ЭКСТРУДЕР

Полезная модель относится к экструдерам и может быть использована в пищевой и комбикормовой промышленности, в частности в производстве сухих кормов для домашних животных.
Известны экструдеры, описанные, например, в US. Patent 4, 763, 569, US. Patent 3, 117, 006, для производства широкого класса пищевых продуктов. Они состоят из корпуса и вращающегося в нем шнека. В конце корпуса экструдера находится фильера. Пищевое сырье, проходящее через экструдер, подвергается воздействию возрастающих температур, давлений и сдвиговых сил. При выходе из фильеры пищевое сырье полностью приготовлено и ему придана определенная форма.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является экструдер, описанный в патенте US. Patent 4, 118, 164, корпус которого состоит из нескольких соединенных между собой секций. Внутри корпуса находится полость в основном цилиндрической формы, внутри которой на вращающемся вале закреплен шнек, также состоящий из нескольких секций. Соотношение длины полости корпуса к максимальному ее диаметру достигает L/D=10-20, что было вызвано необходимостью достижения необходимого уровня готовности пищевого продукта. В первой секции экструдера выполнено входное отверстие, соединенное с загрузочным бункером, в последней - формующая фильера, рабочие секции снабжены кожухами с
возможностью подачи в них пара или холодной воды для регулирования температуры внутри каждой секции корпуса.
Недостатками такого экструдера с длинным корпусом и, соответственно, шнеком являются: громозкость конструкции, дороговизна изготовления, техническая трудность в точном удержании длинного шнека внутри корпуса, что влечет за собой скорый износ и удорожание обслуживания. Предыдущие попытки применения экструдеров с относительно коротким шнеком не увенчались успехом в виду низкой производительности и недостаточного уровня готовности конечного продукта.
Технической задачей является снижение стоимости изготовления и упрощение конструкции экструдера при обеспечении качества и готовности конечного продукта.
Техническим результатом является экструдер с коротким шнеком, который позволяет достичь производительности, качества и готовности продукции, сравнимых при использовании экструдеров с длинным шнеком (L/D=10-20). Следствием применения в экструдере коротких корпуса и шнека являются небольшие размеры, недорогое изготовление и обслуживание.
Поставленный технический результат достигается тем, что в экструдере, содержащем цилиндрический корпус, состоящий из последовательно соединенных секции с загрузочным отверстием,
снабженных кожухом рабочих секций, с формующей фильерой, и установленный внутри полости корпуса с возможность вращения секционный шнек, отличающийся тем, что корпус содержит две рабочие секции, внутренняя полость которых выполнена в виде уменьшающегося в направлении фильеры конуса с конусностью 1/20-1/10 при обеспечении соотношения длины полости корпуса к максимальному ее диаметру 3-5, вдоль внутренней поверхности полости корпуса выполнена спиралевидная нарезка, а конфигурация шнека, соответствует конфигурации полости.
Использование короткого корпуса и шнека обеспечивают возможность достижения относительно высоких скоростей вращения шнека - от 500 до 800 об/минуту, что позволяет достичь высокую производительность, качество и готовность продукции.
Выполнение вдоль поверхности полости экструдера спиралевидной нарезки помогает перемешиванию пищевого продукта во время его движения внутри экструдера.
На фиг. представлено вертикальное сечение экструдера.
Корпус экструдера состоит из 3-х, соединенных между собой секций 1, 2, 3. Первая секция 1 снабжена входным отверстием, соединенным с загрузочным бункером (на чертеже не показано). Шнек выполнен также 3-х секционным - секции 4, 5, 6, первая секция 4 соединена с двигателем 7. Вокруг второй 2 и третей 3 секций корпуса
установлены металлические кожухи 9, 10, в которые поступает нагревательная или охлаждающая среда, а именно либо пар, либо холодная вода. Такая конструкция позволяет регулировать температуру внутри секций. Объем, образуемый внутренними сторонами секций 2, 3, представляет собой рабочую полость экструдера, диаметр которой уменьшается от секции 2 к секции 3. Соотношение длины полости корпуса к максимальному ее диаметру составляет 3-5. Вдоль всей полости экструдера, на внутренних сторонах секций 2, 3, расположена по спирали нарезка 11. В конце третьей секции 3 находится формующая фильера 8. Общая конфигурация шнека повторяет конфигурацию полости, то есть уменьшается в диаметре от входного отверстия к фильере.
Экструдер работает следующим образом. Нагретое до определенной температуры и увлажненная увлажненное пищевое сырье попадает через отверстие в первую секцию 1 экструдера и подхватывается дозирующей частью шнека 4, вращающегося со скоростью от 500 до 800 об/минуту. По мере прохождения пищевого сырья внутри экструдера от секции 1 к секции 2, и от секции 2 к секции 3, воздействие температуры и сдвиговых сил на пищевое сырье возрастает. Типичное время нахождение сырья внутри экструдера колеблется в промежутке 10-40 секунд. Максимальное давление внутри экструдера обычно 15-55 атмосфер. А максимальная температура внутри
полости достигает 110-160 градусов Цельсия. Выходя под давлением из отверстий фильеры 8, итоговая пищивая продукция подвергается формованию и имеет плотность от 20 до 40 кг/куб. метр. Вследствие высоких скоростей вращения шнека и конусообразных конфигураций полости экструдера и шнека, к моменту выхода из отверстий фильеры пищевая продукция полностью приготовляется.
Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить себестоимость изготовления экструдера, уменьшить его размеры и при этом достичь производительности, качества и готовности продукции, сравнимых при использовании экструдеров с длинным шнеком.