Устройство и принцип действия экструдера РЗ-КЭД-88

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I» ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДЕНИЯ

Кафедра процессов и аппаратов перерабатывающих производств

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по Оборудованию перерабатывающих производств

Устройство и принцип действия экструдера РЗ-КЭД-88

Автор работы Кузнецов Вячеслав Александрович

Руководитель работы: Бутова С.Р.

ВОРОНЕЖ 2024



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

• 1. Обзор литературных источников
• 2. Обоснование выбранных решений
• 3. Описание конструкции и принципа работы
• 4. Функциональное назначение машины в технологической схеме
• 5. Расчетная часть
• 6. Сведения о монтаже, эксплуатации и ремонте машины
• 7. Вопросы охраны труда и техники безопасности
• Заключение
• Список использованных источников

• ВВЕДЕНИЕ
• Одно из основных направлений развития пищевой промышленности - интенсификация технологических процессов, в том числе изменение физико-химических свойств природных сырьевых материалов при воздействии на них различными методами.

В настоящее время один из множества способов, обеспечивающих интенсификацию и углубленную обработку крахмалсодержащего сырья, при производстве продуктов питания, широкое применение находит перспективный способ - экструзия. Уже сейчас на экструдерах перерабатывается до 12 % сырья и наблюдается тенденция к дальнейшему увеличению объема вырабатываемой продукции.

Значительный вклад в развитие теории экструзии внесли такие зарубежные и отечественные ученые как: G. Schenkel, В.Н. Maddock, Е.С. Bernhardt, Z. Tadmor, J.M. McKelvey, J.F. Carley, R.A. Strub, R.S. Mallouk, C.H. Jepson, Ch.I. Chung, I.P. Melcion, P.B. Торнер, B.A. Силин, И.Э. Груздев, Г.М. Медведев, В.И. Янков, А.Н. Богатырев, В.П. Юрьев, А.И. Жушман, В.Г. Карпов, Л.П. Ковальская, В.П. Первадчук и многие другие.

Экструзионная обработка крахмалосодержащего сырья - экологически безопасный, ресурсосберегающий и универсальный процесс, позволяющий получать хорошо усвояемые, термостерилизованные, с улучшенными вкусовыми свойствами пищевые продукты.

Экструзия - идеальный технологический процесс для обогащения продуктов белками, волокнами, витаминами и другими добавками. Выпуск разнообразных экструдированных продуктов с повышенным содержанием белков, витаминов и минеральных веществ, играет важную роль в профилактике многих заболеваний человека. В странах с развитой пищевой промышленностью отмечен рост потребления экструдированных пищевых продуктов.

Цель и задачи курсового проекта: анализ экструдеров для пищевой промышленности.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- обзор конструкций экструдеров, анализ принципа работы;

- расчет выбранной модели экструдера;

- изучение технологической линии с применением машины, ее описание и разработка чертежей;

- изучение монтажа, установки и ремонта машины;

- правила безопасности при работе с машиной.



1. Обзор литературных источников

В настоящее время шнековые экструдеры (рис.1) получили самое широкое распространение и применение в пищевой промышленности, в том числе при производстве снеков.

Рисунок 1 - Классификация экструдеров

Производительность, надежность и устойчивость процесса таких экструдеров определяется основным рабочим органом -- шнеком, основными геометрическими параметрами которого являются: диаметр шнека, длина, глубину нарезки, шаг винтовой нарезки, ширина гребня витка, величина зазора между гребнем шнека и внутренней стенкой цилиндра, угол подъема винтовой линии нарезки шнека и число заходов нарезки шнека. По количеству основных рабочих органов шнековые экструдеры делят на одношнековые и двухшнековые.

Достоинствами одношнековых экструдеров является их дешевизна, простота изготовления, возможность восстановления изношенного шнека. Однако одношнековые экструдеры обладают рядом существенных недостатков: низкое качество смешения сырья, подъемы давления из-за затора продукта в предматричной зоне, отсутствие самоочистки, сложность перехода к новым рецептурам (сырью) из-за необходимости разбора экструдера и ручной очистки рабочих органов и корпуса, высокие эксплуатационные расходы из-за большого объема работ по обслуживанию. Вследствие сложности конструкции двухшнековые экструдеры обладают более высокой себестоимостью, чем одношнековые экструдеры эквивалентной производительности.

Так же недостатком двухшнековых экструдеров является высокий износ шнеков. При этом в двухшнековых экструдерах достигается полная гомогенизация сырья с естественным уровнем влаги между собой и с добавляемой жидкостью, даже при высоких концентрациях жиров и сахаров.

По расположению шнеков в рабочей камере экструдера двушнековые экструдеры классифицируют на экструдеры с зацепляющимися и незацепляющимися шнеками. Зацепляющиеся шнеки обладают эффектом самоочистки, что позволяет избежать прилипания и пригорания экструдата к шнеку и стенкам корпуса. Как зацепляющиеся, так и не зацепляющиеся шнеки могут вращаться в одну (сонаправленно), так и в противоположно направленные стороны. Вторым не менее важным рабочим органом экструдера является формующая матрица. В настоящее время за счет признания высокой надежности и технологичности шире распространены стационарные формующие матрицы. Фильеры матриц служат для формования готового продукта под действием высокого давления.

Более широкое применение метод экструзии имеет в пищевой промышленности. В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, механическая энергия переходит в тепловую, в свою очередь, это влияет на различные по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения. Самым простейшим экструдером, применяющимся в быту - является мясорубка.

Продукты, получаемые с помощью пищевых экструдеров:

- жевательная резинка;

- макароны;

- кукурузные палочки;

- пельмени;

- мороженное;

- и др.

В основном с помощью экструдеров перерабатывают различные зерносмеси, культуры семейства бобовые и разного рода биотходы.

Примеры получаемого сырья в процессе экструдирования:

- корма для КРС, свиней, кроликов;

- корма для кошек, собак, домашних грызунов, крупного рогатого скота;

- корма для промысловых и аквариумных рыб.

Рассмотрим техническую характеристику некоторых экструдоров в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики экструдеров

Показатели	А1-КХП	РЗ-КЭД-88	Б8-КХ-ЗП
Производительность, кг/ч	75	100-200	90
Мощность привода	21	60	18,5
Число шнеков	1	2	1
Частота вращения шнеков, мин	71	270	79,3
Диаметр шнеков, мм	155	88	74
Мах температура в зоне нагрева, С	145	300	160-180
Мах допустимое давление, МПа	10	20	12
Масса, кг	1300	3500	950
Длина, ширина, высоты, мм	1750*890*1635	4600*1150*2250	1200*1200*900

Экструдер А1-КХП (рис. 2) предназначен для получения палочек из кукурузной крупы тепловой и механической обработкой.

Экструдер состоит из станины 1, бункера 7, корпуса подшипника 9, цилиндра 3, механизма резки 4, вариатора, щита управления с нагревателями. Машина имеет два индивидуальных привода: для шнека и механизма резки. На верхней плите сварной станины установлен электродвигатель 8 привода шнека, соединенный через муфту с быстроходным валом редуктора 10. Последний, в свою очередь, с помощью муфты соединяется с валом корпуса подшипника. В литом корпусе подшипника установлен вал, вращающийся в радиальных подшипниках качения. Для восприятия осевой нагрузки от формующего шнека в корпусе установлен упорный шарикоподшипник.

Рисунок 2 - Экструдер А1-КХП

К корпусу подшипника фланцем крепится сварной цилиндр с расположенным внутри него шнеком. С противоположной стороны цилиндр закрыт матрицей. Температура в рабочей зоне контролируется термопарами, введенными в зону через пробку 5. Для нагрева кукурузной массы в передней части цилиндра укреплен блок электронагревателей 6.

У переднего торца матрицы расположен механизм резки с вращающимися ножами, который приводится в движение от отдельного электродвигателя через бесступенчатый вариатор. Электродвигатель и вариатор находятся внутри станины. Частота вращения вариатора регулируется рукояткой 2, установленной в непосредственной близости от панели управления. Для удобства обслуживания механизм резки отводится в сторону.

Над цилиндром установлен бункер для приема кукурузной крупы. Кукурузная крупа из бункера машины через регулируемую заслонку поступает в приемное отверстие цилиндра, где происходит прессование продукта и нагрев до температуры 145 °С.

В результате воздействия тепла, влаги и давления крупа превращается в пластическую массу, которая выдавливается шнеком через отверстия матрицы. При выходе из отверстий матрицы масса под действием пара, образующегося из перегретой влаги, вспучивается, образуя пористую хрустящую жилу. Механизм резки делит выходящие жилы на палочки, которые уносятся конвейером.

Порция крупы (1,5…2,0 кг при температуре в цилиндре 80…145 °С) приготовляется за 30…60 мин до пуска машины.

Режим нагрева цилиндра подбирается для каждой машины индивидуально в зависимости от сорта, помола, влажности крупы и степени износа.

Экструдер двухшнековый РЗ-КЭД-88 предназначен для производства фигурных крупяных изделий, сухих завтраков, а также может быть использован для получения пищевых концентратов быстрого приготовления.

Экструдер (рис. 3) состоит из привода, цилиндра 6 со шнеком, станины 7, дозатора, оборудования для дозированной подачи воды, двухшнекового пресса, нагревателя, гранулятора, транспортера, шкафа управления.

Двухшнековый пресс состоит из корпуса 1 с каналами для охлаждения водой, двух шлицевых валов с набором из шнековых элементов, сменных матриц с фильерами. Привод пресса осуществляется от электродвигателя 5 постоянного тока через редуктор и распределительную коробку 3 и обеспечивает вращение валов в одну сторону. Блокировка исключает работу экструдера при открытом корпусе и повышенном давлении.

Дозатор состоит из загрузочного бункера с ворошителем и двухшнекового регулируемого дозирующего устройства. Привод ворошителя осуществляется от электродвигателя 4 постоянного тока через редуктор и распределительную коробку, обеспечивающую вращение шнеков в одну сторону.

Бункер 2 дозатора снабжен смотровым окном для контроля наличия сырья, предохранительной решеткой и датчиком уровня с контактным выходом для использования в схеме управления устройством загрузки бункера.

Гранулятор имеет блокировку, исключающую работу ножа при открытом кожухе. Конструкция его обеспечивает быстрое снятие ножей, пристыковку лезвий в поверхности матрицы и точное регулирование положения ножа. Конструкция кожуха гранулятора предусматривает наблюдение за работой ножа и свободное испарение влаги.

Оборудование для дозированной подачи воды обусловливает непрерывную дозированную подачу питьевой воды с регулируемым расходом. Подвод воды к двухшнековому прессу производится через гидроразъем.

На транспортере предусмотрена возможность регулирования угла его наклона. При работе экструдера обеспечивается дистанционное управление и регулирование частоты вращения электродвигателей пресса и ножа, температуры в зоне нагрева. Экструдеру придается аппаратура, контролирующая частоту вращения и нагрузку двигателя пресса, давление в корпусе пресса, температуру в зоне нагревания и охлаждения, а также время наработки.

Сыпучая зерновая смесь подается в зону загрузки. По мере продвижения шнековыми валами сырье подвергается интенсивному перемешиванию, измельчению и гидротермической обработке при повышенном давлении. При выходе из отверстий матрицы происходит резкий сброс давления, в результате чего продукт увеличивается в объеме. Вращающимся ножом гранулятора выходящий из отверстий матрицы продукт нарезается. Длину изделий можно изменять, регулируя частоту вращения ножа. Продукт направляют на дальнейшую технологическую обработку в зависимости от назначения.

Рисунок 3 - Экструдер РЗ-КЭД-88

экструдер пищевой технологический

Нагревание продукта в момент запуска происходит за счет теплопередачи, а в дальнейшем - за счет тепла, образующегося в результате трения между продуктом, шнеком и шнековой втулкой. Выпрессованная полужидкая масса за счет перепада давления при выходе из отверстия формующей матрицы взрывается с диаметра 3 мм до диаметра 8…12 мм.

Экструдер Б8-КХ-ЗП (рис. 4) предназначен для производства палочек из кукурузной крупы посредством ее тепловой и механической обработки с последующей фасовкой на других автоматах.

Экструдер состоит из станины 1, формующего механизма 2, механизма 5 отрезки палочек по длине, ворошителя 3 кукурузной крупы, блока электронагревателей 4.

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.

Рисунок 4 - Экструдер Б8-КХ-ЗП

Ворошитель представляет собой корпус, внутри которого вращается вал с лопастями, перемешивающий поступающую из бункера крупу.

Блок электронагревателей предназначен для нагрева рабочей зоны машины в период пуска и автоматического поддержания постоянной температуры от 160 до 180 °С. Во избежание перегрева машины в зоне загрузки предусматривается принудительное водяное циркуляционное охлаждение корпуса формующего механизма с подключением к сети водоснабжения.

Схемой машины предусмотрено ручное управление электроприводами шнека и ножа, а также ручное и автоматическое управление блоком нагревателей.

Перед пуском машины производится нагрев рабочей зоны формующего механизма в течение 30…35 мин до 160…180 °С с помощью блока электронагревателей. За 25…30 мин до пуска машины готовится первая порция крупы влажностью 20…21 %. Подготовленная крупа по специальному лотку вручную засыпается небольшим потоком в отверстие зоны загрузки при включенной машине. После выхода палочек из формующей матрицы открывается заслонка, и в машину поступает крупа влажностью 13…14 %.

2. Обоснование выбранных решений

Экструдер типа Р3-КЭД-88 оснащен электрическим приводом мощностью 60 кВт и обладает максимальной производительностью 100-200 кг/час. Отличительной особенностью конструкции устройства является автоматизированная система задания и контроля терморегулирования, которая включает pit-регуляторы, обеспечивающие стабильность теплового режима в зонах экструзии. Специально спроектированные самоочищающиеся шнеки позволяют исключить наличие канцерогенов и твердых частиц в конечном продукте, что позволяет не проводить разборку и чистку экструзионной зоны установки при завершении работы.

Преимуществами экструдера являются: простота конструкции и эксплуатации устройства; автоматическая система управления нагревом и охлаждением технологических зон; низкий уровень шума; регулирование частоты вращения двигателей экструдера, режущего устройства и дозатора с помощью частотных преобразователей.



3. Описание конструкции и принципа работы

Экструдер РЗ-КЭД-88 применяется при производстве готовых к употреблению фигурных крупяных изделий, сухих завтраков; может быть использован для получения пищевых концентратов быстрого приготовления.

Экструдер (рис.3) состоит из привода, станины 7, дозатора, оборудования для дозированной подачи воды, двухшнекового пресса, нагревателя, гранулятора, транспортера, шкафа управления процессом и электроприводами, оборудования для смазки.

Двухшнековый пресс состоит из корпуса 1 с каналами для охлаждения водой, двух шлицевых валов с набором из шнековых элементов, сменных матриц с фильерами. Привод пресса осуществляется от электродвигателя 5 постоянного тока через редуктор и распределительную коробку 3 и обеспечивает вращения валов в одну сторону. Конструкция пресса обеспечивает быструю разборку корпуса. Блокировка исключает работу экструдера при открытом корпусе и повышенном давлении.

Дозатор состоит из загрузочного бункера с ворошителем и двухшнекового регулируемого дозирующего устройства. Привод ворошителя осуществляется от электродвигателя 4 постоянного тока через редуктор и распределительную коробку, обеспечивающую вращение шнеков в одну сторону.

Бункер 2 дозатора снабжен смотровым окном для контроля наличия сырья, предохранительной решеткой и датчиком уровня с контактным выходом для использования в схеме управления устройством загрузки бункера.

Гранулятор имеет блокировку, исключающую работу ножа при открытом кожухе. Конструкция его обеспечивает быстрое снятие ножей, пристыковку лезвий в поверхности матрицы и точное регулирование положения ножа. Конструкция кожуха гранулятора предусматривает наблюдение за работой ножа и свободное испарение влаги.

Оборудование для дозированной подачи воды обуславливает непрерывную дозированную подачу питьевой воды с регулируемым расходом. Подвод воды к двухшнековому прессу производится через гидроразъем.

На транспортере предусмотрена возможность регулирования угла его наклона.

Шкаф управления процессом и электроприводами включает элементы дистанционного контроля и управления с необходимыми защитами и блокировками и размещается, как и все узлы и системы экструдера, в станине.

При работе экструдера обеспечивается дистанционное управление и регулирование частоты вращения электродвигателей пресса и ножа, температуры в зоне нагрева.

Экструдеру придается аппаратура, контролирующая частоту вращения двигателя пресса, нагрузку двигателя пресса, давление в корпусе пресса, температуру в зоне нагрева и охлаждения, время наработки. В экструдере предусмотрено ручное аварийное отключение кнопки аварийной остановки.

Сыпучая зерновая смесь подается в зону загрузки. По мере продвижения шнековыми валами сырье подвергается интенсивному перемешиванию, измельчению и гидротермической обработке при повышенном давлении. При выходе из отверстий матрицы происходит резкий сброс давления, в результате чего продукт увеличивается в объеме. Вращающимся ножом гранулятора выходящий из отверстий матрицы продукт нарезается. Длину изделий можно изменять, регулирую частоту вращения ножа. Продукт направляют на дальнейшую технологическую обработку в зависимости от назначения.



• 4. Функциональное назначение машины в технологической схеме

Линия по производству сухих завтраков.

Сухие завтраки - это продукты, которые не требуют приготовления перед употреблением и предназначены для быстрого перекуса. Богаты белками, витаминами и минералами, идеальны для занятых людей, которые не имеют времени на полноценный завтрак, а также для туристов и путешественников, которые находятся в поездке и не могут приготовить еду. Однако, важно обратить внимание на компоненты продукта и выбирать те, которые содержат меньше сахара и искусственных добавок. Сырье любые зерновые культуры (рис, кукуруза, бобы и т.д.), которые подвергаются измельчению для получения питательных порошков, таких как рисовая мука, кукурузная мука, соевая мука. А также добавляют витамины и питательные вещества, а поскольку при этом не происходит высокотемпературного расширения, питательные вещества хорошо сохраняются.

Миксер (1) равномерно перемешивает сырье, воду и другие добавки. Винтовой конвейер (2) с преобразователем частоты осуществляет подачу смешанного сырья равномерно и непрерывно в герметичном корпусе из нержавеющей стали в загрузочный бункер экструдера. Скорость движения по конвейеру отрегулировать под скорость подачи экструдера. В нижней части есть отверстие для выгрузки остатков материала. После чего в экструдере (3) двухшнековом сырье формируется в различные формы и размеры продукты питания. Воздушный конвейер (4) транспортирует продукт, с помощью вентилятора. После чего продукт поступает в электрическую сушилку (5) пятислойную, где сырье сохраняет свои полезные вещества, но при этом в сушеном виде его можно хранить гораздо дольше. Охлаждающий конвейер (6) охлаждает и транспортирует продукт перед упаковкой. Вентилятор расположен наверху и полностью использует энергию обдува с высокой эффективностью. Винтовой конвейер (7) подает перемешанный продукт равномерно и стабильно в герметичном корпусе в загрузочный бункер экструдера без утечек и загрязнения пылью. Изготовлен из нержавеющей стали. Скорость транспортировки контролирует преобразователем частоты. Герметичный транспортировочный ствол. В нижней части имеется отверстие для выгрузки остатков материала. Фрезерная машина (8) дробит зерно в порошок. Материал перемещается из бункера в дробильную камеру, где измельчается высокоскоростным вращающимся лезвием. Порошкообразный продукт проходит через сито. Внутри коробки имеется мешки пылесборники. Система импульсно-струйной очистки собирает пыль. Винтовой конвейер (9) подает смешанное сырье в герметичном корпусе в загрузочный бункер экструдера. Скорость транспортировки контролируется преобразователем частоты. В нижней части имеется отверстие для выгрузки остатков продукта. Блендер (10) с системой пневматической загрузки перемешивает продукт и разбивает крупные частицы порошка. После чего готовый продукт отправляется в упаковочную машину (11).

5. Расчетная часть

Цель работы: изучение теоретических основ процесса экструзии; знакомство с классификацией экструдеров, их конструкциями и принципом работы; выполнение расчета экструдера.

Задание: выполнить расчет экструдера, если заданы: µ - динамическая вязкость продукта (µ = 1,03*10^-6 Па*с); R, г - радиусы сечений отверстий в матрице, мм; L₁ - длина канала в матрице, мм; щ - угловая скорость вращения шнека, рад/с; S - шаг шнека, мм; D_к - диаметр внутренней поверхности корпуса, мм; (ц - угол подъема винтовой линии шнека, град; Н - высота шнекового канала, мм.

Расходно-напорная характеристика формующей части (головки) Qф, м³ /с,



Qф = к_ф /µ*?р*10^-9, (1)

Qф =3,6/1,03*10^-6*

где к_ф - коэффициент геометрии формующего органа (матрицы).

к_ф = F/2LP (2)

к_ф =0,64/2*0,28*0,32=3,6

где F - площадь сечения, м²; L - длина канала, м; Р- периметр сечения, м.

Скорость продукта вдоль винтового канала v_z м/с

v_z = ?р/(4µL₂)*(R²-r²), (3)

v_z = 0,1*10^-16/(4*1,03*10^-6*10^-3*1,35)*(0,08²-0,029²)=0,1*10^-10

где ?р - перепад давления, создаваемый экструдером, Па, R, г - радиусы сечений отверстий в матрице, м; µ - динамическая вязкость продукта, Па*с); L₂ - длина шнекового канала, м

Расходно-напорная характеристика нагнетающей части, м³ /с.

(4)

Qн = (10^-9*0,03*0,9-0,1*10^-8/1,03*10^-6*(0,1*10^-16))*10^-9=0,3*10^-19

где к_н1 и к_н2 коэффициенты геометрии шнекового нагнетателя, м³

(5)

к_н1 = 10^-9*3,14*0,91*(0,14*0,155/2)*0,95= 10^-9*0,03

(6)

к_н2 = 10^-9*1/12*(0,14*0,155³/10^-3*1,35)=0,1*10^-8

где L₂ - длина шнекового канала,

(7)

L₂ = 10^-3v0,16²+(3,14*(0,91-0,155)²= 10^-3*1,35

здесь В = 14 мм - ширина шнекового канала.

Перепад давления, создаваемый экструдером, ?р, Па,

(8)

?р = 10^-9*0,03/(10^-9*0,03+3,6)* 1,03*10^-6*0,9= 0,1*10^-16

Производительность экструдера Qэ м /с,

(9)

Qэ = (10^-9*0,03*3,6)/(10^-9*0,03+3,6)*0,9=0,3*10^-10

• 6. Сведения о монтаже, эксплуатации и ремонте машины

Сборку экструдера (пресса) начинают с установки ворошителей, валиков ворошителя и крышек. Крышка ворошителя должна быть закручена по резьбе стакана бункера до упора. При двухбункерном исполнении сборку начинают с верхнего ворошителя и после установки защитных крышек производят первый замес. Узел выпрессовки, в который входят шнек, матрица, горловина и валик ножа либо заглушка, собирают особенно внимательно, тщательно контролируя в начале и в конце каждой смены качество всех сопрягаемых деталей.

Установить в матрицу не менее одного фторопластового кольца, заглушку или валик ножа. Шнек устанавливают в шнековую камеру, а матрицу -- на посадочное место горловины. Матричную гайку закручивают от руки до конца, а затем подтягивают ключом.

При поднятой решетке нижнего бункера проверяют люфт шнека в осевом направлении в обе стороны. Допустимый люфт составляет 1,5 мм, его регулировка осуществляется установкой (удалением) фторопластовых колец. При зажатом шнеке имеет место износ фторопластовых колец, заклинивание в матрице заглушки (валика ножа) и поломка кончика шнека либо проворачивание кончика шнека в заглушке и перегрузка подшипникового узла вала привода шнека. При повышенном осевом перемещении шнека возможно проворачивание кончика шнека в заглушке, так как кончик шнека начинает не полностью входить в заглушку и работает не всей поверхностью.

В зависимости от вида матрицы устанавливают одно- или двухлопастной нож, используя либо независимый привод ножа (двухбункерное исполнение), либо центральный валик ножа (однобункерное исполнение).

Техническое обслуживание экструдера включает следующий перечень эксплуатационных мероприятий: подготовка к работе, пуск и выход на рабочий режим, правила эксплуатации и безопасный режим работы.

Мероприятия по подготовке экструдера к работе:

1. Проверить наличие смазки во всех трущихся частях;

2. Редукторы главного привода, дозатора и тестосмесителей залить до необходимого уровня маслом марки индустриальное 30;

3. Провести шприцевание штуцеров, смазать посадочные поверхности предохранителей, и остальных узлов пресса маслом марки солидол УС-2 (Л);

4. Проверить состояние механизмов управления маслопроводов и смазочных устройств, ограждений и контрольно-измерительных приборов;

5. Проверить действие и надежность механизмов блокировки крышек тестосмесителей;

6. Прекратить подачу воды на охлаждение прессующих устройств;

7. Установить на место прессующие шнеки, предварительно смазав их растительным маслом.

Пуск экструдера и выход на рабочий режим:

1. Закрыть задвижку выходного отверстия тестосмесителя;

2. Включить подачу теплой воды в рубашки шнековых камер;

3. Включить привод корыт и дозатора и настроить подачу муки и воды по заданной технологии, установить необходимую температуру воды;

4. Наполнить тестом камеры до уровня валов, включить привод прессующих шнеков;

5. Включить привод вакуум-насоса и открыть задвижку;

6. Проверить влажность теста, выходящего из прессовых головок или коллектора тубуса, и при необходимости провести дополнительную регулировку дозатора. Запрещается работать при влажности теста ниже 29%;

7. Установить в прессующие головки матрицы (тубус), смазав их растительным маслом;

8. Включить приводы обдувочных устройств и режущих механизмов;

9. После 20-30 мин работы пресса в рубашку прессующего корпуса подать водопроводную воду.

Правила эксплуатации экструдера:

- следить за нормальным режимом работы пресса и при отклонении параметров от установленных норм определить причину и немедленно устранить ее;

- особое внимание следует уделять давлению формования: если оно достигнет верхнего допустимого предела, необходимо остановить пресс и выяснить причину (чаще всего это наблюдается при работе с тестом низкой влажности или холодным тестом, а также при засорении каналов матриц);

- при понижении остаточного давления в вакуумной камере (вакуумном корыте) до 30 кПа сменить фильтр;

- во время эксплуатации пресса ведут постоянное наблюдение за работой дозатора, температурой воды, поступающей на замес, постоянным уровнем теста в камерах тестосмесителя, за влажностью и структурой теста. Если тесто плохо перемешивается, имеет крупнокомковатую структуру, необходимо при остановленном прессе изменить угол поворота лопаток;

- кратковременные остановки пресса не должны превышать 30 мин.

При длительных остановках экструдера (на время свыше 30 мин и до 1 сут) необходимо:

1. Установить в нулевое положение ручку храпового вариатора дозатора муки и воды;

2. Выработать и тщательно удалить остатки теста из камер и переходных отверстий, смазать внутренние поверхности камер растительным маслом (очистку и смазку проводить только после отключения питания пресса!);

3. Снять матрицы, сетки, решетки и уплотнения, очистить их снаружи от теста и направить на мойку;

4. Выбрать тесто из внутренней полости прессовых головок или коллекторов тубусов, а видимую оставшуюся поверхность теста смазать растительным маслом.

При остановках пресса на время свыше суток необходимо дополнительно снять фланцы с прессовых головок или тубусов, извлечь прессующие шнеки, тщательно очистить от теста все поверхности, соприкасающиеся с ним, и смазать растительным маслом.

Основные правила безопасной работы экструдера заключаются в следующем:

- ежедневно проверять исправность механизмов блокировки открывания крышек камер;

- не производить при работе экструдера какой бы то ни было ремонт, смазку или очистку движущихся механизмов, не снимать ограждения и детали, не касаться движущихся частей;

- пресс должен быть надежно заземлен, все пусковые электроприборы и проводка должны находиться в исправном состоянии;

- производить осмотр и ремонт электродвигателей, пусковой аппаратуры

и электропроводки только при выключенном питании;

- все защитные ограждения и кожухи пресса всегда должны быть на своих местах и в исправном состоянии. В процессе эксплуатации пресса необходимо проводить текущий ремонт не реже одного раза в 6 месяцев, капитальный ремонт один раз в 3 года и постоянно, согласно установленному графику, проводить межремонтный осмотр пресса.

Правила эксплуатации матриц. Для содержания прессовых матриц в должном техническом состоянии на предприятиях имеются графики смены матриц, их чистки, технического осмотра и ремонта. Каждая матрица закрепляется за определенным прессом и колосником, поэтому на матрице указывается номер пресса. Одна матрица находится в эксплуатации не более суток, после чего она подлежит замене.

Снимать матрицу с пресса следует только специальным съемником. При установке матрицы в кольцо пресса можно применять только деревянный молоток. Для очистки матриц на предприятии предусмотрено моечное отделение, которое включает следующее оборудование и инвентарь: машину для мойки матриц; ванну с гнездами для отмочки матриц; световую подставку для проверки чистоты матриц после мойки; специальный стеллаж или этажерку для хранения чистых матриц; шкаф с инструментом и запасными частями для ремонта матриц.

Матрицу опускают в ванну для отмочки и устанавливают на ребро. Температура воды в ванне 40-50 °С, отмачивается матрица в течение 10-12 ч. После отмочки матрицу устанавливают в моечную машину.

При осмотре необходимо обратить внимание на размеры и профиль отверстий и вкладышей. Вкладыши в формующих отверстиях должны сидеть плотно, ось вкладыша должна совпадать с осью отверстия. Края прессующих щелей и вкладышей не должны иметь заусенцев. Для технического осмотра и текущего ремонта вкладыши макаронной матрицы вынимают только в случае необходимости. Не рекомендуется чистить отверстия матрицы гвоздями или шилом и без необходимости удалять вкладыш.

• 7. Вопросы охраны труда и техники безопасности
• Основные правила безопасной работы макаронных прессов
• Для безопасной работы прессов необходимо:
• - ежедневно проверять исправность механизмов блокировки открывания крышек камер;
• - не производить при работе пресса какой бы то ни было ремонт, смазку или очистку движущихся механизмов, не снимать ограждения и детали, не касаться движущихся частей;
• - пресс должен быть надежно заземлен, все пусковые электроприборы и проводка должны находиться в исправном состоянии;
• - производить осмотр и ремонт электродвигателей, пусковой аппаратуры и электропроводки только при выключенном питании;
• - все защитные ограждения и кожухи пресса всегда должны быть на своих местах и в исправном состоянии.
• В процессе эксплуатации пресса необходимо проводить текущий ремонт не реже одного раза в 6 месяцев, капитальный ремонт один раз в 3 года и постоянно, согласно установленному графику, проводить межремонтный осмотр.
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Основной технологической машиной в производстве экструдированных продуктов питания является экструдер. Экструдер - это машина для непрерывной переработки пищевого сырья в гомогенный расплав и придания ему заданной формы по средствам продавливания через экструзионную головку, поперечное сечение которой на выходе соответствует конфигурации готового изделия.
• Производительность, надежность и устойчивость процесса таких экструдеров определяется основным рабочим органом -- шнеком.
• По количеству основных рабочих органов шнековые экструдеры делят на одношнековые и двухшнековые. Достоинствами одношнековых экструдеров является их дешевизна, простота изготовления, возможность восстановления изношенного шнека. Однако одношнековые экструдеры обладают рядом существенных недостатков: низкое качество смешения сырья, подъемы давления из-за затора продукта в предматричной зоне, отсутствие самоочистки, сложность перехода к новым рецептурам (сырью) из-за необходимости разбора экструдера и ручной очистки рабочих органов и корпуса, высокие эксплуатационные расходы из-за большого объема работ по обслуживанию.
• Вследствие сложности конструкции двухшнековые экструдеры обладают более высокой себестоимостью, чем одношнековые экструдеры эквивалентной производительности. Так же недостатком двухшнековых экструдеров является высокий износ шнеков. При этом в двухшнековых экструдерах достигается полная гомогенизация сырья с естественным уровнем влаги между собой и с добавляемой жидкостью, даже при высоких концентрациях жиров и сахаров.
• По расположению шнеков в рабочей камере экструдера двушнековые экструдеры классифицируют на экструдеры с зацепляющимися и незацепляющимися шнеками. Зацепляющиеся шнеки обладают эффектом самоочистки, что позволяет избежать прилипания и пригорания экструдата к шнеку и стенкам корпуса. Как зацепляющиеся, так и не зацепляющиеся шнеки могут вращаться в одну (сонаправленно), так и в противоположно направленные стороны.
• Вторым не менее важным рабочим органом экструдера является формующая матрица. В настоящее время за счет признания высокой надежности и технологичности шире распространены стационарные формующие матрицы. Фильеры матриц служат для формования готового продукта под действием высокого давления.
• В курсовом проекте был выбран экструдер типа Р3-КЭД-88, который оснащен электрическим приводом мощностью 60 кВт и обладает максимальной производительностью до 200 кг/час. Отличительной особенностью конструкции устройства является автоматизированная система задания и контроля терморегулирования, которая включает pit-регуляторы, обеспечивающие стабильность теплового режима в зонах экструзии. Специально спроектированные самоочищающиеся шнеки позволяют исключить наличие канцерогенов и твердых частиц в конечном продукте, что позволяет не проводить разборку и чистку экструзионной зоны установки при завершении работы.
• Таким образом цель курсового проекта достигнута, были решены все задачи.

• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• 1. Абрамов О.В. Разработка способа производства хрустящих хлебных палочек с применением одношнекового экструдера Текст. / О.В. Абрамов. Дисс. канд. техн. наук. - Воронеж: 2019. - 241 с.
• 2. Аксенова О. И. Совершенствование процесса и аппарата для производства экструдированного корма: дис. … магистра технических наук. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 2016.
• 3. Ваншин, В. В. Экструзионная обработка растительного сырья: учебное пособие / В. В. Ваншин; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2021 - 108 с.
• 4. Волошин, Е.В.Технологическое оборудование хлебозаводов: методические указания: В 2 Ч. Часть 2 / Е.В. Волошин; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2019 - 55 с.
• 5. Драгилев А.И. Технологическое оборудование: хлебопекарное, макаронное и кондитерское: учебное пособие / А. И. Драгилев, В. М. Хромеенков, М. Е. Чернов. -- 3-е изд., стер. - СПб: Лань, 2016. -- 432 с.
• 6. Современное состояние и основные направления совершенствования экструдеров Текст. / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, В. IT. Василенко, К. В. Платов. М., 2014. - 41 с.
• 7. Сырокоренский И. С. Анализ конструкций современных экструдеров российского производства / И. С. Сырокоренский. -- Текст: непосредственный // Молодой ученый. -- 2018. -- № 31 (217). -- С. 36-40. -- URL: https://moluch.ru/archive/217/52263/
• 8. Технологическое оборудование макаронных, хлебопекарных и кондитерских предприятий: учебник для студентов специальности 5В072800 - Технология перерабатывающих производств / Н. В. Алексеева, Ж. Серикулы. - Алматы: CyberSmith, 2019. - 148 с.
• Размещено на Allbest.ru

...