RU2565714C1

RU2565714C1 - Roll-gear extruder

Info

Publication number: RU2565714C1
Application number: RU2014116322/05A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Ярум; Виктор Николаевич Невзоров; Владимир Александрович Самойлов
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-10-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: roll-gear extruder includes tight loading device, work chamber with two gear rolls, and forming device with electronic heating element, aerator, vacuum pump, to its suction hole a confuser with nipple is connected. At that the loading device is equipped with sensor if feedstock loading height. The aerator is made in form of the installed at the centre hollow shaft, on it uniformly from top to bottom the mixing blades are installed, they are made hollow with holes at side opposite to the shaft rotation, and are connected with its cavity. In top part the rotating shaft has device for air reception with nipple for connection to the discharge hole of the vacuum pump. At that the work chamber with gear rolls in top part has the work tool of the ultrasound concentrator, and in the bottom part UHF heating with dielectric windows, temperature and pressure transmitters.

EFFECT: increased uniformity and density of the finished product, simple design, and acceleration of the product production process.

1 dwg

Description

Изобретение относится к экструзионной технике и предназначено для производства пищевых и кормовых продуктов с применением экструзии (кондитерские изделия, макаронные изделия, полуфабрикаты вспученных экструдатов).The invention relates to extrusion technology and is intended for the production of food and feed products using extrusion (confectionery, pasta, semi-finished products of expanded extrudates).

Известен валково-шестеренный экструдер, применяемый для получения экструдированных пищевых продуктов с применением электроконтактной обработки, включающий загрузочное устройство, которое содержит токопроводящий рабочий орган и корпус из неэлектропроводного материала, на внутренней поверхности которого расположена токопроводящая обечайка, рабочую камеру с двумя шестеренными валками и формующее устройство, снабженное электрическим нагревательным элементом (Патент РФ №2164773, В29С 47/78, 10.04.2001).Known roll-gear extruder used to obtain extruded food products using electrical contact processing, including a loading device that contains a conductive working body and a housing of non-conductive material, on the inner surface of which is a conductive shell, a working chamber with two gear rolls and a forming device, equipped with an electric heating element (RF Patent No. 2164773, B29C 47/78, 04/10/2001).

Недостатками данного устройства являются пониженная плотность получаемых продуктов в результате насыщения воздухом и их низкая однородность, а следовательно, невысокое качество.The disadvantages of this device are the reduced density of the products obtained as a result of air saturation and their low uniformity, and therefore, low quality.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является валково-шестеренный экструдер (Патент РФ №2274551, В29С 47/10, В29С 47/52, А23Р 1/12, А23Р 11/16, 20.04.2006 - прототип), включающий загрузочное устройство, которое содержит токопроводящий рабочий орган и корпус из неэлектропроводного материала, на внутренней поверхности которого расположена токопроводящая обечайка, токопроводящий рабочий орган и обечайка соединены с источником электрического тока промышленной частоты, рабочую камеру с расположенными в ней двумя шестеренными валками и формующее устройство, снабженное электрическим нагревательным элементом, при этом загрузочное устройство выполнено герметичным и дополнено в верхней части разрыхлителем и конфузором с сеткой для улавливания мучных частиц и со штуцером для подключения к всасывающему отверстию вакуумного насоса, причем в верхней части разрыхлитель снабжен диффузором со штуцером для подключения к нагнетающему отверстию вакуумного насоса.The closest in technical essence to the proposed one is a roll-gear extruder (RF Patent No. 2274551, В29С 47/10, В29С 47/52, А23Р 1/12, А23Р 11/16, 04/20/2006 - prototype), including a loading device, which contains a conductive working body and a housing of non-conductive material, on the inner surface of which a conductive shell is located, the conductive working body and the shell are connected to an electric current source of industrial frequency, a working chamber with two gear rolls located in it and a shape the device equipped with an electric heating element, while the loading device is sealed and supplemented in the upper part with a baking powder and confuser with a mesh for trapping flour particles and with a fitting for connecting to the suction port of the vacuum pump, and in the upper part the baking powder is equipped with a diffuser with a fitting for connecting to the discharge hole of the vacuum pump.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, неуправляемый технологический процесс и значительные потери времени на производство продукции.The disadvantages of this device are the design complexity, uncontrolled process and significant loss of time for production.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является упрощение конструкции экструдера, автоматизированное управление технологическим процессом получаемой продукции и сокращение времени на производство продукции.The technical result obtained from the use of the invention is to simplify the design of the extruder, automated control of the technological process of the resulting product and reducing the time for production.

Указанный технический результат достигается тем, что валково-шестеренный экструдер, включающий герметичное загрузочное устройство, рабочую камеру, с расположенными в ней двумя шестеренными валками и формующее устройство, снабженное электронным нагревательным элементом, разрыхлитель, вакуумный насос, к всасывающему отверстию которого подключен конфузор со штуцером, причем загрузочное устройство снабжено датчиком высоты загрузки сырья, а разрыхлитель выполнен в виде установленного по центру полого вала, на котором равномерно сверху вниз установлены месильные лопасти, выполненные пустотелыми, имеющими отверстия с противоположной стороны вращению вала, и соединены с его полостью, в верхней части вращающийся вал имеет устройство приема воздуха со штуцером для подключения к нагнетающему отверстию вакуумного насоса, при этом рабочая камера с шестеренными валками в верхней части дополнена рабочим инструментом ультразвукового концентратора, а в нижней части размещены СВЧ-нагрев с диэлектрическими окнами, датчики температуры и давления.The specified technical result is achieved by the fact that the roller-gear extruder, comprising a sealed loading device, a working chamber, with two gear rolls located in it and a forming device equipped with an electronic heating element, a baking powder, a vacuum pump, to the suction opening of which a confuser with a fitting is connected, moreover, the loading device is equipped with a sensor for the loading height of the raw materials, and the baking powder is made in the form of a hollow shaft mounted in the center, on which uniformly from above kneading blades are installed at the bottom, made hollow, having openings on the opposite side to the shaft rotation, and connected to its cavity, in the upper part the rotating shaft has an air intake device with a fitting for connecting to the discharge hole of the vacuum pump, while the working chamber with gear rolls in the upper the parts are supplemented by the working tool of the ultrasonic concentrator, and the lower part contains microwave heating with dielectric windows, temperature and pressure sensors.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение экструдера предлагаемой конструкции.The invention is illustrated in the drawing, which shows a cross section of an extruder of the proposed design.

Валково-шестеренный экструдер содержит: герметичный корпус загрузочного устройства - 1, рабочий орган - разрыхлитель (пустотелый вал) - 2 с месильными лопастями - 3 (пустотелыми с отверстиями), крышку - 4 с входным устройством - 5 и устройством приема воздуха - 6 со штуцером, рабочую камеру - 7, шестеренные валки - 8, формующее устройство - 9, электронные нагревательные элементы - 10 (СВЧ-нагрев) с СВЧ-генераторами (не показаны) и диэлектрическими окнами -11, конфузор - 12 со штуцером, рабочий инструмент 13 ультразвукового концентратора с преобразователем и ультразвуковым генератором УЗГ (не показаны), блок управления БУ - 14 с датчиками температуры Т, давления Р и высоты Н заполнения сырья, управляемый двигатель - 15 с редуктором, вакуумный насос - 16. Месильные лопасти 3 имеют отверстия с противоположной стороны движению вала 2 и соединены с его полостью.The roller gear extruder contains: a sealed housing of the loading device - 1, a working body - a baking powder (hollow shaft) - 2 with kneading blades - 3 (hollow with holes), a cover - 4 with an inlet device - 5 and an air intake device - 6 with a fitting , a working chamber - 7, gear rolls - 8, a forming device - 9, electronic heating elements - 10 (microwave heating) with microwave generators (not shown) and dielectric windows -11, a confuser - 12 with a fitting, an ultrasonic tool 13 a hub with a converter and ultrasonic ultrasonic generator (not shown), control unit БУ - 14 with temperature sensors Т, pressure Р and height Н for filling the raw materials, controlled engine - 15 with gearbox, vacuum pump - 16. Kneading blades 3 have openings on the opposite side to shaft movement 2 and connected to its cavity.

Валково-шестеренный экструдер работает следующим образом: сырье увлажненное поступает в загрузочное устройство 1 с пустотелым валом 2 и месильными лопастями 3 через крышку 4 с входным устройством 5. В корпусе загрузочного устройства 1 создается повышенное давление в результате подключения с помощью штуцера устройства приема воздуха - 6 к нагнетающему отверстию вакуумного насоса 16. Вращение вала 2 с месильными лопастями - 3 по часовой стрелке производится управляемым двигателем - 15 с редуктором. Месильные лопасти - 3 имеют отверстия с противоположной стороны вращению вала, что предохраняет их от забивания отверстий продуктом переработки. Далее продукты направляются в рабочую камеру - 7, в которой создается разряжение в результате подключения конфузора 12 с помощью штуцера к всасывающему отверстию вакуумного насоса 16, продукты уплотняются рабочим инструментом 13 ультразвукового концентратора и выдавливаются с помощью шестеренных валков 8 через формующее устройство 9 с электронными нагревательными элементами 10 (далее СВЧ-нагрев) и диэлектрическими окнами 11.The roller-gear extruder operates as follows: the moistened raw material enters the loading device 1 with a hollow shaft 2 and kneading blades 3 through the cover 4 with the input device 5. An increased pressure is created in the housing of the loading device 1 as a result of the connection of the air intake device using the nozzle - 6 to the discharge hole of the vacuum pump 16. The rotation of the shaft 2 with the kneading blades - 3 clockwise is made by a controlled engine - 15 with a gearbox. Kneading blades - 3 have openings on the opposite side of the shaft rotation, which prevents them from clogging the holes with the processed product. Next, the products are sent to the working chamber - 7, in which a vacuum is created as a result of connecting the confuser 12 with a fitting to the suction hole of the vacuum pump 16, the products are sealed with a working tool 13 of the ultrasonic concentrator and squeezed out using gear rolls 8 through a forming device 9 with electronic heating elements 10 (hereinafter referred to as microwave heating) and dielectric windows 11.

Технологический процесс регулируется блоком управления (БУ) 14 с помощью датчиков температуры Т, давления Р и высоты Н заполнения сырья следующим образом.The technological process is regulated by the control unit (BU) 14 with the help of temperature sensors T, pressure P and height H filling of raw materials as follows.

В БУ 14 устанавливается программа управления технологическим процессом в зависимости от загруженного сырья по показаниям датчиков температуры Т, давления Р и высоты Н заполнения. После поступления сырья в корпус загрузочного устройства 1 датчик высоты заполнения Н подает сигнал БУ 14, который по линии а-а включает управляемый двигатель - 15 с редуктором, а по линии б-б вакуумный насос 16, производится перемешивание сырья с подачей воздуха через отверстия месильных лопастей 3. Поднимается давление в корпусе 1 и продукт поступает в рабочую камеру 7. Блок управления 14 включает по линии д-д - УЗГ (не показан) с рабочим инструментом 13 ультразвукового концентратора и по линии е-е - управляемый двигатель с редуктором (не показан), вращающий шестеренные валки - 8, создающие давление перед формующим устройством 9. Это давление замеряется датчиком Р и передается управляющему блоку 14. В случае отклонения давления от заданного БУ 14 изменяет обороты двигателя, вращающего валки 8. В это время продукт нагревается СВЧ-нагревом 10, вырабатываемым СВЧ-генераторами (не показаны) через диэлектрические окна 11, и регулируется БУ 14 по линиям в-в и г-г в соответствии с показаниями датчика температуры Т.In BU 14, a process control program is installed depending on the loaded raw material according to the readings of temperature sensors T, pressure P and filling height H. After the raw materials arrive in the boot device housing 1, the fill height sensor N gives a signal BU 14, which on the line aa turns on the controlled motor - 15 with the gearbox, and on the line bb the vacuum pump 16, the raw materials are mixed with air supply through the kneading holes blades 3. The pressure rises in the housing 1 and the product enters the working chamber 7. The control unit 14 includes on the line d-d - UZG (not shown) with the working tool 13 of the ultrasonic concentrator and along the line e-e - a controlled motor with a gearbox (not shown) in expanding gear rolls - 8, creating pressure in front of the forming device 9. This pressure is measured by the sensor P and transmitted to the control unit 14. If the pressure deviates from the given control unit 14, it changes the speed of the engine rotating the rolls 8. At this time, the product is heated by microwave heating 10, generated by microwave generators (not shown) through dielectric windows 11, and the control unit 14 is regulated along lines c-c and d-g in accordance with the temperature sensor T.

Под одновременным действием вакуума и ультразвукового уплотнения в рабочей камере из массы интенсивно удаляются пузырьки воздуха, что способствует повышению качества продукта (плотность, прочность и однородность). Применение данного устройства позволит упростить конструкцию, уменьшив ее металлоемкость, автоматизировать управление технологическим процессом получаемой продукции и ускорить процесс производства продукции.Under the simultaneous action of vacuum and ultrasonic compaction, air bubbles are intensively removed from the mass in the working chamber, which helps to improve the quality of the product (density, strength and uniformity). The use of this device will simplify the design, reducing its metal consumption, automate the control of the technological process of the products and speed up the production process.

Claims

Roller-gear extruder, including a sealed boot device, a working chamber with two gear rolls located in it, and a forming device equipped with an electronic heating element, a baking powder, a vacuum pump, to which a confuser with a fitting is connected to the suction hole, characterized in that the boot device is equipped with a sensor the loading height of the raw material, and the baking powder is made in the form of a hollow shaft mounted in the center, on which kneading blades are mounted uniformly from top to bottom, flax hollow, having openings on the opposite side to the shaft rotation, and connected to its cavity, in the upper part the rotating shaft has an air intake device with a fitting for connecting to the discharge hole of the vacuum pump, while the working chamber with gear rolls in the upper part is supplemented with an ultrasonic tool concentrator, and in the lower part there is microwave heating with dielectric windows, temperature and pressure sensors.