申川的膨化機加工技術
膨化食品及飼料的加工起先在美國穀類加工食品專門給狗吃的早食開發演變而來，目前各種寵物，如狗、貓、兔、九官鳥、觀賞魚等，及浮水魚飼料、沉水蝦料、膨化食品、穀類熟化加工機多用途應用。
E‧P 為 EXPANSION PELLET 之縮寫，其擠壓的原理為原料裡面的熱和水份及壓力增加，配合原料中的澱粉質由β受熱後變成α( ALFA 糊化 ) 即澱粉熟化作用，在大氣中急速放出 ( 壓力消失 ) 而使體形膨脹，比重約在 0.3 左右多氣孔質鬆而輕的顆粒是為一種特殊造粒出來的產品：
1.由於配合飼料中穀物的澱粉原料α糊化的緣故，提高飼料良好的嗜口性及消化率和殺菌效果。
2.乾燥後的粒狀產品，質鬆有氣孔，可使動物和鰻、魚類和沉水蝦料等在水中容易吸食，並且調理攪拌給食亦非常方便。
3.因為 E‧P膨化製品的出料成型模孔形狀可自由變更，所以各種動物的要求形狀大小皆能配合。
4.膨化製品的比重輕又能保持在水中不融化又浮水用來養魚飼料最適合，沒有水質污染。
5.與一般乾燥即融性的產品製造機比較，E‧P 膨化機的能力較大，成本亦較低廉。
6.關於 E‧P 膨化機：歐美較有名的廠商如 Sprout、Almex、Wenger、Extrutech、Matador、Anderson 等，日本及臺灣近年來亦陸續開發製造中，申川 SEP 膨化機系列為最新研發成功的產品，就加工過程及技術問題在此做詳盡的探討：申川 E‧P 膨化機最具代表性首推浮水魚飼料加工設備，如附流程圖所示：
需要微粉碎的原料經計量次後，由 1.螺運機投入提昇經 2.磁鐵及 3.粗選機，清理雜物進入貯桶到第一次混合機，概略混合避免比重輕重懸殊產生粉碎困難或電流不穩，經微粉碎機的高速撞擊、剪切、摩擦，由於 10 空氣分級機的控制使原料細度達到 80 目通過 85% 的網孔，由於氣送空冷的關係，儘量保持物質不受熱變質的特性，低溫負壓操作環境沒有粉塵的顧慮，空氣經過 12 自動袋濾機高壓空氣自動噴洗，而排放在大氣中，粉末自然被送到 15。中間桶待命，不需粉碎原料如麵粉等可直接投入第二次混合機，與經粉碎原料和魚油添加劑等所有物質一起混合，約 5 ~ 7 分鐘可達到均勻度，CV 值在 10 以下的要求。本流程調好的原料進入膨機前多了 19 磁鐵分離 19-1 篩選，確保模孔出料不受毛絲雜質影響，和 21 前調質保證粉末不架橋質鬆暢順供料，申川 SEP 系列膨化主機主要附屬配備有 22 定量無段加料機、23 雙軸調質機、25 加水裝置供蒸氣冷卻水系統、切刀裝置、自動電控盤所組成 ( 已另個別詳述 )。
由於原料在 23 Cooker 調質機內碰到蒸氣和水 ( 總合水分約在 23 ~ 26% ) 產生蒸煮的關係，24 和 EP 膨化機本體的運轉中的摩擦和剪刀使溫度增加外殼加熱等種種之原因，螺旋尾端部份 ( 即模孔出料側 ) 漸漸加壓壓縮前進，這些原料粉末形成半流體膠狀物後糊化被擠出模孔，而射出成型長條狀，經高速切刀依粒徑大小長度切斷成顆粒狀，此時的顆粒因瞬間通過模孔機內的內壓力和大氣壓差關係，使顆粒瞬間膨脹呈多孔質鬆柔軟，此時的水份約 1 ~ 2%被瞬間發散而降至 22 ~ 25%左右，至此 EXTRUDER 擠壓原理及壓力分佈狀況如下圖所示：
成型顆粒 ( 含水份 22 ~ 25%有熱度 80 ~ 90℃質軟圓形 ) 選擇最理想的氣送方式，安全又適舒地保送到烘乾機室內，其優點為瞬間表面散熱 2 ~ 4%，使表皮先冷卻強度提高，自然不傷顆粒之形狀外觀，又提高烘乾效率沒有因皮帶輸送 ( 耐熱不良 ) 過程的缺點，申川浮動熱風式烘乾機為獨創新型高效能設計 ( 國際專利申請中 )，其原理利用 29 雙層網床經過下方熱交換器的熱風 ( 乾燥溫度約 120 ~ 150℃ )，由於風壓風量設計巧妙精密的控制通過能使溼顆粒在上下層產能浮懸滾動狀態，顆粒無形中在箱內半空中翻滾而下，其溫度、速度、厚度均可自由控制，因此乾燥均勻度 ( 約在 9%左右 ) 和外形亮麗無粉，為產品唯一的要求參數，也是產品的質量保證和市場競爭勝算的重要利器。熱能回收及充份利用省蒸氣、體積精巧、能量大也是申川烘乾機在行業中獨特的表現。
為了增加油脂對飼料的營份和減少低融點物質，因擠壓過程受熱而減低其成份比率，我們通常設計在烘乾與冷卻間多了一道外噴油脂系統 Coating spray system 包括油脂、糖蜜、乳糖、維他命、酵素或其他混合物等，它還有另一個好處，可以提高適口性，增加攝食量，使外噴成為原料混合溶解在一起之外，一個很有吸引力的選擇。外噴的設備構造，包含一個供 39 外噴用的圓筒、40 一個液體儲料筒和 37 一個幫浦和定量電路控制系統所組成，是連續而簡便容易操作和保養的一組附屬選擇設備。申川的外噴系統處理量依需要百分比而定，可由 1 ~ 12% 定量比例而塗噴，在顆粒表面能均勻的吸收和光亮的外表、無粉，必要時可將水融性物質液體與油脂分開來進行，必要時在膨化機組的蒸煮階段亦設有內噴的設計，可同時進行，改善傳統方式過多的油脂在混合機噴入而產生混合不均，重要藥品添加劑被包住不易不散而形成過多過少和附著桶壁污染清除困難，和更嚴重的在輸送過程黏著貯桶內積壓結塊架橋現象，造成加工流程的困擾和擠壓品質上的缺陷，申川在工藝上的用心，實為產品昇級創新的一大改良。
目前冷卻機型有三種：直立式、水平式和逆流式，後兩種在飼料工業的應用最為普遍。申川的逆流立式冷卻機改變傳統和一般常用的設計，尤其下段出料方式構造簡單而實用，獨特的 43 收捕器設計和排風量、壓力的配合，充份回收粉塵、無噪音和保養上的煩惱。
成品入桶包裝前再經過 47 振篩機的篩選不規則或粉屑物等均去除，確保質優顆粒圓亮均一無粉，水份控制在 10% 室溫上 3℃ 入袋，能長久貯藏防止霉菌的生長延長儲存的時間，在大氣中不受潮變質的優良製品，即所謂『好產品就是好機械的唯一保證』。
成品的性狀是將來在市場競爭上的一大條件，為了得到良好的品質效果和銷售，每家廠商無不在最終的成品上用功夫，由於市場競爭劇烈，沒有良好的機器是做不出來優良的產品。所謂『工欲善其事，必先利其器』每位飼料生產者對飼料應有的外觀與品質特性都有不同的意見，使用者有許多物理上的要求，飼料顆粒的大小、密度、堅牢度、化粉率、含水量和其他不同的考量 ( 當然營養上的價值，如配方、換肉率、售價、技術、信譽、服務及其他附屬優惠條件等已列為優先考量了 )。
申川的 E‧P 膨化機在這方面有獨到的加工變數來控制，其中包含如：飼料的運送速率、刀片速度、蒸汽水、模孔的形狀、操作要領和配方等。飼料顆粒的大小可以很容易的控制，飼料顆粒的直徑可能是 1 ~ 10 mm 之間，直徑的調整可以更換模孔板，簡單又快速，飼料顆粒的長度可以做各種變化，甚至製成碎粒，只要調整可變速的切刀或變更刀片。顆粒的長度僅需控制並調節一個可變速的旋轉切刀，轉速加快可生產較短的顆粒或是減緩轉速來生產較長的顆粒，顆粒大小控制在模孔的直徑和厚度。其功能用來阻止原料向前繼續流動並且形成圓柱形顆粒，孔的數目是根據所需的產能經過細心計算決定，如此才能產生整齊和高密度的粒狀飼料。密度也很容易控制，在操作時即可改變 ( 前後及內外溫度、水份 ) 然而顆粒的直徑和長度對於密度的大小有相當的影響，通常在 500 ~ 800 G／L 的範圍內，當直徑和長度增加，密度則減少，原料可控制成品密度的範圍纖維配方越多則物料密度越低，然而我們不能期望含高蛋白質飼料或含高澱粉飼料在加工後成品密度相同，堅牢度或許是粒狀飼料最重要的性狀，因其最受重視，消費者期望有品質最好的粒狀飼料。如果飼料緊密度不佳，將產生粉塵，堅牢度差的製品將做為包裝與運輸過程中顆粒完症性好壞的參考。
化粉率多對動物的表現有負面的影響，當粉塵增加時會增加飼料浪費，適口性低及換肉率退步，粉塵造成飼養者的浪費和飼料的不適口性，而原料顆粒細度大小的平均值和飼料配方和較澱粉糊化皆會影響粉塵的產生，大的原料顆粒在膨化模孔的切刀，切過時會自粒狀飼料脫離，熟化度低時會造成堅牢度差，無可避免的會造成粒狀飼料解體，較小的顆粒可以增進動物的飼養並增加可供酵素作用，高纖維的飼料通常比高澱粉的飼料產生較多的粉塵，因這些成份的黏著能力不同。
申川膨化機最精密和高技術性的部位，乃在於原料調質機和旋轉體內的滯留時間和飼料出口溫度的控制，是本機的兩個最重要的加工變數，這兩種變數如果未控制得宜，會影響飼料的品質，例如飼料產量增加則滯留時間和出口溫度將減少，如果不加以處理，飼料將產生粉塵改善粒狀飼料的品質，需要以蒸氣提高出口的溫度和充份的熟化。
熟化的認定是澱粉在加工過程中膠化的百分比，因為膠化的澱粉含量和接觸熱的量成正比，因此被用來做為估算最後粒狀飼料品質的指標，一般配方麵粉澱粉質在調質過程約有 80% 被膠化視為合理條件，其膨脹率控制在 1：1.4 較為理想。
在擠壓蒸煮和膨發過程，藉由高溫瞬間的加工技術能使產品更具下列特質：徹底殺菌改變顆粒的品質能有較好的堅牢度以及較少的粉塵，提高液狀原料的使用，改進飼料的利用，未降解的油脂和蛋白質的生產，提高澱粉的熟化度和蛋白組織化，不可否認的營養成份和適口性消化率等必然達到基本條件前提下。
總而言之：膨化飼料加工為近年來養殖魚類飼料發展的趨向，由於其經濟效益提高，加工成本降低、投餌容易、不污染水質的特點被列為『環保飼料』的美譽，對我們機械製造業者增加了開發研究的信心，個人認為要設計製造一部性能優良的好機器並不難，首先除了要對機械專業素養和豐富經驗外，還要有飼料加工過程瞭解及原料的認識和現場工作實務最為重要，申川專業生產膨化機、水產飼料整廠設備在此願與業者攜手合作，共同開拓廣大市場，共創利潤邁向世紀的未來。
養魚世界(p.110~114)─申川機械工廠股份有限公司、九九年四期