20世紀30年代，第一台用于谷物加工的單螺杆擠壓機問世，它開(kāi)始用于生産膨化玉米。二戰期間，日本人用于生産壓縮軍糧。20世紀60年代，續單螺杆擠出機後(hòu)開(kāi)始出現了雙螺杆擠壓機，并用于食品加工領域。50年代，美國(guó)將(jiāng)擠壓膨化技術應用于飼料工業，主要用于加工寵物食品，對(duì)動物飼料進(jìn)行預處理以改進(jìn)消化性和适口性，并生産反刍動物蛋白補充料的尿素飼料（Loscicki，1982）。到了80年代，擠壓膨化技術已經(jīng)成(chéng)爲國(guó)外發(fā)展速度最快的飼料加工新技術，它在加工特種(zhǒng)動物飼料、水産養殖飼料、早期斷奶仔豬料及飼料資源開(kāi)發(fā)等方面(miàn)具有傳統加工方法無可比拟的優點。國(guó)際上有代表性的膨化機生産企業除丹麥SPROUT-MATADOR公司外，還(hái)有美國(guó)Insta-pro 、Wenger和Anderson公司，德國(guó)的KARL公司，瑞士的Buhler公司等。

我國(guó)從70年代開(kāi)始研究食品擠壓技術和擠壓加工機械。1980年，北京食品研究所仿制出第一台自熱式PJ-1型谷物膨化擠壓機。1982年無錫輕工業大學(xué)從法國(guó)Clextral公司引進(jìn)一台BC-45型雙螺杆擠壓機，開(kāi)始了對(duì)擠壓加工技術的研究（文東輝等. 1999）。與此同時(shí)，國(guó)内許多生産廠家也先後(hòu)從世界各大公司引進(jìn)了先進(jìn)的擠壓設備。在引進(jìn)國(guó)外設備的同時(shí)，一些飼料設備生産廠也先後(hòu)生産了不同類型的擠壓膨化設備，國(guó)内代表性的膨化機生産企業有牧羊集團、正昌集團、北京現代洋工機械科技發(fā)展有限公司等。

随著(zhe)膨化機越來越多地應用于實際生産，必須在提高膨化機設計水平的同時(shí)，提高使用水平。本文僅對(duì)雙螺杆膨化機的結構原理特點等作一簡要說(shuō)明。希望對(duì)膨化機的使用者有所幫助。

1.雙螺杆膨化機工作原理及優點

1.1雙螺杆膨化機結構
配合物料經(jīng)輸送設備送至調質器，物料在調質器中經(jīng)高溫蒸汽調質，由瀉料槽進(jìn)入膨化機構，在一對(duì)相互平行齧合的螺杆泵送下，從一定形狀的模孔中瞬間擠出切割成(chéng)粒。

1.2雙螺杆膨化機膨化原理

圖2所示爲一典型雙螺杆擠壓膨化機的膨化機構，是靠一對(duì)相互平行齧合的螺杆推動物料向(xiàng)前推進(jìn)，其螺杆分爲三段：輸料段、壓縮熔融段、均勻段。在輸料段，物料從料鬥進(jìn)入機筒内，随著(zhe)螺杆的轉動，沿著(zhe)螺槽方向(xiàng)向(xiàng)前輸送，并被(bèi)逐漸壓實。進(jìn)入壓縮熔融段後(hòu)，由于螺旋結構上的變化，壓力升高，又由于受到來自機筒的外部加熱以及物料在兩(liǎng)根螺杆之間及螺杆和機筒的強烈攪拌、混合、剪切下，物料溫度升高,開(kāi)始熔融，直至全部熔融。由于螺槽空間進(jìn)一步變小，物料進(jìn)一步升溫升壓，得到蒸煮，使原料澱粉充分糊化，脂肪、蛋白質變性等一系列複雜的生化反應，組織進(jìn)一步均化，到達均勻段，經(jīng)分流闆將(jiāng)從“ ”膨化腔出來的物料均勻分到模闆上，此時(shí)壓力通常爲3～6Mpa（依膨化要求而定），溫度可達150～200℃，由于在密閉套筒中這(zhè)樣(yàng)高的壓力超過(guò)了擠壓溫度下的飽和蒸汽壓，所以水分不會(huì)快速蒸發(fā)，當物料從一定形狀的模孔中瞬間擠出時(shí)，壓力迅速釋放，遊離水分急劇蒸發(fā)，物料随之膨脹，水分從物料中迅速散失，使産品很快冷卻至80℃左右，從而被(bèi)固化定型，并保持其膨脹後(hòu)的形狀。

1.3雙螺杆膨化機的特點

雙螺杆膨化機在國(guó)内發(fā)展相對(duì)較晚，由于其膨化的原料特性變化範圍較大，需要螺杆轉速在較大範圍内調整，其工作原理比單螺杆膨化機要複雜得多，在具體結構上有較大差異，特别是機筒、螺杆、推力軸承齒輪箱的布置比較複雜，造成(chéng)設備成(chéng)本的增加，如單螺杆采用皮帶一級傳動，而雙螺杆膨化機采用齒輪箱傳動，二者在制造與傳動效率方面(miàn)都(dōu)有很大差異。

2.雙螺杆膨化機在水産飼料中的應用

擠壓膨化加工是將(jiāng)原料經(jīng)過(guò)高溫、高壓、瞬間熟化的加工工藝，集輸送、粉碎、擠壓、混合、剪切、、高溫消毒及成(chéng)型于一體，且可以加工粘稠、高脂肪、高水份的原料，這(zhè)是一般生産工藝無法比拟的，因此被(bèi)越來越多地應用在水産飼料、寵物飼料、特種(zhǒng)養殖等高檔飼料及食品的生産中。

2.1加工工藝流程
原料微粉碎→配料、混合→膨化→切粒→幹燥→噴塗→冷卻→計量打包。

2.2膨化水産料優點
2.2.1良好(hǎo)的耐水性
膨化過(guò)程中形成(chéng)的網絡結構使膨化水産飼料顆粒能(néng)在水中穩定性很好(hǎo)，不管是沉性飼料還(hái)是浮性飼料在水中浸泡12小時(shí)都(dōu)能(néng)保持不潰散，可保持養殖水質，不僅大幅度減少飼料的浪費，而且能(néng)夠很好(hǎo)地爲水産動物的健康生長(cháng)提供了優良的環境。
2.2.2更高的消化性
膨化料加工過(guò)程中的高溫、高壓、強剪切作用對(duì)澱粉、蛋白質等物質所産生的變化提高了此類物質的可消化性，膨化水産飼料的澱粉糊化度一般在85％以上，而普通硬顆粒水産料僅有40％左右，僅澱粉的消化率就(jiù)遠遠高于普通硬顆粒水産料；強擠壓作用可以使部分結構緊湊的纖維素、角質蛋白等降解，使其包裹的不可消化的營養物質得以釋放，使消化率大幅度提高。
2.2.3優良的适口性
膨化過(guò)程中适宜的溫度和壓強作用使飼料顆粒成(chéng)品具有多孔及質構均勻的特性，并且産生部分香味物質，增加了飼料的誘食性，刺激水産動物的食欲，增加了采食量。
2.2.4拓寬了原料利用範圍
食品業、釀造業、農業等行業的下腳料由于含有過(guò)量的水分、油脂或纖維素而不易被(bèi)加工成(chéng)其他形式的水産料，而雙螺杆膨化機能(néng)將(jiāng)它們做到物盡其用，豐富了飼料資源。
2.2.5方便養殖管理
膨化飼料不僅能(néng)夠很好(hǎo)地适應水産動物的采食習慣，同時(shí)還(hái)能(néng)使養殖者準确了解水産動物的采食情況，及時(shí)調整投放量。膨化飼料的使用能(néng)降低養殖水質營養化的危害，可降低換水頻率，減少換水量及增氧量。
2.2.6提高了飼料安全性
擠壓膨化過(guò)程能(néng)有效地去除了原料中緻病菌及鈍化部分原料中的抗營養因子，可減少飼料中的藥物添加量。故膨化水産料比其它形式的水産飼料更安全，這(zhè)一安全結果是通過(guò)物理方法獲得的，無不良副作用産生。大大減少了水産品的藥物殘留量，對(duì)人類的食品安全具有重要意義。

2.3水産飼料雙螺杆膨化機的選擇
在新建或改建水産飼料生産線時(shí)，首先要考慮雙螺杆膨化機的選型，根據生産能(néng)力及投資大小選擇匹配的膨化機；在改造生産線時(shí)還(hái)要考慮原有粉碎機、冷卻機、幹燥機的生産能(néng)力及生産效果能(néng)否滿足所選膨化機，要充分考慮能(néng)否利用現有設備以便降低投資。
2.3.1膨化機的膨化效果
所選膨化機生産的水産飼料膨化效果要滿足以下幾條：
A. 顆粒成(chéng)形率≥99％；
B. 顆粒漂浮率＝100％,下沉率≥99％；
C. 顆粒大小均勻、色澤一緻，具有很好(hǎo)的耐水性；
D. 浮性料在水中保持10h、沉性料在水中保持3h不爛、不散。
2.3.2擠壓膨化機的使用壽命
不同廠家的雙螺杆膨化機由于傳動機構、結構特征、使用材料、加工工藝等不盡相同，使用壽命差異很大。在選用膨化機時(shí)，首先應注意總體結構設計是否合理，各部件制造工藝、選材是否精良，易損件的耐磨性如何等；其次應注意動力傳動機構設計是否合理，能(néng)否有效降低傳動過(guò)程中的能(néng)耗。
2.3.3可操作性
膨化加工一般是人工或半自動操作，故要考慮操作雙螺杆膨化機的勞動強度、操作是否方便、應急措施是否完善。如大型雙螺杆膨化機是否配有吊裝機構和螺旋拆卸工具以便輕松更換螺旋或機筒；是否具有瀉料裝置以便在堵機時(shí)排除調質器中的物料不讓其進(jìn)入膨化機構；膨化外加熱措施是否完全安全可靠；夾套是否經(jīng)試壓檢測等。