Оборудование для механической переработки в пищевых производствах: Учебное пособие. Единое окно доступа к образовательным ресурсам
Главная
Каталог
Библиотека
Форум
Новости
Глоссарий
Порталы
О проекте
Оборудование для механической переработки в пищевых производствах: Учебное пособие
Текстовая версия документа PDF (размер: 1440.6 КБ)
Качество преобразования для различных документов может сильно различаться. Изображения (картинки, формулы, графики) в документе игнорируются. Защищённый документ не может быть преобразован.
Предыдущая
1
2
3
4
5
6
7
Следующая
Рис. 63 Схема рабочих органов барабанной тестозакаточной
машины для пшеничного теста
Тестоокруглительная машина Т1-ХТН (рис. 64) представляет собой вращающуюся чугунную чашу,
внутри которой расположен неподвижный спиральный желоб. Куски теста неправильной формы посту-
пают на дно вращающейся чаши и перемещаются, перекатываясь по спиральному желобу, образован-
ному в месте стыка спирали и чаши.
Доходя до верхней части желоба, куски теста приобретают нужную форму.
Производительность округлителя с конической несущей поверхностью
λπ Dn µ
П ок = , с–1,
d
где λ – коэффициент учитываемого отклонения размеров кусков теста (0,8…0,85); D – минимальный
диаметр чаши в месте контакта с тестовой заготовкой; n – частота вращения работающего органа; µ –
коэффициент, учитывающий отставания куска теста от несущей поверхности; d – средний диаметр ок-
ругленного куска теста (определяется по массе куска).
Производительность ленточной тестоокруглительной машины
По.л = Vn/a,
Vн − Vф
где V n = ε – скорость перемещения куска теста при округлении; a – шаг кусков теста; Vн – ско-
2
рость несущей ленты; Vф – скорость формующей ленты; ε – коэффициент проскальзывания (ε = 0,8).
Рис. 64 Тестоокруглительная ма-
шина Т1-ХТН:
1 – привод; 2 – вращающаяся чаша;
3 – формующая спираль;
4 – приемная воронка
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В учебном пособии рассмотрены теоретические положения, классификация оборудования для осу-
ществления конкретного технологического процесса, схемы и конструкции этого оборудования, расчет-
ные формулы, достоинства и недостатки каждого аппарата или машины. Материал пособия подобран из
различных литературных источников и обработан на единой методической основе, что позволяет уг-
лубленно изучать первую часть курса "Технологическое оборудование пищевых производств" и активи-
зировать самостоятельную творческую работу студента.
Основой успешного изучения технологического оборудования являются прежде всего курсы "Дета-
ли машин", "Технологические процессы в машиностроении", "Материаловедение", "Сопротивление ма-
териалов", "Теория машин и механизмов", "Подъемно-транспортные установки", "Процессы и аппараты
пищевых производств", "Ремонт и монтаж оборудования", "Расчет и конструирование машин и аппара-
тов пищевых производств", "Проектирование технологического оборудования отрасли и линий", "Фи-
зико-механические свойства сырья и готовой продукции", "Общая и специальная технология пищевых
производств" и др.
Полученные знания будут необходимы при профессиональной подготовке инженеров по специаль-
ности 260601 "Машины и аппараты пищевых производств", при решении практических задач, непо-
средственно связанных с эксплуатацией и ремонтом основного технологического оборудования, а также
с интенсификацией производственных процессов.
Создание и внедрение в производство принципиально новой техники, современных технологий и
материалов, способствующих повышению производительности оборудования, улучшению качества вы-
пускаемой продукции, экономии материальных ресурсов и активной охране окружающей среды – глав-
ная задача технического прогресса, которую предстоит решать молодым специалистам в настоящее
время и в перспективе.
Список рекомендуемой литературы
1 Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. 312 с.
2 Борисов Ю.С. Организация ремонта и технического обслуживания оборудования. М.: Машино-
строение, 1978. 360 с.
3 Вайткус В.В. Гомогенизация молока. М.: Пищ. пром-сть, 1967. 216 с.
4 Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справ. пособие. Л.:
Машиностроение, ЛО, 1979. 272 с.
5 Гатилин Н.Ф. Проектирование хлебозаводов. М.: Пищ. пром-сть, 1975. 374 с.
6 Гребенюк С.М. Технологическое оборудование сахарных заводов. М.: Лег. и пищ. пром-сть,
1983. 342 с.
7 Даурский А.Н., Мачихин Ю.А. Резание пищевых материалов. М.: Пищ. пром-сть, 1980. 240 с.
8 Жужиков В.А. Фильтрование. М.: Химия, 1980. 400 с.
9 Зайчик Ц.Р. Сборник задач по расчетам оборудования винодельческого производства. М.: Лег. и
пищ. пром-сть, 1983. 200 с.
10 Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е. Оборудование микробиологических производств. М.:
Агропромиздат, 1987. 398 с.
11 Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: 8-е изд., перераб. М.:
Химия, 1971. 784 с.
12 Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. М.: Машиностроение, 1965. 220 с.
13 Колесник Б.Г., Лысенко В.П., Пароходько А.П. Справочник механика сахарного завода. М.: Лег.
и пищ. пром-сть, 1983. 264 с.
14 Кретов И.Т., Антипов С.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промыш-
ленности: Учеб. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1997. 624 с.
15 Кретов И.Т., Остриков А.Н., Кравченко В.М. Технологическое оборудование предприятий пище-
концентратной промышленности: Учеб. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1996. 448 с.
16 Липатов Н.Н., Новиков О.П. Саморазгружающиеся сепараторы. М.: Машиностроение, 1975. 247
с.
17 Лисовенко А.Т. Технологическое оборудование хлебозаводов и пути его совершенствования. М.:
Лег. и пищ. пром-сть, 1982. 208 с.
18 Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. 215
с.
19 Маршалкин Г.А. Технологическое оборудование кондитерских фабрик. М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1984. 448 с.
20 Назаров Н.И. Технология макаронных изделий. М.: Пищ. пром-сть, 1978. 288 с.
21 Оборудование пищеконцентратного производства: Справ. / В.А. Воскобойников, В.М. Кравчен-
ко, И.Т. Кретов и др. М.: Агропромиздат, 1989. 303 с.
22 Остриков А.Н., Парфенопуло М.Г., Шевцов А.А. Практикум по курсу "Технологическое оборудо-
вание". Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад. 1999, 424 с.
23 Островский Э.В., Эйдельман Е.В. Краткий справочник конструктора продовольственных машин:
3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1986. 621 с.
24 Панфилов В.А. Научные основы развития технологических линий пищевых производств. М.: Аг-
ропромиздат, 1986. 246 с.
25 Парфенопуло М.Г., Остриков А.Н., Шевцов А.А. Практикум по курсу "Технологическое обору-
дование пищевых производств": Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. технол. ин-т, 1993. 96 с.
26 Положение о системе планового технического обслуживания и ремонта оборудования предприятий
кондитерской промышленности. М.: ВНИИКП, 1981. 408 с.
27 Практикум по расчетам оборудования хлебопекарного и макаронного производств / М.Е. Чернов,
В.М. Хроменков, Ю.А. Калошин и др.; Под ред. Ю.А. Калошина. М.: Агропромиздат, 1991. 16 с.
28 Прессы пищевых и кормовых производств / А.Я. Соколов, М.Н. Караваев, Д.М. Руб, Ц.Р. Зайчик;
Под ред. А.Я. Соколова. М.: Машиностроение, 1973. 288 с.
29 Проников А.С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. 592 с.
30 Прудиус Б.В., Хоменко А.И. Расчет оборудования сахарных заводов. М.: Агропромиздат, 1985.
223 с.
31 Разделение суспензий в химической промышленности / Т.А. Малиновская, И.А. Кобринский,
О.С. Кирсанов, В.В. Рейнфарт. М.: Химия, 1983. 264 с.
32 Селиванов А.И. Основы теории старения машин. М.: Машиностроение, 1971. 408 с.
33 Сигал М.Н. и др. Оборудование предприятий хлебопекарной промышленности. М.: Агропромиз-
дат, 1985. 296 с.
34 Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. М.: Химия, 1977, 368 с.
35 Силин П.М. Технология сахара. М.: Пищ. пром-сть, 1967. 625 с.
36 Система научного и инженерного обеспечения пищевых и перерабатывающих отраслей АПК
России / А.Н. Богатырев, В.А. Панфилов, В.И. Тужилкин и др. М.: Пищ. пром-сть, 1995. 528 с.
37 Соколов А.Я. Основы расчета и конструирования машин и автоматов пищевых производств. М.:
Машиностроение, 1969. 639 с.
38 Соколов В.И. Центрифугирование. М.: Химия, 1976. 408 с.
39 Справочник механика дрожжевого завода / Ю.И. Шишацкий, Н.Ф. Семенов, В.А. Федоров, С.В.
Востриков. М.: Агропромиздат, 1987. 295 с.
40 Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Пер. с польск.; под ред. И.А. Щупляка Л.:
Химия, 1975. 384 с.
41 Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молоч-
ной промышленности: 3-е изд., перераб. и доп. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. 432 с.
42 Технологическое оборудование консервных заводов / М.С. Аминов, М.Я. Дикие, А.Н. Мальский,
А.К. Гладушняк. М.: Пищ. пром-сть, 1986. 319 с.
43 Технологическое оборудование пищевых производств / Б.М. Азаров, Х. Аурих, С. Дичев и др.;
Под ред. Б.М. Азарова. М.: Агропромиздат, 1988. 463 с.
44 Технологическое оборудование пищевых производств / Б.М. Азаров,
45 Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности / Л.И. Попов, И.Т.
Кретов, В.Н. Стабников и др.; Под ред. И.Т. Кретова. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. 591 с.
46 Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна: 5-е изд., перераб. и
доп. / А.Я. Соколов, В.Ф. Журавлев и др. М.: Колос, 1984. 445 с.
47 Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприятий / Б.М. Азаров, А.Т.
Лисовенко, С.А. Мачихин и др.; Под ред. С.А. Мачихина. М.: Агропромиздат, 1986. 263 с.
48 Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. М.: Агропромиздат,
1988. 264 с.
49 Чернов М.Е., Медведев Г.М., Негруб В.П. Справочник по макаронному производству. М.: Лег. и
пищ. пром-сть, 1984. 304 с.
2.9 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СМЕСИТЕЛЕЙ
Для сыпучих материалов. Представляет собой сложную проблему в связи с недостаточно разрабо-
танной механикой зернистых сред. Поэтому расчет сыпучих материалов осуществляется на основе ре-
зультатов физического моделирования. Однако и в этом случае расчет осложняется в связи с трудно-
стями масштабного перехода. Последнее связано с тем, что технологические параметры процесса суще-
ственно зависит от соотношения размеров частиц и технологических размеров смесителя. Математиче-
ское моделирование на современном уровне развития теории процесса практически невозможно для
большинства видов смесителей, поскольку невозможно составить соответствующее уравнение динами-
ки и кинетики процесса. В отдельных случаях представляется возможным составить такие уравнения.
Например, для процесса перемешивания в двухмерном сдвиговом потоке уравнение динамики имеет
вид:
dc(τ, х, у )ρ н du (c )ρн d dc
=− + ρ н D − k∆M (c )
dy (21)
dτ dx dy
где с - концентрация; τ - время; ρн - насыпная плотность, кг/м3; D - коэффициент перемешивания; k - ко-
эффициент сегрегации; ∆М(c) - движущая сила процесса сегрегации.
du (c )ρ н
В уравнении (21) имеются следующие компоненты: - конвекционное перемешивание; D dc -
dx dy
квазидиффузия; k∆M - сегрегация.
Смесители тестообразных пастообразных материалов. Тестообразные материалы по своим физико-
механическим свойствам занимают промежуточное положение между жидкими и твердыми материала-
ми. При моделировании гидродинамических процессов в этих материалах, особенно при низких значе-
ниях вязкости µ≤100 МПа, пользуются методами, аналогичными для вязких жидкостей. Специфика мо-
делирования заключается в необходимости учета неньютоновских свойств тестообразных материалов,
поскольку коэффициент вязкости этих материалов зависит от скорости сдвига. В связи с этим для каж-
дого вида мешалок рекомендуется использовать зависимость скорости сдвига от скорости вращения
мешалки, а коэффициент вязкости находить по визкозометрической кривой в зависимости от величины
скорости сдвига. Дальнейший расчет будет полностью аналогичен таковому для жидкостей.
Например, для мешалок с плоскими рабочими элементами рекомендуют использовать зависимость
γ=13n, где γ - деформация , м/м; n - скорость вращения мешалки, об/мин; γ& = dγ , мин-1 - скорость де-
dτ
формации.
Задаваясь окружной скоростью вращения, вычисляют скорость деформации. Далее по вискозомет-
рической кривой для данного материала находят усредненное значение вязкости. Затем вычисляют зна-
чение центробежного критерия Рейнольдса Reц :
ρnd 2
Reц = . (22)
µ
Далее, используя критериальную зависимость в виде KN=f(Reц) находят соответствующее значение
коэффициента мощности и вычисляют мощность, затрачиваемую на смещение.
Если зависимость γ = 13n для данного типа мешалки не известна, то ее находят следующим обра-
зом. Для выбранных значений скорости вращения n экспериментально определяют мощность, затрачен-
ную на перемещение, и вычисляют величину:
N
KN = 3 5 (23)
ρn d м
С помощью критериальной зависимости KN=f(Reц) находят величину критерия Reц по формуле (22)
и с ее помощью вычисляют осредненное значение вязкости µ . Далее с использованием вискозометриче-
ской зависимости µ=f(γ) находят среднее значение скорости сдвига. Усредняя отношения скоростей
сдвига к соответствующим скоростям вращения, находят величину коэффициента по формуле, харак-
терной для данного вида мешалки.
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ И ПОЛУФАБРИКАТОВ ФОРМОВАНИЕМ
В данном разделе рассматривается отдельная группа оборудования, осуществляющего механиче-
скую переработку сырья с целью придания полуфабрикату формы, в отличие от тех видов машин, где
задачей механической обработки является или разделение целого куска на части или наоборот, соеди-
нение отдельных компонентов сырья в полуфабрикаты.
Классификация оборудования: оборудование для формования путем штампования (прессования) с
целью придания полуфабрикату определенной формы, изменения его плотности; оборудование для
формования путем экструзии (выдавливания) через формующее отверстие матрицы различными нагне-
тателями; оборудование для округления, раскатки, вытяжки и другого.
В процессе переработки с целью формования в оборудование первой группы (для штампования)
сырье и полуфабрикаты находятся в замкнутом объеме, в котором создается определенное давление. Во
второй группе оборудования экструзии – характерно, что на сырье и полуфабрикат оказывается также
воздействие давлением, но и объем, в котором находится перерабатываемый продукт, имеет определен-
ной формы и размеров отверстие, через которое происходит выдавливание. Наконец, в третьей группе
оборудования – для округления, раскатки и т.д. – продукт воспринимает давление по плоскостям или
даже линиям и точкам, не находясь в замкнутом объеме.
В этой связи можно предложить называть эти классификационные группы следующим образом
(рис. 49): оборудование для формования путем сдавливания (схема а); оборудование для формования
путем выдавливания (схема б); оборудование для формования путем надавливания (схема с).
а) б)
с)
Рис. 49 Классификационные группы технологического оборудования для механической переработки
сырья и полуфабрикатов формованием
Оборудование для формования путем штампования (прессования). К указанному виду обработки
прибегают в кондитерской, хлебопекарной промышленности для формирования изделий из теста.
Различные виды теста имеют различные физико-химические характеристики. Так, пшеничное тесто
представляет собой коллоидную систему, состоящую из губчатого клейковидного скелета, заполненно-
го набухшими зернами крахмала. Оно обладает большой вязкостью, малой способностью к прилипанию
и большой упругостью. Эти свойства делают пшеничное тесто пригодным для штампования и придания
ему определенной формы.
Ржаное тесто не имеет клейковинного скелета, обладает меньшей вязкостью и большей способно-
стью к прилипанию. В следствие этих свойств при формировании ржаного теста ограничиваются только
окружением его.
Изучение физико-механических свойств теста позволяет определить усилия, которые необходимо
приложить штампующим механизмам. Так Луник О.Г. нашел, что напряжение σ (в Па), которое необ-
ходимо создать в материале при штамповании, может быть найдено из уравнения
σ = (ε ост τ )η ,
где τ- время штампования, εост= δ/ Н - остаточная деформация, η - постоянная для данного материала,
имеющая размерность вязкости; δ - глубина штампуемого рисунка; Н -толщина штампуемого изделия.
Значение η определяют из опытных данных. Для различного вида пшеничного кондитерского теста
величина η колеблется от 1,26 до 9,9.
Схема ротационной формующей машины показана на рис. 50. Процесс прессования нашел особен-
но большое применение в сахарорафинадном производстве. Прессованию подвергаются внешняя рафи-
надная кашка, состоящая из отдельных кристаллов и их сростков. Для проведения процесса прессова-
ния наиболее часто в пищевых производствах используют карусельный пресс, схема которого пред-
ставлена на рисунке. Прессование в этом прессе происходит в специальных формах матрицах. Вра-
щающийся круг несет четыре матрицы. Матрицы двумя продольными перегородками разделены таким
образом, чтобы получающийся прессований рафинад имел форму брусков. Каждая матрица имеет свой
пуансон, который служит в ней дном и движется, совершая возвратно – поступательное движение. В
течение полного оборота круг с матрицами делает четыре кратковременных остановки. Вследствие это-
го каждая матрица и соответствующая ей пуансон на один - полтора с поочередно задерживаются в по-
ложениях А, Б, В, Г. В положении А пуансон опускается на глубину h1. В положении Б матрица запол-
няется кашкой образуя слой с глубиной h1. В положении В пуансон снимает кашку. В этом положении
над матрицей устанавливается плита. Высота слоя кашки уменьшается до h2. Наконец, в положении Г
пуансон выталкивает спрессованные бруски рафинада из матрицы.
Уплотнение массы характеризуется коэффициентом прессования β = [(V1 − V2 ) / V1 ]100 , где V1- объем
массы до прессования; V2 -объем массы после прессования.
Рис. 50 Схема ротационной формующей машины: 1–бункер; 2–защитная крыльчатка; 3–питающий ба-
рабан; 4–нож; 5–формующий барабан; 6–натяжной ролик; 7–движущий тканевой транспортер; 8–
ножевая планка; 9–цепной транспортер; 10–металлический трафарет.
Экспериментально установлено, что наибольшая величина β может быть получена при выдержке
брикета под давлением и при повторных нагрузках. Степень уплотнения массы зависит от прилагаемого
давления, свойств массы, подвергаемой прессованию, некоторых особенностей пресса и режима прес-
сования.
При двустороннем сжатии требуемое давление может быть уменьшено, а брикет получается более
равномерной плотности и большей прочности. Работа прессования на один ход пуассона (Дж ):
hк
А = ∫ Fpdh , где F - площадь поперечного сечения; h0 - высота брикета; hк - конечная высота; p - давление
h0
прессования
Технологическое оборудование для формования путем выдавливания (экструзии). Выдавливающие
машины представляют собой достаточно большую группу перерабатывающих машин пищевой про-
мышленности, в которых осуществляется процесс выдавливания жгутов перерабатываемой массы через
формующие отверстия матрицы. Формование экструзией имеет ряд преимуществ по сравнению с дру-
гими способами: возможность осуществлять процесс непрерывно и с высокой скоростью, что упрощает
задачу по созданию поточно–механизированного производства и автоматизации процесса и др. В мака-
ронном производстве на них формуют практически все изделия – трубчатые, сплошные, фигурные и
другие. Экструдеры используют в кондитерской промышленности, например, для формирования корпу-
сов конфет из пралиновых масс. Экструдеры используются при производстве колбас, дозировании и
формировании сливочного масла, мыла, творога. В хлебопекарной промышленности экструдеры явля-
ются основной частью многих тестоделителей. Экструдеры используют при производстве пирожков,
пончиков, кукурузных палочек, соломки и хрустящих хлебцев.
Используемые в пищевой промышленности экструдеры довольно разнообразны по конструктивно-
му оформлению. Но все они имеют формующий элемент – матрицу, которая формой и размерами от-
верстий определяет поперечное сечение экструдируемого жгута, и нагнетатель, который должен создать
в экстругируемой массе необходимое давление для того, чтобы вызвать ее течение через отверстие мат-
рицы с желаемой скоростью.
Матрица (рис. 51) представляет собой плоский металлический диск с отверстиями, через которые
продавливается формируемая масса. Форма отверстия матрицы определяет вид изделия. При формиро-
вании сплошных изделий форма поперечного сечения отверстий бывает круглая, прямоугольная, квад-
ратная и более сложная. Сложные отверстия с вкладышами применяют при формировании полых изде-
лий.
Материал для матицы должен быть коррозионно-стойким, обладать антиадгезионными свойствами и
высокой прочностью. Для изготовления матриц экструдеров для пищевой промышленности наиболее
часто применяют латунь, бронзу, и нержавеющую сталь. Чтобы снизить прилипаемость формуемого
продукта, отверстия полируют и хромируют. Широко применяют в настоящее время матрицы, состоя-
щие из металлической обоймы и смежных вставок. Вставки представляют собой смежные гильзы с
формующими отверстиями, изготовляются из пластмасс (тефлон, альгофон, и др.). Преимуществом та-
ких матриц является возможность при одной и той же обойме сменой вставных гильз получать изделия
различного сечения.
Рис. 51 Общий вид матрицы
Нагнетатель экструдера может быть периодического действия (например, отсадочные машины с
периодическим движением нагнетателя) или непрерывного действия( машины, выдавливающие беско-
нечные жгуты или пласты формуемой массы, которые затем разрубают на заготовки)
На рис. 52 показаны схемы винтового и гидравлического поршневых нагнетательных устройств пе-
риодического действия.
3
1
1
2 2
Рис. 52 Схемы винтового и гидравлического поршневых нагнетательных устройств периодического
действия
Подобное устройство представляет собой цилиндр 1, одним из торцов которого является матрица 2
с отверстиями определенной формы. Пуансон 3, приводимый в движение гидравлическим или винто-
вым устройством, входит в этот цилиндр и вытесняет предварительно заложенное в него тесто.
Среди нагнетателей непрерывного действия распространены шнековый, валковый и шестеренный.
Схемы нагнетателей представлены на рис. 53.
Рис. 53 Схемы шнекового и валкового нагнетателей
Выбор типа нагнетателя зависит как от свойств перерабатываемой массы, так и от технологических
требований к ее обработке. Приведем общие рекомендации по выбору типа нагнетателя.
Поршневые и валковые нагнетатели оказывают щадящие воздействие на перерабатываемый про-
дукт и поэтому их целесообразно использовать для формования масс нежной консистенции. Использо-
вание поршневого нагнетателя нецелесообразно при включении экструдера в поточную линию, так как
этот нагнетатель периодического действия. Валковые нагнетатели лучше всего применять в машинах
без матрицы как каландры (каландрование рассматривается как частный случай экструзии), например в
тех случаях, когда необходимо получить полуфабрикат в виде ленты, например для формования сухар-
ных плит, тонких листов теста. Толщина слоя ленты при безматричном формовании определяется рас-
стоянием между формующими волками. Шестеренные нагнетатели целесообразно применять для фор-
мования однородных и гомогенных материалов. Их недостатком является пульсация создаваемого дав-
ления. Их нельзя использовать для формования масс с твердыми включениями, которые могут разру-
шаться и измельчаться. Одношкнековые нагнетатели хорошо работают в сочетании с круглой матрицей
и являются перспективными для формующих машин в пищевых производствах. Нельзя, однако, считать
удачным использование шнекового нагнетателя с прямоугольной матрицей, так как в этом случае не-
возможно обеспечить равномерность скорости выпрессовывания по ее длине.
Шнековые экструдеры. Нагнетатели шнекового типа наиболее характерны для экструзионной тех-
ники. Они получили широкое распространение в пищевых производствах. Развитие шнековых экстру-
деров в различных областях техники связано с внедрением непрерывных методов производства.
На рис. 54 представлена схема одношнекового экструдера. Перерабатываемый материал подается в
загрузочную воронку 5 и при вращении шнека 4 внутри цилиндрического корпуса 3 захватывается им,
проталкивается по шнековому каналу вперед и нагнетается в предматричную камеру 2. Она заканчива-
ется матрицей 1, через отверстия которой выдавливается продукт.
1 2 3 4 5 6
b t b
d
n D
ϕ
Рис. 54 Схема шнекового экструдера
Загрузочная воронка 5 должна обеспечить запас материала и гарантировать непрерывную его пода-
чу в шнек в необходимом количестве. Даже кратковременное прекращение подачи приводит к падению
давления в предматричной камере и колебанию сечения выпресованного жгута. В связи с этим иногда
при формировании материалов со значительной вязкостью в воронке устанавливают питающее устрой-
ство (конический шнек, вал с лопатками), который создает подпор и проталкивает материал к шнеку
для лучшего заполнения винтового канала.
Шнек является важным рабочим органом экструдера, производительность и устойчивость работы
зависят от конструкции и размеров. Основной определяющей характеристикой шпека является его диа-
метр D. Диаметр выбирается в зависимости от вида и свойств перерабатываемого продукта, типа полу-
чаемого жгута (изделия) и от требуемой производительности экструдера.
Другой важной характеристикой шпека является отношение его длины L к диаметру D. Для экстру-
деров используемых в пищевых производствах это отношение находится в пределах 6…13.
Остальные размеры шпека выбираются по следующим рекомендациям: шаг винтовой нарезки,
t=(0,7…1,2)D; диаметр вала шнека d=(0,44…0,57)D, при этом должно быть выполнено условие
t
d ≥ , где ψ – угол трения продукта по шнеку.
π tg ψ
Угол наклона винтовой линии φ определяется из соотношения:
t
tg ϕ =
πD
Значение угла φ зависит от коэффициента трения продукта по шнеку и рекомендуется принять ве-
личину угла 17…22°. Если угол φ выходит за рекомендуемые границы, то требуется коррекция t.
Для перемещения материала вдоль корпуса необходимо, чтобы трение материала по внутренней
поверхности корпуса было больше трения его по шнеку. В противном случае материал будет вращаться
вместе со шнеком, не продвигаясь в осевом направлении. Для создания различных коэффициентов тре-
ния материала о шнек и о внутреннюю поверхность корпуса применяют разную чистоту обработки по-
верхности и во многих случаях поддерживают различными температурами корпуса и шнека.
Для обеспечения возможности регулирования температуры или поддерживания ее постоянной во
время процесса корпус делают с электрическим обогревом или с рубашкой, в которую пропускается
жидкость - теплоноситель. Конструкция корпуса с рубашкой позволяет осуществлять не только нагре-
вание, но при необходимости охлаждение готового продукта.
При вращении шнек захватывает поступающий из загрузочной воронки продукт и проталкивает его
вперед, увеличивая при этом гидростатическое давление в материале от загрузочной зоны к переднему
краю шнековой камеры. Нагнетательный материал оказывается заключенным между движущимися по-
верхностями (основание и боковые стенки шнекового канала) и неподвижной внутренней поверхности
корпуса. Таким образом, вследствие относительного движения корпуса и шнека возникает вынужден-
ный (прямой) ток, который определяет нагнетание материала к формующей головке. С другой стороны,
вследствие повышенного давления в формующей головке возникает и противоток, который можно рас-
сматривать как течение материала в обратном направлении – от прессующий головки к зоне загрузки.
На практике, однако, в канале шнека никогда не возникает противоток, а давление в головке оказывает
своеобразное ограничение прямому потоку, которое рассматривается теоретически как противоток, а
производительность шнекового нагнетателя – как суммарный расход двух потоков.
Производительность экст
kiev apartaments service
electrolux
hansa
outlook
2114
dr
5440.11 ()
lucent definity
, ,
snr
mobil gargoyle
gislaved
rvg
.
macintosh
3d
protherm
-
braas
100
revol
shell