ЭКСТРУДЕР ПРЕССА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ УЛУЧШЕННОГО КАЧЕСТВА
EXTRUDER OF PRESS FOR IMPROVED QUALITY PASTA PRODUCTS MANUFACTURE

Изобретение относится к устройствам для приготовления макаронных изделий и может быть использовано предприятиях малого бизнеса.
Известен пресс для изготовления и формирования макаронных изделий ЛПЛ-2М (см. Медведев Г.М. Технология макаронного производства / Учебник и учебное пособие для высших учебных заведений. 2-ое изд., стереотип. - М.: Колос, 1988, с. 104-105, рис. 30), содержащий в корпусе шнек, связанный с выходным валом привода экструдера с одной стороны и формирующим устройством с другой стороны, причем винтовая поверхность шнека разделена на три ступени, первая из которых связана с тестомесителем, а вторая ступень является зоной дозированной подачи тестовой массы в зону вакуумирования третьей ступени, над которой в корпусе установлена камера-накопитель для улавливания мучных остатков из зоны вакуумирования и водяная рубашка, связанная с источником воды.
Недостатком является неэффективное вакуумирование теста из-за скоротечности прохождения теста-канала и трудности отсоса воздуха из уплотненной массы теста, а также вследствие недостаточного охлаждения водяной рубашкой происходит налипание теста на шнек в межвитковом пространстве.
Известен экструдер пресса для изготовления макаронных изделий (см. патент РФ №2215413, МПК А21С 1/14, А21С 11/20, А21С 9/20. Опубл. 10.11.2003), характеризующийся тем, что он содержит шнек, связанный с выходным валом привода экструдера с одной стороны и формирующим устройством с другой стороны, причем винтовая поверхность шнека разделена на три ступени, первая из которых связана с тестомесителем, а вторая ступень является зоой дозированной подачи тестовой массы в зону вакуумирования третьей ступени, над которой в корпусе установлена камера-накопитель для улавливания мучных остатков из зоны вакуумирования и водяная рубашка, связанная с источником воды, при этом в межвитковом пространстве третьей ступени шнека установлена антифрикционная лентообразная вставка с низкими адгезионными свойствами, например фторопластовая.
Недостатком являются энергозатраты на вращения шнека, которые возрастают по мере эксплуатации при движении тестовой массы под действием силы тяжести в вогнутостях межвиткового пространства винтовой поверхности. Наблюдаемое задержание спуска тестовой массы по вогнутости межвиткового пространства обусловлено несоответствием оптимизации винтовой линии спуска. Это приводит к постоянному накоплению в нижней части вогнутости межвиткового пространства тестовой массы и, как следствие, утяжелению шнека с последующей необходимостью увеличения мощности на его вращения.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение энергосберегающей эксплуатации шнека с нормированными затратами мощности на его вращение путем выполнения винтовой поверхности шнека в виде профиля с вогнутостями в межвитковом пространстве, соответствующими построению циклоиде как брахистохрона.
Технический результат достигается тем, что экструдер пресса для качественного изготовления макаронных изделий содержит шнек, связанный с выходным валом привода экструдера с одной стороны и формующим устройством с другой стороны, причем винтовая часть шнека разделена на три ступени, первая из которых связана с термосмесителем, а вторая ступень является зоной дозированной подачи тестовой массы в зону вакуумирования третьей ступени, над которой в корпусе установлена камера-накопитель для улавливания мучных остатков из зоны вакуумирования и водяная рубашка, связанная с источником воды, при этом в межвитковом пространстве третьей ступени шнека установлена антифрикционная лентообразная вставка с низкими адгезионными свойствами, например фторопластовая, при этом винтовая поверхность шнека выполнена в виде профиля с вогнутостями, соответствующими построению циклоиде как брахистохрона.
На фиг. 1 изображен экструдер в сборе, на фиг. 2 - вогнутость межвиткового пространства винтовой поверхности, соответствующая построению циклоиде как брахистохрона.
Экструдер к прессу для качественного изготовления макаронных изделий содержит в корпусе 1 шнек 2, связанный с выходным валом привода экструдера (не показано) с одной стороны и формующим устройством 3 с другой стороны. Привод включает в себя асинхронный трехфазный электродвигатель, закрепленный на корпусе пресса, и двухступенчатую цепную передачу (не показан). Винтовая поверхность шнека 2 разделена на три ступени, причем первая ступень 4 через отверстие 5 связана с тестомесителем (не показан), вторая ступень 6 является зоной дозированной подачи тестовой массы в третью ступень 7 и выполнена с меньшим приходным сечением каналов винтовой линии, чем в ступенях 4 и 6. Ступень 6 выполнена с меньшей пропускной способностью, чем ступень 7. На третьей ступени в корпусе 1 установлена водяная рубашка 8, связанная с источником воды (не показан), и камера - накопитель 9 для улавливания мучных остатков из зоны вакуумирования третьей ступени 7, связанная с вакуумным насосом (не показан). В межвитковом пространстве (каналы проходного сечения винтовой линии) третьей ступени 7 шнека 2 установлена антифрикционная лентообразная вставка 10 с низкими адгезионными свойствами (например, фторопластовая) заклепками 11. Водяная рубашка 8, соединенная с фильером 12.
Винтовая поверхность шнека 2 выполнена в виде профиля с вогнутостями 13, соответствующими построению циклоиды как брахистохроны.
Устройство работает следующим образом.
В процессе эксплуатации экструдора тесто совершает вращательное движение с винтовой поверхностью шнека 2 и заполняет вогнутости 13 в межвитковом пространстве. При этом время спуска тестовой массы в вогнутости 13 в межвитковом пространстве и последующее их полное заполнение определяется профилем построения вогнутости 13 при заданной скорости вращения шнека 2.
Наблюдаемое при эксплуатации накопление части тестовой массы в шнеке вогнутости 13 обусловлено значительной продолжительностью ее спуска, т.к. профиль вогнутости не соответствует построению винтовой ниши, обеспечивающей быстрейший спуск тестовой массы. В результате из-за остаточности в нижней части вогнутости 13 тестовой массы шнек 12 утяжеляется, что требует дополнительных энергозатрат, но вращение винтовой поверхности шнека 2 и, соответственно, увеличение мощности ее привода. Для поддержания нормированных энергозатрат при длительной эксплуатации экструдера винтовая поверхность шнека 2 выполнена в виде профиля с выгнутостями 13, соответствующими построению циклоиде как брахистохрона, что обеспечивает быстрейший спуск тестовой массы (см., например, стр. 802. Некоторые замечательные кривые. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М., 1965, - 872 с.; ил.) в нижнее положение вогнутости 13. В результате по мере вращения винтовой поверхности шнека 2 и осуществления быстрейшего спуска при выполнении вогнутости 13 с профилем построения циклоиды как брахистохрона в нижнем положении вогнутости 13 не успевает накапливаться тестовая масса и шнек 12 не требует дополнительной мощности на привод для осуществления вращения. Кроме того, поддерживает качество выходящего из пресса теста сформованными нитями в связи с отсутствием комкования его в нижнем положении вогнутости 13 из-за медленного спуска.
При работе сыпучая тестовая масса через отверстие 5 поступает на первую ступень 4 шнека 2, перемещается слабым непрерывным потоком поступательно во вторую ступень 6, несколько снижая в ней скорость из-за конструктивных особенностей ступени 6, образуя как бы пробку, при этом происходит разрыв потока тестовой массы, которая в виде катышков и гранул, т.е. оставаясь неоднородной, поступает в зону вакуумирования третьей ступени 7 шнека 2 и некоторое время свободно перемешается вдоль оси шнека 2. Одновременно под действием радикальной составляющей и в результате взаимодействия сил внутреннего трения тесто совершает также вращательное движение, плотно заполняя межвитковое пространство шнека 2 и нагреваясь. При этом повышается температура шнека 2. В конце третьей ступени 7 (это последний виток шнека 2) спрессованная тестовая масса в виде закрученного потока поступает в фильеру 12.
После выхода пресса на режим включается в работу вакуумный насос (не показан), который откачивает пузырьки воздуха из теста. Через 2-3 минуты после начала работы в водяную рубашку 8 подается вода, охлаждая тестовую массу, а от перегревания и для предотвращения налипания теста к шнеку 2 служит антифрикционная лентообразная вставка 10 с низкими адгезионными свойствами (например, фторопластовая). Тесто перемещается в фильеру 12 и выходит из пресса сформированными нитями.
Оригинальность предложенного технического решения заключается в том, что поддержание нормированных энергозатрат на провод вращения винтовой поверхности шнека достигается обеспечением скорейшего спуска и соответственно заполнения вогнутости межвинтового пространства экструдера пресса для производства макаронных изделий. Кроме того, уменьшенная продолжительность ускоренного спуска тестовой массы, способствующая устранению комкования в вогнутости межвинтового пространства винтовой поверхности шнека, поддерживает при длительной эксплуатации качество выходящей из шнека пресса готовой продукции.