附:單螺桿和雙螺桿擠壓膨化機列表比較
項目 | 單螺桿 | 雙螺桿 |
結(jié)構(gòu) | 簡單 | 復(fù)雜 |
主軸轉(zhuǎn)速 | 不可調(diào) | 可調(diào) |
價格 | 低 | 較高 |
自清功能 | 無 | 有 |
工藝操作 | 困難 | 簡單 |
浮水料 | 好 | 好 |
沉水料 | 差 | 好 |
小顆粒 | >1.8mm | >0.6mm |
混合效果 | 差 | 好 |
熟化均勻度 | 差 | 好 |
油脂含量 | <12% | <20% |
產(chǎn)量 | 低 | 高 |
產(chǎn)品質(zhì)量 | 差 | 好 |
產(chǎn)品適應(yīng)性 | 差 | 好 |
原料適應(yīng)性 | 差 | 好 |
水份水平 | 低 | 高 |
油脂水平 | 低 | 高 |
纖維水平 | 低 | 高 |
蛋白質(zhì)水平 | 低 | 高 |
機械能輸入 | 低 | 高 |
耐磨損性 | 差 | 好 |
產(chǎn)品規(guī)格 | 少 | 多 |
加工可運行范圍 | 窄 | 寬 |
筆者認為還是稱為擠壓機比較合適,因為這種機械不僅能生產(chǎn)膨化料也可以生產(chǎn)非膨化料。我們可以將擠壓機粗略地分成單螺桿擠壓機和雙螺桿擠壓機兩種機型。在單螺桿擠壓機中又分長螺桿和短螺桿等數(shù)種。在生產(chǎn)水產(chǎn)料時,三種擠壓機對含有高動物蛋白的飼料有不同的膨化性能,其中雙螺桿優(yōu)于長單螺桿,長單螺桿優(yōu)于短單螺桿,即:如加工動物蛋白含量很高的飼料,必須采用質(zhì)量較優(yōu)的雙螺桿擠壓機。生產(chǎn)一般的蝦飼料,長單螺桿擠壓機就能勝任。短單螺桿擠壓機則能制得普通魚飼料。一般而言,短單螺桿擠壓機常用于品種單一的原料預(yù)處理及對加工質(zhì)量要求不高的某些普通與飼料加工。其對物料變化、產(chǎn)品要求變化等的適應(yīng)能力較差。較大規(guī)模水產(chǎn)飼料生產(chǎn)所用的擠壓機,其螺桿的長徑比通常大于10:1。長徑比大,擠壓機適應(yīng)能力的可調(diào)范圍就寬。在生產(chǎn)水產(chǎn)膨化飼料特別是高檔水產(chǎn)飼料時,所以在選擇擠壓機時要注意其可調(diào)性,要求擠壓機的螺桿配合變化范圍較大,螺桿的長徑比大一些,長徑比大的擠壓機在擠壓過程中強力大,生產(chǎn)的飼料質(zhì)量好。
與單螺桿擠壓機相比,雙螺桿擠壓機的使用范圍更寬。由于兩個螺桿的協(xié)助作用,擠壓過程中物料的走向得到較理想的控制,避免了單螺桿擠壓機中出現(xiàn)的逆向隙流,使物料受力均衡,機內(nèi)停留時間一致,產(chǎn)品均一。即使原料水分大于40%,油脂含量大于17%,仍能制得成型率高的產(chǎn)品。雙螺桿擠壓機無需設(shè)置機膛內(nèi)壁阻力槽,加上兩個螺桿工作時相互清理粘附于螺桿的物料,機內(nèi)物料殘留很少,為改換品種和停機前的清理帶來很大便利。如要生產(chǎn)高檔水產(chǎn)料或飼料原料較為豐富,原料變化較大如含有高蛋白、高脂肪、原料的水分變化范圍較寬、水產(chǎn)料直徑變化較大時則選擇雙螺桿擠壓機更為合適,生產(chǎn)要比用單桿擠壓機容易,飼料也較均勻。另外,在產(chǎn)品種類變化較大時,如生產(chǎn)浮性、沉性、慢沉性飼料,選擇雙螺桿擠壓機則更具有可調(diào)性,參數(shù)設(shè)置也比較容易變化。
然而,雙螺桿擠壓機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格相對較高。特別是進口雙螺桿擠壓膨化機價格約為同產(chǎn)量單螺桿擠壓機的1.5~2倍。但隨著國產(chǎn)雙螺桿擠壓機技術(shù)和制造水平的提高,其生產(chǎn)技術(shù)性能指標(biāo)已接近進口產(chǎn)品水準,而價格僅有進口產(chǎn)品的三分之一,也僅稍高于國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)單螺桿擠壓機產(chǎn)品價格,具有良好的性價比,一些看重加工質(zhì)量的水產(chǎn)飼料生產(chǎn)企業(yè)或一些經(jīng)常使用高水分或高油脂原料的飼料,往往愿意做較大的投入而選用雙螺桿擠壓機。(江南大學(xué) 過世東教授)
雙螺桿膨化機在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中的優(yōu)勢
隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)模化、集約化、專業(yè)化方向的發(fā)展,對水產(chǎn)飼料的要求越來越高,不僅要求飼料顆粒有較好的耐水性和穩(wěn)定性,完整保持一定時間,使水產(chǎn)養(yǎng)殖動物有足夠的攝食時間,減少浪費和污染,還應(yīng)根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生活習(xí)性、攝食特點可以制成浮性(容重為320~400g/l)、半沉性(容重為390~410 g/l)和沉性(容重為450~550 g/l)顆粒飼料。同時,由于水產(chǎn)動物消化道較短,飼料的熟化程度對其生長發(fā)育影響較大,也是水產(chǎn)飼料最重要品質(zhì)特性之一。
采用不同的加工工藝和設(shè)備,生產(chǎn)的水產(chǎn)飼料顆粒在容重、耐水性、熟化程度等方面品質(zhì)差異很大。普通沉性飼料采用一般的制粒工藝就能滿足要求,而浮性、半沉性、高檔沉性顆粒飼料(飼料熟化程度高)必須采用擠壓膨化工藝和設(shè)備才能進行生產(chǎn)。水產(chǎn)養(yǎng)殖動物飼養(yǎng)者和水產(chǎn)飼料生產(chǎn)者越來越更加重視飼料的質(zhì)量,使得擠壓膨化技術(shù)在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,為水產(chǎn)飼料品質(zhì)的提高、飼料報酬的提高、飼料資源的利用、改善水質(zhì)等方面創(chuàng)造了條件。
飼料擠壓膨化加工是一個高溫、高壓、高剪切的過程,經(jīng)調(diào)質(zhì)的物料在膨化機機筒中受擠壓、剪切、混合、加熱等多種作用,體積逐步減小,溫度、壓力逐步提高,使物料熟化或熔化,并使其中的揮發(fā)性成分主要是水分處于過飽和狀態(tài),起到殺菌、促進淀粉糊化、粗纖維降解、蛋白質(zhì)變性等綜合效應(yīng),實現(xiàn)組織均化,形成非晶體化質(zhì)地。當(dāng)物料從??着懦鰰r,由于外部壓力的突然釋放,物料中的水分在瞬間迅速蒸發(fā),使物料膨脹成多孔性結(jié)構(gòu)。物料的膨化度主要與調(diào)質(zhì)條件、擠壓腔和外界的壓力差及物料性狀密切相關(guān),改變擠壓腔和外界的壓力差可以控制膨化飼料的沉浮性。目前用于水產(chǎn)飼料生產(chǎn)的擠壓膨化機有單螺桿和雙螺桿之分。
單螺桿擠壓膨化機結(jié)構(gòu)相對簡單,在運行過程中螺桿上的螺旋葉片向前推進物料,物料基本上圍繞在螺桿的周圍,形成螺旋形的連續(xù)帶狀,混合均質(zhì)效果差。物料的熟化是通過直接向機筒內(nèi)注入蒸汽,或間接地通過加熱夾套,以及通過螺桿葉片對物料的剪切時機械能向熱能的轉(zhuǎn)換。物料在機筒內(nèi)向前推進時主要依靠機筒與物料之間的相互摩擦力來完成,摩擦力越大,則向前推進的效率越高。但物料與螺桿的摩擦力愈大,則會對物料的流動起阻滯作用,有可能使物料粘附在螺桿上不能向前輸送而產(chǎn)生堵塞,當(dāng)物料的水分、油脂含量越高,就越容易產(chǎn)生堵塞,影響了單螺桿擠壓機對高粘性和高含油脂物料的加工。同時,單螺桿擠壓膨化機對高壓很敏感,壓力高將產(chǎn)生回流,在高壓條件下輸送能力較差。
雙螺桿擠壓膨化機的機筒、螺桿、推力軸承齒輪箱的布置比較復(fù)雜,制造成本相對較高,工作原理也比單螺桿膨化機要復(fù)雜得多。用于水產(chǎn)飼料生產(chǎn)的雙螺桿擠壓膨化機機筒橫截面呈“8”字形,裝有同向旋轉(zhuǎn)、完全嚙合的兩根平行螺桿,物料在機筒內(nèi)受螺桿的旋轉(zhuǎn)帶動,呈“∞”字形前進,產(chǎn)生高壓區(qū)和低壓區(qū),具有一種正壓泵的附加功能,同時,螺棱既產(chǎn)生正向輸送,又允許物料改變方向,大大改善了物料的混合和均化,提供了更好的混合和熱交換。由于雙螺桿擠壓膨化機與單螺桿擠壓膨化機相比結(jié)構(gòu)不同,工作原理復(fù)雜得多,進行水產(chǎn)飼料生產(chǎn)時,除投資成本增加外,不僅具有單螺桿擠壓膨化機所具有的一般優(yōu)點,還具有如下特點:
(1)采用雙螺桿擠壓膨化機生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性、熟化度、耐水性和安全性等方面優(yōu)于單螺桿。雙螺桿的相互揉搓、擠壓,可使物料揉合和熟化更充分、均勻,并在機筒中均勻平穩(wěn)地前進,使得物料在機筒內(nèi)停留時間波動幅度極小,產(chǎn)品質(zhì)量均衡穩(wěn)定,整體的熟化度能夠達到95%以上,產(chǎn)品在水中的穩(wěn)定性能保持在24h以上,同時顆粒的表面光潔度和顆粒均勻度也更好??梢允菇^大多數(shù)原料中的營養(yǎng)阻抗成份完全失去活性,大大提高飼料轉(zhuǎn)換率和降低排泄物量,可以生產(chǎn)出粒徑小于1.5mm的顆粒料。
(2)雙螺桿擠壓膨化機工藝條件和參數(shù)調(diào)整方便,產(chǎn)品密度控制容易,可以生產(chǎn)出完全適合水產(chǎn)動物需要和飼養(yǎng)者希望的飼料,包括沉性、浮性、半沉性膨化顆粒飼料,并且產(chǎn)品質(zhì)量高。沉性膨化飼料對于蝦蟹等在水底采食較慢的動物具有特別的優(yōu)勢,生產(chǎn)沉性膨化飼料一定要選用雙螺桿擠壓膨化機。同時,生產(chǎn)的水產(chǎn)飼料產(chǎn)品品種多,也一定要考慮選用雙螺桿膨化機,以達到不同飼料產(chǎn)品質(zhì)量要求。單螺桿膨化機生產(chǎn)浮性膨化顆粒飼料沒有問題,但其產(chǎn)品密度控制較難,生產(chǎn)沉性水產(chǎn)飼料時不易實現(xiàn),必須嚴格準確控制工藝條件和參數(shù),當(dāng)配方等條件改變時,物料的擠壓狀態(tài)常常也會改變,不易得到好的沉性飼料,給產(chǎn)品的穩(wěn)定性和新產(chǎn)品調(diào)試增加了難度。
(3)雙螺桿擠壓膨化機適用物料范圍廣,脂肪含量可達17%以上,鮮肉含量可達35%以上。雙螺桿擠壓膨化機對物料的相互揉搓、擠壓及輸送特性,使物料在機筒內(nèi)不會粘在一起而影響機器的運轉(zhuǎn),能夠適應(yīng)高粘性物料、極干燥或含水率極高物料、高油脂配方產(chǎn)品的加工。高油脂配方不僅提高了配方的質(zhì)量,也減緩了零件的磨損和阻力,降低了生產(chǎn)成本。單螺桿擠壓膨化機在大多數(shù)情況下不能處理油脂含量大于5%的原料,否則產(chǎn)品質(zhì)量就會不穩(wěn)定,如果油脂含量過高,就會造成飼料黏著,機器無法運行。
(4)雙螺桿擠壓膨化機具有自清潔功能。通過兩只螺桿相互清潔,實現(xiàn)擠壓膨化機的自我請潔,能自動將內(nèi)部剩余物料擠出機外,節(jié)省了停機清潔螺桿和機筒內(nèi)物料的工作,使得更換產(chǎn)品的時間大為縮短。
(5)雙螺桿擠壓膨化機螺桿的使用壽命長,單位產(chǎn)量動力消耗低。物料在機筒內(nèi)受到螺桿的齒槽間產(chǎn)生研磨(即剪切)與滾壓作用,當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速較高時,雙螺桿擠出機所需的熱量幾乎可以100%地來自機械能的轉(zhuǎn)換,動力消耗低,可顯著降低生產(chǎn)成本。同時,機筒內(nèi)物料的輸送、混合、剪切原理不同,螺桿的使用壽命遠遠高于單螺桿膨化機。
總之,在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中,雙螺桿擠壓膨化機與單螺桿擠壓膨化機相比優(yōu)勢明顯,必將得到大力推廣,廣泛應(yīng)用。(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所 李軍國
基金項目:“十二五”國家科技支撐計劃課題“安全優(yōu)質(zhì)飼料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成示范(課題編號: 2011BAD26B04)”)
淺談選用擠壓膨化機應(yīng)注意的幾個問題
近年來,隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的進步,終端水產(chǎn)養(yǎng)殖戶對飼料產(chǎn)品的需求也在發(fā)生相應(yīng)的變化,水產(chǎn)擠壓膨化飼料已經(jīng)成為部分養(yǎng)殖戶的一種需求偏好。越來越多的水產(chǎn)飼料生產(chǎn)企業(yè)也在新建或改建水產(chǎn)飼料膨化生產(chǎn)線。目前國內(nèi)外主要的飼料設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的膨化機大多能夠滿足飼料生產(chǎn)企業(yè)的需求,但是出于某些原因,在膨化機投產(chǎn)后,某些飼料生產(chǎn)企業(yè)又有未達預(yù)期效果之感。這里淺談選用膨化機應(yīng)注意的幾個問題:
1.首先要明確自已飼料產(chǎn)品的定位,弄清擠壓機的適應(yīng)性,確定是單螺桿膨化機還是雙螺桿膨化機
無論是單螺桿擠壓還是雙螺桿擠壓,其生產(chǎn)都沒有太大的區(qū)別,往往都能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)飼料,包括目前市場上絕大多數(shù)的高油脂含量的飼料。雙螺桿膨化機在生產(chǎn)高油脂飼料和小顆粒飼料方面具有更好的適應(yīng)性和工作穩(wěn)定性,設(shè)備的資金投入也更大。
2.大多水產(chǎn)飼料生產(chǎn)企業(yè)非常重視小顆粒飼料的戰(zhàn)略競爭能力。一臺膨化機既要生產(chǎn)大于10毫米的大顆粒飼料,又要生產(chǎn)較多小顆粒(直徑小于1.5毫米)的飼料產(chǎn)品,一條膨化生產(chǎn)線要滿足這樣寬范圍的適應(yīng)性,往往難以取得很好的使用性價比,主要體現(xiàn)在:一方面,配套的烘干機要滿足小直徑產(chǎn)品的生產(chǎn),其烘干機的篩片要求很小的孔徑,小直徑的產(chǎn)品才不會從篩孔中穿過從而實現(xiàn)安全烘干。此情形下,可以理解為小直徑產(chǎn)品的烘干能耗是最佳配置,另一種角度看,烘干大直徑飼料產(chǎn)品會出現(xiàn)過度的能耗,大直徑飼料產(chǎn)品才是各公司的主導(dǎo)產(chǎn)品,而烘干機的噸飼料能耗成本大于膨化機的噸飼料能耗成本,可以說烘干的設(shè)備投入成本和運行成本均大于膨化成本,這是很多企業(yè)未重視的現(xiàn)象。
另一方面,為了防止堵模、保證小直徑飼料的連續(xù)和正常生產(chǎn),生產(chǎn)小直徑飼料要求很細的粉碎細度,進入膨化機前還要進行更徹底的篩理。但生產(chǎn)外觀好的大直徑飼料常不需要這樣細的粉碎細度,這從降低粉碎能耗、提高粉碎效率和用戶的接受角度也是值得的。在大直徑飼料的生產(chǎn)過程中,其物料通道上會殘留較粗的粉粒,更換成小直徑飼料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中會造成頻繁的堵模現(xiàn)象,嚴重影響小直徑飼料的連續(xù)生產(chǎn)和成品合格率。
因此對計劃上規(guī)模的膨化飼料生產(chǎn)企業(yè),建議配置專業(yè)的小顆粒膨化飼料生產(chǎn)線。
3.既能生產(chǎn)浮性飼料又能生產(chǎn)沉性擠壓飼料的擠壓機,對設(shè)備及其操作的要求更高,無論是選單螺桿還是雙螺桿,建議均要配置密度控制裝置。
4.由于國內(nèi)對產(chǎn)品外觀更重視,比如切口效果。根據(jù)我的經(jīng)驗,部分國產(chǎn)和大多進口擠壓膨化機的切刀電機功率配置偏小,轉(zhuǎn)速也最好按兩級電機配置。
5.與膨化機配套的水路、汽路使用的閥門最好選一流產(chǎn)品,確保膨化機工作過程的穩(wěn)定供水和供汽,對飼料顆粒均勻性的實現(xiàn)排除一個故障點或因素。
6.市場充分競爭的結(jié)果,優(yōu)秀飼料設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)提供的擠壓膨化機在單位能耗、時產(chǎn)能方面相差不明顯。只要配方合理,生產(chǎn)100%的漂浮飼料也是極容易的,但在飼料產(chǎn)品的顆粒大小均勻性方面和螺桿、螺套的使用壽命方面還是有一些差距的,在設(shè)備購買合同中應(yīng)有量化的條款約定。
7.對于接觸擠壓膨化生產(chǎn)工藝時間不長的飼料生產(chǎn)主管,應(yīng)在設(shè)備調(diào)試時與設(shè)備供方技術(shù)人員探索出本公司主導(dǎo)產(chǎn)品的最佳操作參數(shù),特別是找到與本公司配方體系相適應(yīng)的最佳的模板開孔率和最佳時產(chǎn)能。當(dāng)然調(diào)試時可能的返工料噸位數(shù)讓領(lǐng)導(dǎo)受不了,但更可能會減少自己走彎路的全程損失。(通威股份有限公司
喻述武)