專利名稱：雙螺桿擠出裝置和擠壓式膨化機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品加工機械領(lǐng)域中，涉及到一種用于擠壓膨化機的雙螺桿擠出裝置，特別的涉及到一種利用高溫柏生產(chǎn)拉絲蛋白的雙螺桿擠出裝置，以及采用這種雙螺桿擠出裝置的擠壓式膨化機。
背景技術(shù)：
近年來，在動物蛋白供應(yīng)嚴重不足的情況下，以大豆或花生等高蛋白植物為主要來源的植物蛋白為改善人類膳食結(jié)構(gòu)，提供高蛋白營養(yǎng)食品提供了一個重要的發(fā)展方向。在利用植物蛋白制造各種蛋白產(chǎn)品時，例如制造素食肉、豆制品等時，需要首先將植物蛋白組織化以形成組織蛋白，進而根據(jù)實際需要加工成各種產(chǎn)品。目前，國內(nèi)外主要利用分離蛋白、濃縮蛋白、低溫脫脂豆柏等低溫蛋白原料，通過使用常規(guī)的擠壓膨化機和擠壓膨化工藝進行組織化或纖維化以形成組織蛋白，這種由低溫蛋白形成的組織蛋白沒有變性和固化，吸水之后粘性大。圖I顯示了現(xiàn)有的擠壓膨化機的雙螺桿擠出裝置?，F(xiàn)有的擠壓膨化機的主體結(jié)構(gòu)是雙螺桿結(jié)構(gòu)形成的擠出裝置。具體來說，兩個相同的螺桿平行設(shè)置在長筒狀擠壓套筒內(nèi)，每個螺桿上設(shè)置有一定間距的螺旋片，從而構(gòu)成雙螺桿結(jié)構(gòu)。該雙螺桿結(jié)構(gòu)的兩個螺桿以相同的轉(zhuǎn)速同向旋轉(zhuǎn)，使得物料在套筒內(nèi)隨著雙軸的同向旋轉(zhuǎn)而不斷向前推進，通過套筒提供的熱量和螺桿上的螺旋片運動，物料被不斷的剪切、揉捏、熔融，同時被擠壓著向前推進。具有這種雙螺桿擠出裝置的擠壓膨化機通常以低溫蛋白為原料，采用常規(guī)的擠壓膨化工藝形成組織蛋白。但是，這種工藝方法采用的低溫蛋白原料制備難度較大，價格昂貴，所形成的組織蛋白的絲狀纖維較短，不易于加工成某些形狀的產(chǎn)品，因而限制了組織蛋白的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。如果要制成品質(zhì)較好的組織蛋白，業(yè)界要求纖維狀結(jié)構(gòu)明顯，復(fù)水后能夠拉成很細的絲狀，具有較強的拉力與彈性，因而咀嚼感佳，通常稱為拉絲蛋白。但是，目前沒有成熟的制造方法及配套的擠壓膨化機，以能夠制造出比組織蛋白具有更長的絲狀纖維的拉絲蛋白。另一方面，目前我國大部分的榨油加工企業(yè)均采用高溫炸油工藝從大豆、花生等原料中提煉油脂。這種高溫榨油出油率高，油品質(zhì)好，但由于工藝過程是高溫進行，因此會產(chǎn)生大量的高溫柏，例如高溫豆柏或高溫花生柏等。這種高溫柏中的蛋白質(zhì)幾乎全部變性和固化，氮溶指數(shù)減小，容重增加，吸收水之后粘性很小，通過常規(guī)的擠壓膨化工藝和擠壓膨化機不能形成纖維絲狀，從而不能加工成拉絲蛋白。結(jié)果，大量的高溫柏的使用范圍非常狹窄，例如只能用作飼料，以致造成大量的浪費。因此，需要提供一種具有新的雙螺桿擠出裝置，以及以該雙螺桿擠出裝置作為主體部分的擠壓膨化機，其能夠應(yīng)用一種新的擠壓膨化工藝，使得可以利用高溫柏為原料制造出拉絲蛋白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙螺桿擠出裝置以及采用這種雙螺桿擠出裝置的擠壓式膨化機。利用本發(fā)明的裝置，可以利用高溫柏作為主要原料制造出拉絲蛋白，這種拉絲蛋白比現(xiàn)有的組織蛋白具有更長的絲狀纖維和更高的粘性，因而提高了蛋白質(zhì)產(chǎn)品的品質(zhì)，同時大大降低了制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙螺桿擠出裝置，形成為兩個平行設(shè)置的螺桿，每個螺桿上以一定螺距設(shè)置有多個螺旋片，用于將高溫柏為主要材料的物料形成為拉絲蛋白，所述裝置沿著物料輸送方向依次包括混合輸送段，用于混合并輸送物料；混捏段，用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏；擠壓輸送段，用于擠壓并輸送物料；其中，所述混捏段的螺距逐漸減小或梯度減小，并小于所述混合輸送段的螺距，所述混捏段的長徑比大于所述混合輸送段的長徑比。所述混合輸送段的螺距為30mm 276mm,長徑比為6 60,螺旋直徑為30mm 276mm，導(dǎo)程為60mm 552mm，工作溫度在大約20°C 160°C范圍內(nèi)。所述混捏段的螺距為7. 5mm 276mm,長徑比為4 60,螺旋直徑為30mm 276mm,導(dǎo)程為60_ 552_。混捏段的工作溫度等于或高于所述混合輸送段的工作溫度，設(shè)置在大約80 250°C范圍內(nèi)，優(yōu)選的沿著物料前進的方向逐漸增大或梯度增大?？蛇x的，所述混捏段的至少一部分螺旋片上設(shè)置有螺旋開槽。所述擠壓輸送段的螺距小于所述混捏段的螺距，長徑比小于所述混捏段的長徑比。所述擠壓輸送段的螺距為7. 5mm 276mm,長徑比為I 60,螺旋直徑為30mm 276mm,導(dǎo)程為60_ 552_。擠壓輸送段的工作溫度等于或低于所述混捏段的工作溫度，設(shè)置在大約80°C 250°C范圍內(nèi)。優(yōu)選的，所述混捏段沿著物料輸送方向依次包括擠壓段，用于擠壓物料以使得物料體積變?。欢鄠€破碎揉捏段，用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏；其中，所述多個破碎揉捏段的螺距沿著物料輸送方向逐漸減小或梯度減小，并小于所述擠壓段的螺距。所述多個破碎揉捏段的工作溫度梯度升高或逐漸升高，并且所述多個破碎揉捏段中的至少一部分設(shè)置有螺旋開槽。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種擠壓式膨化機，包括前述任一項所述的雙螺桿擠出裝置，用于使物料形成為絲狀蛋白的熔體狀態(tài)；以及連接在所述雙螺桿擠出裝置后面的擠出模具，用于使熔體狀態(tài)的物料擠出形成為拉絲蛋白；所述雙螺桿擠出裝置和擠出模具的總的長徑比為大約28-128。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置，可以采用高溫柏為主要原料制造拉絲蛋白，改善了蛋白質(zhì)的組織化和纖維化作用，使產(chǎn)品呈現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)，復(fù)水性好且富有咀嚼感。另外，本發(fā)明的裝置能夠采用高溫柏材料制造出具有良好纖維結(jié)構(gòu)的拉絲蛋白，進而便于加工成各種蛋白產(chǎn)品，從而擴展了高溫柏的應(yīng)用范圍，避免了大量浪費，同時大大降低了拉絲蛋白的制造成本。因此，本發(fā)明的裝置可以將制造工藝簡單、成本低廉的高溫豆柏、高溫花生柏加工成拉絲蛋白，達到節(jié)約能源，提高制油副產(chǎn)品利用率的目的。


圖I顯示了現(xiàn)有的擠壓膨化機的雙螺桿擠出裝置；圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施例的雙螺桿擠出裝置；圖3顯示了本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的雙螺桿擠出裝置；圖4顯示了采用本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置的擠壓式膨化機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖中示出的具體實施例來描述本發(fā)明。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的層結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚的目的，放大了某些細節(jié)，并且可能省略了某些細節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關(guān)系僅是示例性的，實際中可能由于制造公差或技術(shù)限制而有所偏差，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際所需可以另外設(shè)計具有不同形狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施例的雙螺桿擠出裝置。如圖2所示，本發(fā)明中作為擠壓膨化機主體結(jié)構(gòu)的雙螺桿擠出裝置形成為兩個平行設(shè)置的螺桿，每個螺桿上以一定間距設(shè)置有多個螺旋片從而構(gòu)成雙螺桿結(jié)構(gòu)，這種雙螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)置在長筒狀的擠壓套筒內(nèi)，擠壓套筒提供容納物料和雙螺桿擠出裝置的空間，并通過加熱裝置和冷卻裝置實現(xiàn)溫度自動控制。雙螺桿結(jié)構(gòu)的兩個螺桿以相同的轉(zhuǎn)速同向旋轉(zhuǎn)，使得物料在套筒內(nèi)隨著雙螺桿的同向旋轉(zhuǎn)而不斷向前推進，通過套筒提供的熱量和螺桿上的螺旋片運動，物料被不斷的剪切、揉捏、熔融，同時被擠壓著向前推進。與現(xiàn)有技術(shù)的雙螺桿結(jié)構(gòu)不同的是，本發(fā)明實施例的雙螺桿擠出裝置設(shè)置有多個不同的功能段，每個功能段具有不同的結(jié)構(gòu)特點和作用，按照物料輸送的順序分別對物料執(zhí)行不同的動作，從而達到生產(chǎn)工藝的目的。各個功能段由螺旋元件或螺旋元件與捏合片積木式組合形成，容納螺桿的套筒也可以由多個分段套筒積木式形成，每節(jié)套筒可以設(shè)置加熱裝置和冷卻裝置以實現(xiàn)溫度的自動控制。如圖2所示，本發(fā)明實施例的雙螺桿擠出裝置包括混合輸送段A、混捏段B和擠壓輸送段C?；旌陷斔投蜛用于混合并輸送物料。物料通常由多種組分混合而成，在一優(yōu)選實施工藝中，物料例如包括高溫柏、谷物蛋白和水的混合物。其中，高溫柏可以是富含高溫蛋白的高溫豆柏或高溫花生柏，谷物蛋白用于提高物料中的蛋白含量，優(yōu)選的采用谷朊粉，但本發(fā)明不限制于此。物料進入混合輸送段A后，在A段螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下，螺桿上的螺旋片對物料進行攪拌，使得物料盡量混合均勻。同時，在螺旋片的作用下，物料沿著螺旋片之間的空隙螺旋向前輸送。
混合輸送段A優(yōu)選的由螺旋元件積木式形成，具有第一螺距Sa = 30mm 276mm，第一長徑比(A段總長度與螺旋直徑的比值)匕為6 64，優(yōu)選的設(shè)置在32-64之間。另外，A段的螺旋直徑為小30mm 小276mm,導(dǎo)程(導(dǎo)程等于2倍螺距)P = 60mm 552臟，套筒內(nèi)徑為8 200mm。通常，螺旋直徑越大，套筒內(nèi)徑也可以相應(yīng)的增大。
混合輸送段A的工作溫度通常設(shè)置在大約20°C 160°C范圍內(nèi)，優(yōu)選的設(shè)置為100度，從而實現(xiàn)更佳混合效果。該段的溫度可以通過對應(yīng)套筒上的加熱裝置和冷卻裝置控制?；炷蠖蜝用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏?；炷蠖蜝通過機械作用對物料進行擠壓、破碎和揉捏，促進蛋白分子之間鍵合以逐漸形成絲狀或纖維狀結(jié)構(gòu)，使物料從球狀蛋白狀態(tài)轉(zhuǎn)變成絲狀蛋白狀態(tài)?；炷蠖蜝優(yōu)選的由捏合片與螺旋元件積木式組合形成，但本發(fā)明不限制于此?；炷蠖蜝具有第二螺距Sb = 7. 5_ 276_，第二長徑比Lb = 4 60，優(yōu)選的設(shè)置在20-60之間。另外，混捏段B的螺旋直徑D = 30mm 276mm,導(dǎo)程P = 60mm 552mm。 第二螺距Sb優(yōu)選的設(shè)置為小于第一螺距SA，B段螺距更小，在螺旋運動中可以對物料產(chǎn)生更大的擠壓力和切割(破碎)頻率，從而更充分的對物料進行擠壓、破碎和揉捏。在另一可選實施例中，混捏段B的螺距可以設(shè)置為逐漸減小或梯度減小，使得對物料施加的擠壓力逐漸增大，從而增強擠壓、破碎和揉捏的效果。第二長徑比Lb優(yōu)選的設(shè)置為大于第一長徑比LA，B段長徑比更大，意味著在螺旋直徑確定的情況下，該功能段的作用距離更長，從而可以在更長的距離或時間內(nèi)對物料反復(fù)進行擠壓、破碎和揉捏?；炷蠖蜝的溫度控制在80 250°C范圍內(nèi)，該溫度優(yōu)選的等于或高于混合輸送段A的溫度。在另一優(yōu)選實施例中，混捏段B的溫度可以設(shè)置為逐漸增大或梯度增大。混捏段B的螺旋片可以全部開槽、部分開槽或不開槽，在實際工藝中可以根據(jù)物料情況(材料配比，粘性等)靈活確定。例如，物料中的谷物蛋白成分越少，物料粘性越低，則需要螺旋開槽越多。在一個優(yōu)選實施例中，混捏段B的至少一部分螺旋片上設(shè)置有螺旋開槽。通過螺旋片及其上的螺旋開槽可以對物料執(zhí)行破碎和揉捏動作，同時螺旋開槽還提供了使物料回流的通道。結(jié)果，物料在前面物料的阻力作用下沿著螺旋開槽回流，回流物料與后面前進的物料相互擠壓，從而增大了對物料的擠壓力。此外，物料的反復(fù)回流實現(xiàn)了對物料的反復(fù)加工，從而能夠在有限的螺桿長度范圍內(nèi)更加充分的進行擠壓、破碎和揉捏。混捏段B構(gòu)成本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置的主要功能段，其通過機械作用對物料施加3 12. 5kg/cm2的擠壓力，反復(fù)對物料執(zhí)行擠壓、破碎和揉捏的動作。以高溫柏為主要原料的物料在B段作用下螺旋前進，同時被反復(fù)的擠壓、破碎、揉捏、壓延、拉伸，物料中的球狀蛋白狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻z狀蛋白狀態(tài)，物料轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w狀態(tài)，從而初步形成拉絲蛋白?；炷蠖蜝的長度可以根據(jù)實際需要設(shè)置的比較長，從而提供足夠的工作距離或工作時間，以更加充分的形成絲狀纖維蛋白。經(jīng)過B段處理產(chǎn)生的拉絲蛋白的絲狀纖維結(jié)構(gòu)的長度比組織蛋白的絲狀纖維更長，并且具有類似的粘性，因而能更好的適用于多種食品加工需要。擠壓輸送段C用于擠壓并輸送物料。物料從B段進入C段時已經(jīng)形成為絲狀蛋白狀態(tài)的熔融體，擠壓輸送段C通過螺旋元件的螺旋作用進一步擠壓物料，同時將物料以近似于勻速的速度平穩(wěn)向前輸送，最后輸送到擠壓膨化機的擠出模具中。擠壓輸送段C優(yōu)選的由雙頭或單頭螺旋元件積木式形成，也可以由捏合片與螺旋元件積木式形成。擠壓輸送段C具有第三螺距S。= 7. 5mm 276mm，第三長徑比L。為I 60。此外，C段的螺旋直徑D = 30mm 276mm,導(dǎo)程P = 60mm 552_。根據(jù)物料情況(材料配比，粘性等)的不同，擠 壓輸送段C的第三螺距Sc可以設(shè)置為大于、等于或小于混捏段的螺距。擠壓輸送段的螺距偏大，能夠較穩(wěn)定的輸送物料，但是物料的拉絲狀態(tài)不理想；螺距偏小，物料的拉絲狀態(tài)比較理想，但是物料輸送速度不太穩(wěn)定。在一個優(yōu)選實施例中，第三螺距S。優(yōu)選的設(shè)置為小于或近似等于第二螺距Sb，但本發(fā)明不限制于此。C段螺距更小，在螺旋運動中可以對物料產(chǎn)生更大的擠壓力，從而更充分的對物料進行擠壓和揉捏，使物料中的絲狀蛋白粘合得更加緊密，從而便于以較均勻的速度輸送。第三長徑比Lc優(yōu)選的設(shè)置為小于第二長徑比LB，C段主要作用是擠壓和輸送物料，以較均勻的速度將物料平穩(wěn)輸送出雙螺桿擠出裝置為目的，因此不需要較長的作用距離。擠壓輸送段C的溫度控制在80°C 250°C范圍內(nèi)，優(yōu)選的設(shè)置為等于或低于混捏段B的溫度。在一優(yōu)選實施例中，例如設(shè)置為100°C，但本發(fā)明不限制于此，根據(jù)物料的不同組分和配比，也可以設(shè)置為高于B段溫度。本實施例的雙螺桿擠出裝置的長徑比優(yōu)選地設(shè)置在28-64之間。例如，根據(jù)實際應(yīng)用情況的不同，可以設(shè)置為28、32、40、48、51、60等數(shù)值。如上所述，擠壓輸送段C通過螺旋作用對物料施加更大的擠壓力，例如5 12. 5kg/cm2的擠壓力，在較短的作用距離內(nèi)將物料擠壓的更加致密均勻，以平穩(wěn)的速度輸送出雙螺桿擠出裝置。由此可以促進物料蛋白分子之間的鍵合，形成更多的絲狀纖維，進一步增加絲狀纖維的長度，從而提升了拉絲蛋白的品質(zhì)。這樣，通過混合輸送段A、混捏段B和擠壓輸送段C的順序處理，物料最終形成絲狀纖維形態(tài)，即初步形成拉絲蛋白。圖3顯示了本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的雙螺桿擠出裝置。圖3所示的雙螺桿擠出裝置與圖2的基本相同，區(qū)別在于將圖2的雙螺桿擠出裝置中的混捏段B進一步細分為螺距逐漸減小的擠壓段Btl和一個或多個破碎揉捏段BpB2等。其中，擠壓段Btl的螺距最大，用于擠壓物料以使得物料體積變小。多個破碎揉捏段沿著物料輸送方向設(shè)置為螺距逐漸減小或梯度減小，從而產(chǎn)生逐漸增大的擠壓力。優(yōu)選情況下，所述多個破碎揉捏段中的至少一部分設(shè)置有螺旋開槽。通過螺旋片及其上的螺旋開槽可以增強對物料執(zhí)行的破碎、揉捏動作，同時螺旋開槽還提供了使物料回流的通道。結(jié)果，物料在前面物料的阻力作用下沿著螺旋開槽回流，回流物料與后面前進的物料相互擠壓，從而增大了對物料的擠壓力。另外，物料的反復(fù)回流實現(xiàn)了對物料的反復(fù)加工，從而能夠在有限的螺桿長度范圍內(nèi)更加充分的進行擠壓、破碎和揉捏。下面以將混捏段B細分為擠壓段Btl和兩個破碎揉捏段BpB2為例進行說明。但本發(fā)明不限制于此，可以根據(jù)實際需要，例如物料的組分、性質(zhì)變化，雙螺桿擠出裝置的總長度，拉絲蛋白產(chǎn)品的質(zhì)量要求等，靈活設(shè)置破碎揉捏段的數(shù)量，例如設(shè)置為I個、2個、3個或者更多。擠壓段Btl用于擠壓物料以使得物料體積變小。
擠壓段Btl通過螺旋元件的選擇產(chǎn)生大約3 lOkg/cm2的擠壓力，使物料分子結(jié)合更加緊密，物料體積變小，以便于進入后面螺距更小的破碎揉捏段。擠壓段Btl的螺距通常設(shè)置為小于前面的混合輸送段A的螺距，以確保相對于A段施加更大的擠壓力，使物料體積更小，為進入后續(xù)的破碎揉捏段做好準備。擠壓段B。的工作溫度設(shè)置在80 160攝氏度范圍內(nèi)，優(yōu)選的設(shè)置為比混合輸送段A的工作溫度高20度左右，例如設(shè)置為120度左右。第一破碎揉捏段B1用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏。第一破碎揉捏段B1的螺距小于擠壓段Btl的螺距，并設(shè)置有螺旋開槽，通過螺旋片的旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生更大的擠壓力和剪切力，對物料進行充分的擠壓、破碎和揉捏動作。螺旋開槽提供了使物料回流的通道，實現(xiàn)對物料反復(fù)的擠壓、破碎和揉捏，從而促進物料分子之間的鍵合，提高物料的粘性。通過該段處理，促進蛋白分子之間的鍵合以逐漸形成絲狀或纖維狀結(jié)構(gòu)，使物料 從球狀蛋白狀態(tài)轉(zhuǎn)變成絲狀蛋白狀態(tài)。結(jié)果，以高溫柏為主要原料的物料被形成為具有更多絲狀纖維的拉絲蛋白。第一破碎揉捏段B1的工作溫度設(shè)置在100 180度范圍內(nèi)，優(yōu)選的設(shè)置為比擠壓段Btl的工作溫度高20度以上，例如為140度。第二破碎揉捏段B2用于進一步對物料進行擠壓、破碎和揉捏。第二破碎揉捏段B2的螺距小于第一破碎揉捏段B1的螺距，并設(shè)置有螺旋開槽，通過螺旋片的旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生更大的擠壓力和剪切力，對物料進行充分的擠壓、破碎和揉捏動作。螺旋開槽提供了使物料回流的通道，實現(xiàn)對物料反復(fù)的擠壓、破碎和揉捏，從而促進物料分子之間的鍵合，提高物料的粘性。通過該段處理，可以進一步促進蛋白分子之間的鍵合，形成絲狀或纖維狀結(jié)構(gòu)，使物料更加充分的從球狀蛋白狀態(tài)轉(zhuǎn)變成絲狀蛋白狀態(tài)。結(jié)果，初步形成為絲狀蛋白狀態(tài)的物料進一步形成為具有較長絲狀纖維的拉絲蛋白。第二破碎揉捏段B2的工作溫度設(shè)置在120 180度范圍內(nèi)，優(yōu)選的設(shè)置為比第一破碎揉捏段B1的工作溫度高20度以上，例如為160度。如上所述，混捏段B在本實施例中形成為螺距梯度減小的多個功能段，例如擠出段和多個破碎揉捏段，其中破碎揉捏段優(yōu)選的設(shè)置有螺旋開槽，并且多個功能段的工作溫度梯度升高或逐漸升高?；炷蠖蜝作為本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置的主要功能段，其長度可以根據(jù)實際情況設(shè)置得足夠長，或者孔徑比設(shè)置得足夠大，從而提供足夠的工作距離或工作時間，以更加充分的形成絲狀纖維蛋白。此外，在另一個可選實施例中，混捏段B也可以形成為螺距逐漸減小的多個功能段，并選擇性的在其中一部分功能段中設(shè)置螺旋開槽。本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置的上述多個功能段均形成為雙螺桿結(jié)構(gòu)，每個功能段由螺旋元件或螺旋元件與捏合片積木式組合形成，容納螺桿的套筒也可以由多個分段套筒積木式形成，每節(jié)套筒可以設(shè)置加熱裝置和冷卻裝置以實現(xiàn)溫度的自動控制。螺旋元件可以是單頭螺旋、雙頭螺旋、雙頭開槽螺旋或雙頭錐螺旋等結(jié)構(gòu)形式。捏合片可以是正向捏合片或反向捏合片。螺旋元件之間以及螺旋元件與捏合片之間通過內(nèi)花鍵套接花鍵芯軸形成。
圖4顯示了采用本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置的擠壓式膨化機的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，擠壓式膨化機包括上述任一項實施例所述的雙螺桿擠出裝置，用于使物料形成為絲狀蛋白的熔體狀態(tài)；以及連接在所述雙螺桿擠出裝置后面的擠出模具，用于使熔體狀態(tài)的物料擠出形成為拉絲蛋白。顯然，本發(fā)明的擠壓式膨化機包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的一些公知部件，例如旋轉(zhuǎn)電機、加熱裝置、冷卻裝置、套筒，各種需要的連接件等等，本發(fā)明不再贅述。參見圖4，本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置在120r/min 480r/min范圍內(nèi)。在螺旋元件的旋轉(zhuǎn)作用下，物料在一定工作溫度下受到擠壓力和剪切力的共同作用，逐漸熔融、粘合、揉捏、破碎、擠壓、拉伸、壓延等，最終形成絲狀蛋白的熔體狀態(tài)，初步形成具有絲狀纖維結(jié)構(gòu)的拉絲狀蛋白。然后，雙螺桿擠出裝置的擠壓輸送段C將熔體狀態(tài)的物料擠壓輸送到后面的擠出模具，在擠出模具的內(nèi)壁壓力和后面物料的壓力下，物料在擠出模具中逐漸壓延擠出成絲狀纖維形態(tài)，最后經(jīng)出料口擠出成為拉絲蛋白。優(yōu)選的，本發(fā)明的擠壓式膨化機設(shè)置為雙螺桿擠出裝置和擠出模具的總的長徑比在大約28-128之間，優(yōu)選的設(shè)置在大約32-64之間，更優(yōu)選的設(shè)置在大約32-48之間，以便能夠采用高溫柏為主要原料制造拉絲蛋白。在某些具體示例中，總的長徑比例如可以設(shè)置為 28、32、36、48、、60、72、81、100、120、128 等數(shù)值。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的雙螺桿擠出裝置，可以采用高溫柏為主要原料制造拉絲蛋白，改善了蛋白質(zhì)的組織化和纖維化作用，使產(chǎn)品呈現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)，復(fù)水性好且富有咀嚼感。另外，本發(fā)明的裝置能有效利用高溫柏材料生成具有良好纖維結(jié)構(gòu)的拉絲蛋白，進而便于加工成各種蛋白產(chǎn)品，從而擴展了高溫柏材料的應(yīng)用范圍，避免了大量浪費，同時大大降低了拉絲蛋白的制造成本。因此，本發(fā)明的裝置可以將制造工藝簡單、成本低廉的高溫豆柏、高溫花生柏加工成拉絲蛋白，達到節(jié)約能源，提高制油副產(chǎn)品利用率的目的。
應(yīng)當理解的是，本發(fā)明的上述具體實施方式
僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
權(quán)利要求
1.一種雙螺桿擠出裝置，形成為兩個平行設(shè)置的螺桿，每個螺桿上以一定螺距設(shè)置有多個螺旋片，用于將高溫柏為主要材料的物料形成為拉絲蛋白，所述裝置沿著物料輸送方向依次包括 混合輸送段，用于混合并輸送物料； 混捏段，用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏； 擠壓輸送段，用于擠壓并輸送物料； 其中，所述混捏段的螺距逐漸減小或梯度減小，并小于所述混合輸送段的螺距，所述混捏段的長徑比大于所述混合輸送段的長徑比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混合輸送段的螺距為30mm 276mm，長徑比為6 60。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混合輸送段的螺旋直徑為30_ 276_，導(dǎo)程為60mm 552mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混合輸送段的工作溫度在大約20°C 160°C范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混捏段的螺距為7.5mm 276mm，長徑比為4 60。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混捏段的螺旋直徑為30mm 276mm，導(dǎo)程為60mm 552mm0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混捏段的工作溫度等于或高于所述混合輸送段的工作溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，所述混捏段的工作溫度在大約80 250°C范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，所述混捏段的工作溫度沿著物料前進的方向逐漸增大或梯度增大。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述混捏段的至少一部分螺旋片上設(shè)置有螺旋開槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述擠壓輸送段的螺距小于所述混捏段的螺距，長徑比小于所述混捏段的長徑比。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，所述擠壓輸送段的螺距為7.5mm 276mm，長徑比為I 60。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述擠壓輸送段的螺旋直徑為30_ 276_，導(dǎo)程為60mm 552mm0
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，所述擠壓輸送段的工作溫度低于所述混捏段的工作溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，所述擠壓輸送段的工作溫度在大約80°C 250°C范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I 15中任一項所述的裝置，所述混捏段沿著物料輸送方向依次包括 擠壓段，用于擠壓物料以使得物料體積變??； 多個破碎揉捏段，用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏； 其中，所述多個破碎揉捏段的螺距沿著物料輸送方向逐漸減小或梯度減小，并小于所述擠壓段的螺距。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，所述多個破碎揉捏段的工作溫度梯度升高或逐漸升聞。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，所述多個破碎揉捏段中的至少一部分設(shè)置有螺旋開槽。
19.一種擠壓式膨化機，用于將高溫柏為主要材料的物料形成為拉絲蛋白，所述擠壓式膨化機包括 前述任一項權(quán)利要求所述的雙螺桿擠出裝置，用于使物料形成為絲狀蛋白的熔體狀態(tài)；以及 連接在所述雙螺桿擠出裝置后面的擠出模具，用于使熔體狀態(tài)的物料擠出形成為拉絲蛋白； 所述雙螺桿擠出裝置和擠出模具的總的長徑比為大約28-128。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙螺桿擠出裝置以及采用該裝置的擠壓式膨化機。所述雙螺桿擠出裝置沿著物料輸送方向依次包括混合輸送段，用于混合并輸送物料；混捏段，用于對物料進行擠壓、破碎和揉捏；擠壓輸送段，用于擠壓并輸送物料；所述混捏段的螺距逐漸減小或梯度減小，并小于所述混合輸送段的螺距，所述混捏段的長徑比大于所述混合輸送段的長徑比。根據(jù)本發(fā)明，可以采用高溫粕為主要材料制造出具有良好纖維結(jié)構(gòu)的拉絲蛋白，從而提高了高溫粕的利用率，同時降低了拉絲蛋白的制造成本。
文檔編號A23J3/26GK102630806SQ20121012608
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者石戴衛(wèi) 申請人:北京金地三福膨化機制造(大廠)有限公司