随着我国禽畜养殖业的迅猛发展,蛋白饲料的需求量激增。禽羽中富含多种氨基酸及85%以上蛋白质,但多为角质蛋白,该蛋白结构由大量的二硫键与氢键等相互作用,形成复杂、稳定的三维超螺旋空间结构,直接饲喂禽畜无法消化吸收,导致饲用价值极低。目前我国对禽羽废料大多采用掩埋、焚烧等处理方式,对环境造成污染的同时,对蛋白资源也是很大的浪费。羽毛角质蛋白的稳定结构在高温、高压的条件可以被破坏,转化为可以被动物吸收利用的粗蛋白。针对上述问题,本文开展羽毛膨化研究,设计了一种双螺杆羽毛挤出机,以干鸡毛为原料生产蛋白饲料膨化羽毛粉,实现对现有蛋白资源的加工利用,减少现有禽羽废料对环境的污染。本文主要研究内容如下:（1）以肉鸡的羽毛为研究对象,测定及分析了其几何尺寸及物理机械特性。将晾晒脱水处理后的鸡毛通过相关仪器设备测定其含水率、堆积密度、摩擦角、自然休止角等相关物理特性。为下文的双螺杆挤压膨化机的喂入装置及膨化装置的设计提供了基础参考依据。（2）由于鸡毛物料的形状不均匀、流动性差、质量较轻且易缠结,为达到均匀喂料从而膨化稳定的目的,设计了一种螺旋输送喂入装置。首先依据羽毛的物理特性对料斗的构型进行了选择并提出料斗设计的要求,其次通过分析螺旋输送器的种类和特点确定了螺旋输送器的整体结构,最终对螺旋输送器工作状态受力分析并根据喂入量计算出螺旋输送器的螺旋叶片直径、螺距及芯轴轴径等关键部件的参数。（3）通过分析双螺杆挤出机的膨化原理与物料的挤出过程,总结出鸡毛在双螺杆挤出机作用下膨化的微观原理。选取啮合异向旋转的双螺杆组合方式,分析其相对运动原理及几何理论。在此基础上通过理论分析对螺杆构型进行设计,选择组合式的螺杆结构并确定了螺杆的直径及有效工作区长度,设计两螺杆的中心距、输送段、压缩段、均化段的螺纹元件长度及螺距、螺纹断面形状、螺槽深度等关键参数,并通过增加剪切元件提高螺杆对羽毛的剪切力。最后对比外部加热及冷却装置的类型及优缺点,考虑实际情况选取了铸铜加热器及水冷却装置。（4）为验证设计的双螺杆羽毛挤出机的膨化效果及工作性能,进行了样机试制及试验探究,首先以羽毛膨化度、生成的膨化羽毛粉粗蛋白含量为参考依据,通过试验发现螺杆转速在50～55 r/min范围内对羽毛物料的加工效果最优。其次以羽毛膨化度、生成羽毛粉的粗蛋白含量、粗灰分、胃蛋白酶消化率及各种氨基酸含量为试验检测指标,在膨化温度200℃、羽毛物料含水率≤20%、喂入量60g/s、双螺杆转速55 r/min的试验条件下开展验证试验,试验结果发现羽毛物料的膨化度约为2.557,膨化羽毛粉中的粗蛋白含量约为89.82%,粗灰分含量为1.706%、胃蛋白酶消化率达到93.2%,产量约达到172.02kg/h。整机在连续工作时运行稳定、膨化均匀,加工生成的膨化羽毛粉粗蛋白含量高且灰分含量极低,胃蛋白酶的转化率较高,整机具有良好的加工效果。