食品機械與設(shè)備第十三章第一節(jié)擠壓加工技術(shù)的基本概念

食品擠壓加工技術(shù)屬于高溫高壓食品加工技術(shù)，特指利用螺桿擠壓方式，通過壓力、剪切力、摩擦力、加溫等作用所形成的對于固體食品原料的破碎、捏和、混煉、熟化、殺菌、預(yù)干燥、成型等加工處理，完成高溫高壓的物理變化及生化反應(yīng)，最后食品物料在機械作用下強制通過一個專門設(shè)計的（模具），便制得一定形狀和組織狀態(tài)的產(chǎn)品。這種技術(shù)可以生產(chǎn)膨化、組織化或不膨化的產(chǎn)品。二、擠壓加工技術(shù)的特點（a）連續(xù)化生產(chǎn)（b）生產(chǎn)工藝簡單（c）物耗少、能耗低（d）應(yīng)用范圍廣（e）投資少（f）生產(chǎn)費用低三、擠壓機類型及特點（一）按螺桿數(shù)量分類單螺桿擠壓機雙螺桿擠壓機

（二）按擠壓機功能分類1.擠出成型機2.擠壓熟化機3.擠壓膨化機

（三）按擠壓過程的剪切力分類高剪切力擠壓機低剪切力擠壓機

（四）按擠壓機的受熱方式分類自然式擠壓機外熱式擠壓機

第二節(jié)單螺桿擠壓熟化機1-料倉2-秤重給料裝置3-預(yù)處理機4-機筒5-成型模具6-切割裝置一、裝置結(jié)構(gòu)（一）喂料裝置（二）預(yù)調(diào)質(zhì)裝置（三）傳動裝置（四）擠壓裝置（五）加熱與冷卻裝置（六）成型裝置（七）切割裝置（八）控制裝置1-料倉2-秤重給料裝置3-預(yù)處理機4-機筒5-成型模具6-切割裝置（一）喂料裝置

喂料裝置用于將貯存于料斗的原料定量、均勻、連續(xù)地喂入機器，確保擠壓機穩(wěn)定地操作。常用的喂料裝置有：秤重式喂料器、振動喂料器、螺旋喂料器和液體計量泵等。（二）預(yù)調(diào)質(zhì)裝置

預(yù)調(diào)質(zhì)裝置用于將原料與水、蒸汽或其他液體連續(xù)混合，提高其含水量和溫度及其均勻程度，然后輸送到擠壓裝置的進口處。預(yù)調(diào)質(zhì)裝置為半封閉容腔，內(nèi)部安裝有攪拌槳的攪拌軸。

二、單螺桿擠壓原理1-料斗2-送料裝置3-加熱裝置4-螺桿5-機筒6-出口

原理

在單螺桿擠壓室內(nèi)，物料的移動依靠物料與機筒、物料與螺桿及物料自身間的摩擦力完成。螺桿上螺旋的作用是推動可塑性物料向前運動，由于螺桿或機筒結(jié)構(gòu)的變化以及由于出料?？捉孛姹葯C筒和螺桿之間空隙橫截面小得多，物料在出口模具的背后受阻形成壓力，加上螺桿的旋轉(zhuǎn)和摩擦生熱及外部加熱，使物料在機筒內(nèi)受到了高溫高壓和剪切力的作用，最后通過模孔擠出，并在切割刀具的作用下，形成一定形狀的產(chǎn)品。

當疏松的食品原料從加料斗進入機筒內(nèi)后，隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，沿著螺槽方向被向前輸送，這段螺桿稱為加料輸送段。

再向前輸送，物料就會受到模頭的阻力作用，螺桿與機筒間形成的強烈擠壓及剪切作用，產(chǎn)生壓縮變形、剪切變形、攪拌效應(yīng)和升溫，并被來自機筒外部熱源進一步加熱，物料溫度升高直至全部熔融，這段螺桿稱為壓縮熔融段。物料接著往前輸送，由于螺槽逐漸變淺，擠壓及剪切作用增強，物料繼續(xù)升溫而被蒸煮，出現(xiàn)淀粉糊化，脂肪、蛋白質(zhì)變性等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，組織進一步均勻化，最后定量、定壓地由?？拙鶆驍D出，這段螺桿稱為計量均化段。食品物料熔融體受螺旋作用前進至成型模頭前的高溫高壓區(qū)內(nèi)，物料已完全流態(tài)化，當被擠出?？缀?，物料因所受到的壓力驟然降至常壓而迅速膨化。

三、單螺桿擠壓機主要工作構(gòu)件1.螺桿2.機筒3.模具4.加熱與冷卻裝置第三節(jié)雙螺桿擠壓機1-機頭連接器2-壓模3-機筒4-預(yù)熱器5-螺桿6-下料管

7-料斗8-進料傳動裝置9-止推軸承10-減速器11-電機

一、雙螺桿擠壓機分類及特性（a）非嚙合型（b）部分嚙合型（c）全嚙合型（a）向內(nèi)反旋轉(zhuǎn)（b）向外反向旋轉(zhuǎn)（c）同向旋轉(zhuǎn)（一）非嚙合型與嚙合型雙螺桿擠壓機1.非嚙合型雙螺桿擠壓機：又稱為外徑接觸式或相切式雙螺桿擠壓機，兩螺桿軸距至少等于兩螺桿外半徑之和。在一定程度上可視為相互影響的兩臺單螺桿擠壓機，其工作原理與單螺桿擠壓機基本相同，物料的摩擦特性是控制輸送的主要因素。

2.嚙合型雙螺桿擠壓機：兩根螺桿的軸距小于兩螺桿外半徑之和，一根螺桿的螺棱伸入另一根螺桿的螺槽。根據(jù)嚙合程度不同，又分為全嚙合型和部分嚙合型。全嚙合型是指在一根螺桿的螺棱頂部與另一根螺桿的螺槽根部不設(shè)計任何間隙。部分嚙合型是指在一根螺桿的螺棱頂部與另一根螺桿的螺槽根部設(shè)計留有間隙，作為物料的流動通道。（二）開放型與封閉型雙螺桿擠壓機1.縱向開放或封閉：如果物料可由一根螺桿的螺槽流到另一根螺桿的螺槽，則稱之為縱向開放；反之稱為縱向封閉。2.橫向開放或封閉：在兩根螺桿的嚙合區(qū)，若物料可通過螺棱進入同一根螺桿的相鄰螺槽，或一根螺桿螺槽中的物料可以流進另一根螺桿的相鄰兩螺槽，則稱之為橫向開放。橫向開放必然也縱向開放。（三）同向旋轉(zhuǎn)于異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠壓機1.同向旋轉(zhuǎn)：兩根螺桿旋轉(zhuǎn)方向相同。2.異向旋轉(zhuǎn)：兩根螺桿的旋轉(zhuǎn)方向相反，包括向內(nèi)旋轉(zhuǎn)和向外旋轉(zhuǎn)兩種情況。向內(nèi)異向旋轉(zhuǎn)時，進料口處物料易在嚙合區(qū)上方形成堆積，加料性能差，影響輸送效率，甚至出現(xiàn)起拱架空現(xiàn)象。向外異向旋轉(zhuǎn)時，物料可在兩根螺桿的帶動下，很快向兩邊分開，充滿螺槽，迅速與機筒接觸吸收熱量，有利于物料的加熱、熔融。二、雙螺桿擠壓機擠壓過程

雙螺桿擠壓機與單螺桿擠壓機的功能相似，但在工作原理上存在較大的差異，主要體現(xiàn)在：強制輸送、強烈混合。（一）同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓過程

在擠壓過程中，螺桿和機筒共同將物料分割成若干個C形扭曲單元。同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿嚙合區(qū)壓力分布圖C形扭曲形物料料柱

在同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓室內(nèi)，無法形成封閉腔，連續(xù)的螺紋通道允許物料從一個螺桿的螺槽進入到另一個螺桿的螺槽，形成漏流，切向壓力建立不起來。物料本身使螺桿處于料筒中央，螺桿與料筒之間和螺桿與螺桿之間允許間隙存在，仍具有自潔作用。在嚙