擠壓膨化技術(shù)興起于食品加工行業(yè)，20 世紀(jì)50年代，美國(guó)率先將擠壓技術(shù)應(yīng)用于飼料工業(yè)，主要用于加工寵物食品，對(duì)動(dòng)物飼料進(jìn)行預(yù)處理以改進(jìn)消化性和適口性及生產(chǎn)反芻動(dòng)物蛋白補(bǔ)充料的尿素飼料。
　　20 世紀(jì)70 年代單螺桿擠壓機(jī)被用于植物蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)，到了80 年代，擠壓技術(shù)已成為國(guó)外發(fā)展速度最快的飼料加工新技術(shù)， 它在加工特種動(dòng)物飼料、水產(chǎn)飼料、早期斷奶仔豬料及飼料資源開(kāi)發(fā)等方面具有傳統(tǒng)加工方法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。擠壓技術(shù)在我國(guó)飼料工業(yè)中的起步比較晚， 自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)的膨化技術(shù)才有了較大的發(fā)展。在這些實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，擠壓機(jī)無(wú)論在機(jī)械結(jié)構(gòu)還是自動(dòng)控制方面都有很多創(chuàng)新和發(fā)展。由于在產(chǎn)品成型方面，擠壓膨化機(jī)比制粒機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品蓬松，密度小、硬度小，進(jìn)而使產(chǎn)品具有適口性好，易消化，產(chǎn)品樣式豐富，水質(zhì)污染和浪費(fèi)少等優(yōu)點(diǎn)。而今，擠壓膨化技術(shù)已成為寵物飼料加工的核心技術(shù)，有著不可替代的地位。由于寵物食品行業(yè)有著它固有的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科研價(jià)值，因此研究寵物食品加工的核心技術(shù)及設(shè)備有著非常重要的意義。
　　1 寵物飼料的加工工藝與設(shè)備寵物食品加工工藝是飼料生產(chǎn)工藝和食品生產(chǎn)工藝的結(jié)合。寵物料的種類(lèi)有干膨化產(chǎn)品、半濕產(chǎn)品、軟膨化產(chǎn)品、濕罐頭產(chǎn)品和零食(或點(diǎn)心)。其中除了罐頭產(chǎn)品外所有種類(lèi)的寵物食品均與膨化工藝息息相關(guān)。由此可見(jiàn)膨化是寵物食品加工工業(yè)中的核心部分。而在寵物食品的加工過(guò)程中基本上都是采用擠壓膨化技術(shù)。擠壓膨化寵物食品的一般加工工藝為：原料配制→拌粉→預(yù)處理→擠壓膨化→冷卻干燥→拋光→油脂、調(diào)味劑噴涂→包裝。主要設(shè)備組成：多功能攪拌機(jī)、螺旋上料機(jī)、調(diào)質(zhì)器、膨化機(jī)、烤爐、拋光機(jī)、噴油機(jī)、噴脂機(jī)等。寵物飼料的原料主要以肉產(chǎn)品為主， 產(chǎn)品粘性強(qiáng)，不能用單螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)。而雙螺桿擠壓機(jī)減少了剪切范圍，具有更有效的泵送作用及自擦凈作用， 適用于生產(chǎn)新鮮肉類(lèi)和含油脂高的飼料。因此，在寵物飼料的實(shí)際生產(chǎn)中，多使用雙螺桿擠壓膨化機(jī)。寵物飼料加工過(guò)程中影響其擠壓膨化效果的因素有以下幾個(gè)方面。① 機(jī)型的影響：濕法或干法、規(guī)格大小、螺桿長(zhǎng)度與直徑之比、螺桿結(jié)構(gòu)、螺桿的磨損率、套筒的溝槽形狀、壓模直徑、材料、模孔數(shù)量。② 物料特性的影響：密度、淀粉含量、油脂含量、水分、粗纖維含量。③ 調(diào)質(zhì)的影響：喂料量、蒸汽與水分添加量（在何處加水）、蒸汽質(zhì)量、水的溫度。蒸汽添加量（5%~8%）、水分添加量（6%~12%）。④ 操作使用的影響：螺桿與套筒的搭配、給水的穩(wěn)定性、配方的更換、套筒的保溫、螺桿的冷卻、后續(xù)加工(打碎、冷卻、粉碎、噴涂、烘干)控制方法。
　　2 國(guó)內(nèi)外寵物飼料擠壓膨化設(shè)備的研究現(xiàn)狀目前， 國(guó)外知名的擠壓膨化設(shè)備生產(chǎn)商主要有：美國(guó)Wenger 公司、美國(guó)Extra-Tech 公司、英國(guó)Anderson公司、德國(guó)Amandus Kahl 公司、法國(guó)克萊斯勞(Clextral)公司。這些廠家生產(chǎn)的擠壓膨化機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)溫度、壓力、轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)和數(shù)字顯示，并且已經(jīng)形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。國(guó)內(nèi)寵物擠壓膨化機(jī)生產(chǎn)企業(yè)主要有：濟(jì)南賽百諾科技開(kāi)發(fā)有限公司、濟(jì)南天時(shí)信機(jī)械設(shè)備廠、濟(jì)南槐蔭天機(jī)械設(shè)備廠、濟(jì)南大億膨化機(jī)械有限公司、北京金地三福膨化機(jī)制造有限公司等。這些國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的寵物飼料擠壓膨化機(jī)在性能上有的已接近國(guó)際水平。近年來(lái)擠壓機(jī)設(shè)備制造商為了適應(yīng)飼料工業(yè)尤其是寵物飼料加工的發(fā)展，對(duì)擠壓機(jī)進(jìn)行了一系列研究與創(chuàng)新。
　　2.1 多色寵物飼料的擠壓膨化設(shè)備近幾年，寵物零食和點(diǎn)心成為寵物飼料市場(chǎng)中增速最快的部分，而多色點(diǎn)心頗受市場(chǎng)的歡迎。過(guò)去很多商家采用聯(lián)合膨化法，這種方法一般需要兩個(gè)膨化機(jī)， 每個(gè)膨化機(jī)均加工一種配方的物料，且這些物料通過(guò)普通成套模具進(jìn)行聯(lián)合膨化。每種配方的物料從各自的加工流水線出來(lái)后，再到另一個(gè)膨化機(jī)中進(jìn)行交換。最后通過(guò)模具中的特殊裝置，使得兩個(gè)單獨(dú)配方的物料隨機(jī)結(jié)合在一起，生產(chǎn)出具有彩色花紋的產(chǎn)品。國(guó)外為多色寵物飼料的擠壓膨化設(shè)備開(kāi)發(fā)了一種混合模頭。這種混合模頭可以按1： 1 的比例生產(chǎn)雙色產(chǎn)品，也能生產(chǎn)出多種形狀的產(chǎn)品，用一臺(tái)膨化機(jī)可以加工出由12 個(gè)色彩部分構(gòu)成的產(chǎn)品。加工時(shí)通過(guò)縮小螺桿尾端直徑將雙螺桿擠壓機(jī)兩根相互嚙合的螺桿分開(kāi)來(lái)；這樣，可以將兩種不同顏色的物料噴射到這兩根各自獨(dú)立的螺桿內(nèi)。來(lái)自每根螺桿經(jīng)過(guò)均勻布色的熱融物可在最后的模頭內(nèi)匯合，由一個(gè)�？着懦�；不同的顏色可并列、可同心，也可混在一起形成不規(guī)則的大理石狀，不過(guò)這種裝置一次只能生產(chǎn)一種產(chǎn)品。瑞士布勒公司生產(chǎn)的擠壓膨化設(shè)備通過(guò)使用特定的模具生產(chǎn)出了不同形狀和不同顏色的產(chǎn)品，還可以使一種顏色的產(chǎn)品通過(guò)第二種顏色獲得斑紋效果。但是在生產(chǎn)過(guò)程中需要注意：在成形切割階段，必須完成對(duì)熱融化產(chǎn)品的降壓、成形和切割，因此�？椎男螤钪陵P(guān)重要。即使在成形切割過(guò)程中，可移動(dòng)的切割設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)模孔的控制，在此過(guò)程中還是蒸發(fā)了大量的濕氣，為了防止冷凝和結(jié)塊需要添加適當(dāng)?shù)臒釟夂惋L(fēng)量。
　　2.2 夾心寵物飼料的擠壓膨化設(shè)備瑞士布勒公司所生產(chǎn)的擠壓膨化設(shè)備已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了夾心寵物食品的加工。此類(lèi)產(chǎn)品需要擠壓膨化機(jī)將配方中的部分成分熟化，通過(guò)泵系統(tǒng)添加無(wú)需熟化的填料，膨化后的操作過(guò)程（如輸送、儲(chǔ)藏和干燥）通常較復(fù)雜。以?shī)A心枕形產(chǎn)品為例，連續(xù)膨化成的管狀物料被送入模具，注入填充物，然后在后續(xù)的滾筒磨中對(duì)填充邊緣進(jìn)行修整，最后生產(chǎn)出一個(gè)個(gè)兩端封口的枕頭片形產(chǎn)品。現(xiàn)如今，國(guó)外的模具設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，充分的利用這些模具后，就可以生產(chǎn)出人們所能想象到的各種各樣的寵物飼料。只要稍微改變擠出筒和相關(guān)部件， 就可以生產(chǎn)出形狀各異、尺寸不一及密度不同的寵物飼料。目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平還僅僅局限于生產(chǎn)多種外觀形狀的寵物飼料，而在生產(chǎn)多色飼料和夾心飼料的技術(shù)上還有待突破。
　　2.3 通過(guò)電機(jī)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)改善設(shè)備性能Almex 公司是第一家在擠壓膨化設(shè)備上使用直流電機(jī)的公司。直流電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜維護(hù)不便，但可以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，對(duì)于速度要求比較嚴(yán)格的場(chǎng)合多使用直流電機(jī)。使用直流電機(jī)，我們就可以精確地調(diào)整擠壓膨化機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)速，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量。在傳__動(dòng)設(shè)計(jì)方面，Almex 的擠壓膨化機(jī)既有v 帶式的也有內(nèi)置傳動(dòng)式的。美國(guó)Extra-Tech 公司生產(chǎn)的擠壓膨化機(jī)使用的是內(nèi)置傳動(dòng)，采用的是斜齒輪減速器。和常規(guī)的具有相同馬力標(biāo)定的v 帶傳動(dòng)系統(tǒng)相比，這種減速器可將馬力需求減小多達(dá)20 馬力。而且這種內(nèi)置的傳動(dòng)系統(tǒng)可以消除那些使v 帶有效運(yùn)轉(zhuǎn)的日常維護(hù)工作。濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司生產(chǎn)的雙螺桿擠壓膨化機(jī)的主驅(qū)動(dòng)、旋切均采用變頻調(diào)速，動(dòng)力強(qiáng)勁、運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)省能源。雖然我國(guó)生產(chǎn)的設(shè)備在性能上有一定的提高，但是其生產(chǎn)能力與國(guó)外的相比還是有很大的差距。
　　2.4 膨化機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的改進(jìn)國(guó)外在寵物飼料加工方面的膨化自動(dòng)控制已向著與產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)合的方向發(fā)展，而我國(guó)計(jì)算機(jī)的引入主要還是解決生產(chǎn)自動(dòng)化問(wèn)題，僅注重于生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控和單機(jī)設(shè)備的控制，對(duì)于改善產(chǎn)品質(zhì)量等方面還沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用。通信網(wǎng)絡(luò)在國(guó)外已應(yīng)用到膨化過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息資源共享。雖然國(guó)外擠壓膨化機(jī)的自動(dòng)控制水平比國(guó)內(nèi)高，但國(guó)內(nèi)在膨化過(guò)程的控制上已有進(jìn)一步的發(fā)展。瑞士布勒公司生產(chǎn)的ECOtwinTM 雙螺桿擠壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是優(yōu)秀的可靠性和易操作性。機(jī)械能和密度控制保證始終如一的高產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)械能控制模塊包括一個(gè)節(jié)流裝置和兩個(gè)閥門(mén)柱體。關(guān)閉閥門(mén)柱體將增加節(jié)流口之前的原料阻塞長(zhǎng)度。這將導(dǎo)致填充率和停留時(shí)間的增加，從而增加機(jī)械能。通過(guò)設(shè)定好的機(jī)械能，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)地和蒸煮程度。模塊可以并入任意所需的工藝點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制。而飼料的密度是在模具頭處，與溫度一起被選擇性的設(shè)定。當(dāng)面團(tuán)還在擠壓機(jī)中時(shí)，“密度控制系統(tǒng)”還能夠?qū)崿F(xiàn)熱面團(tuán)的蒸汽壓力控制。在不影響蒸煮程度的同時(shí)，可以對(duì)產(chǎn)品的下沉和浮動(dòng)特性進(jìn)行大幅控制。釋放的能量全部返回?cái)D壓機(jī)系統(tǒng)，而不會(huì)散發(fā)到調(diào)質(zhì)階段。國(guó)內(nèi)濟(jì)南賽信公司多年來(lái)在擠壓膨化機(jī)方面的努力取得的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在寵物食品生產(chǎn)線上。操作簡(jiǎn)單、易學(xué)、精確的參數(shù)控制，確保了產(chǎn)品能夠在特定的溫度、壓力、濕度和時(shí)間里完成。但是和瑞士布勒公司的機(jī)械能和密度控制系統(tǒng)相比，還是有很大的差距。
　　3 結(jié)論自1993 年第一屆國(guó)際飼料最高會(huì)議提出飼料發(fā)展要以動(dòng)物福利為作業(yè)法典，保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源為發(fā)展準(zhǔn)則，國(guó)外的商家們就不斷地開(kāi)拓創(chuàng)新，獲得了商業(yè)利益和品質(zhì)信譽(yù)的雙贏。擠壓膨化機(jī)模頭的創(chuàng)新設(shè)計(jì)， 恰到好處地適應(yīng)了寵物飼料多樣性的市場(chǎng)需求。直流發(fā)電機(jī)，穩(wěn)定的傳動(dòng)系統(tǒng)，高度的自動(dòng)化，達(dá)到了節(jié)約成本、環(huán)保節(jié)能的目的。未來(lái)，國(guó)外寵物飼料機(jī)械設(shè)備制造商將繼續(xù)圍繞寵物的日常習(xí)慣，生產(chǎn)更富創(chuàng)新力的設(shè)備，而且將重點(diǎn)研制提高飼料質(zhì)量的控制系統(tǒng)。相比而言，我國(guó)擠壓膨化機(jī)發(fā)展緩慢，很多設(shè)備關(guān)鍵部位的零件還是采用國(guó)外進(jìn)口。生產(chǎn)能力低下，產(chǎn)品單一化，自動(dòng)化程度低，都是我們亟待解決的問(wèn)題。因此，寵物飼料加工工藝與設(shè)備領(lǐng)域的研究有著廣闊的前景和發(fā)展?jié)摿Α?BR>
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