膨化设备的选购

　螺杆挤压膨化作为一种重要的热加工手段被广泛用于饲料的熟化及无菌化处理过程中，随着膨化技术在饲料工业中的普及，越来越多的厂家涌入膨化设备制造领域，由于目前在膨化机方面没有相关的国家标准，很多企业都是盲目仿制、无标生产，产品质量低下。一方面市场上的膨化机产品众多，质量参差不齐，另一方面用户缺乏相关的专业知识，难以甄别，不知道如何选择适合于自己的膨化设备。作为膨化机专业制造商，我们乐意为广大客户就大家所关心的膨化及相关问题提供建议，本文将就如何选择一款适合的膨化机提出一些参考。
目前市面上的螺杆挤压式膨化机，大致可以按如下区分。
从结构上：按工作部分为一根轴或两根轴分为单螺杆膨化机及双螺杆膨化机;单螺杆又分为左旋右旋，双螺杆又有同向平双和异向平双之分。左旋单螺杆或右旋单螺杆对物料在机筒内的性状改变基本是一致的，而同向平双或异向平双对物料的剪切强度和清理能力是有显著差别的。最为常见的是右旋单螺杆和同向平双双螺杆。
从工作方式上：按照物料进入膨化机机筒(膨化腔)前是否经蒸汽调质分为干法膨化机和湿法膨化机。若经蒸汽调质，则为湿法工作模式;反之，则为干法。
蒸汽调质的目的：提升料温、软化及部分予熟化物料、补充一定水分。对于绝大多数物料，湿法膨化都比干法膨化效率高，以只考虑温度因素做简单分析，若物料预期的熟化温度为130℃，干法膨化螺杆挤压部分从室温(20℃)提升至该值需升温110℃，若采用湿法生产，调质后温度为80℃，螺杆挤压部分需要提升的料温为50℃，因此，所需要的机械能较干法少，更多的能量可以用来提高产量。此外，由于物料的软化，对螺杆、机筒的磨损也会降低。
很多用户，包括一些设备商从字面上理解，以为加水就是湿法。通过以上简析可以知道，简单的加水不能称之为湿法，只是补充了部分水分而已，起不到提升料温、软化及部分予熟化物料的作用。
由于干/湿法两种工况生产时物料进入机筒的性状不同，湿法进入机筒是湿热的软物料，干法进入机筒是生冷的硬物料，因此，对主轴系及挤压螺旋的配置要求也不同。一般地，干法机配上蒸汽调质系统可以湿法生产，效率会提高，但不如专用的湿法机型效率高;湿法机型干法生产时要考虑生硬物料对轴系的冲击，对某些物料可以干法生产，但效率会降低，对某些物料则不适用。换言之，干法机可以湿法生产，而湿法机不一定能干法使用。在选择膨化设备时，可以参考如下原则：
首先根据膨化的物料及目的从结构上确定选用单螺杆膨化机还是双螺杆膨化机，一般地：
—单螺杆膨化机：适用于处理各种原料及普通畜禽配合饲料。
—双螺杆膨化机：终产品要求很好成型及漂亮外观，熟化度均匀一致且密度可调的配合饲料(水产料、宠物食品)以及高附加值的原料(ɑ淀粉、组织蛋白)等。需要说明的是以上划分不是绝对的，譬如我们建议用双螺杆生产水产饲料，但目前有很多企业用单螺杆生产水产饲料。已有不少文章介绍这二者用于水产饲料生产的差异，简言之双螺杆与单螺杆相比有如下优势：
—出品率高，可达98%或更高。
—颗粒成型好，粒形均匀一致。双螺杆出模压力很稳定，保证颗粒成型一致。
—双螺杆的独特的强泵送能力，确保无反喷、堵塞现象。经强调质后，物料中含汽量较高，单螺杆在喂料区易出现溢汽、反喷，导致料流不稳堵机，而双螺杆不会发生类似情况。
—可连续稳定生产各种小颗粒产品。在生产2mm及以下直径颗粒时，单螺杆工况不稳定，出品率会骤降，料型也会变差。
—密度控制更为稳定可靠。物料在双螺杆机筒内熔融更充分、均匀，可以精确控制生产浮水料、沉水料及缓沉性产品。
—对配方适应性广，更能适应高能量配方生产。双螺杆可生产脂肪含量11~13%(国外资料称可达17%)的高能量配方，而单螺杆一般不超过6~8%。
—易操作，生产过程稳定。
正是由于双螺杆相比单螺杆生产水产饲料的诸多优势，所以我们建议在生产该类产品时优先选择双螺杆膨化机。当然，双螺杆的投资及生产成本都要比单螺杆高出不少，要根据实际情况考虑。
确定机型后，要考虑设备的工作方式。对于双螺杆膨化机，原则上用湿法，不仅仅是因为效率高，湿法膨化要用蒸汽，后续烘干设备也要用蒸汽。只有产量要求低(500公斤/h以下)且不具有蒸汽条件，可以采用干法生产，但后续干燥若使用电能，总能源的消耗也是要仔细考虑的一个因素。
如果选择单螺杆膨化机，从目前的市场情况来看，单螺杆膨化机大部分是用来做大豆玉米等原料膨化和碎片状全价乳猪料生产，究竟是选择干法还是湿法生产方式要参考以下条件。
1. 膨化全价乳猪料
全价配合饲料经膨化(出于保护维生素和酶制剂的需要，一般控制在105度以内)、打碎、冷却、破碎及筛分后得成品，现在南方市场上称为“锅巴料”。96年在四川始作，市场反映不够好，直到2000年在广西一带重新兴起，以扬翔为代表，在两广、云南、湖南等地市场还不错，目前也有向北方扩展的趋势。此工艺源于正大系统的膨胀+制粒工艺，从成本因素考虑，取消了制粒工序，直接将膨胀碎屑料作为终产品。经过这种膨化的乳猪料，一般熟化度在70~80%(也有将部分原料膨化后再进行全价膨化)，比普通的制粒要高，生产成本比膨胀+制粒低，所以仍有不少生产厂家采用全价膨化乳猪料。这种全价膨化乳猪料生产必须采用湿法生产，干法产品表面易板结、密实度大，适口性差。
2. 膨化大豆、玉米
膨化大豆粉原则上只要有蒸汽条件，都应该用湿法生产。湿法生产效率高，同功率情况下，湿法膨化大豆粉比干法高出一倍以上，譬如90KW干法膨化大豆粉时产800~1000公斤，而湿法生产可达2500公斤，洋工机械的EXT155S在温氏集团膨化大豆粉产量达2800公斤以上，效率高居国内同类机型之首，是目前市面上主流机型之一。湿法膨化控制尿素酶活性更稳定，可以精确地控制在0.02~0.2之间。干法膨化大豆粉尿素酶活性波动大，易出现熟化度不均匀。湿法膨化大豆粉水分可以精确控制在12%左右，而干法产品水分仅在8%左右，干耗引起生产成本大幅度增加。膨化大豆粉自用，量又不高时建议用干法，对产品的含水率不敏感，干法机较合适。如大豆粉用于销售，推荐使用湿法机型，首先是效率比干法高很多，生产成本明显低于干法，其次，成品含水率较易掌握;部分地区要求有干法膨化大豆粉产品，则可停汽生产，同样能满足要求。
虽然湿法膨化大豆粉效率高，但目前在广东福建一带却有相当多的客户青睐干法膨化大豆粉，可能是干法产品香味浓郁，诱食性更好。因此有不少厂家用干法膨化大豆粉。
由于玉米特殊的物性，饲料用膨化玉米用干法湿法均可以生产。不同于大豆等油脂类原料，调质温度过高、汽量过大会引起输送问题，导致返料、堵机，因此玉米对蒸汽的调质要求较低，所以干湿法生产时效率差别不如大豆显著，湿法能比干法提高约15%左右。如果蒸汽质量不稳定，导致物料入机水分波动，很容易引起堵机和产品质量波动。因此，湿法膨化玉米对操作人员要求更高，要随时注意蒸汽及终产品的变化并做出相应调整。膨化玉米主要的指标就是糊化度及容重(另有文专述)，要根据产品的用途来确定用干法或是湿法膨化。膨化玉米粉如用于销售，推荐干法机型，由于干法膨化玉米，膨化度可调节的范围较宽，可以达到很高的膨化度(成品容重≤200g/L)，能满足不同用户的要求，且投资少，见效快。如果自用(加工配合饲料)，则可以考虑湿法，产量稍高于干法，淀粉糊化度可以达到85%以上，虽然膨化度不及干法高，但制成混合料后效果也很好。需要指出的是：特种毛皮动物要求的玉米膨化度比乳猪料要求的高，大部分容重在0.3左右，因此，北方地区膨化玉米的要求比南方要求高。目前来看，理论上0.4~0.5的容重均可用于乳猪料，但用户有趋向于用狐貉料的要求来选择膨化玉米。所以，如果膨化玉米粉用于特种动物饲料(貂、狐、貉等)，因为膨化及熟化度要求高，宜采用干法;如果用于乳猪料制备等，干湿法均可。前面提到过，有些湿法机不能做干法用，譬如生产膨化玉米，湿法机膨化产品一般熟化度在85%左右，容重为0.4~0.5，温度在140~150℃，如果要将熟化度及膨化度提高，如容重0.2，温度160~170℃，可能需要关闭蒸汽调质干法生产方能达到。因为入机物料性状差异引起扭矩和推力骤然增大(相比湿法而言)，主轴、轴承箱结构是否能承受，子弹头部分在高温下能否承受腐蚀就需要实践及时间来验证。目前市场上的很多湿法机型都不具备干法生产高膨化度玉米粉的能力。
有很多用户选购膨化设备是要加工玉米、大豆两种物料的，除上述外，还要考虑如两种产品的期望产量都不是很高，大体相当，则宜使用干法机。因为湿法机膨化玉米和大豆产量较悬殊，若使用中用于大豆膨化的时间很少，主要用于玉米膨化，这样，蒸汽系统及调质器配置等作用不明显，就是说同样的生产目标，投资远高于干法机组。
3. 其它物料膨化
膨化羽毛粉只能用干法，并且原料越干越好。
膨化玉米尿素只能用干法，蒸汽会使尿素在调质器中融化，导致结块、粘壁。
膨化米糠榨油宜用干法，保鲜处理可用湿法。
棉粕、菜粕、蓖麻粕脱毒宜用湿法。
膨化血粉、鱼粉干法湿法均可。
以上介绍的是选择单螺杆膨化设备工作方式的一些基本原则，蒸汽条件及投资额度也是制约选择机型的重要因素，具备蒸汽条件、资金充足者可选择大型号湿法机型;反之，则选择小型号干法机。