WO2021163781A1 - Экструдер для органического сырья - Google Patents
Экструдер для органического сырья Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021163781A1 WO2021163781A1 PCT/BY2021/000002 BY2021000002W WO2021163781A1 WO 2021163781 A1 WO2021163781 A1 WO 2021163781A1 BY 2021000002 W BY2021000002 W BY 2021000002W WO 2021163781 A1 WO2021163781 A1 WO 2021163781A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- extruder
- screw
- raw materials
- die
- organic raw
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K40/00—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs
- A23K40/25—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs by extrusion
Definitions
- the invention relates to a device for the production of feed, feed additives and fertilizers from organic raw materials, including bioorganic waste, and can be used for the manufacture of a protein product with high nutritional value and is used for mixing, mixing, processing, grinding and extruding various organic materials.
- Known extruder [1] containing a working chamber, consisting of several modules and having a loading pipe and a matrix, a variable diameter screw and a drive, characterized in that the first loading and mixing module has a cylindrical housing with a constant diameter screw, the compression module has a conical housing with with a decreasing inner diameter towards the matrix and an increasing diameter of the screw shaft, the pressure stabilization module has constant diameter of the housing and shaft of the screw, and the screw in this module is double-threaded and consists of segments with an angle ⁇ 1, installed with a step of angle ⁇ 2 in such a way as to ensure mutual overlap of the segments, while on the inner side of the extruder housing at the end of the pressure stabilization zone, a helical guiding cut in the direction of product movement, which prevents the formation of a counterflow of the extruded product in the gap between the screw and the body in the direction opposite to the main course of the product and improves the conditions for the process of pressure stabilization in the extruded product, the next module has a
- a paddle structure is used for mixing and extrusion.
- Known shovel extruder [2] which includes a feed unit, a block of blades for plasticization and transportation and an extrusion block connected in series.
- the block of blades for plasticization and transportation contains a cylindrical rotor shaft, an eccentrically hollow stator with a cylindrical inner cavity, concave and convex pairs of blades located in the cavity of a hollow stator, which is located in a hollow plate, and the stopper plate on both sides of the stator consists of the same material.
- a concave and convex pair of blades are located in a radial rectangular hole made in the cylindrical shaft of the rotor. The hole for pressure relief communicates with the surface of rotation of the blade.
- a turbine system is used.
- Known device [3] in which the structure of the left end of the second turbine has an outer blade of a multi-disk turbine and a plurality of outer grooves of the blade.
- the cylinder cover is installed in the group of central screw channels of the central bolt, and the right stationary disk of the cylinder of a special shape is made in according to the outer plate for fixing and forms a space in which the outer blade of the turbine, the groove of the outer blade, the inner blade of the turbine and the film trap are located to form the material for stirring, stirring, crushing, crushing, extrusion and conveying. It can be mixed, stirred, squeezed, crushed, plasticized and stirred.
- the technical objective of the invention is to create an extruder with an extrusion unit that mixes, crushes, plasticizes, mixes and extrudes a high-quality product from bioorganic raw materials
- the extruder consists of a shaft, a sealing element, a screw part, a working cylinder and an extrusion unit block, which consists of a screw turbine and a matrix, and the matrix consists of at least two parts, each of which has at least two holes.
- the matrix consists of at least two parts, each of which has at least two holes.
- at least one part of the matrix is movable and at least one part of the matrix is fixed.
- Each part of the matrix contains at least two holes with a diameter of 1> 10 mm.
- Fig. 1 shows a cross-section of an extruder
- in fig. 2 shows the stationary part of the die of the extruder
- in fig. 3 shows the movable part of the die of the extruder
- in fig. 4 shows one of the embodiments of the screw-turbine of the extruder
- in fig. 5 shows the working cylinder of the extruder.
- the extruder contains a movable part of the die (1), a screw-turbine (2), a fixed part of the die (3), a sealing element (4), a screw part of the extruder (5), a working cylinder of the extruder (6), a shaft (7) and a spiral guide working cylinder (8).
- the extruder works as follows: the raw material passes through the working cylinder (6), on the inner surface of which spiral guides (8) are made, preventing the possibility of returning the raw material when moving along the screw part of the extruder (5).
- the raw material is gradually compressed, crushed by the screw-turbine (2) and then crushed, passing through the corresponding holes of the stationary (3) and movable (1) parts of the matrix.
- One of the properties of the biorheological process is an increase in the degree of assimilation of the product.
- the raw material passes through the working cylinder, on the inner surface of which spiral guides are made that prevent the possibility of returning the raw material when moving along the screw part of the extruder, such a design of the working cylinder allows developing a stable stable pressure necessary for high-quality rupture of the product at the exit from the matrix.
- the matrix consists of two parts, movable and fixed, the fixed one is connected to the working cylinder of the extruder, and the movable one is attached to the screw-turbine.
- the raw material When moving along the screw part of the extruder, the raw material is gradually compressed by changing the depth of the screws, not possessing fluidity and upon deformation, it behaves like a solid, usually accompanied by the penetration of water molecules through the layers of raw materials, transfers it to a state of liquefaction. In this state, the raw material acquires fluidity and can be considered as a liquid, and upon leaving the matrix, as a dense gas, in which the role of molecules is played by particles of the dispersed phase, and the effective temperature is determined by the parameters of the action.
- the raw material in this state acquires a number of properties, since the fluidity is determined by the processes of formation and destruction of the structure occurring in it and a transition to boiling occurs, accompanied by the rupture of the cell walls of the raw material, which is facilitated by the structural feature of the matrix.
- the extrusion process takes place at a stable and stable pressure of 50> 70 MPa, with simultaneous hydrothermal heating at a temperature of + 150> 180 ° C, for 90-120 sec.
- Patent for invention of the Russian Federation N "2704289, ⁇ 23 ⁇ 30 / 20, filing date 01/03/2019.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для производства кормов, кормовых добавок и удобрений из органического сырья, в том числе биоорганических отходов и может быть использовано для изготовления белкового продукта с высокой питательной ценностью и используется для перемешивания, смешивания, обработки, измельчения и экструдирования различных органических материалов. Экструдер для органического сырья состоит из вала, уплотняющего элемента, шнековой части, рабочего цилиндра и экструзионного блока, отличающийся тем, что экструзионный блок состоит из шнек-турбины и матрицы, причём матрица состоит из не менее, чем двух частей каждая из которых имеет не менее двух отверстий. При этом не менее, чем одна часть матрицы является подвижной и не менее, чем одна часть матрицы является неподвижной. Каждая часть матрицы содержит не менее двух отверстий с диаметром 1 > 8 мм.
Description
Экструдер для органического сырья.
Изобретение относится к устройствам для производства кормов, кормовых добавок и удобрений из органического сырья, в том числе биоорганических отходов и может быть использовано для изготовления белкового продукта с высокой питательной ценностью и используется для перемешивания, смешивания, обработки, измельчения и экструдирования различных органических материалов.
При переработке органических материалов очень важны такие процессы, как измельчение, обработка, перемешивание, смешивание и экструзия. Обычные винтовые машины, одно- или многошнековые, имеют ограниченную способность перемещать и измельчать сырье.
Известен экструдер [1], содержащий рабочую камеру, состоящую из нескольких модулей и имеющую загрузочный патрубок и матрицу, шнек переменного диаметра и привод, отличающийся тем, что первый модуль загрузки и смешения имеет цилиндрический корпус со шнеком постоянного диаметра, модуль сжатия имеет конический корпус с уменьшающимся в сторону матрицы внутренним диаметром и увеличивающийся диаметр вала шнека, модуль стабилизации давления имеет
постоянный диаметр корпуса и вала шнека, причем шнек в этом модуле выполнен двухзаходным и состоит из сегментов с углом ф1, установленных с шагом угла ф2 таким образом, чтобы обеспечивать взаимное перекрытие сегментов, при этом на внутренней стороне корпуса экструдера в конце зоны стабилизации давления выполнена винтовая направляющая нарезка в направлении движения продукта, которая препятствует образованию противотока экструдируемого продукта в зазоре между шнеком и корпусом в направлении, противоположном основному ходу продукта и улучшает условия протекания процесса стабилизации давления в экструдируемом продукте, следующий модуль имеет конический корпус с уменьшающейся в сторону матрицы конусностью и увеличивающимся диаметром вала шнека, после которого следует второй модуль стабилизации давления, имеющий постоянный диаметр корпуса и вала шнека, при этом шнек в этом модуле выполнен двухзаходным и состоит из сегментов с углом фЗ, установленных с шагом угла ф4 так, чтобы взаимное перекрытие сегментов было меньше, чем в предыдущем модуле стабилизации давления, при этом на внутренней стороне корпуса экструдера в конце зоны стабилизации давления второго модуля также выполнена винтовая направляющая нарезка в направлении движения продукта, кроме того в модуле дозирования шнек имеет уменьшающийся шаг нарезки.
Недостатком данного устройства является недостаточное измельчение конечного продукта.
Чтобы преодолеть недостатки шнекового экструдера используют лопастную структуру для смешивания и экструзии. Известен лопатной экструдер [2], включающий блок подачи, блока лопаток для пластификации и транспортировки и экструзионный блок, соединенные последовательно. Блок лопаток для пластификации и транспортировки содержит цилиндрический вал ротора, эксцентрически полый статор с цилиндрической внутренней полостью, вогнутыми и выпуклыми парами лопастей, размещенными в полости полого статора, который располагается в полой пластине, причем стопорная пластина на обеих сторонах статора состоят из одинакового материала. Вогнутая и выпуклая пара лопастей расположены в радиальном прямоугольном отверстии, проделанном в цилиндрическом валу ротора. Отверстие, для сброса давления, сообщается с поверхностью вращения лопасти.
Недостатком данного решения является недостаточная износоустойчивость лопастей и невысокая степень измельчения конечного продукта.
Чтобы преодолеть недостатки экструдера с лопатками используют систему с турбиной. Известно устройство [3], в котором конструкция левого конца второй турбины имеет внешнюю лопатку многодисковой турбины и множество наружных канавок лопатки. При этом крышка цилиндра установлена в группе центральных винтовых каналов центрального болта, а правый неподвижный диск цилиндра специальной формы, выполнен в
соответствии с внешней пластиной для фиксации и образует пространство, в котором находится внешняя лопатка турбины, канавка внешней лопатки, внутренняя лопасть турбины и пленочная ловушка чтобы сформировать материал для перемешивания, перемешивания, дробления, измельчения, экструзии и транспортировки. Его можно смешивать, перемешивать, выдавливать, разбивать, пластифицировать и перемешивать.
Недостатком данного решения является механическая сложность устройства, наличие нескольких двигателей и, следовательно, повышенное энергопотребление
Наиболее близким к заявленному техническому решению устройству является техническое решение [3], которое выберем в качестве прототипа.
Технической задачей изобретения является создание экструдера с экструзионным блоком, который перемешивает, дробит, пластифицирует, смешивает и экструдирует качественный продукт из биоорганического сырья
Поставленная задача решается тем, что экструдер состоит из вала, уплотняющего элемента, шнековой части, рабочего цилиндра и блока экструзионного блока, который состоит из шнек-турбины и матрицы, причём матрица состоит из не менее, чем двух частей, каждая из которых имеет не менее двух отверстий. При этом не менее, чем одна часть матрицы является подвижной и не менее, чем одна часть матрицы является неподвижной. Каждая часть матрицы содержит не менее двух отверстий, имеющих диаметр от 1 > 10 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых: на фиг. 1 представлен экструдер в разрезе; на фиг. 2 представлена неподвижная часть матрицы экструдера; на фиг. 3 представлена подвижная часть матрицы экструдера; на фиг. 4 представлена один из вариантов выполнения шнек- турбины экструдера; на фиг. 5 представлен рабочий цилиндр экструдера.
На чертежах обозначены следующие элементы экструдера:
1 - подвижная часть матрицы;
2 - шнек-турбина;
3 - неподвижная часть матрицы
4 - уплотняющий элемент;
5 - шнековая часть экструдера;
6 - рабочий цилиндр;
7 - вал;
8 - спиральная направляющая рабочего цилиндра.
Экструдер содержит подвижную часть матрицы (1), шнек- турбину (2), неподвижную часть матрицы (3), уплотняющий элемент (4), шнековую часть экструдера (5), рабочий цилиндр экструдера (6), вал (7) и спиральную направляющую рабочего цилиндра (8).
Экструдер работает следующим образом: сырье проходит по рабочему цилиндру (6), на внутренней поверхности которого выполнены спиральные направляющие (8) препятствующие возможности возврата сырья при продвижении по шнековой части экструдера (5). При продвижении по шнековой части экструдера (5), сырье постепенно сжимается, измельчается шнек-турбиной (2) и затем измельчается, проходя через соответствующие отверстия неподвижной (3) и подвижной (1) части матрицы.
Одним из свойств биореологического процесса является, увеличение степени усвоения продукта.
Промышленная применимость устройства и способа подтверждается чертежами, приведенными на фиг. 1,2, 3,4, 5.
Пример работы устройства:
Сырье проходит по рабочему цилиндру, на внутренней поверхности которого выполнены спиральные направляющие препятствующие возможности возврата сырья при продвижении по шнековой части экструдера, такая конструкция рабочего цилиндра позволяет развивать устойчивое стабильное давление, необходимое для качественного разрыва продукта на выходе из матрицы.
Матрица состоит из двух частей, подвижной и неподвижной, неподвижная соединяется с рабочим цилиндром экструдера, а подвижная крепится на шнеке-турбине.
При продвижении по шнековой части экструдера, сырье постепенно сжимается посредством изменения глубины шнеков, не
обладая текучестью и при деформировании оно ведет себя как твердое тело, сопровождаемое обычно проникновением молекул воды через слои сырья, переводит его в состояние ожижения. В этом состоянии сырье приобретает текучесть и его можно рассматривать, как жидкость, а при выходе из матрицы, как плотный газ, в котором роль молекул играют частицы дисперсной фазы, а эффективная температура определяется параметрами воздействия. Сырье в этом состоянии получает ряд свойств, т. к. текучесть определяется происходящими в нем процессами образования и разрушения структуры и происходит переход к кипению, сопровождаемый разрывом стенок клеток сырья, чему способствует конструкционная особенность матрицы.
Процесс экструзии протекает при устойчиво-стабильном давлении 50 >70 МПа, с одновременным гидротермическим нагревом при температуре + 150 > 180°С , в течение 90-120 сек.
Источники информации:
1. Патент на изобретение РФ N» 2704289, А23Р30/20, дата подачи заявки 09.01.2019 г.
2. Патент на полезную модель КНР CN202045847U, В29С47/00, дата подачи 24.02.2011 г.
3. Патент на полезную модель КНР CN205219679U, В29С47/36, дата подачи 15.10.2015 г.
Claims
1. Экструдер для органического сырья состоит из вала, уплотняющего элемента, шнековой части, рабочего цилиндра и экструзионного блока, отличающийся тем, что экструзионный блок состоит из шнек-турбины и матрицы, причём матрица состоит из не менее, чем двух частей каждая из которых имеет не менее двух отверстий.
2. Экструдер для органического сырья по п.1, отличающийся тем, что не менее, чем одна часть матрицы является подвижной.
3. Экструдер для органического сырья по п.1, отличающийся тем, что не менее, чем одна часть матрицы является неподвижной.
4. Экструдер для органического сырья по п.1, отличающийся тем, что каждая часть матрицы содержит не менее двух отверстий, имеющий диаметр 1 > 8 мм.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BYA20200056 | 2020-02-21 | ||
| BY20200056 | 2020-02-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021163781A1 true WO2021163781A1 (ru) | 2021-08-26 |
Family
ID=77390213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/BY2021/000002 WO2021163781A1 (ru) | 2020-02-21 | 2021-02-18 | Экструдер для органического сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2021163781A1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE845009C (de) * | 1949-06-16 | 1952-07-28 | Franz Dipl-Ing Burghauser | Schneckenpresse |
| US3422748A (en) * | 1966-12-27 | 1969-01-21 | California Pellet Mill Co | Axial extrusion mill |
| RU2243098C2 (ru) * | 2002-12-15 | 2004-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Экструдер |
| RU2337826C1 (ru) * | 2007-04-18 | 2008-11-10 | Институт Механики Сплошных Сред Уральского Отделения Российской Академии Наук | Способ экструзии материала, например крахмалосодержащего, и экструдер |
| RU2354556C2 (ru) * | 2007-06-19 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Пресс-экструдер |
| RU185992U1 (ru) * | 2018-10-08 | 2018-12-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарская государственная сельскохозяйственная академия" | Шнековый пресс-экструдер |
-
2021
- 2021-02-18 WO PCT/BY2021/000002 patent/WO2021163781A1/ru active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE845009C (de) * | 1949-06-16 | 1952-07-28 | Franz Dipl-Ing Burghauser | Schneckenpresse |
| US3422748A (en) * | 1966-12-27 | 1969-01-21 | California Pellet Mill Co | Axial extrusion mill |
| RU2243098C2 (ru) * | 2002-12-15 | 2004-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Экструдер |
| RU2337826C1 (ru) * | 2007-04-18 | 2008-11-10 | Институт Механики Сплошных Сред Уральского Отделения Российской Академии Наук | Способ экструзии материала, например крахмалосодержащего, и экструдер |
| RU2354556C2 (ru) * | 2007-06-19 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Пресс-экструдер |
| RU185992U1 (ru) * | 2018-10-08 | 2018-12-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарская государственная сельскохозяйственная академия" | Шнековый пресс-экструдер |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6116770A (en) | Mixing element for screw extruder | |
| US4408888A (en) | Double-worm extrusion press | |
| US4462691A (en) | Mixer/extruder having selectively variable shearing action therein | |
| US2765491A (en) | Extrusion apparatus | |
| EP3299141B1 (en) | Biaxial or tri-axial eccentric rotor volume pulsed deformation plasticizing method and device | |
| US7270471B2 (en) | Extruder | |
| US4131368A (en) | Scrolls for extruding machines | |
| CN101875233A (zh) | 一字型排列的锥形三螺杆挤出机 | |
| US4356140A (en) | Extrusion method with short cycle multichannel wave screw | |
| CN104960178A (zh) | 一种行星式多螺杆挤出机 | |
| JPH0236920A (ja) | スクリュー押出機 | |
| CN202146733U (zh) | 转子三角形排列的三转子连续混炼机组 | |
| WO2021163781A1 (ru) | Экструдер для органического сырья | |
| CN109331929B (zh) | 塑化胶粉碾磨机 | |
| RU2686439C1 (ru) | Пресс-экструдер для переработки зерновой смеси | |
| RU2053122C1 (ru) | Экструдер для переработки и производства каучука и термопластичных пластмасс | |
| US3475788A (en) | Extruder | |
| CN102228818A (zh) | 转子三角形排列的锥形三转子连续混炼机组 | |
| CN101992538A (zh) | 双向单螺杆挤出机 | |
| RU122330U1 (ru) | Двухшнековый экструдер | |
| CN102225316A (zh) | 转子三角形排列的三转子连续混炼机组 | |
| UA15853U (en) | Device for processing of polymer-containing materials | |
| RU2002626C1 (ru) | Экструдер дл обработки и производства каучука и термопластичных пластмасс | |
| CN109794214B (zh) | 一种强剪切力高分子断链方法及其剪刀式强剪切力化学反应器 | |
| RU2205105C1 (ru) | Экструдер для переработки термопластичных материалов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21757259 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21757259 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |