Совершенствование оборудования для дозирования ингредиентов комбикормов
УДК 664.8, 664.9
Совершенствование оборудования для дозирования ингредиентов комбикормов
магистрант Попов С.Ю., аспирант Фицнер Л.А.
Одной из важных проблем при производстве комбикормов является точность дозирования ингредиентов, в частности высоковязких. Аналогичные проблемы существуют в пищевой промышленности при дозировании неньютоновских пищевых сред таких, например, как тесто, различные виды фаршей, а также пюре из фруктов и овощей.
Известны устройства для дозирования таких сред содержащие нагнетательные камеры, делительные головки, приспособления для стабилизации давления и приводы [1,2].
Такие устройства обеспечивают повышенную точность дозирования за счет поддержания постоянства давления в нагнетательной камере, однако сложны в кинематическом отношении и имеют достаточно высокую энергоемкость.
Наиболее совершенным по технической сущности и получаемому положительному эффекту, применяемым в практике, является дозатор для пищевых сред, содержащий приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой [3].
Такое устройство по сравнению с другими известными позволяет повысить точность дозирования, поскольку приспособление для поддержания постоянного давления встроено в нагнетательную камеру непосредственно перед делительной головкой и выполнено в виде сообщающегося с камерой цилиндра с подпружиненным поршнем.
Вместе с тем, пищевая среда, заполнив полость цилиндра при повышении давления, с очень большими сложностями попадает назад в полость нагнетательной камеры при наборе очередной дозы из-за наличия застойных зон при сопряжении цилиндра с камерой. Кроме того, преодолевая эти застойные зоны, пищевые среды испытывают воздействие повышенных касательных напряжений, что неблагоприятно сказывается на их структурномеханических характеристиках, приводя к выдавливанию жидкой фракции или нарушению связи между отдельными слоями.
Для преодоления указанных недостатков в дозаторе для пищевых сред, содержащем приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой, приспособление для поддержания постоянного давления выполнено в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного дугой окружности и плоской
поверхностью, причем внутри этого кармана, со стороны делительной головки, на корпусе нагнетательной камеры установлена пластинчатая пружина с возможностью перемещения в кармане.
Технический эффект в предлагаемом дозаторе для пищевых сред обеспечивается за счет выполнения приспособления для поддержания постоянного давления в виде плоского щелевого кармана, внутри которого под действием избыточного давления перемещается пластинчатая пружина. Пищевая среда изгибает ее, заставляя перемещаться свободный конец по дуге окружности до упора в ограничивающую плоскую поверхность. Эта плоская поверхность устанавливается из расчета воздействия возможного избыточного давления. При возвращении пищевой среды в нагнетательную камеру обеспечивается щадящее воздействие на нее действием этой же пружины, закрепленной со стороны делительной головки, что исключает появление «застойных» зон.
На рисунке 1 дана общая схема предложенного дозатора для пищевых сред.
Рис.1 Дозатор высоковязких ингредиентов комбинированных пищевых масс
Дозатор для пищевых сред имеет приемный бункер 1, нагнетательную камеру 2 с размещенным в ней шнеком 3, приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой 4, и привод 5.
Приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере выполнено в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного дугой окружности 6 и плоской поверхностью 8, причем внутри этого кармана, со стороны делительной головки, на корпусе нагнетательной камеры установлена с помощью винта (или заклепки) 9 пластинчатая пружина 7 с возможностью перемещения в плоском щелевом канале.
Работает дозатор для пищевых сред следующим образом:
Y Axis (вероя тность)
Шнековый нагнетатель непрерывно подает пищевую среду к делительной головке 4, которая периодически замыкает нагнетательную камеру 2. Возникающее при этом повышенное давление пищевой среды снижается благодаря тому, что пластинчатая пружина 7, деформируясь, перемещается по траектории ограниченной дугой окружности 6 вплоть до плоской поверхности 8, будучи закрепленной винтом 9.
При снижении давления в нагнетательной камере 2 пластинчатая пружина 7 выталкивает пищевой продукт в нагнетательную камеру 2, чем поддерживает в ней постоянное давление. При полностью загруженном бункере 1 колебания пластинчатой пружины 7 будут максимальными. По мере расхода пищевой среды колебания пружины 7 будут уменьшаться.
Использование аналогичного дозатора на Оршанском хлебокомбинате позволило получить результаты отраженные на рис.2.
S = 0.03644531 r = 0.96347270 0.39
0.33
0.26
0.20
0.13
0.07
0.00 28.5 32.5 36.4 40.3 44.2 48.1 52.1
X Axis (содержание протеина в мясокостной муке,%)
Рис.2 Результаты экспериментальных исследований ингредиента комбикорма
−(41.88−x)2
Υ=0.33⋅e 18 Отсутствие «застойных» зон и щадящее воздействие на пищевую среду позволяют обеспечить необходимую точность дозирования, исключая нежелательные изменения структурно-механических свойств дозируемого материала.
Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР №194687, МПК А21 С 5/04, 1964 2. Авторское свидетельство СССР №571234, МПК А21 С 5/04, 1977 3. Авторское свидетельство СССР №234969, МПК А 21 С 5/04, 1969
Совершенствование оборудования для дозирования ингредиентов комбикормов
магистрант Попов С.Ю., аспирант Фицнер Л.А.
Одной из важных проблем при производстве комбикормов является точность дозирования ингредиентов, в частности высоковязких. Аналогичные проблемы существуют в пищевой промышленности при дозировании неньютоновских пищевых сред таких, например, как тесто, различные виды фаршей, а также пюре из фруктов и овощей.
Известны устройства для дозирования таких сред содержащие нагнетательные камеры, делительные головки, приспособления для стабилизации давления и приводы [1,2].
Такие устройства обеспечивают повышенную точность дозирования за счет поддержания постоянства давления в нагнетательной камере, однако сложны в кинематическом отношении и имеют достаточно высокую энергоемкость.
Наиболее совершенным по технической сущности и получаемому положительному эффекту, применяемым в практике, является дозатор для пищевых сред, содержащий приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой [3].
Такое устройство по сравнению с другими известными позволяет повысить точность дозирования, поскольку приспособление для поддержания постоянного давления встроено в нагнетательную камеру непосредственно перед делительной головкой и выполнено в виде сообщающегося с камерой цилиндра с подпружиненным поршнем.
Вместе с тем, пищевая среда, заполнив полость цилиндра при повышении давления, с очень большими сложностями попадает назад в полость нагнетательной камеры при наборе очередной дозы из-за наличия застойных зон при сопряжении цилиндра с камерой. Кроме того, преодолевая эти застойные зоны, пищевые среды испытывают воздействие повышенных касательных напряжений, что неблагоприятно сказывается на их структурномеханических характеристиках, приводя к выдавливанию жидкой фракции или нарушению связи между отдельными слоями.
Для преодоления указанных недостатков в дозаторе для пищевых сред, содержащем приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой, приспособление для поддержания постоянного давления выполнено в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного дугой окружности и плоской
поверхностью, причем внутри этого кармана, со стороны делительной головки, на корпусе нагнетательной камеры установлена пластинчатая пружина с возможностью перемещения в кармане.
Технический эффект в предлагаемом дозаторе для пищевых сред обеспечивается за счет выполнения приспособления для поддержания постоянного давления в виде плоского щелевого кармана, внутри которого под действием избыточного давления перемещается пластинчатая пружина. Пищевая среда изгибает ее, заставляя перемещаться свободный конец по дуге окружности до упора в ограничивающую плоскую поверхность. Эта плоская поверхность устанавливается из расчета воздействия возможного избыточного давления. При возвращении пищевой среды в нагнетательную камеру обеспечивается щадящее воздействие на нее действием этой же пружины, закрепленной со стороны делительной головки, что исключает появление «застойных» зон.
На рисунке 1 дана общая схема предложенного дозатора для пищевых сред.
Рис.1 Дозатор высоковязких ингредиентов комбинированных пищевых масс
Дозатор для пищевых сред имеет приемный бункер 1, нагнетательную камеру 2 с размещенным в ней шнеком 3, приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой 4, и привод 5.
Приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере выполнено в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного дугой окружности 6 и плоской поверхностью 8, причем внутри этого кармана, со стороны делительной головки, на корпусе нагнетательной камеры установлена с помощью винта (или заклепки) 9 пластинчатая пружина 7 с возможностью перемещения в плоском щелевом канале.
Работает дозатор для пищевых сред следующим образом:
Y Axis (вероя тность)
Шнековый нагнетатель непрерывно подает пищевую среду к делительной головке 4, которая периодически замыкает нагнетательную камеру 2. Возникающее при этом повышенное давление пищевой среды снижается благодаря тому, что пластинчатая пружина 7, деформируясь, перемещается по траектории ограниченной дугой окружности 6 вплоть до плоской поверхности 8, будучи закрепленной винтом 9.
При снижении давления в нагнетательной камере 2 пластинчатая пружина 7 выталкивает пищевой продукт в нагнетательную камеру 2, чем поддерживает в ней постоянное давление. При полностью загруженном бункере 1 колебания пластинчатой пружины 7 будут максимальными. По мере расхода пищевой среды колебания пружины 7 будут уменьшаться.
Использование аналогичного дозатора на Оршанском хлебокомбинате позволило получить результаты отраженные на рис.2.
S = 0.03644531 r = 0.96347270 0.39
0.33
0.26
0.20
0.13
0.07
0.00 28.5 32.5 36.4 40.3 44.2 48.1 52.1
X Axis (содержание протеина в мясокостной муке,%)
Рис.2 Результаты экспериментальных исследований ингредиента комбикорма
−(41.88−x)2
Υ=0.33⋅e 18 Отсутствие «застойных» зон и щадящее воздействие на пищевую среду позволяют обеспечить необходимую точность дозирования, исключая нежелательные изменения структурно-механических свойств дозируемого материала.
Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР №194687, МПК А21 С 5/04, 1964 2. Авторское свидетельство СССР №571234, МПК А21 С 5/04, 1977 3. Авторское свидетельство СССР №234969, МПК А 21 С 5/04, 1969