[发明专利]一种膨化机用在线粘度控制出料装置及控制方法

说明书

本发明属于属于食品、宠物、饲料机械技术领域。一种利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，以解决现有控制方法中准确性不够好的技术问题。一种膨化机用在线粘度控制出料装置，采用上述方法实现控制包括：出料膨化腔；在线粘度检测装置，其与出料膨化腔连接；机械能控制装置，包括有出料通道，出料通道的进料端与在线粘度检测装置连接；扩流出料装置，其进料端与机械能控制器的出料通道的出料端连接，扩流出料装置的出料端安装有模板，模板上开设有模孔；可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与在线粘度监测装置、机械能控制器电连接。本发明解决现有膨化机自动化程度不高、调节准确度不高的技术问题。

技术领域

本发明涉及膨化机械领域，尤其涉及一种膨化机用出料装置及控制方法。

背景技术

目前大多数食品以及饲料加工行业为了实现高熟化程度的产品，基本都会选用膨化机进行生产，目前市场上的膨化主要分为两种，一种是干法膨化，即在挤压熟化的过程中，更多的通过机械能(SME)使得物料熟化，机械能(SME：specific mechanical energy)：每小时电机带动螺杆转动提供给膨化腔内每吨物料的能量(千瓦时/吨)；另一种是湿法膨化，湿法膨化主要是在挤压之前先通过调质器进行预熟化，然后再进入挤压机中进行挤压熟化，采用湿法膨化节省了更多的机械能，使得产量更高并且设备寿命也得到增长，而通过该种方法进行膨化的产品的品质与诸多因素有关，如螺杆转速、出料口的开度、水汽添加量等。

目前市场上的膨化机基本都湿采用人工经验进行调节操控，这样操控的缺陷有以下两点：

1.准确性不够好，生产效率比较低，不能进行实时的参数调节，使得最后的产品参数误差可能比较大；

2.对膨化机操作人员的依赖性太强，很难进行多条生产线同时生产。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，以解决现有控制方法中准确性不够好的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，一种利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，包括如下步骤：

步骤一：针对膨化机出料膨化腔内物料的配方，采用在线粘度计，测得流变曲线Eq1、Eq2；

其中Eq1的公式为

μ＝Kγ^n-1；

Eq2的公式为

Eq1、Eq2公式中的μ为熔融体物料出模前粘度，γ为剪切率，K为流变系数，n为流变指数(n1)，SME₀分别为出料膨化腔出料量大小对应的机械能临界值，MC₀与膨化机相连的水汽添加装置喂水量临界值，α，β为回归系数；k₀为拟合系数；e为自然常数；SME为实际生产中出料膨化腔出料量大小对应的机械能值；MC为实际生产中与膨化机相连的水汽添加装置喂水量值；膨化产品容重与熔融体物料出模前粘度的关系经验方程Eq3，Eq4；

其中Eq3的公式为

Eq4的公式为

ΔP＝P_die-P_s；

Eq3、Eq4公式中的BD为容重，L为模孔长直段长度，D为模孔直径，ΔP为出模前后压差，P_die为熔融体物料模前压力，P_s为饱和蒸汽压力，μ为熔融体物料出模前粘度，B为拟合系数，θ为拟合指数，A，C为拟合常数；

步骤二：利用在线粘度计连续测得实时粘度和压力，根据容重经验公式Eq3，Eq4，计算应调整的出料膨化腔出料量对应的所需SME值以及应调整喂水量MC值。