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    膨化食品擠出機選單螺桿還是雙螺桿,先了解這些內容

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    擠壓膨化機主要由一個機筒和在膨化機筒內旋轉的螺桿等部件組成,有單螺桿擠壓膨化機和雙螺桿擠壓膨化機兩大類。在擠壓加工過程中,物料從喂料口進入模腔,由螺桿推動向前輸送時,受到擠壓、混合、壓縮和剪切。由于推動力、摩擦力和剪切力及外加熱的作用,物料受壓變熱,達到高溫、高壓狀態,熟化成為改性的糊狀物。當物料從前面的??讛D出后,由于溫度和壓力突然降至常溫、常壓狀態,致使物料內水分急劇汽化蒸發,體積迅速膨脹,成為膨化物。

    一、單螺桿擠壓膨化機

    單螺桿擠壓膨化機的螺桿由一根軸把各種結構的螺桿單元連接組成。整個螺桿由三段組成:喂料段、揉合段及熔融均化段。物料從喂料口進入機筒后,在螺桿中經歷固體輸送、熔融和均化過程,使物料從松散狀態轉變成連續可塑的面團狀。

    在單螺桿擠壓腔中物料基本上緊密圍繞在螺桿的周圍,呈螺旋形的連續帶狀,螺桿轉動時物料沿著螺旋就像螺母一樣向前移動,但當物料與螺桿的摩擦力大于物料與機筒的摩擦力時,物料將與螺桿產生共轉,這就不能實現對物料的向前擠壓和輸送作用了。當物料的水分、油分越高,這種趨勢就越明顯。為避免這些問題,現在大多數的單螺桿擠壓膨化機采用分段式,單、雙螺旋,壓力環與捏合環交錯排列的組合螺桿和內壁開槽機筒,以適應機腔內物料的變化情況。

    二、雙螺桿擠壓膨化機

    雙螺桿擠壓膨化機是多螺桿擠壓膨化機中的一種,是在單螺桿擠壓膨化機的基礎上發展起來的,在雙螺桿擠壓膨化機的機筒中,并排安放兩根螺桿,故稱雙螺桿擠壓膨化機。根據螺桿的相對位置可分為嚙合型與非嚙合型,嚙合型又可分為部分嚙合型和全嚙合型;根據螺桿的旋向可分為同向旋轉與反向旋轉兩類,反向旋轉又可分為向內和向外兩種。

    同向旋轉式雙螺桿壓力區性質不同,物料在套筒內腔受螺桿的旋轉作用,產生高壓區和低壓區。顯而易見,物料將沿著兩個方向由高壓區向低壓區流動:一是隨螺桿旋轉方向沿套筒內壁形成左右兩個C形物料流,這是物料的主流;另一個是通過螺桿嚙合部分的間隙形成逆流。產生逆流的原因是左螺桿把物料拉入嚙合的間隙,而右螺桿又把物料從間隙中拉出,結果使物料呈“∞”字形前進,改變料流方向。這不僅有助于物料的混合和均化,而且還使螺桿的齒槽間產生研磨(即剪切)與滾壓作用,出現壓延效應,這個效應與反向螺桿壓延效應相比要小得多。當然,壓延效應小,物料對螺桿的磨損也就減小,物料就是這樣經過輸送、剪切、混合和機筒外殼的加熱,在高溫、高壓的作用下達到熟化,最后被擠出筒外。

    反向旋轉雙螺桿擠壓膨化機一般采用兩根尺寸完全相同,但螺紋方向相反的螺桿。向內旋轉和向外旋轉的區別在于壓力區的位置不同,雙螺桿向內旋轉產生的壓力為上高下低,物料通過雙螺桿時,在入口會產生極高的壓力,造成進料困難,目前這種向內反向旋轉式很少采用;雙螺桿向外旋轉產生的壓力為上低下高,有利于進料。但反向旋轉與同向旋轉相比,物料在螺桿內形成的C形物料流不能從一根螺桿移向另一根螺桿,物料產生的混合程度顯著降低,其自潔能力也沒有同向旋轉雙螺桿有效和穩定。

    反向旋轉雙螺桿由于上下有壓力差,產生使螺桿向兩側偏移的分離力F,螺桿在F作用下壓向機筒,加速了機筒和螺桿的磨損,且轉速越高,F越大,磨損越嚴重,從而限制了螺桿的轉速;而同向旋轉雙螺桿不存在分離兩螺桿的力,故磨損較小,可高速運轉,并能達到很高的產量,故同向旋轉雙螺桿應用較廣泛。

    物料所需要的熱量來源,除了與單螺桿相同的部分外,大部分來自嚙合間隙;受嚙合螺紋的剪切、擠壓和混合,產生熱量,并使熱量均勻化。間隙的大小對膨化質量影響很大,間隙小、剪切力大,但通過的物料量減少;間隙大,通過的物料量增加了,但剪切力減小。雙螺桿強制輸送和自潔的特性,使物料在機筒中停留時間短而均勻;雙螺桿良好的混合性能使物料得到的熱量及時均化,加快了物料的熟化程度,減少了料溫的波動,提高了膨化產品的產量和質量。

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