Государственный
жүктеу/скачать 2.65 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Оборудование для формования штампованием (прессованием).
| Тема 6. Оборудование для механической обработки сырья и полуфабрикатов формованием.
Разнообразие свойств пищевых продуктов, а также различия требований к внешнему виду продукции, обусловили многообразие способов ее формования. Практически все способы формования осуществляются с применением повышенного давления, создаваемого так называемыми нагнетателями. В связи с этим, формующее оборудование классифицируется по типу нагнетателей, принятых в зависимости от реологических характеристик формуемого продукта. В пищевой промышленности для формования изделий используются следующие типы нагнетателей: поршневые, шестеренные, лопастные, шнековые (с одним или несколькими шнеками), валковые и комбинированные. Поршневые нагнетатели применяются при формовании экструзией, отливкой и отсадкой вязко-текучих пищевых масс, при таблетировании сыпучих масс. Шестеренные нагнетатели, как правило, в качестве рабочих органов имеют зацепляющиеся между собой шестерни, которые, вращаясь в неподвижном кожухе, обеспечивают объемное выдавливание продукта из зоны питания в зону нагнетания. Принцип действия лопастных нагнетателей не отличается от принципа действия аналогичных лопастных насосов. Валковые нагнетатели применяют в тех случаях, когда нет необходимости создания высоких давлений. Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили шнековые нагнетатели. Их достоинством является возможность непрерывной подачи массы, создания высоких давлений, возможность термостатирования и пластификации пищевой массы при ее прохождению по каналу шнека. По характеру движения нагнетательных органов все машины делятся на машины с непрерывным и периодическим действием. Общепринято подразделять формующие машины по напорно-расходным характеристикам их нагнетателей (зависимость объемного расхода от давления) на три группы: жесткую, мягкую и переменную. Жесткая характеристика свойственная формующим машинам с поршневыми, шестеренными, лопастными нагнетателями, а также многошнековым установкам с зацепляющимися шнеками. Мягкая характеристика присуща одношнековым и валковым нагнетателям. Нагнетатели с переменной характеристикой наиболее эффективны в отсадочных машинах, где возникает необходимость при непрерывном движении нагнетателя, снижать давление на продукт, находящийся в предматричной камере. Поскольку главным признаком конструкций формующего оборудования является способ нагнетания и тип нагнетателей, целесообразно классификацию формующего оборудования представить в следующем виде: Оборудование для формования штамповкой (прессованием). Оборудование для формования экструзией (выдавливанием). Оборудование для формования отсадкой, раскаткой и закаткой. Оборудование для формования путем отливки. Оборудование для формования штампованием (прессованием).При этом способе формования изделиям придается новая форма, изменяется их плотность и сопряженные с ней свойства. Штампование производится в замкнутом объеме оборудования, величина которого постоянна. Выбор агрегата для формования изделий прессованием зависит от реологических (вязко-пластических) свойств перерабатываемого продукта. При выборе органов формующей машины необходимо учитывать релаксацию, т.е. изменения внутренних напряжений и деформаций, сопровождаемых изменением формы изделия после прессования. Время воздействия рабочих органов машины должно быть больше времени релаксации. Следовательно, производительность формующей машины определяется свойствами перерабатываемого продукта. Примером машины, формующей продукты прессованием (брикетирование путем уплотнения) может служить валковый пресс [2, стр. 252, р. IV.36]. Рабочим органом пресса служат валки, катящиеся по матрице. Перерабатываемый продукт подается на вращающуюся матрицу, через ее отверстия выдавливается валками; спрессованный продукт разрезается на брикеты. Размер брикетов зависит от длины ножей. Принцип формования изделий прессованием используется и при таблетировании пищевых продуктов. Схема оборудования для прессования таблеток приведена в [1, стр. р. 7.22 и 7.23]. Рассмотрим кратко процесс получения сдавливанием таблеток круглой и кольцеобразной формы. При перемещении пресса вниз, таблетируемая среда уплотняется и изменение плотности записывается выражением: (z) = 0 H0/z, где Н0 – начальная высота таблетки, м; 0 – начальная плотность. Поскольку масса таблетки М – постоянна, то ее изменения с высотой таблетки не происходит. Рассмотрим усилия, которые требуются приложить прессующему устройству для формования таблетки. По закону Ньютона сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение: масса слоя толщиной dz равна (z) A dz. При одномерном равномерном движении элементарного слоя толщиной dz уравнение Ньютона принимает вид: (z) R2dz wz = R2dPz + 2R f Prdz, где R – радиус нагнетающего устройства пресса, dz – элементарная толщина слоя таблетки, wz – ускорение движения материала; dPz – разность значений давления, действующего на противолежащие стороны выделенного элементарного слоя площадью сечения R2, а величина f - коэффициент трения, имеющего место на поверхность слоя. Величина поверхности слоя равна 2R2dz. Радиальная составляющая давления, действующая радиально Pr, принимается пропорциональной вертикальной составляющей давления с коэффициентом ξ: Pr = P(z). Величину ускорения wz можно выразить через производную от vz по времени (vz – скорость движения пресса: vz = v0Z/H0). w dvz dvz dz vz dvz z d dz d dz . Подставив значение wz и (z) в уравнение Ньютона получим: жүктеу/скачать 2.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|