Анализ конструкций современных экструдеров российского производства | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 октября, печатный экземпляр отправим 7 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №31 (217) август 2018 г.

Дата публикации: 06.08.2018

Статья просмотрена: 591 раз

Библиографическое описание:

Сырокоренский, И. С. Анализ конструкций современных экструдеров российского производства / И. С. Сырокоренский. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 31 (217). — С. 36-40. — URL: https://moluch.ru/archive/217/52263/ (дата обращения: 21.09.2020).



В статье проведен анализ конструкций современной экструзионной техники отечественного производства, рассмотрены технические характеристики и области применения наиболее часто встречающихся на российских предприятиях экструдеров ШТАК и ЭУИ, а также обобщена теоретическая информация о конструктивных особенностях шнековых устройств.

Ключевые слова: экструзия, шнековые устройства, экструдер, шнек, матрица, шаг нарезки витка, зацепление шнеков.

Основной технологической машиной в производстве экструдированных продуктов питания является экструдер.

Экструдер — это машина для непрерывной переработки пищевого сырья в гомогенный расплав и придания ему заданной формы по средствам продавливания через экструзионную головку, поперечное сечение которой на выходе соответствует конфигурации готового изделия.

Классификация основных типов экструдеров показана на рисунке 1.

В настоящее время шнековые экструдеры получили самое широкое распространение и применение в пищевой промышленности, в том числе при производстве снеков.

Рис. 1. Классификация экструдеров

Производительность, надежность и устойчивость процесса таких экструдеров определяется основным рабочим органом — шнеком, основными геометрическими параметрами которого являются: диаметр шнека, длина, глубину нарезки, шаг винтовой нарезки, ширина гребня витка, величина зазора между гребнем шнека и внутренней стенкой цилиндра, угол подъема винтовой линии нарезки шнека и число заходов нарезки шнека.

По количеству основных рабочих органов шнековые экструдеры делят на одношнековые и двухшнековые.

Достоинствами одношнековых экструдеров является их дешевизна, простота изготовления, возможность восстановления изношенного шнека. Однако одношнековые экструдеры обладают рядом существенных недостатков: низкое качество смешения сырья, подъемы давления из-за затора продукта в предматричной зоне, отсутствие самоочистки, сложность перехода к новым рецептурам (сырью) из-за необходимости разбора экструдера и ручной очистки рабочих органов и корпуса, высокие эксплуатационные расходы из-за большого объема работ по обслуживанию.

Вследствие сложности конструкции двухшнековые экструдеры обладают более высокой себестоимостью, чем одношнековые экструдеры эквивалентной производительности. Так же недостатком двухшнековых экструдеров является высокий износ шнеков. При этом в двухшнековых экструдерах достигается полная гомогенизация сырья с естественным уровнем влаги между собой и с добавляемой жидкостью, даже при высоких концентрациях жиров и сахаров.

По расположению шнеков в рабочей камере экструдера двушнековые экструдеры классифицируют на экструдеры с зацепляющимися и незацепляющимися шнеками. Зацепляющиеся шнеки обладают эффектом самоочистки, что позволяет избежать прилипания и пригорания экструдата к шнеку и стенкам корпуса.

Как зацепляющиеся, так и не зацепляющиеся шнеки могут вращаться в одну (сонаправленно), так и в противоположно направленные стороны.

Вторым не менее важным рабочим органом экструдера является формующая матрица. В настоящее время за счет признания высокой надежности и технологичности шире распространены стационарные формующие матрицы. Фильеры матриц служат для формования готового продукта под действием высокого давления [1].

Отечественные экструдеры, хотя и уступают по качеству работы экструдерам зарубежного производства, но остаются привлекательными за счет низкой стоимости. В настоящее время ведущими отечественными фирмами, выпускающими экструдеры, являются ООО «Апрель» — экструдеры марки ШТАК и «Русская трапеза» — экструдеры марки ЭУИ.

Компания ООО «Апрель» разрабатывает экструдеры и технологические линии на их основе для производства широкого ассортимента экструдированных продуктов питания с 1998 г. Наиболее популярными экструдерами этой фирмы являются экструдеры ШТАК-50М и ШТАК-80М.

Рис. 2. Экструдер двухшнековый ШТАК-50М (справа) и ШТАК-80М (слева)

Экструдер ШТАК-50М отличается от аналогов простотой конструкции и эксплуатации. Комплектация штатного исполнения: 3 корпуса, дозатор сухих компонентов с бункером-накопителем объемом 0,3 м3 с ворошителем, насос-дозатор жидких компонентов, шкаф управления, навесное режущее устройство и матрица с вкладышами. Экструдер ШТАК-80М — единственный одношнековый экструдер российского производства максимально приближенный по технологическим возможностям к двушнековым машинам. Он отличается хорошей управляемостью, высокой ремонтопригодностью и удобством обслуживания. Внешний вид экструдеров представлен на рисунке 2, технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1

Технические характеристики экструдеров компании «Апрель» [2]

Параметр, ед. измерения

Величина

ШТАК-50М

ШТАК-80М

Диаметр шнека, мм

60

80

Мощность главного привода, кВт

45

45

Установленная мощность приводов, кВт

53

48

Производительность на штатной матрице, кг/час

220

220

Рабочее давление перед матрицей, МПа

12–20

10–15

Расход воды на охлаждение (постоянный), л/час

60

60–80

Габариты, мм

2700х2100х650

2700х2800х650

Масса экструдера, кг

1200

1000

В настоящее время одно из основных направлений компании «Русская трапеза» — выпуск экструдеров. Более востребованные экструдеры компании: модели ЭУ1-И и ЭУ2.

Экструдер ЭУ1-И — это одношнековый экструдер. Турбоузел, расположенный в предматричной зоне экструдера, обеспечивает: выравнивание давления по всей плоскости матрицы, стабильную форму продукции и увеличение срока службы основных узлов. Экструдер ЭУ2 — это двухшнековый экструдер, с длинной рабочей зоной для хорошей «проварки» предварительно подготовленного сырья. Внешний вид экструдеров представлен на рисунке 3, технические характеристики приведены в таблице 2 [3].

Рис. 3. Экструдер одношнековый ЭУИ-1 (слева) и двухшнековый ЭУИ-2 (справа)

Таблица 2

Техническая характеристика экструдеров компании «Русская трапеза»

Параметр, ед. измерения

Величина

ЭУИ-1

ЭУИ-2

Производительность (до), кг/ч

180

300

Частота вращения шнека, об/мин

0–500

10–300

Суммарная мощность, кВт

30/60

50

Габаритные размеры, мм

2500х2000х900

2500х850х2000

В заключение необходимо отметить, что лабораторные исследования и выпуск экспериментальной продукции целесообразно осуществлять с помощью экструдеров малой производительности, отличающихся большим количеством режимов и универсальностью.

Литература:

  1. Аксенова О. И. Совершенствование процесса и аппарата для производства экструдированного корма: дис. … магистра технических наук. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 2016.
  2. Экструдеры штак // главная. URL: http://www.shtak.com (дата обращения: 1.08.2017).
  3. Экструдеры пищевые // Холдинг Русская Трапеза. URL: https://r-t.ru/ehkstruzionnye-ustanovki.html (дата обращения: 17.01.2018).
Основные термины (генерируются автоматически): экструдер, внешний вид экструдеров, диаметр шнека, техническая характеристика экструдеров компании, шнек, экструдер марки, экструдированный продукт питания.


Ключевые слова

матрица, экструдер, экструзия, шнековые устройства, шнек, шаг нарезки витка, зацепление шнеков

Похожие статьи

Получение композита на основе вторичного полимерного сырья...

Пресс-валковый экструдер (рис. 5) содержит два основных узла — шнековый пресс, для предварительного уплотнения материала, и. При переработке материалов с малой насыпной массой и волокнистой структурой происходит его «запрессовка» в шнековой части агрегата.

Похожие статьи

Получение композита на основе вторичного полимерного сырья...

Пресс-валковый экструдер (рис. 5) содержит два основных узла — шнековый пресс, для предварительного уплотнения материала, и. При переработке материалов с малой насыпной массой и волокнистой структурой происходит его «запрессовка» в шнековой части агрегата.

Задать вопрос