RU2750158C1 - Extruder - Google Patents

Extruder Download PDF

Info

Publication number
RU2750158C1
RU2750158C1 RU2020125165A RU2020125165A RU2750158C1 RU 2750158 C1 RU2750158 C1 RU 2750158C1 RU 2020125165 A RU2020125165 A RU 2020125165A RU 2020125165 A RU2020125165 A RU 2020125165A RU 2750158 C1 RU2750158 C1 RU 2750158C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
shaft
screw
turns
diameter
Prior art date
Application number
RU2020125165A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Остриков
Валерий Андреевич Афанасьев
Лариса Николаевна Фролова
Дмитрий Андреевич Нестеров
Константин Анатольевич Сизиков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ")
Priority to RU2020125165A priority Critical patent/RU2750158C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750158C1 publication Critical patent/RU2750158C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)

Abstract

FIELD: food and processing industries.SUBSTANCE: invention relates to equipment for the production of extruded products and can be used in the food and processing industries of the agro-industrial complex. An extruder for the food and agricultural industry is described, including a drive, a working chamber with a combined screw located inside it, a die, a loading hopper and an unloading chamber for extrudate output, while the combined screw located inside the working chamber consists of six zones: a loading and transportation zone, a pre-compaction zone, an evacuation zone, a liquid component injection zone, a homogenization zone and a pressure stabilization zone; in the first zone of loading and transportation, the diameters of the shaft and turns of the auger, as well as the pitch of the turns of the auger, are constant, at the end of this zone, the turn of the auger has a gap, in the place of which an annular track is made on the shaft of the auger, in the second zone of pre-compaction the shaft of the auger has a constant diameter but it is larger than in the zone of loading and transportation. Thickness of the turns is increased. At the end of the second zone the turn of the screw has a break, in the third evacuation zone the diameter of the screw shaft is made conical (constantly increasing). There is a branch pipe in the body at the beginning of this zone. The branch pipe is used for connecting with a vacuum line, in the fourth zone for the introduction of liquid components, the shaft diameter and the pitch of the turns are constant and, starting from this zone and up to the end of the screw, slots are made in the turns, and in the body at the beginning of this zone there is a branch pipe for injecting liquid components, in the fifth homogenization zone the diameter of the screw shaft is made conical (constantly increasing), in the sixth pressure stabilization zone, the shaft diameter is constant, and in the body along the length of this zones with a pitch equal to the distance between the breaks along the axis of the annular tracks, adjusting bolts are installed, the unloading chamber for the extrudate outlet is equipped with a device for adjusting the size of the outlet gap using a matrix movable in the horizontal plane.EFFECT: invention makes it possible to obtain an extrudate of a given composition.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для производства экструдированных продуктов и может быть использовано в пищевой и перерабатывающих отраслях агропромышленного комплекса.The invention relates to equipment for the production of extruded products and can be used in the food and processing industries of the agro-industrial complex.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является экструдер для переработки пищевых продуктов [Пат. №2177702, МПК7 А23Р 1/12. Экструдер для переработки пищевых продуктов / Остриков А.Н., Рудометкин А.С., Абрамов О.В., Василенко В.Н (РФ). - №2000131809/12, Заявл. 18.12.2000, Опубл. 10.01.2002, Бюл. №1], содержащий рабочую камеру с загрузочным патрубком и матрицей, шнек переменного диаметра и привод. Экструдер имеет рабочую камеру, которая состоит из пяти модулей с различной конфигурацией корпуса и шнека, причем первый модуль, содержащий последовательно расположенные зоны загрузки, смешивания, сжатия и пластификации. Рабочая камера имеет конический корпус с уменьшающимся в сторону матрицы внутренним диаметром и увеличивающийся диаметр вала шнека в зонах сжатия и пластификации. В зонах смешивания и пластификации витки шнека имеют прорези, площадь проходного сечения которых в зоне смешивания больше, чем в зоне пластификации, второй модуль, содержащий первую зону стабилизации давления, имеет постоянный диаметр корпуса и вала шнека, на котором расположены с постоянным шагом двухзаходные штифты ромбического профиля. Рабочие поверхности шнека и корпуса изготовлены с повышенной чистотой обработки, третий модуль, содержащий последовательно расположенные зоны сжатия и гомогенизации, имеет конический корпус с уменьшающейся в сторону матрицы конусностью и увеличивающийся диаметр вала шнека. Четвертый модуль, содержащий вторую зону стабилизации давления, имеет постоянный диаметр вала шнека с расположенными на нем с постоянным шагом двухзаходными штифтами ромбического профиля, а рабочие поверхности шнека и корпуса изготовлены с повышенной чистотой обработки. Пятый модуль, содержащий последовательно расположенные зоны сжатия, гомогенизации и дозирования, имеет уменьшающийся шаг нарезки в зоне сжатия и дозирования, во втором и третьем модулях в зоне гомогенизации шнек выполнен с обратной нарезкой и прорезями в витках шнека.The closest in technical essence and the achieved effect is an extruder for food processing [US Pat. No. 2177702, IPC 7 A23R 1/12. Extruder for food processing / Ostrikov A.N., Rudometkin A.S., Abramov O.V., Vasilenko V.N. (RF). - No. 2000131809/12, Appl. 12/18/2000, Publ. 10.01.2002, Bul. No. 1], containing a working chamber with a loading branch pipe and a matrix, a screw of variable diameter and a drive. The extruder has a working chamber, which consists of five modules with different configurations of the body and the screw, the first module containing sequentially located zones of loading, mixing, compression and plasticization. The working chamber has a conical body with an inner diameter decreasing towards the matrix and an increasing screw shaft diameter in the compression and plasticization zones. In the mixing and plasticization zones, the screw turns have slots, the flow area of which in the mixing zone is larger than in the plasticization zone, the second module containing the first pressure stabilization zone has a constant diameter of the housing and the screw shaft, on which double-thread rhombic pins are located with a constant pitch profile. The working surfaces of the screw and the housing are made with increased processing purity, the third module, containing sequentially located compression and homogenization zones, has a conical housing with a decreasing taper towards the matrix and an increasing diameter of the screw shaft. The fourth module, containing the second zone of pressure stabilization, has a constant diameter of the screw shaft with double-thread pins of the rhombic profile located on it with a constant pitch, and the working surfaces of the screw and the housing are made with increased processing cleanliness. The fifth module, containing sequentially located zones of compression, homogenization and metering, has a decreasing step of cutting in the zone of compression and metering, in the second and third modules in the zone of homogenization the screw is made with reverse threading and slots in the turns of the screw.

Известный экструдер имеет следующие недостатки:The known extruder has the following disadvantages:

- не в полной мере процесс экструзии в нем адаптирован в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса экструдирования;- the extrusion process in it is not fully adapted in accordance with the basic kinetic laws of the extrusion process;

- низкое качество получаемых экструдатов из-за невозможности удаления воздуха и ввода жидких компонентов;- low quality of the resulting extrudates due to the impossibility of removing air and introducing liquid components;

- отсутствие регулирования давления в предматричной зоне, что вызывает неконтролируемый рост давления и температуры экстру дата.- lack of pressure regulation in the pre-matrix zone, which causes an uncontrolled increase in pressure and extrudate temperature.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в предлагаемом экструдере для пищевой и агропромышленной отрасли, включающем привод, рабочую камеру с расположенным внутри нее комбинированным шнеком, матрицу, загрузочный бункер и разгрузочную камеру для выхода экструдата, новым является то, что, расположенный внутри рабочей камеры комбинированный шнек состоит из шести зон: зоны загрузки и транспортирования, зоны предварительного уплотнения, зоны вакуумирования, зоны ввода жидких компонентов, зоны гомогенизации и зоны стабилизации давления; в первой зоне загрузки и транспортирования диаметры вала и витков шнека, а также шаг витков шнека постоянны, в конце этой зоны виток шнека имеет разрыв, на месте которого на валу шнека выполнена кольцевая дорожка, во второй зоне предварительного уплотнения вал шнека имеет постоянный, но больший, чем в зоне загрузки и транспортирования диаметр, и толщина витков увеличена, в конце второй зоны виток шнека имеет разрыв, в третьей зоне вакуумирования диаметр вал шнека выполнен конусным (постоянно увеличивающимся), а в корпусе в начале этой зоны имеется патрубок для соединения с вакуум-линией, в четвертой зоне ввода жидких компонентов диаметр вала и шаг витков постоянны и, начиная с этой зоны и до конца шнека в витках выполнены прорези, а в корпусе в начале этой зоны имеется патрубок для ввода жидких компонентов, в пятой зоне гомогенизации диаметр вала шнека выполнен конусным (постоянно увеличивающимся), в шестой зоне стабилизации давления диаметр вала постоянен, и в корпусе по длине этой зоны с шагом, равным расстоянию между разрывами по оси кольцевых дорожек установлены регулировочные болты, разгрузочная камера для выхода экструдата снабжена устройством для регулирования величины выходного зазора с помощью подвижной в горизонтальной плоскости матрицы.The technical problem of the invention is achieved by the fact that in the proposed extruder for the food and agroindustrial industry, including a drive, a working chamber with a combined screw located inside it, a matrix, a feed hopper and an unloading chamber for extrudate output, it is new that located inside the working chamber the combined auger consists of six zones: loading and transportation zones, preliminary compaction zones, evacuation zones, liquid components injection zone, homogenization zones and pressure stabilization zones; in the first zone of loading and transportation, the diameters of the shaft and turns of the auger, as well as the pitch of the turns of the auger, are constant, at the end of this zone the turn of the auger has a gap, in the place of which an annular track is made on the shaft of the auger, in the second zone of pre-sealing the shaft of the auger has a constant but larger than in the zone of loading and transportation, the diameter and thickness of the turns are increased, at the end of the second zone, the turn of the screw has a break, in the third zone of evacuation, the diameter of the screw shaft is made conical (constantly increasing), and in the body at the beginning of this zone there is a branch pipe for connecting to the vacuum -line, in the fourth zone of the introduction of liquid components, the diameter of the shaft and the pitch of the turns are constant and, starting from this zone and up to the end of the screw, slots are made in the turns, and in the body at the beginning of this zone there is a branch pipe for injecting liquid components, in the fifth homogenization zone the diameter of the shaft the screw is made conical (constantly increasing), in the sixth pressure stabilization zone, the shaft diameter is constant, and in the body along the length of this zone Adjusting bolts are installed with a step equal to the distance between the discontinuities along the axis of the annular tracks, the unloading chamber for the extrudate outlet is equipped with a device for adjusting the size of the outlet gap using a matrix movable in the horizontal plane.

Технический результат изобретения заключается в получении экструдата заданного состава за счет вакуумирования обрабатываемого продукта и регулируемого ввода жидких термолабильных компонентов, а также регулирования величины давления и температуры в зоне стабилизации давления с помощью регулировочных болтов, и адаптирование экструдирования продуктов с высоким содержанием ценных термолабильных компонентов в соответствие с основными кинетическими закономерностями процесса.The technical result of the invention is to obtain an extrudate of a predetermined composition by evacuating the processed product and controlled introduction of liquid thermolabile components, as well as regulating the pressure and temperature in the pressure stabilization zone using adjusting bolts, and adapting the extrusion of products with a high content of valuable thermolabile components in accordance with the main kinetic laws of the process.

На фиг. 1 приведено изображение общего вида экструдера для пищевой и агропромышленной отрасли.FIG. 1 shows a general view of an extruder for the food and agricultural industries.

Экструдер для пищевой и агропромышленной отрасли включает в свой состав электродвигатель 1, редуктор 2, загрузочный бункер 3, комбинированный шнек 4, патрубок 5 для соединения с вакуум-линией, патрубок 6 для ввода жидких компонентов, регулировочные болты 7, матрицу 8, разгрузочную камеру 9 для выхода экструдата, устройство для регулирования величины выходного зазора с помощью регулировочного штока 10, выгрузочный лоток 11, рабочую камеру 12 (фиг. 1). В витках шнека 4 выполнены прорези 13.An extruder for the food and agricultural industry includes an electric motor 1, a gearbox 2, a feed hopper 3, a combination auger 4, a nozzle 5 for connecting to a vacuum line, a nozzle 6 for introducing liquid components, adjusting bolts 7, a die 8, a discharge chamber 9 for the exit of the extrudate, a device for adjusting the size of the exit gap using the adjusting rod 10, the unloading chute 11, the working chamber 12 (Fig. 1). Slots 13 are made in the turns of the screw 4.

Внутри рабочей камеры 12 установлен комбинированный шнек 4, состоящий из шести зон: I зона загрузки и транспортирования, II зона предварительного уплотнения, III зона вакуумирования, IV зона ввода жидких компонентов, V зона гомогенизации и VI зона стабилизации давления (фиг. 1).Inside the working chamber 12, a combined auger 4 is installed, consisting of six zones: zone I for loading and transportation, zone II for preliminary compaction, zone III for evacuation, zone IV for introducing liquid components, zone V for homogenization and zone VI for pressure stabilization (Fig. 1).

Устройство для регулирования величины выходного зазора с помощью регулировочного штока 10 и выгрузочный лоток 11 образуют VII зону выгрузки.The device for adjusting the size of the outlet gap using the adjusting rod 10 and the unloading chute 11 form the VII unloading zone.

Конструктивно комбинированный шнек 4 (фиг. 1) выполняют сборным из отдельных шнековых витков, различающихся шагом и диаметром, и промежуточных колец, насаживаемых на гладкий вал и фиксируемых от проворачивания шпонкой.Structurally, the combined auger 4 (Fig. 1) is made as a composite of separate auger turns, differing in pitch and diameter, and intermediate rings, fitted on a smooth shaft and fixed against turning with a key.

В I зоне загрузки и транспортирования диаметры вала и витков шнека, а также шаг витков шнека постоянны. В конце I зоны загрузки и транспортирования виток шнека 4 имеет разрыв, на месте которого на валу шнека выполнена кольцевая дорожка постоянного диаметра.In the first zone of loading and transportation, the diameters of the shaft and turns of the screw, as well as the pitch of the turns of the screw, are constant. At the end of the I zone of loading and transportation, the turn of the screw 4 has a gap, in the place of which an annular track of constant diameter is made on the screw shaft.

Во II зоне предварительного уплотнения вал шнека 4 имеет постоянный, но больший, чем в зоне загрузки и транспортирования диаметр. Толщина витков увеличена, а в конце второй зоны виток шнека имеет разрыв.In the II zone of preliminary compaction, the screw shaft 4 has a constant, but larger diameter than in the zone of loading and transportation. The thickness of the turns is increased, and at the end of the second zone, the turn of the screw has a break.

В III зоне вакуумирования диаметр вал шнека 4 выполнен конусным (постоянно увеличивающимся), а в корпусе в начале этой зоны имеется патрубок 5 для соединения с вакуум-линией.In the III zone of evacuation, the diameter of the screw shaft 4 is made conical (constantly increasing), and in the housing at the beginning of this zone there is a branch pipe 5 for connection with the vacuum line.

В IV зоне ввода жидких компонентов диаметр вала и шаг витков постоянны и, начиная с этой зоны и до конца шнека, в витках выполнены прорези 13, а в корпусе в начале этой зоны имеется патрубок 6 для ввода жидких компонентов.In the IV zone of the introduction of liquid components, the shaft diameter and the pitch of the turns are constant and, starting from this zone and up to the end of the screw, slots 13 are made in the turns, and in the body at the beginning of this zone there is a branch pipe 6 for injecting liquid components.

В V зоне гомогенизации диаметр вала шнека 4 выполнен конусным (постоянно увеличивающимся).In the V homogenization zone, the diameter of the screw shaft 4 is made conical (constantly increasing).

В VI зоне стабилизации давления диаметр вала постоянен, и в корпусе по длине этой зоны с шагом, равным расстоянию между разрывами по оси кольцевых дорожек установлены регулировочные болты 7.In the VI zone of pressure stabilization, the shaft diameter is constant, and adjusting bolts 7 are installed in the body along the length of this zone with a step equal to the distance between the breaks along the axis of the annular tracks.

Разгрузочная камера 9 для выхода экструдата снабжена устройством для регулирования величины выходного зазора с помощью регулировочного штока 10 с помощью подвижной в горизонтальной плоскости матрицы 8.The unloading chamber 9 for the extrudate outlet is equipped with a device for adjusting the size of the outlet gap using an adjusting rod 10 using a die 8 movable in the horizontal plane.

Разгрузочная камера 9 снабжена выгрузочным лотком 11.The unloading chamber 9 is equipped with an unloading chute 11.

Начиная со IV зоны и до конца шнека в витке шнека 4 выполнены прорези 13, наличие которых в витках шнека приводит к турбулизации движущегося продукта и снижает темп роста температуры продукта за счет эффекта диссипации.Starting from zone IV and up to the end of the auger, slots 13 are made in the auger loop 4, the presence of which in the auger loops leads to turbulence of the moving product and reduces the rate of product temperature rise due to the dissipation effect.

Экструдер для пищевой и агропромышленной отрасли работает следующим образом.An extruder for the food and agro-industrial industry works as follows.

Включается регулируемый электродвигатель 1, который через редуктор 2 приводит во вращение комбинированный шнек 4. Исходное сырье подается в загрузочный бункер 3, из которого поступает в I зону загрузки и транспортирования рабочей камеры 12. При вращении шнека 4 обрабатываемый продукт транспортируется внутри рабочей камеры 12.An adjustable electric motor 1 is switched on, which, through a gearbox 2, drives the combined auger 4 into rotation. The feedstock is fed into the loading hopper 3, from which it enters the I zone for loading and transporting the working chamber 12. When the auger 4 rotates, the processed product is transported inside the working chamber 12.

Здесь продукт интенсивно перемешивается и перемещается вдоль шнека 4. Вследствие того, что диаметр вала шнека в этой зоне постоянен и диаметр и шаг витков шнека также постоянны, в ней осуществляется перемещение продукта вдоль винтового канала комбинированного шнека 4. В конце I зоне загрузки и транспортирования виток шнека имеет разрыв, после которого на валу шнека выполнена кольцевая дорожка постоянного диаметра. Назначение разрыва витка шнека состоит в том, что он способствует дополнительной турбулизации транспортируемого потока при перемещении продукта из I зоны загрузки и транспортирования во II зону предварительного уплотнения. В связи с тем, что во II зоне вал шнека 4 имеет постоянный, но больший, чем в I зоне загрузки и транспортирования диаметр и толщина витков увеличена, то происходит уменьшение рабочего объема межвиткового пространства вдоль шнека 4. Из-за того, что в этой зоне вал шнека имеет постоянный, но больший, чем в I зоне загрузки и транспортирования диаметр, т.е. происходит уменьшение объема межвиткового пространства, то продукт начинает уплотняться, вытесняя воздух. Вследствие этого обрабатываемый продукт уплотняется и сжимается. Одновременно с помощью патрубка 5, соединенного с вакуум-линией, в III зоне создается область пониженного давления (вакуум) и из нее удаляется воздух. Из-за разрыва витка шнека в конце II зоны и уменьшения диаметра вала в начале III зоны вакуумирования созданы оптимальные условия для удаления воздуха. Из-за того, что диаметр вала шнека 4 в ней выполнен конусным (постоянно увеличивающимся), то происходит сжатие продукта. В результате уменьшения свободного объема витков по ходу движения материала, вследствие уменьшения шага и увеличения диаметра вала от начала к концу шнекового вала 4, материал подвергается сжатию. При этом в материале возникает давление. Из III зоны вакуумирования продукт перемещается в IV зону ввода жидких компонентов, в которой диаметр вала и шаг витков постоянны, а в витках шнека 4 выполнены прорези 13. Одновременно через патрубок 6, расположенный в корпусе в начале этой зоны, вводятся жидкие компоненты.Here the product is intensively mixed and moves along the screw 4. Due to the fact that the diameter of the screw shaft in this zone is constant and the diameter and pitch of the screw turns are also constant, the product moves along the screw channel of the combined screw 4. At the end of the I loading and transportation zone, the turn the screw has a break, after which an annular track of constant diameter is made on the screw shaft. The purpose of the rupture of the screw loop is that it contributes to additional turbulence of the transported flow when moving the product from the I zone of loading and transportation to the II zone of preliminary compaction. Due to the fact that in the II zone the screw shaft 4 has a constant, but larger than in the I zone of loading and transportation, the diameter and thickness of the turns is increased, then there is a decrease in the working volume of the turn-to-turn space along the screw 4. Due to the fact that in this in the zone, the screw shaft has a constant but larger diameter than in zone I of loading and transportation, i.e. there is a decrease in the volume of the turn-to-turn space, then the product begins to thicken, displacing air. As a result, the processed product is compacted and compressed. At the same time, with the help of a branch pipe 5 connected to the vacuum line, an area of reduced pressure (vacuum) is created in the III zone and air is removed from it. Due to the rupture of the screw loop at the end of zone II and a decrease in the shaft diameter at the beginning of zone III of evacuation, optimal conditions for air removal have been created. Due to the fact that the diameter of the screw shaft 4 in it is made conical (constantly increasing), the product is compressed. As a result of a decrease in the free volume of turns in the direction of movement of the material, due to a decrease in the pitch and an increase in the diameter of the shaft from the beginning to the end of the screw shaft 4, the material is compressed. This creates pressure in the material. From the III zone of evacuation, the product moves to the IV zone of the introduction of liquid components, in which the diameter of the shaft and the pitch of the turns are constant, and slots 13 are made in the turns of the screw 4. Simultaneously, liquid components are introduced through the nozzle 6 located in the body at the beginning of this zone.

В дальнейшем продукт перемещается в V зону гомогенизации. Вследствие того, что в V зоне гомогенизации диаметр вала шнека конусным (постоянно увеличивающимся), то давление в ней увеличивается, что приводит к расплавлению мелких включений. Расплав интенсивно перемешивается при помощи шнека 4 и турбулизирует поток.Subsequently, the product moves to the V homogenization zone. Due to the fact that in the V homogenization zone the diameter of the screw shaft is conical (constantly increasing), the pressure in it increases, which leads to the melting of small inclusions. The melt is intensively mixed by means of a screw 4 and turbulizes the flow.

Во второй зоне стабилизации происходит повторное выравнивание давление и температурных полей материала. Третья зона сжатия позволяет получить необходимое конечное давление продукта, за счет уменьшения шага витков шнека.In the second stabilization zone, the pressure and temperature fields of the material are re-equalized. The third compression zone allows you to obtain the required final pressure of the product, by reducing the pitch of the screw turns.

При дальнейшем перемещении продукта в VI зону стабилизации давления из-за того, что диаметр вала постоянен происходит стабилизация давления.With further movement of the product into the VI zone of pressure stabilization, due to the fact that the shaft diameter is constant, the pressure is stabilized.

Выполненные после разрыва на валу шнека 4 кольцевые дорожки постоянного диаметра предназначены для перемещения в радиальном направлении регулировочных болтов 7. Болты 7 при закручивании входят в межвитковое пространство VI зоны рабочей камеры 12, заполняя пространство над кольцевой дорожкой, при этом происходит уменьшения объема винтового канала, что в свою очередь приводит к возрастанию давления перемещаемого потока.4 annular tracks of constant diameter made after rupture on the screw shaft are designed to move in the radial direction of the adjusting bolts 7. The bolts 7, when tightened, enter the interturn space of the VI zone of the working chamber 12, filling the space above the annular track, while the volume of the screw channel decreases, which in turn leads to an increase in the pressure of the transported stream.

В витках шнека 4 в этой зоне выполнены прорези 13, между которыми на валу шнека выполнены кольцевые дорожки 16. Продукт, проходя через прорези 13 в витках шнека, турбулизируется. Регулировочные болты 7, находящиеся над кольцевыми дорожками, при перемещении в радиальном направлении изменяют объем винтового канала, что в свою очередь приводит к возрастанию (при закручивании болтов 7) или уменьшению (при откручивании болтов 7) давления транспортируемого потока продукта.In the turns of the screw 4 in this zone there are slots 13, between which on the shaft of the screw there are annular tracks 16. The product, passing through the slots 13 in the turns of the screw, is turbulized. The adjusting bolts 7, located above the annular tracks, when moving in the radial direction, change the volume of the screw channel, which in turn leads to an increase (when tightening the bolts 7) or decrease (when unscrewing the bolts 7) the pressure of the transported product flow.

Экструдированный материал на выходе из рабочей камеры 12 встречается с устройством 10, регулирующим толщину выходной щели с помощью подвижной матрицы 8. Регулировочное устройство 10 обеспечивает регулирование давления в рабочей камере 12 экструдера.The extruded material at the exit from the working chamber 12 meets with a device 10, which regulates the thickness of the exit slot using a movable die 8. The adjusting device 10 controls the pressure in the working chamber 12 of the extruder.

Во VI зоне стабилизации давления окончательно образуется расплав однородный по структуре и температуре, наличие прорезей в витках шнека 4 способствует прохождению продукта и выдавливанию через матрицу 8.In the VI zone of pressure stabilization, a melt is finally formed that is homogeneous in structure and temperature, the presence of slots in the turns of the screw 4 contributes to the passage of the product and extrusion through the matrix 8.

Геометрические размеры прорезей 13 в витках шнека 4 в IV, V и VI зонах, а также количество, шаг расположения и диаметр регулировочных болтов 7 в VI зоне стабилизации давления, зависят от свойств перерабатываемого материала и технологического режима переработки.The geometric dimensions of the slots 13 in the turns of the screw 4 in the IV, V and VI zones, as well as the number, pitch and diameter of the adjusting bolts 7 in the VI zone of pressure stabilization, depend on the properties of the processed material and the technological mode of processing.

С помощью регулировочного штока 10, расположенного в устройстве для регулирования величины выходного зазора, регулируется и устанавливается требуемая величина давления в VI зоне.With the help of the adjusting rod 10 located in the device for adjusting the size of the outlet gap, the required pressure value in the VI zone is regulated and set.

При выходе из экструдера в разгрузочную камеру 9 в результате большого перепада давления гомогенная масса вспучивается (происходит ее взрыв). Вследствие желатинизации крахмала, деструкции целлюлозно-лигниновых образований значительно улучшается его пищевая ценность.When leaving the extruder into the unloading chamber 9, as a result of a large pressure drop, the homogeneous mass swells (its explosion occurs). Due to the gelatinization of starch, the destruction of cellulose-lignin formations, its nutritional value is significantly improved.

Готовый продукт удаляется из камеры 9 по выгрузочному лотку 11.The finished product is removed from the chamber 9 along the unloading chute 11.

Предлагаемый экструдер для пищевой и агропромышленной отрасли имеет следующие преимущества:The proposed extruder for the food and agricultural industry has the following advantages:

- процесс экструдирования в нем адаптирован в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса экструзии;- the extrusion process in it is adapted in accordance with the basic kinetic laws of the extrusion process;

- получение экструдата с заданным химическим составом счет за счет использования регулируемого давления по длине рабочей камеры 12;- obtaining an extrudate with a given chemical composition due to the use of controlled pressure along the length of the working chamber 12;

- возможность улучшения качества экструдата за счет вакуумирования и ввода жидких термолабильных компонентов и применения более мягких, «щадящих» температурных режимов и равномерной обработки;- the possibility of improving the quality of the extrudate due to evacuation and introduction of liquid thermolabile components and the use of softer, "sparing" temperature conditions and uniform processing;

- экструдирование различного сырья за счет плавного, постепенного возрастания температуры и давления со ступенчатой их стабилизацией, необходимой для протекания физико-химических изменений основных компонентов продуктов;- extrusion of various raw materials due to a smooth, gradual increase in temperature and pressure with their stepwise stabilization, necessary for the course of physicochemical changes in the main components of products;

- универсализация экструдера, т.е. использование его при экструдировании различных продуктов растительного или животного происхождения.- universalization of the extruder, i.e. its use in the extrusion of various products of plant or animal origin.

Claims (1)

Экструдер для пищевой и агропромышленной отрасли, включающий привод, рабочую камеру с расположенным внутри нее комбинированным шнеком, матрицу, загрузочный бункер и разгрузочную камеру для выхода экструдата, отличающийся тем, что расположенный внутри рабочей камеры комбинированный шнек состоит из шести зон: зоны загрузки и транспортирования, зоны предварительного уплотнения, зоны вакуумирования, зоны ввода жидких компонентов, зоны гомогенизации и зоны стабилизации давления; в первой зоне загрузки и транспортирования диаметры вала и витков шнека, а также шаг витков шнека постоянны, в конце этой зоны виток шнека имеет разрыв, на месте которого на валу шнека выполнена кольцевая дорожка, во второй зоне предварительного уплотнения вал шнека имеет постоянный, но больший, чем в зоне загрузки и транспортирования, диаметр, и толщина витков увеличена, в конце второй зоны виток шнека имеет разрыв, в третьей зоне вакуумирования диаметр вала шнека выполнен конусным - постоянно увеличивающимся, а в корпусе в начале этой зоны имеется патрубок для соединения с вакуум-линией, в четвертой зоне ввода жидких компонентов диаметр вала и шаг витков постоянны и, начиная с этой зоны и до конца шнека, в витках выполнены прорези, а в корпусе в начале этой зоны имеется патрубок для ввода жидких компонентов, в пятой зоне гомогенизации диаметр вала шнека выполнен конусным - постоянно увеличивающимся, в шестой зоне стабилизации давления диаметр вала постоянен, и в корпусе по длине этой зоны с шагом, равным расстоянию между разрывами по оси кольцевых дорожек, установлены регулировочные болты, разгрузочная камера для выхода экструдата снабжена устройством для регулирования величины выходного зазора с помощью подвижной в горизонтальной плоскости матрицы.Extruder for the food and agricultural industry, including a drive, a working chamber with a combined screw located inside it, a die, a loading hopper and an unloading chamber for extrudate output, characterized in that the combined screw located inside the working chamber consists of six zones: loading and transportation zones, zones of preliminary compaction, zones of evacuation, zones of injection of liquid components, zones of homogenization and zones of pressure stabilization; in the first zone of loading and transportation, the diameters of the shaft and turns of the auger, as well as the pitch of the turns of the auger, are constant, at the end of this zone the turn of the auger has a gap, in the place of which an annular track is made on the shaft of the auger, in the second zone of pre-sealing the shaft of the auger has a constant but larger than in the loading and transportation zone, the diameter and thickness of the turns are increased, at the end of the second zone the screw turn has a break, in the third evacuation zone the screw shaft diameter is made conical - constantly increasing, and in the body at the beginning of this zone there is a branch pipe for connecting to the vacuum -line, in the fourth zone of the introduction of liquid components, the diameter of the shaft and the pitch of the turns are constant and, starting from this zone and up to the end of the screw, slots are made in the turns, and in the body at the beginning of this zone there is a branch pipe for injecting liquid components, in the fifth homogenization zone the diameter the screw shaft is made conical - constantly increasing, in the sixth pressure stabilization zone, the shaft diameter is constant, and in the body along the length of this zones with a step equal to the distance between the breaks along the axis of the annular tracks, adjusting bolts are installed, the unloading chamber for the extrudate outlet is equipped with a device for adjusting the size of the outlet gap using a matrix movable in the horizontal plane.
RU2020125165A 2020-07-29 2020-07-29 Extruder RU2750158C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125165A RU2750158C1 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Extruder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125165A RU2750158C1 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Extruder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750158C1 true RU2750158C1 (en) 2021-06-22

Family

ID=76504901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125165A RU2750158C1 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Extruder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750158C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177702C1 (en) * 2000-12-18 2002-01-10 Воронежская государственная технологическая академия Food products reprocessing extruder
RU2378115C2 (en) * 2004-10-20 2010-01-10 Блах Фервальтунгс Гмбх Унд Ко. Кг Extruder
DE202016101935U1 (en) * 2016-04-13 2016-04-27 Gneuss Gmbh Extrusion plant for the production of molded plastic parts
RU190963U1 (en) * 2019-03-04 2019-07-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) PRESS EXTRUDER FOR PROCESSING HEATED MATERIAL
WO2019191085A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Entek Manufacturing Llc Multiple screw extruder implemented with vacuum vent and screws configured to densify, or extract fluid from, material processed by the extruder
CN110753607A (en) * 2017-06-19 2020-02-04 路易吉班德拉建筑机械股份公司 Purification apparatus and process for food-contact plastic materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177702C1 (en) * 2000-12-18 2002-01-10 Воронежская государственная технологическая академия Food products reprocessing extruder
RU2378115C2 (en) * 2004-10-20 2010-01-10 Блах Фервальтунгс Гмбх Унд Ко. Кг Extruder
DE202016101935U1 (en) * 2016-04-13 2016-04-27 Gneuss Gmbh Extrusion plant for the production of molded plastic parts
CN110753607A (en) * 2017-06-19 2020-02-04 路易吉班德拉建筑机械股份公司 Purification apparatus and process for food-contact plastic materials
WO2019191085A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Entek Manufacturing Llc Multiple screw extruder implemented with vacuum vent and screws configured to densify, or extract fluid from, material processed by the extruder
RU190963U1 (en) * 2019-03-04 2019-07-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) PRESS EXTRUDER FOR PROCESSING HEATED MATERIAL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8721312B2 (en) Kneading extruder
US7588789B1 (en) High capacity extrusion die assembly
EP3648946B1 (en) Compact extruder and extrusion of thermomechanically deformable pellets
EP1091798B1 (en) Mixing device
US20230321873A1 (en) Extruder and molding assembly
US4461734A (en) Process for plasticization and pumping of low bulk density plastics
US9750268B1 (en) Grain bulk densifying die apparatus and method
JP5889493B1 (en) Injection molding machine and injection molding method
US7387426B2 (en) Extruder screw with mixing section
RU2750158C1 (en) Extruder
US20200147916A1 (en) Grain dehydrating compressor for wet grain system and method
DE10012532A1 (en) Transfer molding of recycled plastic mixtures containing thermoplastic polyesters and modifiers comprises heating and drying polyesters, adding modifiers to product in plasticising unit and injecting molten mixture into mold
US20180161777A1 (en) Multi-grain de-clumper system and method
CN114126829A (en) Extruder for tackifying fusible polymers
RU2704289C1 (en) Extruder
CN101954732A (en) Cone-shaped single-screw extruder with parallel screw head section
RU2145282C1 (en) Method for destruction of elastomer material and disperser for its realization
RU118845U1 (en) SCREW EXTRUDER
DE69212748T2 (en) Apparatus for recuperating heterogeneous waste, especially heterogeneous plastic waste
WO2022096179A1 (en) Method and device for processing polycondensates
EP0907492B1 (en) Port device for extruder
RU2177702C1 (en) Food products reprocessing extruder
DE102011000675B4 (en) Method and device for conveying a bulk material flow
RU2227782C1 (en) Screw-type extruder
RU2798335C1 (en) Unit for the production of rubber-polyolefin compositions