本实用新型属于饲料加工技术领域，涉及一种挤压膨化装置。
背景技术：
挤压式膨化是指借助挤压膨化机螺杆的推动力，将颗粒物料向前挤压，颗粒物料在受到混合、搅拌、摩擦以及高剪切力的作用后，不断获得和积累能量，达到高温高压，最后颗粒物料由模孔被挤出，恢复常温常压状态，颗粒物料中的水分瞬间蒸发，致使食品内部爆裂出许多微孔，体积迅速膨胀，从而形成疏松的膨化食品的过程。
挤压膨化机是一种具有粉碎、搅拌、熟化、揉合、剪切、成型等一种或多种功能的综合性装置，通过螺旋挤压加工，除了能使颗粒物料具有一定的形状外，还可对颗粒物料进行杀菌，以提高卫生状况，且挤压膨化加工过程产生的废水、废气极少。一般的挤压膨化机在喂料区只进行颗粒物料的添加和混合，在揉化区同时进行颗粒物料的粉碎和压缩，将颗粒物料揉化成富有弹性、类似面团的物体。当颗粒物料在揉化区粉碎时，内部的气体会释放出来，使颗粒物料的体积变小，此时若同时进行颗粒物料的压缩，不仅压缩的效果不明显，降低了揉化区的有效工作空间，而且释放出来的气体无法排出，影响颗粒物料进一步压缩的效果，进而降低揉化质量。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种揉化效果好的挤压膨化装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种挤压膨化装置，该装置包括壳体、设置在壳体内的转轴、绕设在转轴外部且与壳体相适配的螺旋叶片以及与转轴传动连接的驱动电机，所述的壳体包括依次相连的粉碎排气段、压缩揉化段及熟化挤出段，所述的粉碎排气段的一端设有进料口，所述的熟化挤出段的一端设有出料口，物料由进料口加入后，在粉碎排气段内被粉碎并将气体排出，之后在压缩揉化段内被压缩并揉化为面团状物料，最后在熟化挤出段内熟化后由出料口排出，成为疏松的膨化物料。
在所述的粉碎排气段内，转轴的直径沿物料移动方向逐渐增大。
在所述的粉碎排气段内，转轴上设有多个粉碎刀片，所述的粉碎刀片沿物料移动方向均匀布设在转轴上。所述的粉碎刀片与物料不断摩擦切割，逐渐将物料粉碎。
所述的粉碎排气段上设有排气口。
所述的粉碎排气段上还设有辅料添加口，所述的排气口与辅料添加口沿物料移动方向依次设置在粉碎排气段上。通过辅料添加口加入可溶性的风味物质、色素或水，对物料的性能进行改进。
在所述的压缩揉化段内，螺旋叶片的螺距沿物料移动方向逐渐减小。
所述的压缩揉化段的外部套设有蒸汽夹套，该蒸汽夹套的一端设有蒸汽入口，另一端设有蒸汽出口。所述的蒸汽夹套内通有高温高压蒸汽，使物料的温度不断升高。
作为优选的技术方案，所述的蒸汽夹套内通入的蒸汽压力≥5bar。
所述的熟化挤出段的直径沿物料移动方向逐渐减小。
作为优选的技术方案，所述的熟化挤出段内，螺旋叶片的外径沿物料移动方向逐渐减小。
所述的熟化挤出段的外部套设有电加热套。
所述的熟化挤出段的内壁上设有温度传感器，该温度传感器实时检测熟化挤出段内面团状物料的温度，使其稳定在合适的范围内。
本实用新型在实际应用时，通过驱动电机带动转轴转动，进而使螺旋叶片随之转动；将颗粒物料由进料口加入，螺旋叶片带动颗粒物料向出料口方向移动。
其中，在粉碎排气段内，颗粒物料在粉碎刀片及其与转轴和壳体内壁的挤压作用下，被不断粉碎，颗粒物料内部的气体也逐渐被释放出来，随着转轴的直径不断增大，颗粒物料与壳体内壁之间挤压程度加重，被进一步粉碎，从颗粒物料内部释放出来的气体由排气口排出，之后通过辅料添加口向壳体内添加水或其它辅料；
在压缩揉化段内，螺距不断减小的螺旋叶片使颗粒物料不断受到进一步压缩，且壳体及转轴对颗粒物料的剪切力作用更加显著，使颗粒物料变得更加致密，压力不断增大，而蒸汽夹套内通入的高温高压蒸汽，与颗粒物料隔着壳体进行间接逆流接触，使颗粒物料的温度不断升高，颗粒物料便在高温高压条件下，揉化成富有弹性的面团状物料；
在熟化挤出段内，随着熟化挤出段的直径不断减小，面团状物料被进一步挤压，压力继续升高，同时电加热套为面团状物料提供更多的热量，使面团状物料的温度及压力达到峰值，面团状物料的组织结构开始发生变化，使淀粉进一步糊化，蛋白质变性，粗纤维破坏，即发生熟化作用，变为粘性无定形塑性物料，之后由出料口排出；排出的瞬间，压强骤然降至一个大气压，粘性无定形塑性物料内部的水分迅速变成过热蒸汽而逸出，使粘性无定形塑性物料的体积迅速膨胀，成为疏松的膨化物料。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
1)在粉碎排气段同时进行颗粒物料的添加、混合、粉碎以及气体的排出，使颗粒物料之后在压缩揉化段的整个工作空间内都能进行压缩揉化过程，提高了后续压缩揉化段的有效工作空间，而且将颗粒物料内的气体及早排出，避免对后续的压缩及揉化过程产生不利影响；
2)通过转轴直径的增大、螺旋叶片螺距的减小及熟化挤出段直径的减小，对颗粒物料持续压缩，结构简单，只需对原有装置的相关部件进行加工即可，避免引入新的部件而使装置结构复杂化；
3)先通过温度相对较低的蒸汽对颗粒物料进行一次加热，之后再通过温度相对较高的电加热方式进行二次加热，合理地利用了热能，节约了能量消耗，降低了生产成本。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图中标记说明：
1—粉碎排气段、2—压缩揉化段、3—熟化挤出段、4—进料口、5—出料口、6—壳体、7—转轴、8—螺旋叶片、9—驱动电机、10—粉碎刀片、11—排气口、12—辅料添加口、13—蒸汽夹套、14—蒸汽入口、15—蒸汽出口、16—电加热套。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
如图1所示的一种挤压膨化装置，该装置包括壳体6、设置在壳体6内的转轴7、绕设在转轴7外部且与壳体6相适配的螺旋叶片8以及与转轴7传动连接的驱动电机9，壳体6包括依次相连的粉碎排气段1、压缩揉化段2及熟化挤出段3，粉碎排气段1的一端设有进料口4，熟化挤出段3的一端设有出料口5，物料由进料口4加入后，在粉碎排气段1内被粉碎并将气体排出，之后在压缩揉化段2内被压缩并揉化为面团状物料，最后在熟化挤出段3内熟化后由出料口5排出，成为疏松的膨化物料。
在粉碎排气段1内，转轴7的直径沿物料移动方向逐渐增大。转轴7上设有多个粉碎刀片10，粉碎刀片10沿物料移动方向均匀布设在转轴7上。粉碎排气段1上设有排气口11。粉碎排气段1上还设有辅料添加口12，排气口11与辅料添加口12沿物料移动方向依次设置在粉碎排气段1上。
在压缩揉化段2内，螺旋叶片8的螺距沿物料移动方向逐渐减小。压缩揉化段2的外部套设有蒸汽夹套13，该蒸汽夹套13的一端设有蒸汽入口14，另一端设有蒸汽出口15。
熟化挤出段3的直径沿物料移动方向逐渐减小。熟化挤出段3的外部套设有电加热套16。熟化挤出段3的内壁上设有温度传感器。
装置在实际应用时，通过驱动电机9带动转轴7转动，进而使螺旋叶片8随之转动；将颗粒物料由进料口4加入，螺旋叶片8带动颗粒物料向出料口5方向移动。
其中，在粉碎排气段1内，颗粒物料在粉碎刀片10及其与转轴7和壳体6内壁的挤压作用下，被不断粉碎，颗粒物料内部的气体也逐渐被释放出来，随着转轴7的直径不断增大，颗粒物料与壳体6内壁之间挤压程度加重，被进一步粉碎，从颗粒物料内部释放出来的气体由排气口11排出，之后通过辅料添加口12向壳体6内添加水或其它辅料；
在压缩揉化段2内，螺距不断减小的螺旋叶片8使颗粒物料不断受到进一步压缩，且壳体6及转轴7对颗粒物料的剪切力作用更加显著，使颗粒物料变得更加致密，压力不断增大，而蒸汽夹套13内通入的高温高压蒸汽，与颗粒物料隔着壳体6进行间接逆流接触，使颗粒物料的温度不断升高，颗粒物料便在高温高压条件下，揉化成富有弹性的面团状物料；
在熟化挤出段3内，随着熟化挤出段3的直径不断减小，面团状物料被进一步挤压，压力继续升高，同时电加热套16为面团状物料提供更多的热量，使面团状物料的温度及压力达到峰值，面团状物料的组织结构开始发生变化，使淀粉进一步糊化，蛋白质变性，粗纤维破坏，即发生熟化作用，变为粘性无定形塑性物料，之后由出料口5排出；排出的瞬间，压强骤然降至一个大气压，粘性无定形塑性物料内部的水分迅速变成过热蒸汽而逸出，使粘性无定形塑性物料的体积迅速膨胀，成为疏松的膨化物料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。