Оборудование для обработки продуктов прессованием

В пищевой промышленности применяются прессы самых разнообразных конструкций Их можно разделить на две большие группы: гидравлические и механические.

Гидравлический пресс работает по законам гидравлики Основным узлом пресса является рабочий цилиндр, внутри которого перемещается плунжер, соединенный с подвижной плитой. Плунжер приводится в движение жидкостью высокого давления. Прессуемый материал помещается между подвижной и неподвижной плитами.

Сила давления, создаваемая поршнем на материал, прямо пропорциональна его площади; P = pF, где р — давление в гидросистеме, Н/м²; F— площадь поршня, м².

Гидравлические прессы широко применяются при переработке фруктоз и овощей с целью получения соков, для производства ликеров и эссенций.

В сахарной промышленности для обезвоживания жома применяются наклонные горизонтальные и вертикальные шнековые прессы с одно- и двусторонним отжатием. Прессы двустороннего отжатия более производительны, чем прессы с односторонним отжатием, и позволяют отжимать жом до более низкой конечной влажности

Наклонный шнековый пресс (рис.4.18.) предназначен для отжатия жома. Жом поступает в сепаратор, где из него частично удаляется вода, а затем в пресс, где отжимается основная часть воды. Часть отжатой воды проходит через цилиндрическое сито и удаляется через штуцер Я другая часть воды проходит через сито 3 в полую часть вала шнека и удаляется через отверстие 10 и штуцер 9, Выгрузка отжатого жома производится через кольцевые отверстия между коническим ситом и корпусом отжимного шнека. Размер отверстия влияет на продолжительность пребывания жома в прессе и степень отжатия

воды и регулируется специальным приспособлением 6. Горизонтальные и наклонные прессы имеют аналогичную конструкцию В отличие от горизонтальных прессов в наклонных не происходит частичного смешения отжатого жома с удаляемой жидкостью

Вертикальный шнековый пресс

показан на рис.4.19 Основной частью пресса является полый вертикальный шнек, установленный в специальных траверсах. На кожухе шнека с противоположных сторон расположены контрлопасти, которые входят в промежутки между лопастями шнека и препятствуют вращению материала вместе со шнеком. Контрлопасти имеют отверстия, через которые проходит пар, подводимый по трубопроводу.

В верхней части пресса расположена воронка для загрузки материала, а под ней по цилиндрической образующей — цилиндрические разъемные сита с коническими отверстиями. Влажный жом на прессование поступает через воронку и верхними лопастями шнека направляется вниз, в зону с меньшим поперечным сечением, где происходит отжатие воды. Часть отпрессованной воды выходит через отверстия цилиндрического сита, а другая часть — через полый вал шнека. Выделенная вода по каналу 10 и штуцеру 9 удаляется из пресса.

В нижней части цилиндрического сита расположено подвижное коническое сито, которое можно поднимать и опускать при помощи болтов 7. Изменением размера щели между этим ситом и нижней частью цилиндрического сита регулируется степень отжатия жома.

Отжатый жом, выходящий через щель, образованную коническим и цилиндрическим ситами, при помощи скребков выгружается из шнека

Двухшнековый пресс (рис.4.20.) оборудован двумя параллельно установленными шнеками, вращающимися навстречу друг другу. В корпусе и крышках шнека имеются цилиндрические фильтрующие сита с коническими отверстиями, изготовленные из нержавеющей стали.

Конструкция пресса позволяет быстро проводить процесс обезвоживания.

Частота вращения шнеков может регулироваться гидромуфтой от 1,45 до 3 мин^-1. От частоты вращения шнека зависят его производительность, влажность отпрессованного жома и расход энергии.

Показатели работы пресса зависят от равномерности питания его жомом. При недостаточной загрузке пресса жомом влажность жома увеличивается На степень отжатия жома оказывают основное влияние форма проходной части прессов и время пребывания жома в прессе.

Штемпельные и ротационные прессы применяются для брикетирования сухого жома. Ротационные прессы имеют плоскую или цилиндрическую матрицу. В штемпельных прессах матрица является неподвижной, а пуансон (штемпель) совершает возвратно-поступательное движение. В таких прессах наблюдаются большие инерционные силы при прессовании, поэтому они должны устанавливаться на массивных фундаментах.

Одна из конструкции ротационного пресса с горизонтальной плоской матрицей показана на рис.4.21. Основной частью пресса является прессующий узел, состоящий из матрицы -и прессующих валков, устройства для среза гранул и полого вала. Матрица установлена на полом валу, и вращается вместе с ним. Конический распределитель служит для направления сухого материала под валки.

Спрессованный материал на выходе из отверстия матрицы срезается ножом и лопастью направляется в выгружной лоток. Зазор методу матрицей и лезвием ножа должен быть не более 0,5 мм. Необходимо, чтобы нож перекрывал рабочую ширину матрицы; лезвие его должно располагаться параллельно нижней плоскости матрицы. Угол наклона ножа к горизонтальной плоскости составляет 30°.

Для срезания брикета устанавливаются четыре ножа. Если необходимо получить более крупные брикеты, количество ножей уменьшают.

Дисковый пресс,используемый в производстве прессованного сахарарафинада, состоит из следующих основных узлов: набивной коробки для приема рафинадной кашки; диска с матрицами и пуансонами; упора для прессования брусков рафинада; механизма для натирки стола; механизма для подачи сахара в матрицы; механизма для выталктвания отпрессованных брусков рафинада; механизма для подъема пуансонов, механизма для поворота диска, привода и станины

Стол пресса совершает вращатель-ное движение против часовой стрелки в горизонтальной плоскости (рис.4.22.). Во время одного оборота стол делает четыре остановки, при которых совершаются последовательно следующие операции: 1—заполнение матрицы рафинадной каш-кой; 2 — формование при движении пуан-сона вверх; 3 — выталкивание брусков сахара пуансоном из матрицы; 4 — очист-ка пуансона от остатков сахара и натирка мастикой

Матрицы пресса выполнены в виде латунных коробок, которые вставлены в отверстия диска.

Рис.4.22. Схема работы дискового пресса

Из таблетирующих машин – наибольшее распространение в пищевой промышленности получили ротационные. В этих машинах материал прессуется пуансонами, вмонтированными в ротор по его окружности на двух уровнях. Во время работы пуансоны перемещаются вдоль вертикальной оси благодаря копирам и прессующим роликам, которые предназначены для их верхнего и нижнего рядов. При вращении ротора пуансоны, двигаясь в матрице, заполненной предварительно таблетируемым материалом, сжимают его с противоположных сторон. Таблетка выталкивается из матрицы нижним пуансоном выведенном верхнем.

Ротационные таблетирующие машины делятся на два класса. В машинах первого класса пуансоны катятся по копирам, в машинах второго класса скользят. Различают машины однократного и многократного действия, в которых каждая пара пуансонов за один оборот ротора формирует соответственно одну или несколько таблеток.

Гранулирование может осуществляться тремя способами: на специальных устройствах – грануляторах, скатыванием и в псевдоожиженном слое.

Двухшнековый формовочный пресс (рис.4.23.) используется в производстве конфет, в частности пралине, методом формования конфетной массы через фильеру с калиброванными отверстиями. Пресс создает давление в конфетной массе и продавливает ее через фильеру. Непосредственно на выходе из фильеры жгуты конфетной массы рубятся на гранулы эксцентрично установленными ножами гранулятора (рис.4.24.), расположенными с определенным зазором у фильеры.

Фильера представляет собой плоский металлический диск с отверстиями, через которые продавливается прессуемая масса. Форма отверстия фильеры определяет вид изделия. При продавливании через отверстия фильеры масса принимает определенную форму. Течение массы в отверстиях фильеры подобно течению очень вязкой жидкости. Давление, создаваемое шнеком, зависит от гидравлического сопротивления в отверстиях фильеры Сопротивление опре-деляется консистенцией теста, формой и размером отверстий.

Рубящие ножи закреплены на вращающемся валу, имеющем собственный привод. Эксцентричное расположение ножевого крыла позволяет заполнить материалом все сечение фильеры. Для регулировки зазора между фильерой и рубящими ножами ножевой вал может перемещаться в осевом направлении. Для этого кожух гранулятора может быть отведен в сторону вместе с приводом При демонтаже шнека грануляционная головка может быть отведена от нагнетающего шнека.

Гранулирование скатыванием применяется в кондитерской промышленности при производстве конфет, состоящих из ядра и оболочки. Наслоение оболочки на ядро производят в дражировочных грануляторах

Дражировочный гранулятор представляет собой чашеобразный корпус с вогнутым дном, который совершает сложное движение в горизонтальной плоскости Чаша вращается вокруг собственной оси и вокруг вала привода (рис. 22.10). Такое сложное движение чаши создает восходящий винтообразный поток порошка В результате происходит окатывание ядра оболочкой, что приводит к росту гранул. Ядром служат обычно кристаллы сахара, изюм и орехи, ягоды и т. д. Оболочка состоит из сахарной цедры, порошка какао, кофе и т. д.

Литература

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 784 с.

2. Стабников В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 663 с.

3. Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. -М.: Агропромиздат, 1991. – 432 с.

4. Романков П.Г. и др. Процессы и аппараты химической промышленности. - Л.: Химия, 1989. - 559 с.

5. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии.-М.: Химия, 1987, 495 с.

6. Иванец В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств / Гидромеханические и тепловые процессы/. Конспект лекций, КемТИПП, Кемерово, 1995, 128 с.