彭君建，張 樂，錢勝峰，付 波，閭 宏，賀凱林，車晨曦

（1.江蘇豐尚智能科技有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225009，2.國家飼料加工裝備工程技術(shù)研究中心，江蘇 揚(yáng)州 225009；3.江蘇豐尚油脂工程技術(shù)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225009）

大豆是一種營養(yǎng)成分較均衡的優(yōu)良植物蛋白質(zhì)資源，含粗蛋白36%以上、脂肪17%以上、淀粉10%左右，同時(shí)含有氨基酸、維生素、卵磷脂和礦物質(zhì)等[1]。但大豆中含有胰蛋白抑制因子（TI）和抗原蛋白等抗?fàn)I養(yǎng)因子，直接飼喂易造成幼齡動(dòng)物營養(yǎng)性腹瀉，使動(dòng)物腸道受損，因此限制了大豆在幼齡動(dòng)物飼糧中的應(yīng)用[2]。而大豆經(jīng)擠壓膨化加工處理后，可消除或降低抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)抗原活性，降低大豆中抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的危害，同時(shí)大豆中的蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化及大豆油細(xì)胞破裂，提高了大豆的營養(yǎng)價(jià)值，膨化大豆與普通大豆?fàn)I養(yǎng)成分的比較見表1[3]。

表1 膨化大豆和普通大豆主要營養(yǎng)指標(biāo)

使用全脂膨化大豆具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）可以節(jié)省添加油脂設(shè)備和減少飼料中添加油脂的數(shù)量，避免了混合加油的不均勻現(xiàn)象；（2）可以減少飼料加工的粉塵濃度，減少混合機(jī)、制粒機(jī)的磨損，便于隨時(shí)生產(chǎn)加工及生產(chǎn)效率的提高。（3）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，膨化大豆的飼料報(bào)酬率比用溶劑萃取過油脂的豆粕+飼料級(jí)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產(chǎn)品品質(zhì)和競爭力[4-5]。

全脂膨化大豆對(duì)肉雞、蛋雞、仔豬和水產(chǎn)動(dòng)物均有良好的飼養(yǎng)效果。特別是在乳豬飼料中，可以取代豆粕、魚粉，防止仔豬腹瀉，改善適口性，提高仔豬生長速度[6-7]。

目前越來越多的大型油脂企業(yè)加入到專業(yè)的膨化大豆生產(chǎn)中，利用原料采購的優(yōu)勢(shì)，為飼料企業(yè)提供膨化全脂大豆粉。大豆專用膨化機(jī)是整個(gè)全脂大豆膨化生產(chǎn)的核心設(shè)備，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)效率的提升、成品指標(biāo)及生產(chǎn)成本控制至關(guān)重要[8-9]。本文主要是針對(duì)現(xiàn)有膨化機(jī)在使用過程中的一些問題，對(duì)膨化機(jī)的出料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些探討性的改進(jìn)[10]，希望能對(duì)今后膨化機(jī)的研究有所幫助。

1 膨化大豆生產(chǎn)過程中存在的問題

目前膨化大豆生產(chǎn)過程中普遍存在以下問題：（1）膨化機(jī)堵機(jī)風(fēng)險(xiǎn)較高，每次堵機(jī)都需要對(duì)膨化腔進(jìn)行拆除清理，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；（2）膨化機(jī)每次作業(yè)完畢，必須將出料裝置拆掉，清理出料裝置內(nèi)的物料，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，且膨化腔處于高溫狀態(tài)，給操作人員帶來灼傷的風(fēng)險(xiǎn)；（3）由于膨化作業(yè)是高溫高壓處理過程，在停機(jī)或者堵機(jī)、清理出料裝置時(shí)，腔內(nèi)的高壓有可能將出料裝置推出，對(duì)于操作人員造成傷害，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)；（4）目前大豆專用膨化機(jī)其出料端的?？撞捎檬菃慰壮隽戏绞剑M管該結(jié)構(gòu)具有比較簡單、生產(chǎn)和制造成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，用戶如果需要調(diào)節(jié)膨化機(jī)腔體內(nèi)的壓力、改善膨化效果或者改變產(chǎn)量時(shí)均需要將膨化機(jī)停機(jī)，才能將?？讚Q掉，十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且非正常停機(jī)將影響客戶的正常生產(chǎn)，直接就給用戶帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

筆者針對(duì)該情況設(shè)計(jì)了一種液壓控制出料裝置，針對(duì)膨化作業(yè)過程中存在的問題和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了提高操作方便性和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的目的。

2 液壓單孔出料裝置結(jié)構(gòu)及原理

液壓單孔出料裝置（見圖1）的工作原理是：出料膨化腔與模板錐度配合，模板通過液壓系統(tǒng)控制其前進(jìn)與后退，實(shí)現(xiàn)出料口關(guān)閉和開啟。當(dāng)膨化機(jī)在剛開機(jī)階段，物料指標(biāo)未達(dá)到要求或者生產(chǎn)過程中出現(xiàn)內(nèi)部壓力增高、?？锥氯麜r(shí)，液壓缸后退，將液壓模板脫離出料口位置，使出料面積增大，壓力得到緩解釋放，堵塞的物料及時(shí)排出，待堵塞物料全部擠出后，再操作液壓系統(tǒng)的液壓缸將模板推至出料口位置，模板與出料膨化腔錐度貼緊，物料由模板中心的出料模孔擠出，生產(chǎn)恢復(fù)正常。在關(guān)機(jī)時(shí)，為了清理出料裝置內(nèi)殘留的物料，啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，控制液壓缸后退，將模板與出料膨化腔脫離，將殘留在出料膨化腔內(nèi)的物料通過螺旋的旋轉(zhuǎn)推出，達(dá)到清理殘留物料的目的。

圖1 液壓單孔出料裝置

另外，對(duì)出料模孔出料方式進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用了一種旋轉(zhuǎn)式可調(diào)節(jié)出料模孔結(jié)構(gòu)（見圖2）。包括出料?？缀椭锌盏穆萑萑欢嗽O(shè)有模套孔，螺塞另一端的中心位置設(shè)有從外向內(nèi)逐漸收縮的錐孔，其特征在于所述模套孔偏心設(shè)置在螺塞內(nèi)，出料?？卓赊D(zhuǎn)動(dòng)地安裝于模套孔中，出料?？自O(shè)有三個(gè)不同直徑的模孔，出料模轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各?？滓来闻c錐孔相通。膨化機(jī)工作過程中，只要旋轉(zhuǎn)出料模孔，選擇所需要的模孔對(duì)準(zhǔn)螺塞錐孔，即可實(shí)現(xiàn)模孔的更換，實(shí)現(xiàn)了在不停機(jī)狀態(tài)下調(diào)節(jié)出料模孔大小的目的，極大地提高了膨化機(jī)工作效率。

圖2 旋轉(zhuǎn)式可調(diào)節(jié)出料?？?/p>

3 液壓單孔出料裝置應(yīng)用

第一套大豆專用膨化機(jī)液壓單孔出料裝置（見圖3）于2019 年6 月在福建某油脂公司安裝并調(diào)試試驗(yàn)成功，兩年來一直穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 液壓出料裝置試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

通過試驗(yàn)驗(yàn)證，得出本研究設(shè)計(jì)的液壓單孔出料裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）安全高效。膨化機(jī)生產(chǎn)電流穩(wěn)定（波動(dòng)小于10 A），液壓裝置壓力穩(wěn)定。生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，通過遠(yuǎn)程控制箱將液壓出料裝置脫離出料膨化腔，無需拆卸連接螺栓，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了操作人員的安全。

（2）調(diào)整方便。液壓單孔出料裝置采用在線可調(diào)三孔出料模孔，可以在線調(diào)換?？?。同時(shí)螺塞與出料錐頭間隙可以在線調(diào)整，以確保合適的出料間隙。

（3）節(jié)能環(huán)保。液壓系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定壓力后，即可將液壓系統(tǒng)電機(jī)關(guān)閉，液壓系統(tǒng)將自動(dòng)保壓。同時(shí)在液壓控制系統(tǒng)中設(shè)有電接點(diǎn)壓力表，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)產(chǎn)生電信號(hào)，啟動(dòng)油泵電機(jī)，彌補(bǔ)壓力損失，確保生產(chǎn)穩(wěn)定性。

4 總 結(jié)

本研究設(shè)計(jì)的一種方便快捷的單孔液壓出料裝置，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了操作的方便性和生產(chǎn)效率。下一步計(jì)劃將對(duì)大豆專用膨化機(jī)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，通過工藝流程和控制方式優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)膨化機(jī)一鍵開機(jī)，盡量減少人工的干預(yù)，為膨化豆粉生產(chǎn)加工企業(yè)的少人化或無人化做更深層次的研究。