雙螺桿擠出已成為生產中不可或缺的環節。 有機肥料這種方法透過連續混合、加熱和成型，將動物糞便、作物殘渣和食物殘渣轉化為穩定、優質的肥料顆粒。雙螺桿擠出機相比傳統的間歇式混合和簡易製粒機等技術有了顯著的進步。它們具有更優異的物料混合能力、對各種原料更強的適應性以及更高的效率。最終產品的品質也明顯更優。
結構及工作原理
A 雙螺桿擠出機 通常具有：
- 餵食系統：料斗和可控式給料機輸送糞便、秸稈粉和食物殘渣等原料。此外，可能還設有側向給料機，用於添加液體營養物質或微生物添加劑。
- 雙螺桿由兩個相互嚙合的螺桿組成，可以同向旋轉，也可以反向旋轉。它們廣泛應用於各種材料的輸送、混合、揉捏和壓縮，而模組化的螺桿元件使得這些製程成為可能。
- 酒桶：一個分段式鋼殼。內襯採用耐久性極佳的材質。這個鋼殼被分隔成若干獨立的區域，每個區域都保持著嚴格控制的溫度。
- 溫度控制至關重要。料筒採用電加熱器或蒸汽夾套加熱，有助於殺死細菌並激活黏合劑。隨後，利用水冷通道防止高剪切區域過熱。驅動系統：馬達和齒輪箱提供扭力並保持螺桿同步運轉；變頻驅動器根據不同的配方改變螺桿轉速。
- 控制面板：工業控制器或PLC控制溫度、速度、進料速率和壓力。它還具有自動警報和安全聯鎖裝置。
- 模切單元：在出料端，模板將物料壓成條狀，旋轉切割器將條狀材料切割成顆粒。然後，顆粒經過冷卻和篩選。
流程圖
- 原料經過預處理後，進行計量，然後放入桶中。
然後，這些物料在傳送帶的初始段緩緩推進並混合。
3. 在壓縮和揉捏區，螺桿的形狀會增加壓力，排出空氣，使材料更緻密，並透過摩擦產生熱量。
4. 控製桶內溫度（通常在 60 至 150 °C 之間，取決於配方）可以殺死細菌，降低水分，並使顆粒更好地粘合在一起。
5. 當處理非常潮濕的輸入物時，排氣口可能會釋放出蒸氣和非常易揮發的氣體。
6. 將塑化、均質化的混合物通過模具壓入並切割成顆粒。
7. 將顆粒冷卻並篩選，過大或過小的顆粒將被回收。
雙螺桿擠出機的主要類型
同向旋轉與反向旋轉
雙螺旋槳一起轉動
- 螺絲的轉動方向相同。
- 具有極強的混合力、自擦拭功能和高處理量。
- 非常適合含有多種成分的複雜配方，例如富含礦物質的有機肥料和含有有益微生物的生物肥料。
- 由於需要劇烈攪拌，通常會消耗更多能源，但產品更均勻。
雙螺旋槳反向旋轉
- 螺絲朝相反方向旋轉。
- 在兩部分接合處產生較大的壓力，減少剪切力。
- 適用於非常黏稠潮濕的物料，以及無需充分混合的簡單糞肥顆粒。
- 簡單的製粒作業通常耗能較少。
平行螺桿與錐形螺桿
兩顆螺絲，彼此平行。
- 它們的直徑在其長度方向上保持一致。
- 提供一致的加工強度和易於更換的螺桿配置。
- 可精確控制停留時間和製程條件，這對於研發和多產品工廠非常有用。
錐形雙螺桿
- 錐形雙螺旋的設計特徵是進料端的直徑比出料端的直徑大。
- 更好的餵食能力和自然壓縮性，這對新鮮糞便或秸稈等大塊或潮濕的物料尤其有幫助。
- 雖然不如並行設計那樣模組化，但當進料是主要問題時，它們的效果非常好。
有機肥料生產的優勢
改進混合和均質化
有機肥料的一大優點在於其養分分佈均勻。雙螺桿擠出機透過兩個主要過程來實現這一點：在高剪切區域打散結塊，以及在螺桿之間進行物料的分離和重組。這種「8」字形流動模式促進了快速分層，有助於維持養分的穩定。
因此，每粒顆粒都含有穩定比例的營養素和微生物。這有助於作物更好地生長，並增強消費者對產品功效的信心。
簡化生產
雙螺桿擠出機可連續運行，無需像傳統擠出機那樣進行批量裝卸，從而避免了停機時間。其處理能力差異顯著，小型實驗室設備的處理能力為 50 至 100 公斤/小時，而工業系統的處理能力則可超過 3,000 至 6,000 公斤/小時。
自動送料、內建混合和製粒裝置，以及可選的溫度、壓力和顆粒大小線上監測，都減少了人工幹預的需求，並確保產品品質始終如一。一般情況下，一條生產線只需一到兩人即可運作。
更佳的顆粒性能
採用設計精良的雙螺桿製程所生產的顆粒具有以下特點：
- 密度高：顆粒的堆積密度通常為 1.0-1.4 g/cm³，這降低了儲存和運輸成本，並防止水分滲入。
- 堅固：高抗壓強度可最大限度地減少搬運和使用過程中產生的粉塵和破損。
- 均勻：粒徑分佈範圍較窄，可達到精確的機械撒播和均勻的養分輸送。
- 耐用：顆粒具有很高的耐用性指數，這意味著它們可以經受長時間的儲存和運輸。
這些改進措施提高了市場價值，並減少了整個供應鏈的損失。
成本和能源效率
擠壓成型過程將研磨（一定程度）、混合、消毒、部分乾燥和造粒等工序整合於一台機器中。這意味著每噸成品肥料的總能耗遠低於傳統的多層次生產線。由於筒體內部摩擦產生的熱量無需外部加熱，且機器持續運轉意味著閒置時間更少。此外，由於減少了人工需求和產品浪費，每噸肥料的總營運成本通常也更低。這使得設備成本更容易收回。
與原料具有廣泛的兼容性
雙螺桿擠出機可與下列零件搭配使用：
- 含水量不同的雞糞、牛糞和豬糞。
- 農作物廢料，如玉米、稻草和小麥秸稈（收割後）。
- 剩餘的蘑菇和其他農業副產品。
- 城市中的食物垃圾和其他有機垃圾，經過乾燥和去除雜質後製成。
透過改變螺桿配置、濕度和溫度，一條生產線可以處理不同的原料和配方。
技術規格和設備選擇
基本規格
需要考慮以下幾個關鍵規格：
- 螺桿直徑：常見的尺寸包括 50 毫米（適用於實驗室和中試工廠）、65 毫米（適用於小型企業）、95 毫米（適用於中型企業）、135 毫米（適用於大規模操作）以及 180 毫米或更大，適用於工業規模應用。
- 長徑比（L/D）：通常在 28:1 到 56:1 之間。較高的比例可以讓你在一個地方停留更長時間，有更多的加工區域，以及更多的方法來製作複雜的配方。
- 容量和功率：例如，一台65毫米的機器每小時可移動約100-300公斤，一台95毫米的機器每小時可移動500-1,000公斤，一台135毫米的機器每小時可移動1,500-3,000公斤。馬達功率範圍從幾十千瓦到幾百千瓦不等。
選擇步驟
- 設定生產目標：設定目標年產量、營運天數和小時數，以及每小時所需產能（預留一些停機時間）。
檢查原料－脫水、研磨和耐磨零件的需求取決於水分含量、顆粒大小、纖維含量、磨蝕性和是否有污染物。
3. 明確產品規格：顆粒需要具備的尺寸、強度、水分含量和營養水平，以及有益微生物是否需要在生產過程中存活。
4. 檢查現場條件：可用樓面面積、地基承載力、電力供應、通風狀況、材料搬運佈局。
5. 控制在預算和成長計畫之內：找到既能滿足您當前需求，又能為未來容量升級留出空間的模式。
安裝、運作和維護
安裝先決條件
為了確保擠出機的穩定運行，必須採用堅固的接地混凝土基礎，以防止基礎將過大的壓力或振動傳遞給機器；並且該基礎必須保持水平。擠出機周圍寬敞的地面有助於其順利運行，並便於維護和進料。此外，為了安全和清潔，建議使用工業級三相電源，並配備合適的通風和空氣淨化裝置。
操作方法
操作準備：檢查機器、潤滑和公用設施、溫度控制設定以及原料規格。
啟動操作：預熱加熱器，低速轉動螺桿；在監控馬達負載和顆粒質量狀況的同時，緩慢增加轉速和進料速度。
正常操作：即時監控馬達電流、溫度、進料方式、出料壓力和物料外觀。必要時調整製程參數。
停機：先停止進料，保持螺桿運轉以清除物料，可選擇注入中性清洗物料，降低溫度，並在清潔和冷卻前停止驅動。
保養
日常維護通常包括：
每天清洗螺絲、槍管入口和模具，以防止積垢。
每週檢查潤滑油液位、皮帶和聯軸器。
請定期檢查加熱器、感知器和安全裝置的功能。
根據運行時間，按計畫定期更換裝料螺桿元件和筒體襯套。
制定維護計劃，以提高設備使用壽命，保持產品品質穩定，並最大限度地減少非計劃性停機時間。
雙螺桿擠出機有哪些優點和環保優勢？
雙螺桿擠出機用於：
例如處理牲畜糞便：將雞、牛、豬的糞便加工成無菌且易於使用的顆粒，從而減少惡臭和農場疾病爆發的可能性。
作物殘渣的利用可以透過在秸稈中添加富含氮的原料來生產碳基有機肥料，從而減少可用量，提高土壤保水能力和肥力。
這種市政資源處理方法將食物垃圾、綠色垃圾和類似物品轉化為糞便產品，而不是像垃圾一樣丟棄。
生物肥料顆粒：指含有活性微生物和部分礦物質營養成分的肥料。溫度控制至關重要，因為需要避免將活性微生物煮死。
將廢棄物轉化為高附加價值產品的永續農業方法被廣泛認為是推動永續農業系統的關鍵。這種方法有望降低溫室氣體排放，減少養分流失到水中，並且作物殘渣衍生的有機物能夠很好地融入農場運作。
