大豆专用膨化机出料装置结构优化与应用

2021-03-30彭君建钱胜峰贺凯林车晨曦

饲料博览 2021年12期

彭君建，张乐，钱胜峰，付波，闾宏，贺凯林，车晨曦

（1.江苏丰尚智能科技有限公司，江苏扬州 225009，2.国家饲料加工装备工程技术研究中心，江苏扬州 225009；3.江苏丰尚油脂工程技术有限公司，江苏扬州 225009）

大豆是一种营养成分较均衡的优良植物蛋白质资源，含粗蛋白36%以上、脂肪17%以上、淀粉10%左右，同时含有氨基酸、维生素、卵磷脂和矿物质等[1]。但大豆中含有胰蛋白抑制因子（TI）和抗原蛋白等抗营养因子，直接饲喂易造成幼龄动物营养性腹泻，使动物肠道受损，因此限制了大豆在幼龄动物饲粮中的应用[2]。而大豆经挤压膨化加工处理后，可消除或降低抗营养物质抗原活性，降低大豆中抗营养物质的危害，同时大豆中的蛋白质变性、淀粉糊化及大豆油细胞破裂，提高了大豆的营养价值，膨化大豆与普通大豆营养成分的比较见表1[3]。

表1 膨化大豆和普通大豆主要营养指标

使用全脂膨化大豆具有以下优势：（1）可以节省添加油脂设备和减少饲料中添加油脂的数量，避免了混合加油的不均匀现象；（2）可以减少饲料加工的粉尘浓度，减少混合机、制粒机的磨损，便于随时生产加工及生产效率的提高。（3）经研究发现，膨化大豆的饲料报酬率比用溶剂萃取过油脂的豆粕+饲料级油脂混合物提高5%～10%，因此全脂膨化大豆的使用有利于提高产品品质和竞争力[4-5]。

全脂膨化大豆对肉鸡、蛋鸡、仔猪和水产动物均有良好的饲养效果。特别是在乳猪饲料中，可以取代豆粕、鱼粉，防止仔猪腹泻，改善适口性，提高仔猪生长速度[6-7]。

目前越来越多的大型油脂企业加入到专业的膨化大豆生产中，利用原料采购的优势，为饲料企业提供膨化全脂大豆粉。大豆专用膨化机是整个全脂大豆膨化生产的核心设备，对整个生产系统效率的提升、成品指标及生产成本控制至关重要[8-9]。本文主要是针对现有膨化机在使用过程中的一些问题，对膨化机的出料结构进行了一些探讨性的改进[10]，希望能对今后膨化机的研究有所帮助。

1 膨化大豆生产过程中存在的问题

目前膨化大豆生产过程中普遍存在以下问题：（1）膨化机堵机风险较高，每次堵机都需要对膨化腔进行拆除清理，劳动强度较大，费时费力；（2）膨化机每次作业完毕，必须将出料装置拆掉，清理出料装置内的物料，劳动强度较大，且膨化腔处于高温状态，给操作人员带来灼伤的风险；（3）由于膨化作业是高温高压处理过程，在停机或者堵机、清理出料装置时，腔内的高压有可能将出料装置推出，对于操作人员造成伤害，存在较大的安全风险；（4）目前大豆专用膨化机其出料端的模孔采用是单孔出料方式，尽管该结构具有比较简单、生产和制造成本较低等优点，但是在实际生产过程中，用户如果需要调节膨化机腔体内的压力、改善膨化效果或者改变产量时均需要将膨化机停机，才能将模孔换掉，十分费时费力，而且非正常停机将影响客户的正常生产，直接就给用户带来较大的经济损失。

笔者针对该情况设计了一种液压控制出料装置，针对膨化作业过程中存在的问题和风险进行设计，达到了提高操作方便性和设备运行稳定性的目的。

2 液压单孔出料装置结构及原理

液压单孔出料装置（见图1）的工作原理是：出料膨化腔与模板锥度配合，模板通过液压系统控制其前进与后退，实现出料口关闭和开启。当膨化机在刚开机阶段，物料指标未达到要求或者生产过程中出现内部压力增高、模孔堵塞时，液压缸后退，将液压模板脱离出料口位置，使出料面积增大，压力得到缓解释放，堵塞的物料及时排出，待堵塞物料全部挤出后，再操作液压系统的液压缸将模板推至出料口位置，模板与出料膨化腔锥度贴紧，物料由模板中心的出料模孔挤出，生产恢复正常。在关机时，为了清理出料装置内残留的物料，启动液压系统，控制液压缸后退，将模板与出料膨化腔脱离，将残留在出料膨化腔内的物料通过螺旋的旋转推出，达到清理残留物料的目的。

图1 液压单孔出料装置

另外，对出料模孔出料方式进行了结构优化，采用了一种旋转式可调节出料模孔结构（见图2）。包括出料模孔和中空的螺塞，螺塞一端设有模套孔，螺塞另一端的中心位置设有从外向内逐渐收缩的锥孔，其特征在于所述模套孔偏心设置在螺塞内，出料模孔可转动地安装于模套孔中，出料模孔设有三个不同直径的模孔，出料模转动时，各模孔依次与锥孔相通。膨化机工作过程中，只要旋转出料模孔，选择所需要的模孔对准螺塞锥孔，即可实现模孔的更换，实现了在不停机状态下调节出料模孔大小的目的，极大地提高了膨化机工作效率。