膨化機是一種通過機械作用使物料（liào）發生物理、化學變化，最終形成膨化產品的設（shè）備，廣泛應用於食品、飼料等行業。其工作原理主要圍繞物（wù）料的輸送、壓縮（suō）、加熱、剪切與膨化這一過程展開，具體（tǐ）可分為以下幾個關鍵環節：

一、物料的輸送與（yǔ）預處理

• 進料階段：待加工的物（wù）料（liào）（如穀物、豆類、薯（shǔ）類或飼料原料（liào）等）通（tōng）過進料口進入膨化機的機筒（tǒng）內。物料通常需要經過預處理，比如（rú）粉碎（suì）（使顆粒大小均勻）、調質（zhì）（添加水分或蒸汽（qì），調整物料濕度至 10%-20%，便於後續加工）。
• 螺旋（xuán）輸送：機筒內（nèi）的螺旋軸（螺杆）旋轉，通（tōng）過螺旋葉片的推力將物料向前輸送。螺杆的螺距和直徑可能會沿（yán）軸向變化（如逐漸變（biàn）小），為後續（xù）的（de）壓縮和剪切做準備。

二、壓縮與剪切：能量積累

• 空間壓縮：隨著物料向機筒出口移動，螺杆與機筒（tǒng）之間的空間逐漸縮小（即（jí） “壓縮段”），物料受到（dào）強烈的擠壓，密度增大，壓力急劇（jù）升高（可達（dá）數兆帕）。
• 機械剪切生熱：物料在高壓下與螺杆、機筒內壁發生劇烈摩擦（cā），同時螺杆（gǎn）的（de）剪切作用使物料內部產生（shēng）大量（liàng）機械能，這些能量轉化為熱能（néng），使物料溫度快速上升（通常可達 120-200℃）。
• 高溫高壓（yā）環境形成：在（zài）壓縮和剪（jiǎn）切的共同作用下，機筒內形（xíng）成（chéng）高溫（100℃以上）、高壓（數兆帕）、高（gāo）濕的環境，物料中的澱粉顆粒開始糊化（huà）（結構破壞並吸水膨脹），蛋白質變性（xìng），水分（fèn）以液態形式被包（bāo）裹在物料內部。

三、膨化：瞬間（jiān）釋放與（yǔ）結（jié）構變化

• 出料口減壓：當高溫高壓的（de）物料到達機筒末（mò）端的出料口（通常為模具（jù）上的小孔）時，由於外（wài）界壓力突然降低（接近大氣壓（yā）），物料內部的水分瞬間汽（qì）化，體（tǐ）積急劇膨脹（類（lèi）似 “爆炸” 效應），形成疏鬆多孔的結構。
• 定型冷卻：膨化後的物料從（cóng）出料口擠出後（hòu），在外界空氣（qì）的冷卻作（zuò）用（yòng）下，其疏鬆的結構迅速定型，形成最終的膨化產品（如爆米花、膨化零食、飼料顆粒等（děng））。

四、核心部件的作用

• 螺杆：負責輸送、壓縮物料，並通過剪切產生熱（rè）量，其結構（螺距、螺旋角、直徑變化）直接影響膨化效果（guǒ）。
• 機筒：與（yǔ）螺杆配合形成封閉空間，承受高壓並傳導熱量，通常采用耐磨材料製成。
• 模具：控製出料口（kǒu）的形狀和大小，決定膨化產品的外（wài）形（xíng）（如棒狀、片狀（zhuàng）、顆粒狀），模具孔徑越小，膨化度越高（體積膨（péng）脹越（yuè）大）。
• 加熱 / 冷卻裝置：部分膨化機可通過外部（bù）加熱（如電加熱、蒸汽加熱）或冷卻（如冷水套）輔助調（diào）節機筒內的溫度，確（què）保工藝穩定。

膨化機的工作原理本質是 **“能（néng）量積（jī）累 - 瞬間釋放”** 的過程：通過機械作用使物料在封閉空間內積累壓力和熱量，再利用出（chū）料（liào）口的瞬間減壓，讓物（wù）料因水分汽化而膨（péng）脹，最終形成（chéng）疏鬆多孔的膨化產品。這一過程無需額外（wài）添加化學膨（péng）鬆劑，主要依靠物理（lǐ）變化實現（xiàn），因此在食品和飼料行業中被廣泛應用。