Оборудование для формования путем выдавливания

  Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Курсовая  работа 

           по оборудованию и автоматизации  

       переработки продуктов растениеводства 
 

  На  тему: «Оборудование для формования  путем выдавливания»

              
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                          2011 г.

                                     Содержание. 
 

1. Введение……………………………………………………………...……2
2. Оборудование для формования путем выдавливания…………………3
0.      2.1. экструзия………………………………………………………………3
0.      2.2. классификация экструдеров………………………………..…….…4
0.      2.3. общее устройство принцип работы ………………………..……...5
3. Оборудование для формования путем выдавливания

    в пищевой промышленности…………………………………………..…….8

          3.1. Макаронное оборудование ЛПЛ –2М………………………...…..8

          3.2. Машина А1-КХН……………………………………………..…..…9

          3.3. Экструдер ШВФ-22…………………………………………..……10

    4. Заключение……………………………………………………………..…12

    5. Литература………………………………………………………..…..…..13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Введение. 

   Основными задачами, стоящими перед пищевой промышленностью, являются обеспечение устойчивого снабжения населения качественными продуктами питания и организация производства принципиально новых видов продуктов, а также создание и внедрение современных высокоэффективных видов технологического оборудования, которые на основе использования прогрессивных технологий повышают производительность, сокращают негативное воздействие на окружающую среду и способствуют экономии исходного сырья, топливно-энергетических и материальных ресурсов.

   Удовлетворение потребностей в безопасных и высококачественных продуктах питания – острейшая социально-экономическая проблема сегодняшнего дня. Состояние питания населения – один из важнейших факторов, определяющих здоровье и сохранение генофонда нации. Правильное питание способствует профилактике заболеваний, продлению жизни, созданию условий для повышения способности организма противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды, обеспечивает полноценный нормальный рост и развитие детей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   2. Оборудование для  формования путем  выдавливания. 

   Выдавливающие машины представляют собой достаточно большую группу перерабатывающих машин пищевой промышленности, в которых осуществляется процесс выдавливания жгутов перерабатываемой массы через формующие отверстия матрицы. Формование экструзией имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами: возможность осуществлять процесс непрерывно и с высокой скоростью, что упрощает задачу по созданию поточно-механизированного производства и автоматизации процесса и др. 

2.1. Экструзия.   

   Процесс формования пищевых сред – один из самых сложных процессов пищевой промышленности. Именно в этом процессе во всем многообразии проявляется весь диапазон физико-химических свойств формуемого материала. Поэтому конструктивные решения формующих машин полностью определяются технологическими свойствами соответствующей среды.

   Формованием называется технологический процесс придания перерабатываемому продукту определенной формы.

   Экструзией называется технологический процесс выдавливания жгутов перерабатываемой массы через формующие отверстия матрицы. 

   Различают следующие виды экструзии:

    1. Холодная экструзия – происходят только механические изменения в материале вследствие медленного его перемещения под давлением и формование этого продукта с образованием заданных форм.

   2. Теплая экструзия – наряду с механическим осуществляется тепловое воздействие на обрабатываемый продукт, причем продукт подогревается из вне.

   3. Горячая экструзия – процесс проводится при высоких скоростях и давлениях, значительном переходе механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях продукта. 
 
 
 
 
 
 
 

  2.2 Классификация экструдеров. 

   Классификация экструдеров приведена на рис. 1 

                        

 

                     Рис.1. Классификация экструдеров. 

   Конструкции экструдеров могут  быть классифицированы также  по геометрической форме, механическим, функциональным или термодинамическим характеристикам. Кроме того, экструдеры рекомендуется классифицировать по их физическим признакам, поскольку они оказывают влияние на химические структурные характеристики экструдированных продуктов. Особенное значение имеют такие параметры, как уклон режущей кромки матрицы и количество тепловой энергии, образующейся в процессе экструдирования за счет механического преобразования энергии; температура во время ведения процесса; влажность экструдируемой массы.  
 
 

2.3 Общее устройство и принцип работы.   

   Экструдер состоит из нескольких основных узлов – корпуса, оснащенного нагревательными элементами, рабочего органа – нагнетателя (шнека, диска, поршня), размещенного в корпусе, узла загрузки перерабатываемого продукта, привода, системы задания поддержания температурного режима и других контрольно-измерительных и регулирующих устройств.  

   Основной формующий элемент всех экструдеров – матрица, которая формой и размерами отверстий определяет поперечное сечение экструдируемого жгута. Матрица (рис. 2.) – плоский металлический диск с отверстиями, через которые продавливается формируемая масса 

   Рис.2 . Общий вид матрицы.

  

   Форма отверстий бывает различной  :

-- круглыми,

-- прямоугольными,

-- квадратными,

-- сложные для формировании полых изделий. 

   Материал для матицы должен быть коррозионно-стойким, обладать антиадгезионными свойствами и высокой прочностью (латунь, бронза и нержавеющая сталь). Чтобы снизить прилипаемость формуемого продукта, отверстия полируют и хромируют. Применяют матрицы, состоящие из металлической обоймы и смежных вставок, изготавливаемые из пластмасс (тефлон, альгофон, и др.). Преимуществом таких матриц является возможность при одной и той же обойме сменой вставных гильз получать изделия различного сечения.

   Нагнетатель должен создать в  экструдируемой массе необходимое давление для того, чтобы вызвать ее течение через отверстие матрицы с желаемой скоростью.

   Принцип действия дискового нагнетателя основан на использовании возникающих в упруговязком материале напряжений, нормальных к сдвиговым. Основу конструкций такого экструдера составляют два плоскопараллельных диска, один из которых вращается, создавая сдвиговые и нормальные напряжения, а другой неподвижен. В центре неподвижного диска имеются отверстие, через которые выдавливается размельченный материал.

   Поршневой нагнетатель из-за низкой производительности используют ограниченно. Подобное устройство представляет собой цилиндр 1, один из торцов которого является матрица 2. Паутосон  3, приводимый в движение гидравлическими или винтовыми устройствами, входит в этот цилиндр и вытесняет предварительно заложенное в него тесто (рис.3).

Рис.3. Схема винтового и гидравлического поршневых нагнетательных устройств. 

    Наибольшее распространение в промышленности получили  шнековые нагнетатели, Захватывая исходный продукт, шнек перемещает его от загрузочного устройства вдоль корпуса экструдера. При этом продукт сжимается, разогревается, пластифицируется и гомогенизируется.

      Рассмотрим схему работы одношнекового экструдера (рис.4.). 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 заканчивается матрицей 1, через отверстия которой выдавливается продукт. Загрузочная воронка 5 должна обеспечить запас материала и гарантировать непрерывную его подачу в шнек в необходимом количестве. Даже кратковременное прекращение подачи приводит к падению давления в предматричной камере и колебанию сечения выпресованного жгута.

   Экструдеры в связи с этим дополняют питающим устройством (конический шнек, вал с лопатками), который создает подпор и проталкивает материал к шнеку для лучшего заполнения винтового канала.  
 

                    Рис. 4. Схема шнекового экструдера. 

   Для перемещения материала вдоль корпуса необходимо, чтобы трение материала по внутренней поверхности корпуса было больше трения его по шнеку. Иначе материал будет вращаться вместе со шнеком, не продвигаясь в осевом направлении. Для создания различных коэффициентов трения материала о шнек и о внутреннюю поверхность корпуса применяют разную чистоту обработки поверхности 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. Экструдеры с подобной конструкцией корпуса с рубашкой позволяет осуществлять не только нагревание, 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 поверхностями (основание и боковые стенки шнекового канала) и неподвижной внутренней поверхности корпуса. Таким образом, вследствие относительного движения корпуса и шнека возникает вынужденный (прямой) ток, который определяет нагнетание материала к формующей головке. С другой стороны, вследствие повышенного давления в формующей головке возникает и противоток, можно рассматривать как оборудование, где течение материала идет в обратном направлении – от прессующий головки к зоне загрузки. На практике в канале шнека никогда не возникает противоток, а давление в головке оказывает своеобразное ограничение прямому потоку.  
 

3. Оборудование для формования путем выдавливания в пищевой промышленности.  

  Экструдеры могут работать как самостоятельные машины, а также входят в состав комплексных машин, включающих целый ряд операций.  
 

3.1. Макаронное оборудование ЛПЛ –2М (рис.5.)

Рис. 5 Макаронное оборудование ЛПЛ –2М (шнековый пресс): схема: