单螺杆膨化机的发展趋势

王俊

摘 要：当前的机械制造技术正在朝着更加先进、更加智能的方向快速发展。人们对水产饲料和宠物食品的要求同样愈来愈高，因此，对水产饲料和宠物食品的加工设备之一单螺杆膨化机的要求也越来越高。本文主要简述了现阶段单螺杆膨化机的发展趋势。

关键词：单螺杆膨化机;发展趋势;卫生型;安全性;智能化

在广泛的生产实践中，挤出成型的理论和技术得到不断的深化和拓展，挤出工艺也在不断的发展和改进，挤出成型的设备（膨化机）也在不断的改进和创新，膨化机更加大型化、高效率化、精密化、智能化，同时自动控制技术在挤出成型加工中的应用越来越广泛，人们对膨化机的简便操作、控制精确、节能高效、清洁生产等越来越青睐。

单螺杆膨化机的更换螺杆方便、制造安装容易、造价低等特点，一直受到饲料加工厂商的青睐。本文重点介绍单螺杆膨化机的发展趋势。

1 卫生型

随着社会发展与进步，人们对于健康越来越重视，对吃到嘴的食物更加谨慎。欧洲国家“Feed is food”（饲料即食品）的观念，已逐步被认可和推广。饲料和食品都一样，动物吃的和人吃的没有差别。有问题的feed（饲料）被动物吃掉，人再吃了这些动物，人也出现健康问题。

为了解决不让动物吃上有问题的饲料，设备的卫生问题便呼之欲出。目前已有膨化机生产厂家将卫生型设计纳入其设备的设计要求中，要求实现设备易清洁，尽可能的减少物料的残留，防止交叉污染。对于单螺杆膨化机而言，卫生要求不仅仅局限在设备表面的易清洁，更重要是设备内部，特别是挤压腔内的少残留，易清洗。要求更高的挤压机生产厂家还会对螺杆机内衬以及螺杆的材质做出规定，防止螺杆或内衬磨损下来的粉末渗入物料中造成污染。

单螺杆膨化机与双螺杆膨化机显著的区别之一在于，前者的已清洁特性不及后者，这是由于单螺杆膨化机内部的特殊机械结构导致的。但这并不能阻碍人们对于卫生要求的追求。

虽然单螺杆膨化机可以通过向膨化腔内部注水，加汽，通过螺杆的旋转达到清洗的目的，但膨化腔内部是一个高压区域，仍会有物料沾在螺杆的沟槽中，比残留极不容易被清理。行业中已出现一种新型的单螺杆膨化机，配套专用的螺杆拔出装置，可将螺杆轴以及螺杆从螺套中拔出，运至清理区域进行高压冲洗。大大减少了膨化机内部顽固的残留，尤其适合频繁切换生产配方的饲料/食品生产厂家。

另外，部分膨化设备生产厂家在开发卫生型切割装置。该切割装置不与地面接触，其内部的切刀设计，风运管设计，都能极大程度上减少残留，最大程度避免交叉污染。

卫生型切割装置和风运系统

2 安全性

安全性可分为设备安全性及产品安全性，产品安全性大部分程度上取决于设备的卫生型要求。

设备安全性则不仅仅与设备操作人員的操作习惯有关，更与设备本身的机械特征息息相关。通过safety analysis可以得出设备处于Pl（a、b、c、d、e）中的某个等级，并将安全等级低的地方针对性改善。设备的安全离不开一系列的传感器以及完备的控制系统，只要是有风险能够造成伤害的地方，都需要安装传感器，并接入硬件或软件中进行监控。其软硬件的连锁、逻辑关系异常复杂，本文在这里不做叙述。

膨化机另一个重要的安全性，是出料口模板的安全。多数膨化机的设计最大压力为100 bar，部分膨化机最大压力可达200 bar甚至更高，这就必须要对出料口的模板进行校核。模板的材料与热处理特性是关键，关系到模板最终的强度。保证模板的材料和最终热处理后的硬度，以这两项为前提，对模板进行强度模拟分析，安全系数通常大于2，来校核模板能否承受该膨化机的最大设计压力，并在模板上刻上最大压力值。如校核得出的最大压力大于膨化机设计压力，则在模板上刻出膨化机的最大压力;如小于膨化机最大压力，则在模板上刻出模板的校核压力。根据模板上刻出的压力在膨化机控制系统中正确设置相关参数，从机械当面与控制方面同时保证膨化设备的安全。

3 全面性

饲料行业中，单螺杆的应用范围不及双螺杆膨化机，但随着一些辅助设备的运用，单螺杆膨化机依然可以实现一机多用。

1）通过更换特殊螺套（如SME装置），可以实现设备机械能更广范围的调节，以满足客户不同配方、不同品种的生产需要。

2）通过增加特殊辅助装置（如密度控制和真空系统），可以实现浮性料与沉性料之间的切换，让客户在不更换膨化机的前提下更简便的根据生产需求切换。

4 智能化

随着科技的发展，自动化技术逐渐应用到膨化机上。工业发达国家的膨化机已普遍采用现代电子和计算机控制技术，控制箱上有触摸屏监测，对整个挤出过程的工艺参数如喂料量、各原料配比、螺杆转速、螺套温度以及熔体压力及温度、主电机的电流及负载等参数在线监测，并采用微机闭环控制。部分膨化机生产厂家已采用远程监测、诊断等手段，对膨化机成型生产线进行网络远程监控。

5 结语

膨化机的发展趋势应会向更深层次的卫生型、安全性、全面性、智能化方向发展，该领域仍有广阔的空间等待我们的科研人员去探索。

参考文献

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