發(fā)布時間：2020-10-14 08:33

　　 我國是一個水產(chǎn)養(yǎng)殖大國,2015年我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量達4500萬噸,占世界水產(chǎn)養(yǎng)殖總量的70%左右。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,對水產(chǎn)飼料的需求也越來越大。特別是近幾年,我國對于水產(chǎn)飼料需求正高速增長,但我國水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料的生產(chǎn)仍處于粗放型發(fā)展階段,有些地區(qū)由于飼料盲目投放,不僅造成資源浪費,而且引發(fā)水污染問題和水產(chǎn)品健康問題。針對我國現(xiàn)階段水產(chǎn)飼料在工藝和技術上得不到解決的現(xiàn)狀,本論文開展浮性水產(chǎn)飼料的相關裝備研究與試驗研究。旨在通過雙螺桿擠壓膨化技術,達到節(jié)約資源、降低飼料成本、提高工作效率的效果,同時優(yōu)化飼料生產(chǎn)工藝,提高飼料的品質(zhì)。本課題來源于2016年農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備重點實驗室項目,根據(jù)理論分析及項目需求,分析了膨化水產(chǎn)飼料在膨化過程中的微觀機理,包括物料從有序到無序的轉(zhuǎn)變、氣核生成、�？谂蛎�、氣泡生長和氣泡停止生長或收縮五個部分。著重分析了水產(chǎn)飼料熔體氣泡生長的過程,把細胞生長的物理模型應用到氣泡生長,并建立相應的數(shù)學模型,最后選取合適的本構方程,計算出熔體外殼內(nèi)外的壓力與氣泡半徑、細胞半徑的關系。研究設計了飼料喂料裝置,減小了因喂料不均引起的飼料品質(zhì)下降的影響。主要包括1)料斗的研究與尺寸設計;2)攪拌器的結(jié)構設計和尺寸安排;3)電機的選型和動平衡研究。并通過尺寸,生產(chǎn)制造了喂料裝置。通過水產(chǎn)飼料生產(chǎn)的單因素試驗探討了螺桿轉(zhuǎn)速、出料段機筒溫度、物料含水率和喂料速度對水產(chǎn)飼料膨化度、容積密度、吸水性以及水中穩(wěn)定性之間的關系,得出了每個因素對水產(chǎn)飼料品質(zhì)影響的規(guī)律,并根據(jù)理論分析做出解釋。根據(jù)單因素試驗,采用三因素五水平的二次回歸正交組合試驗方案,開展了正交組合試驗研究。通過Design-Expert 8.0數(shù)據(jù)分析軟件,分別分析了螺桿轉(zhuǎn)速、出料段機筒溫度和物料含水率三者間的交互影響對水產(chǎn)飼料膨化度、容積密度、吸水性以及溶失率的影響,通過數(shù)據(jù)和圖表清楚的揭示了自變量和因變量之間的規(guī)律。通過對水產(chǎn)飼料膨化度、容積密度、吸水性和溶失率最優(yōu)目標函數(shù)的設定,確定了最佳工藝路線為螺桿轉(zhuǎn)速31Hz,出料段機筒溫度149℃,物料含水率17.5%。并進行了驗證實驗的數(shù)據(jù)與模型預測數(shù)據(jù)的對比,并且最后通過掃描電鏡觀察最優(yōu)工藝路線下生產(chǎn)出的水產(chǎn)飼料的微觀結(jié)構。
【學位單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S963
【部分圖文】：

始水產(chǎn)品的人工養(yǎng)殖，８０年代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)開始蓬勃發(fā)展。根據(jù)中國飼料工業(yè)協(xié)會提供的數(shù)??據(jù)，我國水產(chǎn)配合詞料產(chǎn)量從２００６年的７５．２４萬噸增長至２０１３年的１３５．５萬噸，年均增??幅接近９％，高于水產(chǎn)配合飼料行業(yè)同期５．７３％的平均增速圖１為我國水產(chǎn)飼料產(chǎn)業(yè)??體系示意圖［１１］。??從圖中能過看出水產(chǎn)養(yǎng)殖詞料的來源廣泛，包括天然飼料、自配飼料以及冰鮮雜魚等，??只有少部分來自商品飼料。因此，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料的生產(chǎn)仍處于粗放型發(fā)展階段，表現(xiàn)??在：??（１）

料的擠壓膨化過程一般為：攪拌均勻的原料顆粒投入到喂料裝置，由喂料連續(xù)而均勻的喂入調(diào)質(zhì)裝置中，經(jīng)過水和蒸汽的作用，并通過螺旋帶式的物料具有一定的含水率和溫度，在混合物料使之組分均勻、受熱均勻的同擠壓膨化裝置進口處。含有一定水分和溫度的物料在擠壓膨化機內(nèi)部受到料內(nèi)部的機械摩擦作用，被劇烈地擠壓、攪拌、剪切而逐步變得均勻和細部的物料由于螺桿的高速剪切作用處于高溫高壓狀態(tài)，水分則是呈過飽和成型模具被擠出并由切割裝置進行切割，壓力驟降至大氣壓，水分急驟體內(nèi)因擠壓膨化過程而產(chǎn)生的氣核內(nèi)部，誘使氣泡急劇膨脹。同時，水分持走了物料內(nèi)部大量的熱量，溫度在短時間內(nèi)明顯降低，致使擠出物固化定結(jié)構的水產(chǎn)膨化飼料。??膨化機擠壓膨化飼料的特點，ＫｏｋｉｎｉＪ丄、ＣｈａｎｇＣ．Ｎ等的理論表明［３７］：其納為五個階段，即：物料從有序到無序的轉(zhuǎn)變、氣核生成、�？谂蛎�、氣止生長或收縮，如２－１圖所示。本節(jié)從這五個階段論述水產(chǎn)飼料擠壓膨化

?擠出物??有序到無序的轉(zhuǎn)變?成核?氣泡生長?氣泡淨止生長或收縮??圖２－１基于雙螺桿水產(chǎn)飼料擠壓膨化機理圖??２．１從有序到無序的轉(zhuǎn)變??水產(chǎn)飼料原料的主要成分為蛋白質(zhì)和淀粉，水產(chǎn)原料在高溫高壓的擠壓膨化腔內(nèi)受到??高速螺桿的剪切作用下，原料的組分發(fā)生變化，不僅包括原料自然結(jié)構的破壞和重組，也??有生物分子的變性以及分子水平上的化學變化，主要包括淀粉的糊化和降解與蛋白質(zhì)的變??性，使水產(chǎn)原料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂叙椥缘娜廴隗w。??在有序到無序轉(zhuǎn)變的這一階段，就淀粉而言，由于溫度和水的作用，淀粉會發(fā)生糊化，??即淀粉在高溫下溶脹、分裂形成均勻糊狀溶液的特性。淀粉最基本的結(jié)構單元是《－Ｄ－葡??
【參考文獻】

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本文編號：2840428