專利名稱：：一種適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及糧食食品飼料加工領(lǐng)域內(nèi)的成型設(shè)備，特別是涉及一種擠壓膨化的加工裝置。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有食品、飼料擠壓膨化用的加工裝置，其結(jié)構(gòu)主要包括調(diào)質(zhì)器、與調(diào)質(zhì)器相連通的擠壓腔，擠壓腔內(nèi)設(shè)有擠壓螺桿，擠壓腔一端設(shè)有進(jìn)料口，其另一端設(shè)有出料與切割裝置。工作時，物料首先進(jìn)入調(diào)質(zhì)器進(jìn)行調(diào)質(zhì)，然后進(jìn)入擠壓腔，擠壓腔內(nèi)螺桿連續(xù)地將物料從進(jìn)料口推向出料與切割裝置，物料膨化并被切割成型。在此過程中，物料先后經(jīng)過了調(diào)質(zhì)、喂料、揉和、最終熟化等幾個階段，物料的壓力逐漸增大，溫度逐漸升高，在高溫、高壓、高剪切條件下，物料的物性發(fā)生變化。由粉狀變成糊狀，淀粉糊化，蛋白變性，纖維質(zhì)部分降解、細(xì)化，致病菌被殺死，衛(wèi)生指標(biāo)提高，有毒成分失活；最終在強(qiáng)大的壓力差作用下，物料被膨化、失水、降溫，膨化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)疏松、多孔、酥脆，且有較好的適口性和風(fēng)味。但是，物料在先期的調(diào)質(zhì)過程中，由于受到調(diào)質(zhì)出口通道和時間的限制，通常物料糊化度只能達(dá)到40-50%，然后再通過擠壓腔擠壓、攪拌等，物料糊化度可以達(dá)到100%，但是需要消耗大量的從擠壓螺桿輸入的機(jī)械能，這些機(jī)械能的輸入影響到物料的壓力和溫度，也即影響到物料的熟化度，物料的熟化度不足時，物料的膨化品質(zhì)將受到影響，因此，為保證產(chǎn)品具有良好的品質(zhì)，物料本身應(yīng)具有足夠的能量。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了降低機(jī)械能能耗，一些廠家會在擠壓腔喂料端向物料中添加一些蒸汽，由于蒸汽的添加能夠提高物料的糊化度，降低物料糊化過程中需要的機(jī)械能，但是其幅度有限。因?yàn)閿D壓腔的空間很小，物料在整個擠壓腔內(nèi)的停留時間很短，蒸汽與物料滲透的時間很短，這樣物料因蒸汽的作用提升的熟化程度變得相對有限。此外，由于剛進(jìn)入擠壓腔的物料呈固體顆粒狀，其對擠壓螺桿和擠壓腔內(nèi)壁的磨損較大，使得擠壓螺桿和擠壓腔的使用壽命縮短。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的所要解決的問題是提供一種適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，以降低食品、飼料擠壓膨化電能消耗，同時，減少擠壓螺桿的磨損，延長關(guān)鍵部件的使用壽命。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，包括調(diào)質(zhì)器和擠壓腔，擠壓腔內(nèi)設(shè)有擠壓螺桿，擠壓腔一端設(shè)有進(jìn)料口，擠壓腔另一端設(shè)有出料與切割裝置，所述調(diào)質(zhì)器與擠壓腔之間依次設(shè)有建壓裝置和熟化器；所述建壓裝置包括配合安裝的建壓螺桿和建壓腔，建壓螺桿與驅(qū)動裝置傳動連接，建壓腔進(jìn)口端與調(diào)質(zhì)器出口端相連；所述熟化器包括保壓熟化腔和保壓熟化腔外周設(shè)置的保溫外殼，保溫外殼上設(shè)有蒸汽進(jìn)口和蒸汽出口，建壓腔出口端與保壓熟化腔進(jìn)口端相連，保壓熟化腔的出口端經(jīng)出口通道與所述進(jìn)料口相連。本發(fā)明工作時，物料首先經(jīng)過調(diào)質(zhì)器調(diào)質(zhì)，然后經(jīng)建壓裝置給物料建壓，物料壓力增大、溫度上升，但其熟化度較低，當(dāng)物料進(jìn)入熟化器后，由于保溫外殼內(nèi)可通入蒸汽，會使3物料的溫度迅速上升，在內(nèi)部壓力和加溫的雙重作用下，物料的物性發(fā)生變化，蛋白質(zhì)開始變性、淀粉糊化，纖維質(zhì)部分降解，病菌被殺死，物料很快成為糊狀，其流動性好，可呈流質(zhì)或半流質(zhì)態(tài)進(jìn)入擠壓腔中，進(jìn)入擠壓腔后，物料被擠壓螺桿進(jìn)一步擠壓，溫度繼續(xù)上升，直至糊化度100%，由于物料呈流質(zhì)或半流質(zhì)狀態(tài)，其對擠壓螺桿和擠壓腔內(nèi)壁的磨損均比較小，可延長擠壓螺桿、擠壓腔等關(guān)鍵部件的使用壽命。上述工作過程中，物料在熟化器中處于保壓狀態(tài)，加溫后可迅速降低機(jī)械阻力，物料快速熟化成為糊狀；與現(xiàn)有技術(shù)相比，物料熟化的大部分能源來源于熟化過程中向保溫外殼中通入的蒸汽能量，有效降低了擠壓腔內(nèi)的機(jī)械能的輸入。通常食品、飼料加工企業(yè)均具有蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，使用蒸汽遠(yuǎn)比電能的成本低。因此，本發(fā)明有效降低了食品、飼料擠壓膨化加工的能耗，降低了食品、飼料生產(chǎn)加工企業(yè)的成本。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述建壓腔上設(shè)有蒸汽補(bǔ)入口。通過蒸汽補(bǔ)入口向物料中內(nèi)通入蒸汽，可以調(diào)節(jié)物料中的水分，加強(qiáng)其流動性，同時，也可以直接將部分熱能帶入物料中，以減少機(jī)械能的損耗。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述出口通道上還設(shè)有控制閥?？刂崎y的設(shè)置可以根據(jù)各種物料特性的不同，來調(diào)節(jié)熟化器內(nèi)的壓力。圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、驅(qū)動裝置，2、建壓螺桿，3、調(diào)質(zhì)器出口端，4、保溫外殼，5調(diào)質(zhì)器，6、蒸汽進(jìn)口，7、保壓熟化腔，8、控制閥，9、出料與切割裝置，10、擠壓螺桿，11、擠壓腔，12、出口通道，13蒸汽出口，14、蒸汽補(bǔ)入口，15、建壓腔。具體實(shí)施例方式如圖，為一種適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，包括調(diào)質(zhì)器5和擠壓腔11，擠壓腔11內(nèi)設(shè)有擠壓螺桿IO，擠壓腔11一端設(shè)有進(jìn)料口，擠壓腔11另一端設(shè)有出料與切割裝置9，所述調(diào)質(zhì)器5與擠壓腔11之間依次設(shè)有建壓裝置和熟化器；所述建壓裝置包括配合安裝的建壓螺桿2和建壓腔15，、建壓腔15上可設(shè)有蒸汽補(bǔ)入口14;建壓螺桿2與驅(qū)動裝置1傳動連接，建壓腔15進(jìn)口端與調(diào)質(zhì)器出口端3相連；所述熟化器包括保壓熟化腔7和保壓熟化腔7外周設(shè)置的保溫外殼4，保溫外殼4上設(shè)有蒸汽進(jìn)口6和蒸汽出口13，建壓腔15出口端與保壓熟化腔7進(jìn)口端相連，保壓熟化腔7的出口端經(jīng)出口通道12與所述進(jìn)料口相連；出口通道12上還可以設(shè)有控制閥8。該裝置工作時，物料首先經(jīng)過調(diào)質(zhì)器5調(diào)質(zhì)，然后經(jīng)建壓裝置給物料建壓，建壓螺桿2推擠物料，使物料壓力增大、溫度上升，但其熟化度較低，當(dāng)物料進(jìn)入熟化器后，由于保溫外殼4上設(shè)有蒸汽進(jìn)口6和蒸汽出口13，會使物料的溫度迅速上升，在內(nèi)部壓力和加溫的雙重作用下，物料的物性發(fā)生變化，蛋白質(zhì)開始變性、淀粉糊化，纖維質(zhì)部分降解，病菌被殺死，物料很快成為糊狀，其流動性好，可呈流質(zhì)或半流質(zhì)態(tài)經(jīng)出口通道12進(jìn)入擠壓腔11中，設(shè)置的控制閥8可調(diào)節(jié)物料壓力，使保壓熟化腔7中保持適當(dāng)?shù)膲毫Γ锪线M(jìn)入擠壓腔11后，被擠壓螺桿IO進(jìn)一步擠壓，溫度繼續(xù)上升，直至糊化度100%，然后從出料與切割裝置9出來，壓力瞬間釋放，物料膨化并被切割成適當(dāng)大小，由于物料呈流質(zhì)或半流質(zhì)狀態(tài)，其對4擠壓螺桿10和擠壓腔11內(nèi)壁的磨損均比較小，可延長擠壓螺桿10、擠壓腔11等關(guān)鍵部件的使用壽命。上述工作過程中，物料在熟化器中處于保壓狀態(tài)，加溫后物料快速熟化成為糊狀，可迅速降低機(jī)械阻力，減少裝置的機(jī)械能耗。上述過程中，可通過蒸汽補(bǔ)入口14補(bǔ)充蒸汽進(jìn)入物料中，可調(diào)節(jié)物料的含水量，促進(jìn)其熟化。對比試驗(yàn)A)利用一臺現(xiàn)有技術(shù)的單螺桿膨化機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，獲得相關(guān)參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)膨化機(jī)的主電機(jī)功率160KW，螺桿直徑165mm，螺桿的長徑比為13:l，螺桿配置區(qū)域分為喂料區(qū)、揉和區(qū)、最終熟化區(qū)；物料的配方見表一，物料的粉碎細(xì)度為95%通過80目篩，99.5%過60目篩，100%過50目篩。物料首先在一個普通的調(diào)質(zhì)器中進(jìn)行預(yù)熟化，經(jīng)過調(diào)質(zhì)器后物料的糊化度為45%，物料的溫度為95°C，物料的水分為19%。表一物料的配方(重量含量％)豆粕27小麥粉25麥麩18菜仔餅27油脂3合計(jì)100物料進(jìn)入膨化機(jī)中擠壓，出料切割裝置中的出料?？资褂?.0mm直徑。生產(chǎn)時盡量增加喂料量以提高主電機(jī)負(fù)載，當(dāng)主電機(jī)負(fù)載率為95%時，膨化機(jī)產(chǎn)量為5.5噸/小時，此時，該膨化機(jī)的噸料電耗為27.6kWh/t。最終得到的膨化產(chǎn)品糊化度為100%，膨化顆粒飽滿、美觀。B)利用本發(fā)明技術(shù)在該單螺桿膨化機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，并進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，獲得相關(guān)參數(shù)。同樣，該臺單螺桿膨化機(jī)，主電機(jī)功率160KW，建壓螺桿的輸入功率11Kw，主螺桿和建壓螺桿的直徑165mm，主螺桿的長徑比為13:1，建壓螺桿的長徑比為2:1。從調(diào)質(zhì)器進(jìn)料，在物料達(dá)到建壓腔末端時，通過蒸汽補(bǔ)入口向物料內(nèi)部添加物料重量4%的蒸汽，物料在保壓熟化腔內(nèi)停留時間為5分鐘，該區(qū)域內(nèi)的壓力為0.6Mpa，保溫外殼內(nèi)的蒸汽壓力位4-8Mpa。其余工藝參數(shù)與A相同。生產(chǎn)時盡量增加喂料量以提高主電機(jī)負(fù)載，當(dāng)主電機(jī)和建壓螺桿的輸入負(fù)載率為95%時，該裝置的產(chǎn)量為9.5噸/小時，噸料電耗為17.lkWh/t。最終得到的膨化產(chǎn)品糊化度為100%，膨化顆粒飽滿、美觀。對比生產(chǎn)試驗(yàn)相關(guān)參數(shù)見表二表二生產(chǎn)控制參數(shù)與檢測結(jié)果參數(shù)5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將A、B兩組試驗(yàn)相比較，本發(fā)明中物料的熟化過程主要在不需要輸入過多機(jī)械能的"保壓熟化腔"內(nèi)完成。該部分的熟化主要來自于物料在一定的溫度及一定的壓力下保持一定的時間，其外輸入的能源主要是相對價值便宜的蒸汽。所以，利用本發(fā)明，在機(jī)械能輸入變化不大的情況下，在物料的膨化后糊化度同樣達(dá)到100%的前提下，膨化機(jī)的產(chǎn)能提升1.53倍，噸料電耗僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的50-70%。權(quán)利要求一種適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，包括調(diào)質(zhì)器和擠壓腔，擠壓腔內(nèi)設(shè)有擠壓螺桿，擠壓腔一端設(shè)有進(jìn)料口，擠壓腔另一端設(shè)有出料與切割裝置，其特征在于所述調(diào)質(zhì)器與擠壓腔之間依次設(shè)有建壓裝置和熟化器；所述建壓裝置包括配合安裝的建壓螺桿和建壓腔，建壓螺桿與驅(qū)動裝置傳動連接，建壓腔進(jìn)口端與調(diào)質(zhì)器出口端相連；所述熟化器包括保壓熟化腔和保壓熟化腔外周設(shè)置的保溫外殼，保溫外殼上設(shè)有蒸汽進(jìn)口和蒸汽出口，建壓腔出口端與保壓熟化腔進(jìn)口端相連，保壓熟化腔的出口端經(jīng)出口通道與所述進(jìn)料口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，其特征在于所述建壓腔上設(shè)有蒸汽補(bǔ)入口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，其特征在于所述出口通道上設(shè)有控制閥。全文摘要本發(fā)明公開了食品、飼料加工領(lǐng)域的一種適用于食品、飼料擠壓膨化的加工裝置，包括調(diào)質(zhì)器和擠壓腔，擠壓腔內(nèi)設(shè)有擠壓螺桿，擠壓腔一端設(shè)有進(jìn)料口，擠壓腔另一端設(shè)有出料與切割裝置，調(diào)質(zhì)器與擠壓腔之間依次設(shè)有建壓裝置和熟化器；建壓裝置包括建壓螺桿和建壓腔，建壓螺桿與驅(qū)動裝置傳動連接，建壓腔進(jìn)口端與調(diào)質(zhì)器出口端相連；熟化器包括保壓熟化腔和其外周設(shè)置的保溫外殼，保溫外殼上設(shè)有蒸汽進(jìn)、出口，建壓腔出口端與保壓熟化腔進(jìn)口端相連，保壓熟化腔的出口端與所述進(jìn)料口相連。該裝置中，物料熟化的大部分能源來源于通入保溫殼體內(nèi)的蒸汽能量，有效降低了擠壓腔內(nèi)的機(jī)械能源的輸入，可降低食品、飼料擠壓膨化生產(chǎn)的能耗。文檔編號A23N17/00GK101692928SQ20091003267公開日2010年4月14日申請日期2009年6月30日優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日發(fā)明者李松云,馬亮申請人:江蘇牧羊集團(tuán)有限公司;