我國(guó)是一個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó),2015年我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)4500萬(wàn)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(duì)水產(chǎn)飼料的需求也越來(lái)越大。特別是近幾年,我國(guó)對(duì)于水產(chǎn)飼料需求正高速增長(zhǎng),但我國(guó)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(fèi),而且引發(fā)水污染問(wèn)題和水產(chǎn)品健康問(wèn)題。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段水產(chǎn)飼料在工藝和技術(shù)上得不到解決的現(xiàn)狀,本論文開(kāi)展浮性水產(chǎn)飼料的相關(guān)裝備研究與試驗(yàn)研究。旨在通過(guò)雙螺桿擠壓膨化技術(shù),達(dá)到節(jié)約資源、降低飼料成本、提高工作效率的效果,同時(shí)優(yōu)化飼料生產(chǎn)工藝,提高飼料的品質(zhì)。本課題來(lái)源于2016年農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,根據(jù)理論分析及項(xiàng)目需求,分析了膨化水產(chǎn)飼料在膨化過(guò)程中的微觀機(jī)理,包括物料從有序到無(wú)序的轉(zhuǎn)變、氣核生成、�？谂蛎�、氣泡生長(zhǎng)和氣泡停止生長(zhǎng)或收縮五個(gè)部分。著重分析了水產(chǎn)飼料熔體氣泡生長(zhǎng)的過(guò)程,把細(xì)胞生長(zhǎng)的物理模型應(yīng)用到氣泡生長(zhǎng),并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,最后選取合適的本構(gòu)方程,計(jì)算出熔體外殼內(nèi)外的壓力與氣泡半徑、細(xì)胞半徑的關(guān)系。研究設(shè)計(jì)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(shè)計(jì);2)攪拌器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸安排;3)電機(jī)的選型和動(dòng)平衡研究。并通過(guò)尺寸,生產(chǎn)制造了喂料裝置。通過(guò)水產(chǎn)飼料生產(chǎn)的單因素試驗(yàn)探討了螺桿轉(zhuǎn)速、出料段機(jī)筒溫度、物料含水率和喂料速度對(duì)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(guān)系,得出了每個(gè)因素對(duì)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(yàn),采用三因素五水平的二次回歸正交組合試驗(yàn)方案,開(kāi)展了正交組合試驗(yàn)研究。通過(guò)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(jī)筒溫度和物料含水率三者間的交互影響對(duì)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(guò)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(guò)對(duì)水產(chǎn)飼料膨化度、容積密度、吸水性和溶失率最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)的設(shè)定,確定了最佳工藝路線為螺桿轉(zhuǎn)速31Hz,出料段機(jī)筒溫度149℃,物料含水率17.5%。并進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比,并且最后通過(guò)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(gòu)。
【學(xué)位單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：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(kāi)始蓬勃發(fā)展。根據(jù)中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)??據(jù)，我國(guó)水產(chǎn)配合詞料產(chǎn)量從２００６年的７５．２４萬(wàn)噸增長(zhǎng)至２０１３年的１３５．５萬(wàn)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(guó)水產(chǎn)飼料產(chǎn)業(yè)??體系示意圖［１１］。??從圖中能過(guò)看出水產(chǎn)養(yǎng)殖詞料的來(lái)源廣泛，包括天然飼料、自配飼料以及冰鮮雜魚(yú)等，??只有少部分來(lái)自商品飼料。因此，我國(guó)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(guò)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(guò)水和蒸汽的作用，并通過(guò)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(jìn)口處。含有一定水分和溫度的物料在擠壓膨化機(jī)內(nèi)部受到料內(nèi)部的機(jī)械摩擦作用，被劇烈地?cái)D壓、攪拌、剪切而逐步變得均勻和細(xì)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(guò)飽和成型模具被擠出并由切割裝置進(jìn)行切割，壓力驟降至大氣壓，水分急驟體內(nèi)因擠壓膨化過(guò)程而產(chǎn)生的氣核內(nèi)部，誘使氣泡急劇膨脹。同時(shí)，水分持走了物料內(nèi)部大量的熱量，溫度在短時(shí)間內(nèi)明顯降低，致使擠出物固化定結(jié)構(gòu)的水產(chǎn)膨化飼料。??膨化機(jī)擠壓膨化飼料的特點(diǎn)，ＫｏｋｉｎｉＪ丄、ＣｈａｎｇＣ．Ｎ等的理論表明［３７］：其納為五個(gè)階段，即：物料從有序到無(wú)序的轉(zhuǎn)變、氣核生成、�？谂蛎�、氣止生長(zhǎng)或收縮，如２－１圖所示。本節(jié)從這五個(gè)階段論述水產(chǎn)飼料擠壓膨化

?擠出物??有序到無(wú)序的轉(zhuǎn)變?成核?氣泡生長(zhǎng)?氣泡淨(jìng)止生長(zhǎng)或收縮??圖２－１基于雙螺桿水產(chǎn)飼料擠壓膨化機(jī)理圖??２．１從有序到無(wú)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(gòu)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(xué)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(wú)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(huì)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(gòu)單元是《－Ｄ－葡??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2840428