RU2156097C1 - Extruder - Google Patents

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: cylindrical ring projection is found in middle part of extruder auger between metering and delivery zones. Projection is provided with triangular cross-section grooves on surface directed along auger axis. Maximum height of ring projection corresponds to outer diameter of auger cut. Ring projection can be made of stepped shape with height of projection gradually increasing in direction of die to increase degree of compression of handled material from 1.5 at inlet to 6.0 at outlet from clearance between projection of auger and bushing. EFFECT: enlarged sphere of application of extruder and possibility of handling materials of different dispersed composition. 4 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к устройствам для формования пищевых продуктов, в частности к производству палочек из кукурузы посредством ее механической и тепловой обработки в экструдере, и может быть использовано в пищевой, зерноперерабатывающей и других отраслях промышленности. The technical solution relates to devices for molding food products, in particular to the production of sticks from corn through its mechanical and heat treatment in an extruder, and can be used in food, grain processing and other industries.

Известен элемент подпора и смешения для двухчервячного экструдера [1], выполненный в форме усеченных конусов, расположенных попарно друг напротив друга в одной плоскости с образованием зазора между наружными поверхностями конусов и смонтированных на гладких валах с червячными втулками, находящимися в зацеплении, содержащий ряд дополнительных элементов подпора и смешения с различными величинами углов конусов, размещенных между активно-транспортирующими зонами червячных втулок и разделенных заменяемыми распорными шайбами. Основным недостатком данного устройства является сложность создания и контроля требуемого температурного режима при переработке пищевых продуктов. A known support and mixing element for a twin-screw extruder [1], made in the form of truncated cones arranged in pairs opposite each other in the same plane with the formation of a gap between the outer surfaces of the cones and mounted on smooth shafts with worm bushings in mesh, containing a number of additional elements support and mixing with different values of the angles of the cones placed between the active transporting zones of the worm bushings and separated by replaceable spacer washers. The main disadvantage of this device is the difficulty of creating and controlling the required temperature during food processing.

Известен экструдер Б8-КХ 3П [2] для производства палочек из кукурузной крупы, который состоит из станины, формующего механизма, механизма отрезки палочек по длине, ворошителя кукурузной крупы, блока электронагревателей. Формующий механизм состоит из охватываемого шнека с правой нарезкой, шнековой втулки с левой нарезкой, матрицы с двенадцатью отверстиями диаметром 3 мм, обоймы с четырьмя отрезными ножами, приводимой во вращение через цепную и клиноременную передачи от электродвигателя. Данное устройство обладает рядом недостатков: для функционирования устройства необходимо обеспечить нагрев рабочей зоны экструдера в период пуска и автоматическое поддержание постоянной температуры во время работы с помощью блока электронагревателей, кроме этого во избежание перегрева экструдера в зоне загрузки предусмотрено принудительное водяное циркуляционное охлаждение корпуса, что приводит к значительным энергозатратам и снижению надежности работы оборудования. В экструдере подобной конструкции невозможно организовать переработку кукурузы в виде зерна. Known extruder B8-KX 3P [2] for the production of sticks from corn grits, which consists of a bed, a forming mechanism, a mechanism for cutting sticks along the length, agitator of corn grits, a block of electric heaters. The forming mechanism consists of a male screw with a right thread, a screw sleeve with a left thread, a matrix with twelve holes with a diameter of 3 mm, a holder with four cutting knives, driven into rotation through a chain and V-belt drive from an electric motor. This device has several drawbacks: for the device to function, it is necessary to heat the working area of the extruder during start-up and automatically maintain a constant temperature during operation using the electric heater block, in addition, forced water circulation cooling of the housing is provided in the loading zone to avoid overheating of the extruder, which leads to significant energy costs and reduced reliability of the equipment. In an extruder of this design, it is impossible to organize the processing of corn in the form of grain.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является экструдер-смеситель для полимерных материалов [3], содержащий гильзу с загрузочным отверстием, соосно размещенный в ней шнек с винтовой нарезкой и зоной загрузки, приводной вал, связанный со шнеком разъемным соединением, на шнеке между зоной загрузки и винтовой нарезкой выполнен кольцевой выступ. Недостатками указанного экструдера являются: узкая область использования устройства, возможность работы экструдера только на предварительно разогретом полимерном материале, подаваемом в зону загрузки шнека в виде расплава. The closest technical solution to the proposed one is an extruder-mixer for polymeric materials [3], containing a sleeve with a loading hole, a screw coaxially inserted into it with a screw thread and a loading zone, a drive shaft connected to the screw by a detachable connection, on the screw between the loading zone and screw thread is made annular protrusion. The disadvantages of this extruder are: a narrow area of use of the device, the ability to operate the extruder only on pre-heated polymer material supplied to the auger loading zone in the form of a melt.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы экструдера, расширить область применения устройства, использовать для переработки исходное сырье различного дисперсного состава, как крупу, так и зерно кукурузы. The proposed technical solution allows to increase the reliability of the extruder, to expand the scope of the device, to use for processing feedstock of various disperse composition, both cereal and corn grain.

Это достигается тем, что экструдер для производства кукурузной палочки содержит цилиндрический кольцевой выступ, расположенный в средней части шнека между дозирующей и нагнетательной зонами, на цилиндрической поверхности которого выполнены канавки, направленные вдоль оси шнека. Канавки имеют треугольное поперечное сечение. Наибольшая высота кольцевого выступа соответствует наружному диаметру нарезки шнека. Кольцевой выступ имеет ступенчатую форму, высота которого постепенно увеличивается в направлении матрицы для повышения степени сжатия перерабатываемого материала с 1,5 на входе до 6,0 на выходе из зазора между выступом шнека и втулкой. This is achieved by the fact that the extruder for the production of corn sticks contains a cylindrical annular protrusion located in the middle part of the screw between the metering and discharge zones, on the cylindrical surface of which grooves are made, directed along the axis of the screw. The grooves have a triangular cross section. The largest height of the annular protrusion corresponds to the outer diameter of the auger cutting. The annular protrusion has a stepped shape, the height of which gradually increases in the direction of the matrix to increase the compression ratio of the processed material from 1.5 at the input to 6.0 at the exit from the gap between the screw protrusion and the sleeve.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники не выявил в них идентичные существенные признаки, таким образом предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the proposed solution with the prototype and other technical solutions in this technical field did not reveal identical essential features in them, so the proposed device meets the criteria of the invention of "novelty."

На фиг. 1 представлен экструдер, общий вид; на фиг.2 - элемент шнека с кольцевым выступом; на фиг.3 - поперечный разрез втулки и шнека. In FIG. 1 shows an extruder, a General view; figure 2 - element of the screw with an annular protrusion; figure 3 is a transverse section of the sleeve and auger.

Экструдер состоит из станины 1, корпуса 2, втулки 3 с винтовой нарезкой, шнека 4 с винтовой нарезкой, разделенного на дозирующую 5 и нагнетательную 6 зоны, матрицы 7 с формующим отверстием 8, устройства резки 9, бункера 10, подшипникового узла 11 и привода (привод условно не показан). В средней части шнека между дозирующей 5 и нагнетательной 6 зонами шнек содержит кольцевой выступ 12, на цилиндрической поверхности которого выполнены канавки 13. В корпусе 2 экструдера в зоне расположения бункера 10 выполнено загрузочное отверстие 14, соосное с отверстием во втулке 3. The extruder consists of a bed 1, housing 2, sleeve 3 with screw thread, screw 4 with screw thread, divided into metering 5 and discharge 6 zones, matrix 7 with forming hole 8, cutting device 9, hopper 10, bearing assembly 11 and drive ( drive conditionally not shown). In the middle part of the screw between the metering 5 and injection 6 zones, the screw contains an annular protrusion 12, on the cylindrical surface of which grooves are made 13. In the housing 2 of the extruder in the area of the hopper 10 there is a loading hole 14, coaxial with the hole in the sleeve 3.

Экструдер работает следующим образом. The extruder operates as follows.

Кукурузная крупа или зерно загружается в бункер 10, далее через загрузочное отверстие 14 в корпусе 2 экструдера попадает во втулку 3, захватывается вращающейся винтовой нарезкой шнека 4 и транспортируется дозирующей частью шнека к кольцевому выступу 12. Вследствие малого зазора между наружной поверхностью кольцевого выступа 12 и внутренней винтовой поверхностью втулки 4 происходит сжатие, измельчение и разогрев перерабатываемого материала. В результате воздействия высокой температуры, влаги и давления зерно кукурузы превращается в пластическую массу, которая нагнетательной частью шнека выдавливается из матрицы 7 через цилиндрическое формующее отверстие 8. Полужидкая масса измельченной кукурузы за счет перепада давления и выделения пара при выходе из отверстия 8 увеличивается в объеме, выходящая из отверстия пористая жила расширяется и разрезается устройством резки 9 на кукурузные палочки требуемой длины. Канавки 13 на цилиндрической поверхности выступа 12 способствуют лучшему измельчению и перемешиванию перерабатываемого материала, исключают проскальзывание материала относительно поверхности выступа. Ступенчатая форма кольцевого выступа 12 обеспечивает плавное движение пластичной массы в экструдере без пульсаций расхода. Corn grits or grain is loaded into the hopper 10, then through the feed hole 14 in the extruder body 2 it enters the sleeve 3, is captured by a rotating screw thread of the screw 4 and transported by the metering part of the screw to the annular protrusion 12. Due to the small gap between the outer surface of the annular protrusion 12 and the inner the screw surface of the sleeve 4 is the compression, grinding and heating of the processed material. As a result of exposure to high temperature, moisture and pressure, the corn grain turns into a plastic mass, which is squeezed out by the injection part of the screw from the matrix 7 through a cylindrical forming hole 8. The semi-liquid mass of ground corn due to the pressure drop and steam evolution at the exit from hole 8 increases in volume, the porous vein emerging from the hole expands and is cut by the cutting device 9 into corn sticks of the required length. The grooves 13 on the cylindrical surface of the protrusion 12 contribute to better grinding and mixing of the processed material, exclude slipping of the material relative to the surface of the protrusion. The stepped shape of the annular protrusion 12 provides a smooth movement of the plastic mass in the extruder without ripple flow.

Использование предлагаемого технического решения повышает надежность работы экструдера при переработке различных зерновых продуктов, обеспечивает получение кукурузной палочки требуемых свойств из кукурузы различного дисперсного состава, значительно снижает энергозатраты на производство продукции. Using the proposed technical solution increases the reliability of the extruder in the processing of various grain products, provides corn sticks of the required properties from corn of various disperse composition, significantly reduces energy costs for production.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР N 1172738, В 29 С 47/40, В 29 К 101/00, 1985.Sources of information
1. Auth. testimonial. USSR N 1172738, B 29 C 47/40, B 29 K 101/00, 1985.

2. Воскобойников В. А. и др. Оборудование пищеконцентратного производства: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1989, - с. 93-94. 2. Voskoboinikov V.A. et al. Food-concentrate production equipment: Handbook. - M.: Agropromizdat, 1989, - p. 93-94.

3. Авт. свид. СССР N 1458248, В 29 С 47/38, 1989 - прототип. 3. Auth. testimonial. USSR N 1458248, B 29 C 47/38, 1989 - prototype.

Claims (4)

1. Экструдер, содержащий станину, корпус, внутри которого укреплена цилиндрическая втулка с левой винтовой нарезкой, шнек с правой винтовой нарезкой и кольцевым выступом с цилиндрической поверхностью, размещенный внутри втулки и состоящий из дозирующей и нагнетательной зон, подшипниковый узел, матрицу, механизм резки, бункер и привод, отличающийся тем, что кольцевой выступ расположен в средней части шнека между дозирующей и нагнетательной зонами, на цилиндрической поверхности выступа выполнены канавки. 1. An extruder comprising a bed, a housing within which a cylindrical sleeve with a left screw thread is fastened, a screw with a right screw thread and an annular protrusion with a cylindrical surface, located inside the sleeve and consisting of a metering and discharge zones, a bearing assembly, a die, a cutting mechanism, hopper and drive, characterized in that the annular protrusion is located in the middle part of the screw between the metering and discharge zones, grooves are made on the cylindrical surface of the protrusion. 2. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что канавки, выполненные на цилиндрической поверхности кольцевого выступа, направлены вдоль оси шнека и имеют треугольное поперечное сечение. 2. The extruder according to claim 1, characterized in that the grooves made on the cylindrical surface of the annular protrusion are directed along the axis of the screw and have a triangular cross section. 3. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что наибольшая высота кольцевого выступа соответствует наружному диаметру нарезки шнека. 3. The extruder according to claim 1, characterized in that the greatest height of the annular protrusion corresponds to the outer diameter of the screw cutting. 4. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что кольцевой выступ имеет ступенчатую форму, его высота постепенно увеличивается в направлении матрицы для повышения степени сжатия перерабатываемого материала с 1,5 на входе до 6,0 на выходе из зазора между выступом шнека и втулкой. 4. The extruder according to claim 1, characterized in that the annular protrusion has a stepped shape, its height gradually increases in the direction of the matrix to increase the compression ratio of the processed material from 1.5 at the input to 6.0 at the exit from the gap between the screw protrusion and the sleeve .

Images