CN111657520A - 一种膨化设备及膨化沉水料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于属于食品、宠物、饲料机械技术领域。一种膨化设备，包括顺序连接的膨化主机、锥形放大出料装置；所述锥形放大出料装置包括顺序连接的文丘里、放大锥腔、模板，文丘里进料端与膨化主机出料端相连接；文丘里出料端与放大锥腔小直径进料端相连接；文丘里内设置可更换的调压环，可更换的调压环直径不等；放大锥腔大直径出料端设置模板。本发明膨化设备，解决了制粒机生产沉水料利用率低，对水质的污染较大的技术问题。本发明还公开了一种膨化沉水料的制备方法，解决了制粒机生产沉水料利用率低，对水质的污染较大的问题。

Description

一种膨化设备及膨化沉水料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高容重以及高产能的膨化食品和饲料产品制备方法和膨化设备，属于食品、宠物、饲料机械技术领域。

背景技术

目前饲料行业中制粒机或常规水产膨化机都可以生产高容重沉水料，但是制粒机和常规膨化机生产高容重沉水料有以下无法克服的问题：

首先制粒沉水料熟化度低，一般只有30％-40％(质量百分比)、水中稳定性不好、利用率低，对水质的污染较大方面都有着无法克服的缺点，随着国家在环境方面的要求越来越严格，对制粒水产料的限制会越来越多，欧美日韩等国家已经基本淘汰制粒水产料。目前国内很多大棚养虾的客户，这些高密度养殖方式对水质要求很高，客户非常希望使用对水质污染小的膨化虾料；

其次传统膨化机生产高容重沉水料产能很低，单位生产成本较高，前期投资高。常规膨化机生产高容重沉水料，单位能耗差不多是制粒机的一倍多，主要原因是模板开孔面积太低，产量太低。

再次膨化机生产高容重沉水料易漂浮，不能100％下沉，由于高容重沉水料颗粒要求的模板开孔面积较大，特别是小颗粒沉水料，模板的开孔率很低，尤其是2mm以下小颗粒，传统的膨化机在生产高容重沉水料时，在产能提高时腔内压力过大，常常会出现高容重沉水料无法100％下沉的问题，阻碍了膨化高容重沉水料的推广应用。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术存在的不足，提供一种膨化设备，以解决制粒机生产沉水料利用率低，对水质的污染较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种膨化设备，其特征是，所述膨化设备包括顺序连接的膨化主机、锥形放大出料装置；

所述锥形放大出料装置包括顺序连接的文丘里、放大锥腔、模板，文丘里进料端与膨化主机出料端相连接；文丘里出料端与放大锥腔小直径进料端相连接；文丘里内设置可更换的调压环，可更换的调压环直径不等；放大锥腔大直径出料端设置模板。

膨化主机出口安装了锥形放大出料装置，可以有效控制物料在挤压膨化腔中的压力和温度。在物料到达模板前会先经过锥形放大出料装置，由于容积突然变大，可以降低一部分压力，从而提高物料最终的糊化度。

通过更换不同内径的调压环，可以控制腔内压力达到15-30bar，温度可达110-140℃。相比常规膨化机生产沉水颗粒，物料在本发明挤压组件中的熟化温度和压力更高，当产能提高后，可以保证物料的最终熟化度不降低，甚至有所增加。

作为本发明膨化设备的进一步改进，锥形放大出料装置外层含有夹套，在夹套中可以加水冷却来降低物料温度，减少膨胀压力，从而限制颗粒的膨胀。

作为本发明膨化设备的进一步改进，锥形放大出料装置内层含有高分子材料内衬，高分子材料摩擦系数很低，可以减少物料和壁面的摩擦，降低负载，提高产能，还可以改善柱塞流的流动特性，从而提高颗粒的均匀性和表面光滑度，提高膨化沉水料颗粒品质。

作为本发明膨化设备的进一步改进，锥形放大出料装置和膨化主机的连接采用四个大螺钉连接，由于每次开机和停机都要拆卸一次锥形放大出料装置，这种设计可以减少每次拆卸和安装的时间，提高工作效率。

作为本发明膨化设备的进一步改进，挤压膨化组件中，中段膨化腔上设有与其内腔相通的蒸汽添加接口，生产沉水料过程中，可往膨化腔中添加1-5％(质量百分比)的蒸汽，提高物料的熟化度。而常规膨化机在做沉水料时很难往膨化腔中添加蒸汽，添加蒸汽后往往会导致膨化腔内温度和压力过大，最后导致颗粒漂浮。

为解决传统膨化机生产高容重沉水料时产能太低的问题，本发明提供的技术方案为，膨化机主机出口和锥形放大出料装置进口连接，大口端安装放大的模板，模板的外径尺寸同比常规同类型膨化机浮性模板尺寸增大20-100％之间。锥形放大出料装置中锥腔的角度在10-60℃之间。模板尺寸增加，模板开孔数量可以大幅增加，开孔面积可以大幅增加，特别是高容重小颗粒沉水料模板，模板开孔面积是限制产能的主要因素。模板开孔面积加大可以有效平衡产量提高时模前的压力的增加。产能提高同时模前压力不增加，从而保证颗粒容重和品质。

为解决传统膨化机生产高容重沉水料，在产能较高时颗粒不能100％下沉，颗粒容重较低的问题，本发明提供的技术方案为，膨化主机出口安装锥形放大出料装置，同时在锥形放大出料装置出口安装加压式密度控制装置，即大产能沉水料控制系统。

膨化主机出口安装了锥形放大出料装置，可以有效控制物料在挤压膨化腔中的压力和温度。在物料到达模板前会先经过锥形放大出料装置，由于容积突然变大，可以降低一部分压力，从而提高物料最终的糊化度，颗粒出模后加压式密度控制装置控制物料中的水分汽化程度，进一步控制颗粒的容重。我们知道在整个膨化过程中，即使是沉水料也需要足够的能量来糊化淀粉，达到一定的颗粒熟化度。但是过多能量的输入会导致模前温度上升，从而提高膨化水汽压力，而这个压力正是物料膨化的驱动力。增加了物料的膨胀，会导致沉性饲料出现漂浮的现象。

作为本发明膨化设备的进一步优选方案，大产能沉水料控制系统可以和双螺杆膨化机组合，也可以和单螺杆膨化机组合。

作为本发明膨化设备的进一步优选方案，大产能沉水料控制系统可以用于单模板出料的膨化机上，也可应用在双模板或多模板出料的膨化机上。

本发明的第二个目的是提供一种膨化沉水料的制备方法，以解决制粒机生产沉水料利用率低，对水质的污染较大的问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为，一种膨化沉水料的制备方法，在沉水料挤压膨化过程中，经过调质的物料进入到膨化腔进料口中，此时物料淀粉糊化度一般在30-45％(质量百分比)，温度为90-100℃，水分含量在22-32％(质量百分比)，物料在膨化腔中挤压，同时可以向膨化腔内加入蒸汽，在膨化主机的进料腔与中段腔组成的挤压组件后半段，通过更换不同直径的调压环，膨化腔中的压力在15-30bar可调，腔内温度可达110-140℃，物料在腔内停留时间在20-40秒左右。之后物料进入到锥形放大出料装置中，此时压力降低到10-20bar左右，物料出模后通过加压式密度控制装置限制物料中水分汽化，控制颗粒容重，最终得到高容重和高熟化度的沉水颗粒。

饲料颗粒耐水时间短溶失率高，则饲料利用率低，对水质的污染大。反之则饲料利用率高，对水质的污染小；而饲料颗粒淀粉糊化度和颗粒的耐水时间及溶失率有直接的关系，一般情况淀粉糊化度高，颗粒耐水时间长溶失率低。本发明制备方法得到的沉水颗粒，淀粉糊化度一般可达70-90％(质量百分比)，颗粒耐水时间可达4个小时以上，颗粒溶失率一般小于6％(质量百分比)，对水质的污染很小，由于淀粉糊化度高，颗粒溶失较低，所以饲料利用率也较高。而目前制粒机生产的水产颗粒料，成品淀粉糊化度一般在30％-45％(质量百分比)之间，耐水时间一般在2个小时左右，颗粒溶失率一般在10％(质量百分比)左右。耐水时间比现有膨化料时间短，溶失率也比现有膨化料高。

加压式密度控制装置使得物料在离开模板后进入一个加压区域(0.2bar-2.5bar的压力)。而在这个压力环境下，水的汽化点提高。这个环境的改变会减少物料中的结合水膨胀闪蒸，从而达到限制颗粒膨胀度的目的。这个方式能够保证模前足够的温度使得物料具有良好的熟化度，同时兼顾颗粒的容重控制。这种组合可以最大化的实现沉水料产能提高的同时，不降低颗粒容重，甚至增加颗粒容重，提高颗粒品质的目的。

作为本发明膨化沉水料的制备方法的进一步优选方案，膨化沉水颗粒可以是膨化食品沉水料颗粒，也可以是膨化饲料产品沉水料颗粒。

作为本发明膨化沉水料的制备方法的进一步优选方案，膨化主机的挤压组件前半段，腔内压力达到10-20bar，温度100-130℃。

作为本发明膨化沉水料的制备方法的进一步优选方案，采用膨化机生产沉水料颗粒，膨化主机可以采用单螺杆膨化机，也可以采用双螺杆膨化机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明包括膨化主机、锥形放大出料装置、加压式密度控制装置；锥形放大出料装置和膨化主机连接，加压式密度控制装置和锥形放大出料装置连接。我们把这种组合称为大产能沉水料控制系统。本发明用膨化机生产高容重以及高产能的膨化食品和饲料产品沉水料，高容重以及高产能的膨化食品和饲料产品饲料颗粒熟化度高，一般可达70％-90％(质量百分比)，颗粒耐水性好，对水质的污染很小，符合环保饲料的标准。

第二，本发明高产能沉水料膨化机采用出料放大装置，增大模板开孔面积，产能提高的同时基本不增加模前压力，在保证颗粒品质的情况下大幅提高产能。

第三，本发明为了保证颗粒100％下沉，提高沉水料颗粒容重，在膨化机出口配有加压式密度控制装置，保证产能提高的同时颗粒颗粒容重不降低，甚至增加颗粒容重，提高颗粒品质。

第四，本发明产能大幅提高，采用锥形放大出料装置，增大模板开孔面积，针对高容重沉水料，在相同配方和相同颗粒尺寸情况下，产量比常规膨化机生产沉水料增大30％以上，尤其针对2mm以下高容重沉水料，产量比常规膨化机可以提高40％以上。

附图说明

图1为本发明膨化设备的结构示意图一，其中膨化主机为单模板出料的膨化机；

图2为本发明膨化设备的结构示意图二，其中膨化主机为双模板出料的膨化机；

图3为本发明设备中锥形放大出料装置结构示意图；

图4为本发明设备中锥形放大出料装置剖视结构示意图；

图中，1a单模板出料膨化主机，101进料腔，102中段腔，103内加汽接口，104夹套接口，105出料腔，106螺杆转子，1b双模板出料膨化机膨化主机107出料三通，2锥形放大出料装置，201过渡连接件，202文丘里，203大螺钉，204放大锥腔，205把手连接座，206夹套接口，207挂钩，208模板压板，209压板支撑，210锥腔夹套，211锥腔内衬，212连接环，213模板，214孔板，215分流锥，216分流锥套，217调压环，3加压式密度控制装置，301加压切割装置，302关风器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1、图3、图4所示，本发明一种高容重以及高产能的膨化设备，包括单模板出料膨化机主机1a，膨化主机1a挤压组件依次包括进料腔101、中段腔102，挤压组件一般有3-5节中段腔102，中段腔102上一般含有内加汽接口103和夹套接口104，挤压组件出口为出料腔105，挤压组件内部有螺杆转子106。

膨化主机出口出料腔105和锥形放大出料装置2连接，连接方式为过渡连接件201首先固定在出料腔105上，然后通过4个大螺钉203把文丘里202和过渡连接件201连接固定，文丘里202内孔装有调压环217，然后和放大锥腔204固定在一起，放大锥腔204外层焊接锥腔夹套210和夹套接口206，放大锥腔204内层装有锥腔内衬211。锥腔内衬211材料优选高分子材料，比如聚四氟乙烯。高分子材料摩擦系数很低，可以减少物料和壁面的摩擦，降低负载，提高产能，还可以改善柱塞流的流动特性，从而提高颗粒的均匀性和表面光滑度，提高膨化沉水料颗粒品质。

放大锥腔204出口依次安装连接环212、孔板214、模板213，模板上装有分流锥215和分流锥套216，模板213通过模板压板208压紧固定。模板压板208固定在压板支撑209上，通过压板支撑209上的铰链机构轻松打开和关闭，压板支撑209固定在放大锥腔204上。放大锥腔204上还装有把手连接座205和挂钩207。

采用上述方案的膨化设备，由于膨化主机出口的锥形放大出料装置，可以有效控制物料在挤压膨化腔中的压力和温度。在物料到达模板前会先经过锥形放大出料装置，由于容积突然变大，可以降低一部分压力，从而提高物料最终的糊化度。而饲料颗粒淀粉糊化度和颗粒的耐水时间及溶失率有直接的关系：淀粉糊化度高，颗粒耐水时间长，溶失率低，则饲料利用率高，对水质的污染小；反之则饲料利用率低，对水质的污染大。

单模板出料膨化机主机1a，可以是单螺杆膨化机也可以是双螺杆膨化机。

作为本发明膨化设备的进一步改进，还包括加压式密度控制装置3。加压式密度控制装置3上半部分是加压切割装置301，加压切割装置301出口连接一个大容积的关风器302。加压切割装置301与放大锥腔204上的把手连接座205和挂钩207固定连接。

作为本发明膨化设备的进一步改进，膨化机主机1a出口和锥形放大出料装置2进口连接，大口端安装放大的模板213，模板213的外径尺寸同比常规同类型膨化机浮性模板尺寸增大20-100％之间。锥形放大出料装置2中放大锥腔204的角度在10-60℃之间。模板213尺寸增加，模板213开孔数量可以大幅增加，开孔面积可以大幅增加，特别是高容重小颗粒沉水料模板，模板213开孔面积是限制产能的主要因素。模板开孔面积加大可以有效平衡产量提高时模前的压力的增加。产能提高同时模前压力不增加，从而保证颗粒容重和品质。上述改进，解决了传统膨化机生产高容重沉水料时产能太低的问题。

如图2所示，作为本发明膨化设备的进一步改进，本发明的一种高容重以及高产能的膨化设备，膨化主机也可以是双模板出料膨化主机1b，双模板膨化主机挤压组件出口一般安装有出料三通107，然后在出料三通107两个出口分别连接相同的锥形放大出料装置2和加压式密度控制装置3。

作为本发明膨化设备的进一步改进，双模板出料膨化主机1b，可以是单螺杆膨化机也可以是双螺杆膨化机。

物料从膨化主机进料腔101进入，从加压式密度控制装置关风器302排出，根据物料温度和压力变化、颗粒容重的控制，一共可分为4个阶段，挤压组件前半段，挤压组件后半段，放大锥腔段和加压切割段。

一种膨化沉水料的制备方法，包括如下步骤：

在生产膨化沉水颗粒饲料过程中，物料先经过调质器调质，此时物料淀粉糊化度一般在30-45％(质量百分比)，温度为90-100℃，水分含量在22-32％(质量百分比)，物料从进料腔101进入，通过螺杆转子106输送到挤压组件中，在挤压组件前半段，通过中段腔102上的内加汽接口103可以往物料中添加蒸汽，提高腔内压力和温度，加快物料熟化，同时螺杆转子106一般在挤压组件中间位置设置有剪切元件，剪切元件对物料进行混合和剪切，让物料均匀熟化，同时也提高腔内压力，在挤压组件前半段，腔内压力可以达到10-20bar，温度可达100-130℃。然后螺杆转子106推动物料进入挤压组件后半段，物料在挤压组件后半段进一步熟化，同时通过更换不同内径的调压环217，可以控制腔内压力达到15-30bar，温度可达110-140℃。相比常规膨化机生产沉水颗粒，物料在本发明挤压组件中的熟化温度和压力更高，当产能提高后，可以保证物料的最终熟化度不降低，甚至有所增加。实际操作过程，为了保证在产量提高的同时，颗粒容重不降低，需要在挤压组件后半段膨化腔夹套接口104中通入自来水，对挤压组件后半段进行降温，及时带走过多的热量，防止过多的热量进入到锥形放大出料装置2。然后物料进入到锥形放大出料装置2中，物料在锥形放大出料装置2中容积突然大幅增加，压力降低，同时在锥腔夹套210中通入自来水进一步带走过多的热量。物料在放大锥腔204中流动，放大锥腔内装有锥腔内衬211，锥腔内衬211采用高分子材料，高分子材料摩擦系数很低，可以减少物料和壁面的摩擦，降低负载，提高产能，还可以改善柱塞流的流动特性，从而提高颗粒的均匀性和表面光滑度，提高膨化沉水料颗粒品质。

然后物料通过孔板214，孔板214主要目的是过滤物料中的纤维，同时平衡物料在到达模前的压力，保证颗粒出模后尺寸均匀。物料通过孔板214后，最后到达模板213，通过模板213增加物料中的水分汽化，降低颗粒容重。模板213的尺寸和开孔面积相比常规膨化机模板大幅增加了，在产能提高的同时保证模前的压力基本不增加，从而保证颗粒容重不降低。物料在出模前的压力降低到10-20bar左右，温度降低到100-120℃左右。

然后物料出模后进入到加压切割装置301中，首先物料被切割成小颗粒，加压切割装置301是一个加压区域，通过控制持续通入压缩空气的量，控制切割装置中压力在0.2bar-2.5bar之间。而在这个较高压力环境下，水的汽化点提高。这个环境的改变会减少物料中的结合水膨胀闪蒸，从而达到限制颗粒膨胀度的目的。这个方式能够保证模前足够的温度使得物料具有良好的熟化度，同时兼顾颗粒的容重控制。为了保持加压切割装置301中的压力稳定，切割装置出口装有大容积的关风器302，最后颗粒通过关风器302排出，进入到下游设备中。

采用上述制备方法，解决了制粒机生产沉水料利用率低，对水质的污染较大的问题。

实施例1：

通过常规膨化设备加工沉水饲料，无锥形放大出料装置和但配有加压式密度控制装置。

实施例1对比试验

A)利用一台常规双螺杆膨化机，膨化机主电机功率200kw，螺杆直径132mm，挤压组件长径比20：1，调制器为两层调质，上层功率15kw，下层功率22kw，调制器有效总容积约1.8个立方，喂料器2.2kw，变频控制，喂料量在1-6吨之间可调。挤压组件出口配常规出料装置，无锥形放大出料装置，模板尺寸未加大，但配有加压式密度控制装置。加压切割装置电机5.5kw，关风器电机功率3kw。

物料的配方见表一，物料的粉碎细度99％(质量百分比)。过80目，物料首先通过调制器调质预熟化，调质温度100℃，调质后水分28％(质量百分比)。

表一物料的配方(重量百分含量)

鱼粉	32
		豆粕	22
花生粕	15
		面粉	14
发酵花生粕	5
		膨化大豆	5
鱼油	3
		膨润土	2
其他	2
		合计	100

物料进入膨化机中挤压，出料模板使用开孔尺寸1.8mm直径的沉水模板，生产时在保证产品品质(主要是容重和耐水时间)合格的情况下，尽量提高主机负载，当主机负载(负载功率与额定功率的比值)为70％时，膨化机产量为3吨，膨化机出口容重670克/升，成品容重750克/升，成品耐水时间3个小时，吨料电耗为21.6kw.H/T。

B)利用本发明技术在该双螺杆膨化机上改进，并进行生产试验，获得相关参数，同样该台双螺杆膨化机主电机功率200kw，螺杆直径132mm，挤压组件长径比20：1，调质器和喂料器配置也相同。

同样的配方经过同样的调质后进入到本发明改进后的膨化机中挤压，出料模板使用开孔尺寸1.8mm直径的沉水模板，生产时在保证产品品质(主要是容重和耐水时间)合格的情况下，尽量提高主机负载，当主机负载(负载功率与额定功率的比值)为77％时，膨化机产量为4.3吨，膨化机出口容重690克/升，成品容重780克/升，成品耐水时间3个小时。吨料电耗为16.4kw.H/T。

实例1的对比试验相关参数见表二

项目	A	B	变化
				主机功率(千瓦)	200	200	一样
主机负载率(％)	70	77	提高10％
				产量(吨/小时)	3	4.3	提高43％
成品容重(克/升)	750	780	增加30克
				耐水时间(小时)	3	3	一样
吨料电耗(千瓦时/吨)	21.6	16.4	降低24％

将A、B两组试验相比较，首先看产量和单位能耗，虽然主机负载率从70％增加到77％，但产量从3吨/小时增加到4.3吨/小时，增加了43％，单位吨料电耗也下降24％，其次看颗粒品质，膨化小颗粒的沉水颗粒对容重要求较高，为保证100％下沉，一般要求成品容重不低于700克/升，当然越高越好。本次试验成品容重从750克/升增加到780克/升，同时颗粒耐水时间一样，产量大幅提高的同时颗粒品质也有所提高。

实施例2：

试验C和D分别是使用实例1中的方案A和方案B生产1.1mm的膨化高容重沉水料，只更换模板即可，其他配置相同。

实例2的对比试验相关参数见表三

将C、D两组试验相比较，首先看产量和单位能耗，虽然主机负载率从71.5％增加到78.5％，但产量从2.5吨/小时增加到3.7吨/小时，增加了48％，单位吨料电耗也下降9％，其次看颗粒品质，本次试验成品容重从750克/升增加到770克/升，同时颗粒耐水时间一样，产量大幅提高的同时颗粒品质也有所提高。

实施例3：

试验E在试验D的基础上生产1.1mm的膨化高容重沉水料，膨化机主电机功率200kw，螺杆直径132mm，挤压组件长径比20：1，挤压组件出口配锥形放大出料装置，不同时是，本次试验不使用加压密度控制装置，去除加压切割装置和关风器，使用常压切割装置，其他配置相同。

同样的1.1mm膨化高容重沉水料，同样的配方和模板，在保证产品品质情况下尽量提高主机负载，当主机负载为80％时，膨化机产量为3.3吨，膨化机出口容重620，成品容重700，成品耐水时间2.5个小时。吨料电耗为20.6kw.H/T。

实例3的对比试验相关参数见表四

项目	D	E	变化
				主机功率(千瓦)	200	200	一样
主机负载率(％)	78.5	80	提高2％
				产量(吨/小时)	3.7	3.3	降低11％
成品容重(克/升)	770	700	降低9％
				耐水时间(小时)	3	2.5	降低16.7％
吨料电耗(千瓦时/吨)	19.4	20.6	增加6.2％

将D、E两组试验相比较，首先看产量和单位能耗，主机负载率增加2％，但产量从3.7吨/小时下降到3.3吨/小时，降低11％，单位吨料电耗也增加了6.2％，其次看颗粒品质，本次试验成品容重从770克/升降低到700克/升，下降非常明显，同时颗粒耐水时间也有所降低，产量下降的同时颗粒品质也有所降低。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种膨化设备，其特征是，所述膨化设备包括顺序连接的膨化主机、锥形放大出料装置；所述锥形放大出料装置包括顺序连接的文丘里、放大锥腔、模板，文丘里进料端与膨化主机出料端相连接；文丘里出料端与放大锥腔小直径进料端相连接；文丘里内设置可更换的调压环，可更换的调压环直径不等；放大锥腔大直径出料端设置模板。

2.根据权利要求1所述的一种膨化设备，其特征是，所述膨化设备还包括加压式密度控制装置，包括加压式切割装置、加压式切割装置出口设置的关风器，加压式切割装置与锥形放大出料装置的模板相连接。

3.根据权利要求1所述的一种膨化设备，其特征是，所述放大锥腔侧壁与放大锥腔进料端横截面之间的角度为10-60℃。

4.根据权利要求1所述的一种膨化设备，其特征是，所述放大锥腔外层设置锥腔夹套，锥腔夹套上设有夹套接口，放大锥腔内层设有锥腔内衬。

5.根据权利要求1所述的一种膨化设备，其特征是，所述放大锥腔出口依次安装连接环、孔板、所述模板，模板上装有分流锥和分流锥套。

6.根据权利要求1所述的一种膨化设备，其特征是，所述膨化主机为单螺杆膨化机或双螺杆膨化机；

所述膨化主机为单模板出料、双模板出料或多模板出料；

所述膨化主机包括进料腔、中段腔、出料腔，中段腔设置上设有加汽接口和夹套接口，加汽接口与中段腔内腔相通，进料腔、中段腔组成的挤压组件内部有螺杆转子，螺杆转子在挤压组件中间位置设置剪切元件。

7.一种膨化沉水料的制备方法，其特征是，所述制备方法采用权利要求1-7任一项所述的膨化设备进行，具体包括以下步骤：

(1)物料先经过调制器调质，调质后的物料淀粉糊化度在30-45％(质量百分比)，温度为90-100℃，水分含量在22-32％(质量百分比)；然后物料进入膨化主机中挤压，在膨化主机的进料腔与中段腔组成的挤压组件后半段，通过更换不同直径的调压环，膨化腔中的压力在15-30bar可调，腔内温度可达110-140℃，之后物料进入到锥形放大出料装置中；

(2)物料到达锥形放大出料装置中，压力降低到10-20bar，同时在锥形放大出料装置夹套中通入自来水对物料经行冷却，物料温度降低到100-120℃，然后物料到达模板前面；

(3)物料出模后进入加压切割装置被切割成小颗粒，此时在加压切割装置内持续通入压缩空气，控制内部压力在0.2bar-2.5bar之间，得到高容重的膨化沉水料颗粒，最终颗粒通过关风器排出。

8.根据权利要求7所述的一种膨化沉水颗粒的制备的方法，其特征是，所述膨化沉水颗粒包括膨化食品沉水料颗粒、膨化饲料产品沉水料颗粒。

9.根据权利要求7所述的一种膨化沉水颗粒的制备的方法，其特征是，所述膨化主机的挤压组件前半段，腔内压力达到10-20bar，温度100-130℃。

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