第五章挤出成型第一节挤出成型原理和设备

第五章面食品成型机食品成型机械广泛应用于各种面食、糕点和糖果的制作以及颗粒饲料的加工。

其种类繁多、功能各异。

根据成型原理，食品成型主要有如下六种方法：(1)包馅成型如豆包、馅饼；饺子、馄饨和春卷等的制作。

其加工设备有豆包机、饺子机、馅饼机、馄钝机和春卷机等，统称为包馅机械。

(2)挤压成型如膨化食品、某些颗粒状食品以及颗粒饲料等的加工。

所用设备有通心粉机、挤压膨化机、环模式压粒机；平模压粒机等，统称挤压成型机。

(3)卷绕成型如蛋卷和其他卷筒糕点的制作。

其加工设备有卷筒式糕点成型机等。

(4)辊压切割成型如饼干坯料压片，面条、方便面和软料糕点的加工等。

其成型设备有面片辊压机和面条机、软料糕点钢丝切割成型机等。

(5)冲印和辊印成型如饼干和桃酥的加工。

所用设备有冲印式饼干成型机、辊印式饼干成型机和辊切式饼干成型机等。

(6)搓圆成型如面包、馒头和元宵等的制作，其成型设备有面包面团搓圆机、馒头机和元宵机等。

第一节包馅机包馅机械是专门用于生产各种带馅的食品。

包馅食品一般由外皮和内馅组成。

外皮由面粉或米粉与水、油脂、糖及蛋液等揉成的面团压制而成。

内馅有菜、肉糜、豆沙或果酱等。

由于充填的物料不同以及外皮制作和成型的方法各异，包馅机械的种类甚多。

一、包馅原理包馅成型的基本原理和方式通常可分为回转式、灌肠式、注入式、剪切式和折叠式等几种包馅成型方式，其基本工作原理见包馅机成型方式示意图。

1.回转式先将面坯制成凹型，再将馅料放入其中，然后由一对半径逐渐增大的圆盘状回转成型器将其搓制、封口、再成型。

2.灌肠式面坯和馅料分别从双层筒中挤出，达到一定长度时被切断，同时封口成型。

3.注入式馅料由喷管注入挤出的面坯，然后封口、切断。

4.剪切式压延后的面坯从两侧连续供送，进入一对表面有凹穴的辊式成型器，与此同时，先制成球型的馅，也从中间管道掉落在两层面坯之中，然后封口、切断和成型。

5.折叠式根据传动方式，又可分为三种包馅成型方式：第一种是齿轮齿条传动折叠式包馅成型。

5 机头口模的阻力 物料流动时受到阻力，大体上与口模的截面积成反比，与长
度成正比。阻力愈小，挤出量受压力的影响愈大。
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挤出机的发展
发展方向: 高速、高效、提高自动化水平、 多品种多规格、研制特殊用途 和新型挤出机等方向发展。
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挤出—拉幅成型，双轴拉伸薄膜 （3）产品形状多样 （4）设备简单，投资少，占地面积小
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2 挤出成型基本过程
（1）塑化：在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间 的内摩擦热使其成为粘流态物料。 （2）成型：在挤出机螺杆的旋转推挤作用下，通过具有 一定形状的口模，使粘流态物料成为连续的型材。 （3）定型：用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型 为制品。
根据流动分析，影响挤出机生产能力的是正流、逆流、漏 流，横流对挤出量没有影响 挤出机的生产能力表示为
Qv=Qv,D -Qv,p -精品Q课v件,L
影响挤出机生产率的因素 1.机头压力 当机头压力△p＝0 可获最大挤出量
当机头口模封闭时无挤出量 机头最大压力降
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2 螺杆转速 机头和螺杆的尺寸一定时，挤出量与螺杆转速 成正比。
作用：将塑化均匀的物料在均化段螺槽和机头回压作用下 进一步搅拌塑化均匀，并定量定压的通过机头口模挤出成 型。一般无压缩作用。
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4 螺杆的形式 •普通螺杆:
采用等距变深、等深变距、变深变距螺槽 •高效专用螺杆:
L/ DS 大、熔融效率低、塑化混合均匀
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机头和口模
（1）使粘流态物料从螺旋运动变为平行直线运动，并稳 定地导入口模而成型
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料筒
作用：输送、塑化、压缩 工作温度：180-290℃ 压力：≤55MPa 设有分段加热和冷却装置 制造材料：耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢等 料筒除了可以用45号钢、40Cr、38CrMoAL外，还可以 用铸钢和球墨铸铁制造。带衬套的加料段可以用优质 铸铁制成。

挤出成型原理及工艺挤出成型是一种广泛应用于塑料成型的方法，适用于热塑性塑料和部分热固性塑料。

它可以用于制造各种塑料管材、棒材、板材、电线电缆和异形截面型材等，还可以用于塑料的着色、造料和共混等。

挤出模具是保证塑件成型质量的决定性因素，主要由机头和定型装置两部分组成。

挤出成型的原理是将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。

在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。

挤出成型的特点是生产过程连续，可以挤出任意长度的塑件，生产效率高；模具结构简单，制造维修方便，投资少、收效快；塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确；适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。

热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段。

第一阶段是塑料原料的塑化，塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉准或粒状变成粘流态物质。

第二阶段是成型，粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。

第三阶段是定型，通过适当的处理方法，如定径处理、冷却处理等，使已挤出的塑料连续型材固化为塑件。

挤出成型是一种常见的制造塑料制品的方法。

在这个过程中，粒状塑料是主要使用的原料，而粉状塑料则很少使用。

这是因为粉状塑料含有较多的水分，会影响成型的顺利进行，同时也会影响塑件的质量，例如出现气泡、表面灰暗无光、皱纹、流浪等问题。

因此，在成型之前需要进行干燥处理，将原料的水分控制在0.5%以下。

同时，还要尽可能除去塑料中存在的杂质。

在挤出成型过程中，需要将挤出机预热到规定温度后，启动电机带动螺杆旋转输送物料，并向料筒中加入塑料。

准确的制品
专业参考
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机头是口模与料筒的过渡连接部分，口模是制品 的成型部件，通常机头和口模是一个整体，习惯 上统称为机头。
机头的作用为：口模为具有一定截面形状的通道. 塑料熔体在口模中流动时取得所需形状并被模外 的定型装置和冷却装置冷却硬化而成型.
机头和口模包括过滤网、多孔板、分流器、模芯、 口模、机颈
压缩比
指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一 个螺槽的容积之比， 表示塑料通过螺杆的全过程 被压缩的程度。
压缩比愈大，塑料受到挤压的作用也就愈大。
专业参考
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螺槽深度h
h小，产生较高的剪切速率，有利于传 热和塑化，但挤出生产率低；
热敏性塑料(如PVC)宜用深槽螺杆 熔体粘度低和热稳定性较高的塑料(如PA
专业参考
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熔体在均化段的流动包括四种主要形式：
(1)正流 是物料沿螺槽方向(z方向)向机头的流动， 这是均化段熔体的主流，是拖电流动，它起挤出 物料的作用；
(2)逆流 沿螺槽与正流方内相反(—z方向)的流动， 它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起 的反压流动，它将引起挤出生产能力的损失
正流和逆流的综合称为净流，是汇流和逆流的种速 度的代数和
固体床沿挤出方向逐渐减小。
从上述的熔化实验研究可知：
(1)塑料的整个熔化过程是在螺杆熔融区进行的
(2)沿挤出方向固体床宽度逐渐减小直到为零,其减小部分被熔融所占 有
(3)沿挤出方向固体床厚度逐渐减小直到为零,其减小部分形成熔膜
(4)熔化作用发生在熔膜和固体床的界面上,有一部分发生在固相与熔
池的迁移面.
足够厚、刚度、内壁光滑、有时也刻有沟槽、 有加热装置、冷却装置、温度显示和控制装置， 一般是、电磁震荡控制