特別關注——擠壓膨化技術在水產飼料生產中的應用

huoyanjun

編者按  擠壓膨化飼料經過高溫、高壓，是一種低污染、浪費少、高轉化率的優質環保型飼料。因此，水產膨化料已呈現逐步取代硬顆粒料成為水產飼料主流的趨勢。擠壓膨化工藝在水產膨化飼料生產過程中具有十分重要地位，對飼料的品質、生產效率等影響較大。為此，《新飼料》雜志社與北京現代洋工機械發展有限公司共同合作在2011年第3期協辦“特別關注”欄目，邀請行業專家、企業生產負責人共同探討擠壓膨化機在水產飼料生產領域的應用，為企業正確選擇應用水產飼料擠壓膨化機提供參考，使擠壓膨化技術在生產中真正起到作用，達到增產、降耗，提高飼喂時養分消化率和能量利用率的目的。

國產優質雙螺桿擠壓膨化機完全能滿足水產飼料加工需求

    在目前中國水產飼料市場，由于大部分水產飼料生產企業受到投資資金的限制，通常選用價格較低的國產單螺桿擠壓膨化機，但因其結構簡單和技術水平、制造水平不夠高，只能在水產飼料加工中用于生產較低檔的淡水魚浮水料，難于生產沉水料和其他高檔水產飼料產品。

    雙螺桿擠壓膨化機的最大特點就是二根螺桿同向旋轉并完全嚙合而具有一種正壓泵的功能，它能夠對各種原料進行混合而不考慮其構成，對各類谷物、植物蛋白、動物蛋白、鮮肉漿、脂肪、高纖維、淀粉以及濕魚渣等多樣化的組分都能很容易地進行加工，適應高粘性物料、低粘性物料或高水分、高油脂配方產品的加工。能夠適應加工浮水、快沉、慢沉等多品種水產飼料，如魚、蝦、河鰻、螃蟹、烏龜、牛蛙、觀賞魚等各種高檔飼料等均需用雙螺桿擠壓膨化機，特別是微粒水產飼料（直徑為0.5～1.5mm）、高脂肪水產飼料及生產量小但配方常變的飼料更必須采用雙螺桿擠壓膨化機進行生產。

    國產優質雙螺桿擠壓膨化機是指同向旋轉完全嚙合型且精密制造、技術性能已達到一定先進水平的產品，雖然符合國產優質雙螺桿擠壓膨化機產品條件的生產企業為數不多，其價格要高于國產單螺桿擠壓膨化機，但價格遠遠低于進口單螺桿機型，其生產性能已超過進口單螺桿機型并可以完全替代進口雙螺桿機型，不僅能滿足養殖業中高檔水產飼料的需求，而且能達到很高的性價比，應該是目前水產飼料加工業的最好選擇。

    洋工機械在消化吸收國外先進技術基礎上已開發出新型TSE系列雙螺桿擠壓膨化機5種機型10個規格產品TSE65(22/37KW)、TSE68(55/75KW)、TSE98(90/110KW)、TSE128(160/200KW)、TSE148(250/315KW)，主機采用新型齒輪箱直聯傳動平穩、強勁、可靠，變頻主電機主軸轉速可調，雙軸螺桿同向旋轉全嚙合配置、機筒加熱和冷卻層為一體式鍛造結構，機筒內套和螺桿元件采用高耐磨合金鋼材質，模板采用新型材質和科學布孔工藝，調質系統采用加長不銹鋼雙軸差速調質器，設備結構合理、制造精細、外形美觀，其產品技術性能已接近或基本達到國際知名品牌如美國Wenger、瑞士Bühler等進口雙螺桿擠壓膨化機水平，但其價格僅有進口產品價格的三分之一，為國內水產飼料和食品加工企業提供了低價格、性能完善的高性價比雙螺桿擠壓膨化設備。（北京現代洋工機械發展有限公司  汪沐高級工程師）

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
結構	簡單	復雜
主軸轉速	不可調	可調
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%
產量	低	高
產品質量	差	好
產品適應性	差	好
原料適應性	差	好
水份水平	低	高
油脂水平	低	高
纖維水平	低	高
蛋白質水平	低	高
機械能輸入	低	高
耐磨損性	差	好
產品規格	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膨化料也可以生產非膨化料。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種。在生產水產料時，三種擠壓機對含有高動物蛋白的飼料有不同的膨化性能，其中雙螺桿優于長單螺桿，長單螺桿優于短單螺桿，即：如加工動物蛋白含量很高的飼料，必須采用質量較優的雙螺桿擠壓機。生產一般的蝦飼料，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處理及對加工質量要求不高的某些普通與飼料加工。其對物料變化、產品要求變化等的適應能力較差。較大規模水產飼料生產所用的擠壓機，其螺桿的長徑比通常大于10：1。長徑比大，擠壓機適應能力的可調范圍就寬。在生產水產膨化飼料特別是高檔水產飼料時，所以在選擇擠壓機時要注意其可調性，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，生產的飼料質量好。

    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的逆向隙流，使物料受力均衡，機內停留時間一致，產品均一。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品。雙螺桿擠壓機無需設置機膛內壁阻力槽，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。如要生產高檔水產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、水產料直徑變化較大時則選擇雙螺桿擠壓機更為合適，生產要比用單桿擠壓機容易，飼料也較均勻。另外，在產品種類變化較大時，如生產浮性、沉性、慢沉性飼料，選擇雙螺桿擠壓機則更具有可調性，參數設置也比較容易變化。

    然而，雙螺桿擠壓機結構復雜，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量單螺桿擠壓機的1.5～2倍。但隨著國產雙螺桿擠壓機技術和制造水平的提高，其生產技術性能指標已接近進口產品水準，而價格僅有進口產品的三分之一，也僅稍高于國產優質單螺桿擠壓機產品價格，具有良好的性價比，一些看重加工質量的水產飼料生產企業或一些經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  過世東教授）

雙螺桿膨化機在水產飼料生產中的優勢

    隨著水產養殖業向規模化、集約化、專業化方向的發展，對水產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定性，完整保持一定時間，使水產養殖動物有足夠的攝食時間，減少浪費和污染，還應根據水產養殖動物的生活習性、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，由于水產動物消化道較短，飼料的熟化程度對其生長發育影響較大，也是水產飼料最重要品質特性之一。

    采用不同的加工工藝和設備，生產的水產飼料顆粒在容重、耐水性、熟化程度等方面品質差異很大。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備才能進行生產。水產養殖動物飼養者和水產飼料生產者越來越更加重視飼料的質量，使得擠壓膨化技術在水產飼料生產中廣泛應用，為水產飼料品質的提高、飼料報酬的提高、飼料資源的利用、改善水質等方面創造了條件。

     飼料擠壓膨化加工是一個高溫、高壓、高剪切的過程，經調質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，并使其中的揮發性成分主要是水分處于過飽和狀態，起到殺菌、促進淀粉糊化、粗纖維降解、蛋白質變性等綜合效應，實現組織均化，形成非晶體化質地。當物料從模孔排出時，由于外部壓力的突然釋放，物料中的水分在瞬間迅速蒸發，使物料膨脹成多孔性結構。物料的膨化度主要與調質條件、擠壓腔和外界的壓力差及物料性狀密切相關，改變擠壓腔和外界的壓力差可以控制膨化飼料的沉浮性。目前用于水產飼料生產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構相對簡單，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，形成螺旋形的連續帶狀，混合均質效果差。物料的熟化是通過直接向機筒內注入蒸汽，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換。物料在機筒內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生堵塞，當物料的水分、油脂含量越高，就越容易產生堵塞，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雜，制造成本相對較高，工作原理也比單螺桿膨化機要復雜得多。用于水產飼料生產的雙螺桿擠壓膨化機機筒橫截面呈“8”字形，裝有同向旋轉、完全嚙合的兩根平行螺桿，物料在機筒內受螺桿的旋轉帶動，呈“∞”字形前進，產生高壓區和低壓區，具有一種正壓泵的附加功能，同時，螺棱既產生正向輸送，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構不同，工作原理復雜得多，進行水產飼料生產時，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點，還具有如下特點：

（1）采用雙螺桿擠壓膨化機生產的產品在質量穩定性、熟化度、耐水性和安全性等方面優于單螺桿。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地前進，使得物料在機筒內停留時間波動幅度極小，產品質量均衡穩定，整體的熟化度能夠達到95%以上，產品在水中的穩定性能保持在24h以上，同時顆粒的表面光潔度和顆粒均勻度也更好。可以使絕大多數原料中的營養阻抗成份完全失去活性，大大提高飼料轉換率和降低排泄物量，可以生產出粒徑小于1.5mm的顆粒料。

（2）雙螺桿擠壓膨化機工藝條件和參數調整方便，產品密度控制容易，可以生產出完全適合水產動物需要和飼養者希望的飼料，包括沉性、浮性、半沉性膨化顆粒飼料，并且產品質量高。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勢，生產沉性膨化飼料一定要選用雙螺桿擠壓膨化機。同時，生產的水產飼料產品品種多，也一定要考慮選用雙螺桿膨化機，以達到不同飼料產品質量要求。單螺桿膨化機生產浮性膨化顆粒飼料沒有問題，但其產品密度控制較難，生產沉性水產飼料時不易實現，必須嚴格準確控制工藝條件和參數，當配方等條件改變時，物料的擠壓狀態常常也會改變，不易得到好的沉性飼料，給產品的穩定性和新產品調試增加了難度。

（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，使物料在機筒內不會粘在一起而影響機器的運轉，能夠適應高粘性物料、極干燥或含水率極高物料、高油脂配方產品的加工。高油脂配方不僅提高了配方的質量，也減緩了零件的磨損和阻力，降低了生產成本。單螺桿擠壓膨化機在大多數情況下不能處理油脂含量大于5％的原料，否則產品質量就會不穩定，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，實現擠壓膨化機的自我請潔，能自動將內部剩余物料擠出機外，節省了停機清潔螺桿和機筒內物料的工作，使得更換產品的時間大為縮短。

（5）雙螺桿擠壓膨化機螺桿的使用壽命長，單位產量動力消耗低。物料在機筒內受到螺桿的齒槽間產生研磨(即剪切)與滾壓作用，當螺桿轉速較高時，雙螺桿擠出機所需的熱量幾乎可以100％地來自機械能的轉換，動力消耗低，可顯著降低生產成本。同時，機筒內物料的輸送、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，在水產飼料生產中，雙螺桿擠壓膨化機與單螺桿擠壓膨化機相比優勢明顯，必將得到大力推廣，廣泛應用。（中國農業科學院飼料研究所  李軍國

基金項目：“十二五”國家科技支撐計劃課題“安全優質飼料生產關鍵技術研發與集成示范（課題編號： 2011BAD26B04）”）

淺談選用擠壓膨化機應注意的幾個問題

    近年來，隨著水產養殖技術的進步，終端水產養殖戶對飼料產品的需求也在發生相應的變化，水產擠壓膨化飼料已經成為部分養殖戶的一種需求偏好。越來越多的水產飼料生產企業也在新建或改建水產飼料膨化生產線。目前國內外主要的飼料設備生產廠家提供的膨化機大多能夠滿足飼料生產企業的需求，但是出于某些原因，在膨化機投產后，某些飼料生產企業又有未達預期效果之感。這里淺談選用膨化機應注意的幾個問題：

1．首先要明確自已飼料產品的定位，弄清擠壓機的適應性，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，其生產都沒有太大的區別，往往都能夠生產出優質飼料，包括目前市場上絕大多數的高油脂含量的飼料。雙螺桿膨化機在生產高油脂飼料和小顆粒飼料方面具有更好的適應性和工作穩定性，設備的資金投入也更大。

2．大多水產飼料生產企業非常重視小顆粒飼料的戰略競爭能力。一臺膨化機既要生產大于10毫米的大顆粒飼料，又要生產較多小顆粒（直徑小于1.5毫米）的飼料產品，一條膨化生產線要滿足這樣寬范圍的適應性，往往難以取得很好的使用性價比，主要體現在：一方面，配套的烘干機要滿足小直徑產品的生產，其烘干機的篩片要求很小的孔徑，小直徑的產品才不會從篩孔中穿過從而實現安全烘干。此情形下，可以理解為小直徑產品的烘干能耗是最佳配置，另一種角度看，烘干大直徑飼料產品會出現過度的能耗，大直徑飼料產品才是各公司的主導產品，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，可以說烘干的設備投入成本和運行成本均大于膨化成本，這是很多企業未重視的現象。

另一方面，為了防止堵模、保證小直徑飼料的連續和正常生產，生產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品的生產過程中會造成頻繁的堵模現象，嚴重影響小直徑飼料的連續生產和成品合格率。

因此對計劃上規模的膨化飼料生產企業，建議配置專業的小顆粒膨化飼料生產線。

3．既能生產浮性飼料又能生產沉性擠壓飼料的擠壓機，對設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．由于國內對產品外觀更重視，比如切口效果。根據我的經驗，部分國產和大多進口擠壓膨化機的切刀電機功率配置偏小，轉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品，確保膨化機工作過程的穩定供水和供汽，對飼料顆粒均勻性的實現排除一個故障點或因素。

6．市場充分競爭的結果，優秀飼料設備生產企業提供的擠壓膨化機在單位能耗、時產能方面相差不明顯。只要配方合理，生產100%的漂浮飼料也是極容易的，但在飼料產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，在設備購買合同中應有量化的條款約定。

7．對于接觸擠壓膨化生產工藝時間不長的飼料生產主管，應在設備調試時與設備供方技術人員探索出本公司主導產品的最佳操作參數，特別是找到與本公司配方體系相適應的最佳的模板開孔率和最佳時產能。當然調試時可能的返工料噸位數讓領導受不了，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）

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學習了，謝謝