工藝的操作技能

(Matingchun)一、膨化機的基本知識。膨化飼料生產的要素配方的要素：

a.蛋白質成分是水產動物成長和維持生命所必需的一種營養素，也是水產飼料中最重要的成分，通常占配方的25％～50％

b.淀粉是水產飼料中發現的主要碳水化合物形式，它在最終產品中起膨化和粘結的雙重作用。飼料中的淀粉水平由營養需要及所希望達到顆粒密度來確定。為保證飼料在水中的穩定性，下沉的水產飼料中淀粉含量最低要達到10％，而浮的最少要20％，增加淀粉的含量將提高膨化產品的膨化密度。

c.擠出時，脂肪提供光滑性和可塑性，其水平的高低對產品質量影響不同。如果飼料中淀粉含量高而脂肪含量低于12％，那么要得到非膨化、完全煮熟的產品是非常困難的

膨化飼料生產的要素2.工藝上的要素：

a.水壓，汽壓要不低于0.5Mpar.b.調質三要素：時間、水分、溫度膨化四要素：時間、水分、溫度、壓力擠壓水產飼料的優點1、良好的耐水性：加工合格的擠壓水產飼料在水中浸泡12h保持原形；2、更高的可消化性：強烈的剪切作用、高溫高壓作用引起淀粉、蛋白質變性等物理變化，提高該類營養素的可消化性（普通硬顆粒水產飼料的淀粉糊化度為40%左右，擠壓水產飼料的淀粉糊化度一般為85%以上）飼料轉化率10%～20%。3、適口性得以改良：擠壓水產飼料成品具有的多孔及質構均一兩大特性使其入水變軟無硬芯；4、拓寬原料利用范圍；5、方便養殖管理；6、飼料安全性提高。擠壓水產飼料的不足1、制造成本高：普通魚硬顆粒的成型電耗約25度/t，用氣量約60kg/t；普通魚擠壓飼料的成型電耗則在40度/t，部分廠家超過100度/t，用氣量通常超過100kg/t；膨化機噸產量易損件費用高于硬顆粒機，擠壓飼料的加工成本是硬顆粒的2～3倍；2、熱敏性營養素破壞嚴重：擠壓水產飼料的加工溫度為120℃以上，壓力4MPa以上，物料含水率30%左右，并受到強烈的剪切作用。除耐高溫淀粉酶外，極少有飼用酶能在此條件下存活。許多種維生素的活性在此條件下大幅度下降。配方設計師期望的配方平衡性在最終飼料產品中得不到體現；3、操作技術要求高；4、部分擠壓水產飼料養殖效果不理想的原因分析：最終飼料的營養素失衡，動物的采食量下降，飼喂動物不適應。擠壓（膨化）機的結構及工作原理

1．擠壓（膨化）的結構，按機型分為單或雙螺桿擠壓（膨化）機。由變速螺旋喂料器，調質器，擠壓（膨化）系統《主要包括：套筒，螺桿，主軸等》，底座，主電機，整流板及適配器，切刀傳動裝置構成。2．擠壓（膨化）的工作過程：緩沖倉物料經過無級變速螺旋喂料器喂入調質器加水。加汽使物料熟化擠壓（膨化）系統在螺桿作用下進行擠壓，剪切，揉搓最后從壓模中被擠出切刀切成合格的顆粒烘干——分級——冷卻（外涂）——打包。3．工作原理：

a。喂料階段：其工能是把物料運離下料口，并進行壓縮，將物料預先進行水分調節，使其充滿螺槽內。b。輸送階段：在輸送過程中與水混合后形成面團狀物體，當產品輸送通過筒體時，受到剪切作用，并與筒體和螺桿發生相互摩擦，產生摩擦熱引起產品溫度上升進行的揉搓《混合》動作使產品均勻一致。C。成形階段：在輸送通過這一區域時溫度和壓力迅速上升，剪切力增加，由于螺桿結構以及壓模對物料流動產生的阻力，物料受到的壓力在成型的最終部分即壓模前是最大的。4．單螺桿與雙螺桿擠壓（膨化）機的工作原理區別

a。單螺桿膨化機采用皮帶傳動方式，主軸轉速恒定，其效率低，工藝操作難度大，由一根軸把各結構的螺桿單元連接組成。單螺桿膨化機主要靠拖拽流來完成輸送，由于其結構特性物料在筒內向前推進時依靠機筒與物料之間相互摩擦來完成，摩擦力越大，其向前推進的效率越高。但物料與螺桿之間相互摩擦力越大，則會起阻滯作用，而造成物料粘在螺桿上，若物料粘附在螺桿上，則不能向前輸送而產生堵塞。當物料的水分，油份越高這種趨勢就越明顯，這就限制了單螺桿膨化機對低粘性原料，尤其是高含油脂原料的加工，這種輸送方式對高壓敏感，壓力將產生回流，而降低輸送的效率。 單螺桿膨化機的大部分能量來自于通過機筒傳導的外加熱和螺桿轉動時由剪切產生的機械能轉化熱，其中機械能的大小是螺桿轉速和螺桿結構所決定的，這是因為剪切率與螺桿轉速成正比。4．單螺桿與雙螺桿擠壓（膨化）機的工作原理區別：

b．雙螺桿擠壓機也是一種拖拽流機，但由于其兩根螺桿同向旋轉并完全嚙合而具有種正壓泵的附加功能。這使得雙螺桿機既可以用來輸送高粘性的物料，也可以用來低粘性的物料，能夠適應高水份，高油脂配方產品的加工，同時具有自清功能。在同向雙螺桿擠壓機中，物料在套筒內腔受螺桿的旋轉作用，產生高壓區和低壓區，物料將沿著兩個方向由高壓區向低壓區流動。一是隨螺桿旋轉方向沿套筒內壁形成左右兩個“C”形物料流這是物料的主流，另一個是通過螺桿嚙合部份的間隙，形成逆流產生的原因是左螺桿把物料拉入嚙合的間隙，而右螺桿又把物料從間隙中拉出。呈倒‘∞’字形前進，螺棱既產生正向輸送，又允許物料改變方向，這不僅有助于物料的混合和均化，提供更好的混合和熱交換，而且使螺桿的齒槽間產生剪切作用，物料就是這樣經過輸送，剪切，混合在高溫高壓的作用下，達到熟化最后被擠出。物料所需的熱量來源，除了與單螺桿相同的部分，大部分來自嚙合間隙，受嚙合螺紋的剪切，擠壓和混合而產生熱量并使熱量均勻化，間隙的大小對擠壓質量影響很大，間隙小，剪切力大，但通過的物料量減少，雙螺桿擠壓機的最大特點是它能夠將各種原料進行混合而不考慮其構成。擠壓膨化工藝段能量的輸入擠壓機蒸汽24%

調質器蒸汽47%

烘干機能量8%

擠壓機機械能17%

擠壓機水1%調質器水3%

原料入機水分確定原料入機水分是指進入擠壓腔時的物料水分。該參數對產量、電耗、產品質量、設備使用壽命及擠壓機的工作平穩性等都有影響；物料水分提高，蒸汽成本和干燥成本相應增加。而水分的提高，可促使物料軟化，降低物料對設備的摩擦阻力，從而降低對螺桿的驅動力要求，并減小易損件的磨損。另一方面，通過蒸汽來提高物料溫度所需的費用遠遠低于由機械能通過摩擦產生熱量所需的費用。因此，當物料水分含量低于20%時，增加水分使系統操作費用呈直線下降的趨勢；當物料水分達到25%后，增加水分對驅動能耗及磨損不再有明顯的影響，系統操作費趨于穩定；將飼料產品的粉化率、耐水性、營養成分保留率、加工中對原料組成變化的適應性及設備生產能力等歸結成量化指標“產品特性”，產品特性亦與物料水分密切相關；由系統操作費和產品特性的變化規律可得出，物料水分22%～31%是擠壓機的適宜操作參數。制取擠壓水產顆粒飼料時，這一參數同時適用于大多數單螺桿擠壓機和雙螺桿擠壓機；入機水分的高低，同時影響產品的密度，即產品的沉浮性。產品密度控制1、密度控制機理：擠壓水產飼料的密度小于養殖水的密度，飼料浮于水面。飼料密度比水密度大的幅度越高，飼料下沉的速度越快。

擠壓水產飼料密度受內因和外因兩方面控制。內因即物料本身性質，原料中難以形成網絡結構的成分含量越高，產品密度越大；外因即擠壓過程，特別是擠壓機近出口處提供的條件，物料進入模板前，溫度越低，壓力越小，產品密度越高。擠壓水產飼料密度控制，就是通過多種途徑來調節內、外兩個因素。2、配方要求：淀粉既為動物提供能量又是飼料產品必要的成形和保形材料。不管是生產沉性飼料還是浮性飼料都少不了淀粉原料。而淀粉經糊化后極易形成網絡結構，使產品密度下降。因而通過改變淀粉含量能較大幅度調節產品密度。對目前性能較好的單螺桿擠壓機而言，生產浮性飼料時，原料中的淀粉含量不宜低于18%；而生產沉性飼料，原料中的淀粉含量不易高于20%產品密度控制3、加工要求：擠壓過程中的外因調節主要為：水分、溫度、模孔面積和螺桿轉速4方面。由于物料出模孔瞬間水分汽化，體積膨脹而使顆粒內產生孔穴。孔穴的大小和多少與原料水分相關，生產浮性飼料需要原料的合適含水量。但另一方面，原料中的水分降低物料對螺桿和機膛內壁的摩擦力，從而降低近模板處物料的壓力和溫度，減少出模瞬間水分的汽化程度，使產品密度增高。調節原料水分成為調節產品密度的重要措施之一。

如近模板處機膛溫度可調，則加溫促使水分汽化，產品密度下降；用冷卻水降溫，減少汽化強度，產品密度增高。

所有物料通過模孔成為產品，模孔是物料的最后通道。通道面積大，物料在較低壓力下就可通過，模板內外壓差小，物料汽化程度低。生產沉性飼料選用模孔較多的模板；生產浮性飼料則選用模孔少的模板。模孔面積的量化推薦值如擠壓膨化的部分參數A．浮性飼料：膨化度。1.5~2.0容重320~420g/L，出模水份18~24%調質水份25%左右計算產量=開孔面積（兀r2*n）m㎡/200~350/m㎡/Th；n=產量*200~350/（m㎡/Th）/兀r2

B沉性飼料：膨化度1.0~1.2調質水份28%左右容重480~720g/L，出模水份內21~24%計算產量T/h=開孔面積/550~~650/m㎡/Th;n=產量*550~~650/（m㎡/Th）/兀r2

C容重達到450~480g/L是浮沉料的臨界點，浮性應≤420g/L，沉性≥500g/L

D．生產浮性飼料其淀粉含量最少是20%；沉性飼料的淀粉含量不少于10%。總油脂含量在12%以下，（干物料含油量7%以下，其余外噴。）影響擠壓(膨化)產品顆粒均勻性的主要因素

a.機型及螺片組合方式

b.模板(包括材質,工藝,開孔面積,模孔形狀及排布)

c.生產操作參數設置(水.汽的添加量,螺桿轉速,切刀數量及轉速等)

d.產品配方中的原料組份及配比

e.物料的粉碎細度及其潔凈程度

f.生產配套(如水壓,汽壓,料流穩定,篩分有效等).

.擠壓(膨化)加工中的變量a.原料的顆粒大小

.b.原料中所含組分c.原料及調質后的含水量

d.喂料速度.e.調質機型

f.調質溫度

g.熟化程度

h.膨化機型

擠壓(膨化)機內壁的溫度

j.機膛內壓力.

r.螺桿部件的幾何結構

l.腔體內壁槽紋的幾何結構

m.壓模模孔的大小與形狀等

n.干燥機內的溫度.

o.干燥機內的空氣流量.

p.物料在干燥機內的停留時間

q.干燥機內空氣的干濕度……

擠壓(膨化)機作業過程不穩的原因分析1喂料斗內的料流問題

2擠壓機內的固體輸送問題

3攪拌能力不夠

4熔化能力不夠

5機鏜溫度波動

6螺桿溫度波動

7螺桿轉速變動

8壓模中的擠壓物溫度的不均勻性

9模頭壓力很低

10壓力形成能力不夠.

擠壓（膨化）故障分析與排除1．操作者是直接控制預調質器和擠壓（膨化）機的喂料速度，注水量，蒸汽注入以及擠壓（膨化）機機鏜的溫度，通過調節這些自變量而使物體溫度，壓模壓力，動力，消耗，產品質量等的在生產過程中應掌控機械的運行狀態

2．找出問題所在

a。故障命名最好用專用術語

b。故障描述用簡單的詞匯描述，不暗指任何可能的原因

c。找出故障原因：

1.原料。

2.機械（預調質器，水和蒸汽注入裝置，螺桿，機鏜及壓模）。

3.工藝過程：（壓力，溫度，產量及時間）。

。d。測定故障的嚴重程度

。e。確定責任所在。

。f。采取措施避免故障。

。g。防止故障再度發生，作好記錄。

3故障排除

a.原料有關的問題（容重，糊化，粘彈性）。1.原料是否變質。2.配料是否錯誤。3.配方組合分配比是否正確合理。4.油脂添加等。3故障排除

機械有關問題。1.驅動。主要部件是電機減速器和止推軸承。驅動問題表現為轉速改變和/或不能產生要求的扭矩。2.喂料系統，應檢查其驅動穩定性。3.加熱和冷卻系統。4.螺桿，機鏜和壓模磨損正常運轉壽命可以變動在200~2000小時內。擠壓機的磨損使螺片與機鏜的間隙加大，壓模的磨損使模頭壓力和產品的大小，形狀發生改變，擠壓機的磨損一般發生在壓縮區的末端，壓縮區的磨損會降低熔化能力，導致溫度不勻和壓力波動，熔化區的磨損會減低泵壓能力。擠壓機螺桿和機鏜最主要的磨損機理是黏附，摩擦和腐蝕，磨損。而壓模只有摩擦和腐蝕，磨損。膨化工藝的操作技能

二、操作流程一、單螺桿膨化機的操作主要結構

(一):喂料倉

(二):喂料絞龍

(三):DDC（雙軸差速調質器）

(四):擠壓機

(五):切割裝置

(六):管路系統

(七):全自動控制系統主要技術參數和性能指標1．型號說明 型號為SJPS215，165膨化機飼料機械螺桿直徑水產飼料擠壓膨化

BCTH-125HT/20D

長徑比高的扭矩螺桿直徑擠壓機類型主要技術參數和性能指標2．主要技術參數：MY-215膨化機；MY165膨化機。螺桿直徑（㎜）215165

長徑比（L/Ds）1313

主電機動力（KW）250160

切割速度（r/min）280-3000rpm可調（5-100Hz）切割器動力（KW）5.53.0

調質器雙軸差速調質器動力（KW）2218.5

螺旋喂料器動力（KW）3（5-100Hz）1.1

喂料倉動力（KW）2.22.2產能（T/H）7～84～6MY-165，215的基本配置喂料裝置

保證物料能穩定、恒定流量的通過喂料器進入調質。喂料裝置的特點間歇式自動進料差重式稱重理想的破拱設計變頻喂料用計算機直接控制喂料量

（精確度０.１kg）關于膨化腔的說明牧羊MY-165膨化機擠壓器部分共有5段膨化腔；MY-215膨化機擠壓部分共有6段膨化腔。每段膨化腔的總體結構大體相同；膨化腔上部的管路聯入：一種是進腔體，另一種是進夾套；進腔體的流體是直接加到膨化腔內部，進入物流；夾套存在的作用：通過對夾套中加蒸汽或冷卻水，可讓膨化腔的溫度保持在需要的范圍內。

單節膨化腔剖面示圖切割裝置管路系統

膨化水產飼料過程中，在主機設備正常運轉情況下，實際上主要是對不同產量下對相應的水和蒸汽注射量的調節，以生產出合格產品。因此，熟悉掌握管路系統的構造和原理對于水產膨化操作人員來說至關重要。MY-165膨化機管路系統對重要的水、汽添加在觸摸屏上實行自動控制，系統分為以下兩部分：水路系統：1DDC（調質器）加水（自來水）

2膨化腔加水（自來水）

3夾套冷卻加水（自來水）

4油泵冷卻加水（自來水）

蒸汽系統：1DDC（調質器）蒸汽注射

2膨化腔蒸汽注射

3夾套蒸汽注射自動控制系統

牧羊-MY165膨化機PLC控制系統是一個全面自動化的控制系統。在這個系統中選用了一些先進的控制組件，結合本系統的設計方案確保本系統能成為一個優越的、穩定的、操作簡便的智能型控制系統。MY-165，MY215操作與保養生產時必需具備的要素

原料；蒸汽的要求；水的要求；其他液體添加的要求電的要求；牧羊MY-165，MY215生產流程（一）(1).

操作：觸摸屏“生產工況”畫面，切換“自動”，按“啟動”觸摸按鈕。動作（有時間先后）：確認DDC出料口旁通在旁路；

DDC開始運轉，星三角啟動完畢；系統自動向喂料倉中加料；（如喂料倉中物料達不到設定上限）喂料鉸龍運轉；喂料倉破拱電機運轉牧羊MY-165，MY215生產流程（二）(2).當DDC出料口有料出來時，啟動水泵電機，向

DDC中加水、蒸汽調質；

(3).調質物料；

(4).啟動油泵電機。此時報警器會“啟動預警”。啟動主電機、切刀電機；

(5).主電機啟動完畢后，切換旁通，料進膨化腔，同時向膨化腔中加一點水潤滑；牧羊MY-165，MY215生產流程（三）(6).看主電機電流。如電流比正常過大，且超過設定上限，旁通會自動打出物料，待空載時，打進物料。有兩個原因：調質器出料口有部分沒有調質的干料；膨化腔中有部分沒有洗清的物料變干。

(7).看料形，調整切刀轉速，以期加工長短適宜的顆粒。

(8).定時檢查料型，注意主電機負載。停機時注意事項

(1).等主電機負載變為空載后停主電機；(2).切斷主電機電流時應該立即向膨化腔中加水潤滑、稀和膨化腔中殘余的物料；(3).加水冷卻各節膨化腔；(4).當主軸停止轉動后才能停切刀電機；(5).及時打開切刀架，清洗膨化腔；(6).可在清洗后向膨化腔中加一點水；(7).清理切刀裝置。一般故障及排除方法（一）

故障原因排除方法1.膨化腔溫度達不到要求的額定溫度蒸汽調質溫度低，夾套溫度低提高調質溫度，提高夾套溫度2.堵塞不出料或出料糊狀稀料a)供水蒸汽壓力及給水量或蒸汽量太小或太大b)模孔被堵嚴重a)調整水蒸汽壓力及供給量b)停機清理3.產量下降a)壓力環磨損b)螺頭磨損嚴重.a)更換壓力環b)

更換螺頭4.正常工作后突然不出料a)短時進料太多或斷料b)模孔堵塞a)停機檢查b)停機檢查5.膨化顆粒料直徑太大或太小a)出料端模孔太大或太小b)調質溫度過高或過低a)按要求配置適當的模孔尺寸b)調整調質溫度一般故障及排除方法（二）

故障原因排除方法6.膨化顆粒料太長或太短切割速度太高或太低調整切割傳動轉速7.產品排出模孔之前被堵塞a)原料的粒度相對于模孔尺寸來說顯得太大b)水量不夠,不足使物料產生流動a)粉碎原料b)加大初始流量,并在產品進入筒體之前就開始加水8.產品成形差a)原料配方不適當b)加工溫度太高或太低c)物料進入不衡定d)產品水分含量太高或太低e)切斷速度不正確f)刀片磨損g)粉碎粒度太大a)改變原料配方b)重新組合機筒內的部件c)調整到均勻進料d)降低或提高加水或加蒸汽量e)調節適當的轉速f)換刀片g)原料粉碎細一點,達到一定的粒度產品維護及保養(一)設備運轉每班后內外要打掃干凈，尤其是膨化腔內不得留存物料，

以免冷卻結塊后難以清理；

膨化腔主軸大皮帶輪要注意經常清掃，不得積灰太多，

否則會使皮帶輪不平衡引起膨化腔振動；膨化腔主軸承采用潤滑油潤滑，進料調質器及其傳動裝置軸承及其它軸承部分采用潤滑脂潤滑；潤滑油名稱及代號：ISOVG68軸承油

(建議選用:美孚中重級系統循環油VG68)

潤滑脂名稱及代號：特221號潤滑脂

(SY1525-82)

產品維護及保養(二)主軸承座必須定期更換新油，第一次換油時間為工作2個月左右，以后每隔一年更換新油；換油時要求放空全部舊油,并用壓縮空氣清理油箱.其它軸承部位，每工作48小時，注潤滑脂一次；

蒸汽調質器上的鏈條傳動機構要經常進行潤滑；

無故不宜隨意調整蒸汽管路上的元件,保持各元件干燥,清潔；拆卸螺頭，不得重敲；

要保持膨化機和其周圍環境的清潔。潤滑脂潤滑點所有轉動部件①喂料器減速電機；②喂料器殼體兩端軸承；③調質器電機；④調質器殼體兩端軸承；⑤膨化機主電機；⑥進料膨化腔與軸承座連接這一側的油杯加油口；⑦切割裝置電機⑧切割裝置滑動軸承。潤滑脂名稱及代號：鈣基潤滑脂ZG3(GB491-1987)其它軸承部位，每工作48小時，注潤滑脂一次。BUHLER

Operatinginstructions

操作說明

一．Descriptionoftheoperation（具體操作分類介紹）

1．Generaldescriptionforvalueinput（數值輸入總則）a,輸入格前的光標可通過箭頭（3）或（4）來移動b.如果對某一輸入方塊輸入數值，光標必須位于其左方位置。C.當回車鍵（5）或數字鍵被按下時，會出現一個窗口且目標數值被輸入要終止輸入，再按回車鍵（5）一次即可.d.如果輸入不正確的數值，用退格鍵（2）即可完成。要關閉輸入窗口且不修改數值，重復按幾次退格鍵即可2．2．Generaldisplaystructure(一般顯示結構)BCTB operationdata page1/4 180399 BUHLER14:27:36Recipenumber(配方編號) Automatic(自動狀態)Recipename(配方名稱)。。。。。。。。。 REST-POSITION 201:MessageFeedrate(喂料速度) 0kg/h0kg/hConditioner(調質器) OFFExtrudershaftspeed(擠壓機軸速)0Rpm0RpmONExtrudershafttorque(擠壓機轉矩)0%Extruderoutletpressure(擠壓機出口壓力)0Bar33Extruderoutlettemperature(出口溫度)0℃Cutterspeed(切刀轉速)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（菜單）18.03.99BCTBMenu14:27:36BUHLERF2Operationdata(運行數據)F10productionstatistic(產量統計)F3Recipedata（配方數據）F4Machineparameters（機器參數）F5Alarmmemory（報警記錄）F6Service（維護）Operationdatainautomaticoperation(page)(自動運行數據第一頁)Key(鍵)MeaningandFunction(意義及功能)F1﹥page 切換至下一頁F9﹤page切換至上一頁F2start自動運行啟動/在停車階段按下此鍵系統將轉向起動F3stop自動運行停車鍵F5﹥prod開始從起動階段切換至運行階段F6stop-Fdr在停車階段停止喂料F13st-Extr啟動擠壓機F14Autom.Remote切換現場操作和遠程操作F15Manual切換手/自動操作/在起動或運行階段切換無效Operationdatainautomaticoperation(page4)Extrudershafttorque(擠壓機軸轉矩)0NmExtruderpower(擠壓機功率)0KwSpec.mech.Energy(SME)(產能)0Wh/KgExtruderthroughput(擠壓時產量)0Kg/hOperationdatainmanualoperation(page1)(手動運行數據第一頁)F2Start/StopConditioner(啟動/停止調質器)F3Start/StopExtruder(啟動/停止擠壓機)F4Start/StopCutter(啟動/停止切刀)F5▼Closecouplingjaws(閉合聯軸器)F13◆Opencouplingjaws(打開聯軸器)F6 ?▌Extractthescrews（從擠壓腔中退出螺桿）F14?▌Screwextractioncylinderreturn(將螺桿裝回擠壓腔)Currentrecipedata(page1)(當前配方數據)

開始（start運行(operation)停止(stop)Feedrate(喂料速度)0Kg/h0Kg/h0Kg/hExtrudershaftspeed軸速0Rpm0Rpm0RpmCutterspeed(切刀轉速)0RpmProductionstatistic(生產統計)F4清除短期數據F5清除長期統計數據

B各報警顯示及清除00參數丟失