КОРМОВЫЕ ЭКСТРУДЕРЫ

Экструзия зерна

Зерно различных видов экструдируют для того, чтобы облегчить процесс перевариваемости этого корма вжелудке животного. Фактически, в экструдере под давлением и высокой температурой происходитпреобразование сложных молекулярных компонентов клетки корма в более простые (в легче отдающиесвою энергию).

История

Первые экструдеры для зерна и бобовых начали применяться в США в середине 1960-х годов. В СССРэкструдеры для зерна и бобовых выпускал Куйбышевский завод аэродромного оборудования с 1970-хгодов. Ранее отечественной промышленностью для производства комбикормов выпускались две основныемодели экструдеров — это ПЭК-125х8 производительностью до 600 кг/ч и КМЗ-2М производительностью до500 кг/ч. Экструдер ПЭК-125х8 был также оснащен электронагревателем рабочей части. За времясуществования экструзионных технологий появилось большое разнообразие конструкций машин для ихреализации.

Описание процесса

Принцип действия, конструкция экструдеров.

Экструзия — кратковременный высокотемпературный процесс, который с успехом применяется как впищевой так и в комбикормовой промышленностях.

Принцип действия экструдеров определяется самой сутью технологического процесса экструзии.

Экструзия — сложный физико-химический процесс, который протекает под действием механическихусилий при условии присутствия влаги и высокотемпературного воздействия.

Перерабатываемый продукт нагревается за счет превращения механической энергии в тепло, котороевыделяется при преодолении внутреннего трения и пластической деформации продукта (автогенныйрежим работы) или за счет внешнего нагрева (политронный режим работы).

Сменными параметрами процесса экструзионной обработки есть состав сырья, его природа, влажность. Впроцессе экструзии возможны изменения температуры, давления, продолжительности и интенсивностивоздействия на сырье. Известны три основных метода экструзии — это холодная формовка, тепловаяобработка и формовка и так называемая «горячая» экструзия.

В последнее время широкое распространение получил метод «горячей» экструзии, которыйосуществляется при высоких скоростях и давлении, при значительном переходе механической энергии втепловую.

Принцип действия и конструкция экструдеров

Для реализации процесса экструзии применяется шнековый экструдер, основным рабочим органомкоторого является шнек специальной конструкции вращающийся в цилиндрическом корпусе. На выходе изкорпуса установлена формообразующая матрица.

Характерными особенностями конструкции рабочей части экструдера есть то, что камеры и шнекисмонтированы в соответствии с поставленными технологическими задачами. Отличают загрузочнуюкамеру, в которую вводится сырье и различные добавки, закрытые камеры с отверстиями для измерениятемпературы и давления, а также для ввода жидких добавок и отбора проб. На шнеки могутустанавливаться различные элементы, что дает возможность создавать дополнительное сопротивлениеперемещению продукта и перемешивать его в процессе перемещения.

Рабочую часть экструдера с учетом стадий процесса обработки можно условно разделить на тризоны:

• I — зона приема сырья;
• II — зона пластификации и сжатия ;
• III — зона выпрессовывания продукта .

Существует целый ряд конструкций рабочей части шнековых экструдеров:

• Одинарные шнеки, в том числе:

• • цилиндрический шнек с постоянным шагом;
  • цилиндрический шнек с переменным шагом;
  • наличие винтовой линии в кожухе шнека;
  • конический шнек;
  • конический шнек с шагом, что уменьшается к выходу из экструдера.

• Сдвоенные шнеки, что не входят в зацепление в том числе:

• • шнеки, что вращаются в одном направлении;
  • шнеки, что вращаются в разные направления.

• Сдвоенные шнеки, что входят в зацепление в том числе:

• • шнеки, что вращаются в одном направлении и самоочищаются;
  • шнеки, что вращаются в разные направления и частично самоочищаются.

Принцип действия экструдеров состоит в том, что в частицах зерна, размещенных в закрытой камере, принагревании за счет испарений влаги, что имеется в них, возрастает внутренне давление. Мгновеннаяразгерметизация камеры приводит к расширению паровоздушной смеси и вызывает увеличение объемачастиц зерна.

Рабочая часть указанных экструдеров состоит из набора шнеков, между которыми в определеннойпоследовательности размещены подпорные шайбы, набор шнеков и шайб крепится на шпильке спомощью болта с конусной головкой. Внутренняя поверхность кожуха рабочей части имеет продольныеканалы, исключающие вращение продукта в процессе его перемещения. На выходе кожуха встроенаобычно конусная гайка с отверстием. Температура перерабатываемого продукта регулируетсяизменением зазора между конусами болта крепления шнеков и выходной гайки, или изменением диаметравыходного отверстия.

Различные модели экструдеров отличаются конструктивным исполнением элементов, входящих в рабочуючасть, количеством рабочих камер, наличием дополнительных систем расширяющих технологическиевозможности экструдеров, конструкцией питателей, приводов и т. д. Цилиндрическая форма рабочей частиявляется наиболее технологичной в изготовлении, и следовательно, имеет более низкую себестоимость.

Современные конструкции экструдеров реализуют как технологию сухой экструзии, именуемую так тому,что экструдирование происходит при помощи тепла, которое выделяется в процессе прохожденияпродукта через рабочую часть экструдера, так и возможность использования при экструдировании пара.Для этого экструдер оснащается камерой предварительной обработки сырья паром (кондиционером).Использование пара удваивает производительность и уменьшает износ рабочих частей экструдера.

Процесс сухой экструзии занимает менее 30 секунд. За это время сырье успевает пройти измельчение,смешивание, тепловую обработку, обеззараживание, обезвоживание, стабилизацию и увеличение объема.

Применение

В комбикормовой промышленности, в основном, нашли применение одношнековые экструдеры сцилиндрической формой шнека с постоянным шагом. В пищевой промышленности, при производствепродуктов быстрого приготовления, снеков и т. п. в основном используются двухшнековые экструдеры