экструдер

Формула изобретения

Экструдер для переработки пищевых продуктов, содержащий рабочую камеру с загрузочным патрубком и матрицей, шнек переменного диаметра и привод, отличающийся тем, что загрузочный патрубок выполнен с возможностью перемещения вдоль корпуса экструдера, для чего к его нижней части жестко прикреплены направляющие в виде упорной плиты, а в верхней части цилиндрического корпуса выполнено продольное отверстие, в боковых стенках которого выфрезерованы прорези, в которых перемещаются направляющие загрузочного патрубка с помощью шарнирно прикрепленного к его верхней цилиндрической части штока, закрепленного на опорной плите путем резьбового соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экструзионной переработке пищевого сырья и может быть использовано в линиях производства экструдированных продуктов питания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является экструдер для переработки пищевых продуктов, содержащий рабочую камеру с загрузочным патрубком и матрицей, шнек переменного диаметра и привод [Пат. №2177702, МПК⁷ А23Р 1/12, В29С 47/38. Опубл. 10.01.2002. Бюл.1].

Недостатком известного устройства является невозможность оперативной перестройки конструкции, что приводит к увеличению времени пребывания продукта в зонах экструдирования (гомогенизации, пластификации) и, как следствие, к снижению качества продукции.

Технической задачей изобретения является улучшение качества готового продукта за счет регулирования глубины физико-химических изменений, происходящих в продукте при горячей экструзии и вследствие изменения продолжительности процесса, увеличение ассортимента выпускаемой продукции за счет расширения функциональных возможностей экструдера.

Поставленная задача достигается тем, что в экструдере для переработки пищевых продуктов, содержащем цилиндрический корпус с загрузочным патрубком и матрицей, шнек переменного диаметра и привод, новым является то, что загрузочный патрубок выполнен с возможностью перемещения вдоль корпуса экструдера, для чего к его нижней части жестко прикреплены направляющие в виде упорной плиты, а в верхней части цилиндрического корпуса выполнено продольное отверстие, в боковых стенках которого выфрезерованы прорези, в которых перемещаются направляющие загрузочного патрубка экструдера с помощью шарнирно прикрепленного к его верхней цилиндрической части штока, закрепленного на опорной плите путем резьбового соединения.

На фиг.1 изображен общий вид экструдера, на фиг.2 - объемное изображение механизма перемещения загрузочного патрубка экструдера.

Экструдер состоит из цилиндрического корпуса 1 с загрузочным патрубком 5, шнека переменного диаметра 2 с матрицей 3, привода (на фиг.1 не показан), станины 4, штока 6.

В верхней части корпуса экструдера (фиг.2) выполнено продольное отверстие, в боковых стенках которого выфрезерованы продольные прорези 7. К нижней части загрузочного патрубка 5 жестко прикреплены в виде упорной плиты направляющие 8, которые располагаются в прорезях 7 и перемещаются в них. К цилиндрической части загрузочного патрубка 5 шарнирно прикреплен шток 6, противоположная часть которого крепится к опорной плите 10 путем резьбового соединения. На одном конце штока 6, примыкающем к загрузочному патрубку 5, выполнен шарнир, на другом его конце - четырехгранный хвостовик 9. В верхней части корпуса экструдера жестко крепится опорная плита 10, в которой выполнено отверстие с резьбой. В это резьбовое отверстие вворачивается шток 6 и посредством его вращения осуществляется перемещение загрузочного патрубка 5 в продольных прорезях 7 параллельно оси шнека 2.

Экструдер работает следующим образом.

Вращая шток 6 посредством четырехгранного хвостовика 9, устанавливают загрузочный патрубок экструдера в положение, обеспечивающее заданное время обработки продукта с учетом постоянной частоты вращения шнека 2. Исходный продукт направляют в загрузочный патрубок 5, где он захватывается винтовой нарезкой шнека 2 и перемещается последовательно с помощью вращающегося шнека 2, приводимого в движение от привода (на фиг.1 не показан), через зоны загрузки, смешивания, гомогенизации и стабилизации давления. В процессе движения перерабатываемый продукт нагревается, размягчается и перемешивается за счет взаимного воздействия на него неподвижного корпуса 1 и вращающегося шнека 2. При прохождении образовавшегося расплава через зону стабилизации давления происходит выравнивание градиентов давления и температуры, что обеспечивает равномерное движение экструдата к матрице 3, через которую он выдавливается в виде заготовки требуемого сечения.

Установлено [Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование / Под ред. А.Н.Богатырева, В.П.Юрьева. - М.: «Ступень», 1994, - 200 с.], что основные компоненты (углеводы, белки, жиры, витамины и др.) различных пищевых продуктов имеют различную оптимальную температуру, необходимую для протекания полных и качественных физико-химических изменений при экструзионной варке.

Для реализации эффективного и качественного процесса экструзионной варки необходимо подобрать такой характер изменения температуры, при котором основные компоненты продуктов подвергались бы, с одной стороны, полной гидротермической обработке, а с другой - на них оказывалось «мягкое» (щадящее) температурное воздействие, предотвращающее их термическое разложение.

Анализ теоретических и экспериментальных данных [Остриков А.Н. Экструзия в пищевой технологии [Текст] / А.Н.Остриков, О.В.Абрамов, А.С.Рудометкин - СПб: ГИОРД - 2004, - 288 с.] показал, что для качественного проведения экструзионной обработки необходим индивидуальный температурно-временной режим для каждого вида сырья.

При необходимости загрузочный бункер 5 перемещают в другое положение путем вращения штока 6. Положение загрузочного патрубка зависит от вида перерабатываемого сырья, при этом регулируется длина рабочей камеры экструдера, а следовательно, и время обработки продукта в нем.

Предлагаемая конструкция шнека и корпуса позволяет реализовать широкий диапазон температурно-временных режимов за счет изменения положения загрузочного патрубка 5 экструдера и, как следствие, изменения времени нахождения продукта в экструдере.

Таким образом, использование изобретения позволит:

- расширить ассортимент производимых экструдатов повышенного качества за счет оптимизации температурно-временных режимов за счет изменения положения загрузочного патрубка экструдера;

- расширить технологические возможности при производстве многокомпонентных экструдатов заданной пищевой ценности, адаптированных для питания различных возрастных групп людей;

- осуществлять более оперативное регулирование продолжительности обрабатываемого продукта в экструдере с подбором наиболее рациональных режимов.