CN101331974A - 用于挤压高淀粉原料加工的工艺及专用设备 - Google Patents
用于挤压高淀粉原料加工的工艺及专用设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种粮食饲料机械领域中的用于挤压高淀粉原料加工的工艺及专用设备，其工艺步骤主要包括：将高淀粉原料经过喂料、调质、挤压、出料后再切割，切割装置设置在风力脱模装置中，所述风力脱模装置包括密封管道、与密封管道相连通的送风***；在对上述高淀粉颗粒料进行切割成型的同时，将温度为15℃～120℃和风速为3～20m/s的气体由送风***送入密封管道中，对切割成型的高淀粉产品进行烘干。本发明经过大量试验证明在瞬间被带离切割区域的高淀粉产品，其颗粒料相互间的粘结机会大大减少，解决了高淀粉原料经过挤压加工容易粘结的技术问题，进一步扩大了挤压设备的加工原料的范围。
Description
技术领域
本发明主要应用于粮食与饲料加工技术领域，尤其涉及粮食与饲料的挤压加工领域。
背景技术
目前粮食与饲料加工行业中，常用的颗粒成型设备主要有压制机和挤压机，其中挤压机是目前由于其加工效果优良、加工使用范围广而得到广泛使用。但是目前的挤压机在挤压成型过程中，对于淀粉含量比较高的原料来讲，物料从挤压模具中挤出在切割过程中，挤压颗粒很容易粘结在一起，严重影响了最终挤压加工出的产品品质。同时在挤压机加工出来的物料由于水分较高，还需要经过干燥处理，如果在挤压过程中有粘结现象，粘结的颗粒在烘干过程中水分不易失去，最终导致挤压产品的保质周期大大缩短。目前，解决这一技术问题的方法主要有增加挤压出料模具中出料孔之间的距离，或者是减少原料中淀粉的含量，或者是减少挤压颗粒的膨化系数来实现。但是这些都存在以下弊端：一是限制了挤压机效率的提高；二是限制了挤压机加工原料的范围；三是降低了挤压加工产品的品质。
发明内容
本发明解决了目前粮食与饲料机械领域内挤压加工出料过程中高淀粉颗粒料容易粘结的技术问题，可以进一步扩大挤压机加工原料的范围。
本发明主要技术方案如下：
用于挤压高淀粉原料加工的工艺，依次包含以下步骤：
1)将淀粉含量在40％～100％(干物质重量百分比)的高淀粉原料送入挤压设备的喂料机构中；
2)由喂料机构将高淀粉原料输送至挤压设备的调质器中进行调质，形成浆状物；
3)将上述经过调质的浆状物送入挤压腔中进行挤压加工，形成糊化物；
4)将上述糊化物送入挤压设备的出料装置挤压出料，形成高淀粉颗粒料；
5)将上述高淀粉颗粒料送入切割装置切割成高淀粉产品，所述切割装置设置在风力脱模装置中，所述风力脱模装置包括密封管道、与密封管道相连通的送风***；
6)在对上述高淀粉颗粒料进行切割成型的同时，将温度为15℃～120℃和风速为3～20m/s的气体由送风***送入密封管道中，对切割成型的高淀粉产品进行烘干。
作为本发明的进一步优选方案，所述风力脱模装置中还包括与密封管道相连通的热交换器；步骤6)：在对上述高淀粉颗粒料进行切割成型的同时，将气体先经过热交换器提高温度后送入密封管道，再对切割成型的高淀粉产品进行烘干。
按照该工艺方法生产时，当高淀粉颗粒料从挤压机设备的出料装置中出来，进入设置在风力脱模装置中的切割装置时，受到了从风力脱模装置的送风***传来适宜温度和风速的风力作用，从而得到迅速干燥，颗粒料表面的粘性经试验证明大大下降；同时在瞬间被带离切割区域，颗粒料相互间的粘结机会经过试验证明可以大大减少；因此，这种结构的挤压设备很好地解决了高淀粉原料经过挤压后容易粘结的技术问题。
本技术方案解决了挤压高淀粉原料的膨化颗粒易粘结的问题，同时突破了本领域技术人员长期以来一直认为在挤压加工设备的切割阶段通入一定温度或一定风速的气体，会直接影响颗粒料的成型并导致膨化颗粒的变形的问题。
解决颗粒易粘结的问题，相关试验证明过程具体如下：
试验条件：选用高淀粉原料为大米，淀粉含量为75％，粉碎细度为98％过80目，挤压机模具的孔直径为2mm。挤压设备配套调质器，物料在调质器中调质温度为90℃，调质时间为2min，调质水分为22％，挤压设备的最高温度为150℃，挤压腔内最大工作压力为56bar，挤压设备出料水分为18％。
第一组对比试验：
第一组对比试验是采用如上述加工工艺参数的同一台挤压机进行试验，挤压机开机稳定20分钟后，通过4个不同试验进行对比，这4个试验的不同点在于：
试验1：不使用风力脱模装置，挤压颗粒切割后，利用重力自由下落。
试验2：使用风力脱模装置，气体选用空气，空气温度为常温20℃，但不使用热交换器，管路中空气的风速为3米/秒；
试验3：同试验2，但管路中空气的风速为5米/秒；
试验4：同试验2，但管路中空气的风速为10米/秒；
试验5：同试验2，但管路中空气的风速为15米/秒；
试验6：同试验2，但管路中空气的风速为17米/秒；
试验7：同试验2，但管路中空气的风速为20米/秒；
在如上述7个不同试验条件下，在切割区域的下方接取1000克挤压颗粒，把所有两个或两个以上颗粒粘结在一起的物料取出汇总进行称重，试验数据如表1：
表1：第一组试验
| 实验 | 温度(℃) | 风速(m/s) | 粘结颗粒重量(kg) | 粘结颗粒重量/总重(％) |
| 1 | 常温 | 0 | 720 | 72 |
| 2 | 常温 | 3 | 630 | 63 |
| 3 | 常温 | 5 | 450 | 45 |
| 4 | 常温 | 10 | 354 | 35.4 |
| 5 | 常温 | 15 | 312 | 31.2 |
| 6 | 常温 | 17 | 102 | 10.2 |
| 7 | 常温 | 20 | 8 | 0.8 |
根据表1的数据对比可以得出以下结论：不使用风力脱模，挤压颗粒很容易粘结在一起，使用常温的风力脱模装置能让粘结颗粒的比重大大减小，同时提高风速能进一步减小粘结颗粒的比重。
第二组对比试验：
第二组对比试验是采用如上述加工工艺参数的同一台挤压机进行试验，挤压机开机稳定20分钟后，通过4个不同试验进行对比，这4个试验都使用风力脱模，气体共同使用空气，风速同为15米/秒，不同点在气体通过热交换器后的温度不同：
试验1：使用风力脱模装置(空气)，风速15米/秒，空气通过热交换器后的温度为常温为20℃；
试验2：使用风力脱模装置(空气)，风速15米/秒，空气通过热交换器后的温度为40℃；
试验3：使用风力脱模装置(空气)，风速15米/秒，空气通过热交换器后的温度为60℃；
试验4：使用风力脱模装置(空气)，风速15米/秒，空气通过热交换器后的温度为80℃；
试验5：使用风力脱模装置(空气)，风速15米/秒，空气通过热交换器后的温度为100℃；
试验6：使用风力脱模装置(空气)，风速15米/秒，空气通过热交换器后的温度为120℃。
在如上述6个不同试验条件下，在切割区域的下方接取1000克挤压颗粒，把所有两个或两个以上颗粒粘结在一起的物料取出汇总进行称重，试验数据如表2：
表2：第二组试验
| 实验 | 温度(℃) | 风速(m/s) | 粘结颗粒重量(kg) | 粘结颗粒重量/总重(％) |
| 1 | 常温 | 15 | 312 | 31.2 |
| 2 | 40 | 15 | 96 | 9.6 |
| 3 | 60 | 15 | 35 | 3.5 |
| 4 | 80 | 15 | 0 | 0 |
| 5 | 100 | 15 | 0 | 0 |
| 6 | 120 | 15 | 0 | 0 |
根据表2的数据对比可以得出以下结论：在使用风力脱模，且风速为15m/s的前提下，随着空气的温度逐渐提高，粘结颗粒的比重大大减小，当温度提高到80℃以上时，颗粒粘结彻底消失。
本发明还提供了一种用于挤压高淀粉原料加工的专用设备，其具体方案如下：该专用设备包括喂料机构、调质器、挤压腔，与挤压腔相连接的出料装置，以及与出料装置相连接的切割装置，所述切割装置设置在风力脱模装置中；
所述风力脱模装置包括密封管道、与所述密封管道的一端相连通的送风***；所述送风***包括与密封管道相连通的管路，所述管路的末端连接有风机，所述管路中通有气体。
作为本发明的进一步优化，所述送风***还包括在管路中设有热交换器，管路中的气体温度通过热交换器中传热介质的量来控制，所述传热介质是蒸汽或热油。
作为本发明的进一步优化，所述送风***还包括在热交换器与密封管道之间的管路上设有温度检测装置和风速检测装置。
工作时，管路中的气体从风机中出来，经过热交换器时，温度可以通过热交换器中传热介质来调节。管路中的温度、风速还可以通过温度、风速检测装置检测，以便于更好地控制气体的温度与速度，生产出最优质的粮食、饲料产品。
附图说明
图1，本发明结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种用于高淀粉类原料挤压加工的专用设备，包括喂料机构1、调质器2、挤压腔3，与挤压腔3相连接的出料装置4，以及与出料装置4相连接的切割装置5，所述切割装置5设置在风力脱模装置中；风力脱模装置包括密封管道6、与密封管道6的一端相连通的送风***；送风***包括与密封管道6相连通的管路7，所述管路7的末端连接有风机11，在管路中还设有热交换器9，所述管路7中通有气体，在热交换器9与密封管道6之间的管路7上还设有温度检测装置8和风速检测装置10。
本实施例并不局限于将喂料机构、调质器、挤压腔等结构以独立的部件来实施，将喂料、调质、挤压结构可以设计在同一装置中，以简化挤压设备，均属本专利保护范围。
实施例2：
一种用于高淀粉类原料挤压加工的工艺，依次包括以下步骤：
1)将淀粉含量在70％(干物质重量百分比)，粉碎细度为98％过80目的高淀粉原料送入挤压设备的喂料机构1中；
2)由喂料机构1将高淀粉原料输送至挤压设备的调质器2中进行调质，调质温度为90℃，调质时间为2min，调质水分为22％，形成浆状物；
3)将上述经过调质的浆状物送入挤压腔3中进行挤压加工，物料在挤压机3中挤压时间为25s，挤压的最高温度为150℃，挤压腔3内最大工作压力为56bar，挤压后的物料形成糊化物；
4)将上述糊化物送入挤压设备的出料装置4挤压出料，形成高淀粉颗粒料；挤压后膨化物料水分为18％。
5)将上述高淀粉颗粒料送入切割装置5切割成高淀粉产品，所述切割装置5设置在风力脱模装置中，所述风力脱模装置包括密封管道6、与密封管道6相连通的送风***；
6)在对上述高淀粉颗粒料进行切割成型的同时，将温度为15℃和风速为3m/s的气体由送风***送入密封管道6中，对切割成型的高淀粉产品进行烘干。
实施例3：
该实施例不同于实施例2的关键在于：在上述步骤6中的气体温度为120℃，风速为20m/s。
实施例4：
该实施例不同于实施例2的关键在于：在上述步骤6中的气体温度为80℃，风速为10m/s。
实施例5：
该实施例不同于实施例4的关键在于：在上述步骤6中的气体风速为15m/s。
实施例6：
该实施例不同于实施例1的关键在于：在上述步骤5中所述风力脱模装置的管路7中还设有热交换器9，将温度为32℃和风速为3m/s的气体由送风***送入管路7后，经过热交换器9，气体提高为40℃后，对高淀粉产品进行烘干。
实施例7：
该实施例不同于实施例6的关键在于：在上述步骤中经过热交换器9的气体温度为120℃。
实施例8：
该实施例不同于实施例6的关键在于：在上述步骤中经过热交换器9的气体温度为80℃。
实施例9：
该实施例不同于实施例6的关键在于：在上述步骤中的气体风速为15m/s。
实施例10：
该实施例不同于实施例6的关键在于：在上述步骤中的气体风速为10m/s。
Claims (5)
1、用于挤压高淀粉原料加工的工艺，依次包含以下步骤：
1)将淀粉含量在40％～100％(干物质重量百分比)的高淀粉原料送入挤压设备的喂料机构中；
2)由喂料机构将高淀粉原料输送至挤压设备的调质器中进行调质，形成浆状物；
3)将上述经过调质的浆状物送入挤压腔中进行挤压加工，形成糊化物；
4)将上述糊化物送入挤压设备的出料装置挤压出料，形成高淀粉颗粒料；
5)将上述高淀粉颗粒料送入切割装置切割成高淀粉产品，所述切割装置设置在风力脱模装置中，所述风力脱模装置包括密封管道、与密封管道相连通的送风***；
6)在对上述高淀粉颗粒料进行切割成型的同时，将温度为15℃～120℃和风速为3～20m/s的气体由送风***送入密封管道中，对切割成型的高淀粉产品进行烘干。
2、根据权利要求1所述用于挤压高淀粉原料加工的工艺，其特征在于所述风力脱模装置中还包括与密封管道相连通的热交换器；在步骤6)中：在对上述高淀粉颗粒料进行切割成型的同时，将气体先经热交换器提高温度后送入密封管道，再对切割成型的的高淀粉产品进行烘干。
3、用于挤压高淀粉原料加工的专用设备，包括喂料机构、调质器、挤压腔，与挤压腔相连接的出料装置，以及与出料装置相连接的切割装置，其特征在于所述切割装置设置在风力脱模装置中；
所述风力脱模装置包括密封管道、与所述密封管道的一端相连通的送风***；所述送风***包括与密封管道相连通的管路，所述管路的末端连接有风机，所述管路中通有气体。
4、根据权利要求3所述的用于挤压高淀粉原料加工的专用设备，其特征在于所述送风***还包括在管路中设有的热交换器。
5、根据权利要求4所述的用于挤压高淀粉原料加工的专用设备，其特征在于所述送风***还包括在热交换器与密封管道之间的管路上设有温度检测装置和风速检测装置。
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