38 / 60
36
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 10, 2012
Повышение интереса к экструзионному методу
переработки сельскохозяйственного сырья обуслов-
лено расширением производства продуктов с новы-
ми оригинальными свойствами, а также высокой
эффективностью технологического процесса.
Экструзионная технология занимает значительное
место среди традиционных технологий производства
готовых к употреблению продуктов питания, про-
дуктов быстрого приготовления, лечебно-профи-
лактического назначения, кормов [1, 2].
Однако выбор типа экструдера чаще всего требу-
ет большого объема экспериментальных работ;
проблемы возникают также при конструировании
и выборе новых формующих насадок к имеющимся
экструдерам. Большую помощь в решении этих
проблем может оказать разработка методов расчета
расходно-напорных характеристик экструдеров с
формующими фильерами различных форм и раз-
меров. Эти методы позволят определять конструк-
ции фильер для наибольшей производительности
экструдера при выпуске продуктов требуемого
качества.
Задача по определению производительности
(кг/ч) одношнекового экструдера решена в статье
[3] следующим способом:
20
Q
=60
ρ
[
bn
π
(–
r
2
+
R
2
)–
∑
q
i
],
(1)
i
=1
где
q
i
=2 [–1+(–1)
i
]
2
b
2
×
(2)
i
π
R
1
b
[–2
b
+
i
π
(–
r
+
R
)]
Δ
P
e
—––
(——
i
2
n
π
3
R
+—————————————)
b
30
L
μ
i
π
r
1
b
[2
b
+
i
π
(–
r
+
R
)]
Δ
P
e
—––
(– ——
i
2
n
π
3
R
+————————————)
b
30
L
μ
i
π
r i
π
R
—— —–—
b
b
(e + e )
i
5
π
5
i
π
r i
π
R
—— —–—
b
b
(e + e )
i
5
π
5
+
×
[
]
;
+
L
0
√
π
2
(
r
+
R
)
2
+
t
2
L
=————————————
t
— длина канала шнека;
L
0
— рабочая длина шнека, м;
t
— шаг шнека, м;
Δ
P
—
перепад давления, Па;
μ
— вязкость материала,
Па·с;
r
— радиус вала шнека, м;
R
— внутренний ради-
ус корпуса экструдера (наружный радиус шнека), м;
π
(
r
+
R
)(
t
–
δ
)
b
=————–————
√
π
2
(
r
+
R
)
2
+
t
2
— ширина канала шнека, м;
δ
—
ширина витка шнека, м;
n
— число оборотов шнека,
мин
–1
;
ρ
— плотность материала, кг/м
3
.
Расходно-напорные характеристики (РНХ) шне-
ковых экструдеров зависят от расхода прямого пото-
ка (прямоток) и обратного потока (противоток),
создаваемых сопротивлением фильеры. Анализ
уравнения (1) позволяет получить зависимости,
описывающие расход при прямотоке и противо-
токе.
Расход прямого потока (кг/ч) можно определить по
следующей формуле:
1
Q
p
=3600
ρ
[——
bn
π
(
R
2
–
r
2
) +
60
1
i
π
r
1
i
π
R
2[–1+(–1)
i
]
2
(–——e
—––
i
2
n
π
3
R
+——e
—––
i
2
n
π
3
R
)
30
b
30
b
i
π
r i
π
R
—— —–—
b
b
(e + e )
i
5
π
5
].
20
+ ∑
i
=1
(3)
Расход противотока
Q
pr
=3600
ρ×
(4)
На рис. 1 приведены РНХ шнеков двух экструдеров,
которые отличаются друг от друга только наружным
радиусом
R
(или высотой канала шнека
h
). Шнек №1:
r
= 0,025м;
R
= 0,05м;
h
=
R
–
r
= 0,025м. Шнек №2:
r
= 0,025м;
R
= 0,04м;
h
=
R
–
r
=0,015м. Шаг обоих
шнеков
t
= 0,04м, рабочая длина шнеков
L
0
= 0,5м,
δ
= 0,003м,
n
= 120 мин
–1
, вязкость продукта
μ
=50 Па·с,
плотность
ρ
= 600кг/м
3
.
Как видно из приведенных зависимостей, при
малых значениях противодавления
Δ
P
производи-
УДК 664.22/27
Выбор конструктивных параметров
шнековых экструдеров
Д-р техн. наук В. А. КОВАЛЕНОК; аспирант И.И. ЛОМАКИН
Московский государственный университет пищевых производств
Аспирант И. С. УСАЧЕВ
Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов РАСХН, Московская обл., п. Красково
Ключевые слова:
расходно-напорные характеристики,
фильера, экструдат, экструдер, экструзионнаятехнология.
Keywords:
expend-pressure characteristics, die, extrudate,
extruding machine, extruders the technique.
i
π
r
i
π
R
2[–1+(–1)
i
]
2
b
3
{e
—–
[–2
b
+
i
π
(–
r
+
R
)]+e
—––
[2
b
+
i
π
(–
r
+
R
)]}
Δ
P
b
b
i
π
r i
π
R
—— —–—
b
b
(e + e )
i
5
l
π
5
μ
.
20
×∑
i
=1
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека