19. Формование. Характеристики формовочных машин.
Формование – это механическая обработка полуфабрикатов внешним силовым воздействием с целью придания ему требуемой формы, размеров, плотности и прочности.
Классификация формовочных машин.
Сложность технологического процесса формования – в разнообразии сырья, рецептурного состава, многокомпонентности и изменении свойств в процессе формования.
Поэтому выбор способа и режима формования должен гарантировать качество изделия.
Признаки классификации:
По наличию принудительного нагнетания:
с нагнетателем;
без нагнетателя.
По типу нагнетающих устройств:
поршневые (одно- и много-);
шестеренные;
валковые;
пластинчатые;
шнековые;
комбинированные.
В зависимости от количества нагнетающих устройств:
с одним;
с несколькими одного типа;
с несколькими различного типа.
По способу определения продукта:
с режущим инструментом;
с золотниковым отсекателем;
с разрывом жгута.
Характеристики формовочных машин.
Главная характеристика – зависимость между объемным расходом и давлением нагнетания.
По этой зависимости существуют 3 группы связей:
жесткая связь между объемным расходом и давлением (для поршневых, шестеренных, пластинчатых нагнетателей – в них нагнетающая масса находится в замкнутом объеме);
мягкая связь между объемным расходом и давлением (имеет место в одношнековых, двухшнековых, с не зацепляющими шнеками в нагнетателях и в валковых нагнетателях; для мягкой связи эта характеристика является напорно-расходной);
переменная связь (в отсадочных машинах, где давление снижается на продукт в предматричной камере).
20. Шнековые нагнетатели.
Применяются в линиях непрерывного формования пищевых продуктов (отжатии). Непрерывная подача материала под определенным давлением. Производительность и давление имеют мягкую связь зависимость производительности от давления (напорно-расходная характеристика). Используются в пищевой промышленности при формовании конфетных, макаронных изделий, при отжатии соков, масла (из масла семян), бульонов из рыбных отходов, нагнетание фарша в колбасном производстве.
Достоинства: непрерывность работы, возможность термостатирования продукта в процессе обработки, возможность регулирования давления формования, получения однородного состава на выходе, благодаря непрерывному перемешиванию в межвитковом пространстве.
Недостатки: отсутствие единой теории математического описания, большое конструктивное разнообразие шнеков (по форме, изготовлению).
Физическая картина течения материала в канале шнека.
Образуется прямой потов, в результате вращения шнек-винта по каналу прямоугольного сечения межвиткового пространства от входа шнека к выходу по принципу “ болт-гайка”.
Образуется обратный поток, за счет противодавления от формующей головки, препятствующей движению массы, который еще называют утечкой массы материала через зазор между корпусом и шнеком. Кроме того, в межвитковом пространстве происходит перемешивание, за счет градиента скоростей вдоль оси шнека по высоте винтовой линии и высоте нарезки.
О
сновные
параметры шнека.
d - диаметр вала;
D - диаметр шнека;
t - шаг винтовой нарезки;
W - ширина винтового канала;
b - ширина реборды;
h - глубина нарезки;
e - зазор между корпусом и шнеком;
L - длина шнека.
В идеальном случае шнек повернулся на 1 оборот, и материал должен передвинуться на 1 шаг.
dVy/dy; dVz/dz; dVx/dx - градиенты скоростей.
На практике часто применяют 2-х шнековые нагнетатели.
Достоинства: хороший захват продукта. Если шнеки взаимозацепляющиеся, то не происходит налипания продукта на шнек и не происходит пробкообразование.
Для зацепляющихся шнеков производительность не зависит от формы матрицы, а следовательно имеется жесткая связь между производительностью и давлением. Если 2 шнека не зацепляются, то расчетные формулы и характеристики пресса и пресс-формы остаются как для одношнекового нагнетателя.
НЕЗАЦЕПЛЯЮЩИЕСЯ ЗАЦЕПЛЯЮЩИЕСЯ
